调节阀常见故障及处理方法研究

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)中国石油西南管道兰成渝输油分公司 作者:张佳璐

  调节阀在油气集输系统中得到广泛使用,但由于受使用强度和工作环境等因素影响,调节阀在使用过程中常会出现故障。为保证生产的顺利进行,笔者结合自己多年的现场工作经验介绍了调节阀常见故障的处理方法,供油气集输系统的工程技术人员学习、参考。

  在工业自动化仪表中,调节阀算是笨重的了,加之结构简单,往往不被人们重视。但是,它在工艺管道上,工作条件复杂,一旦出现问题,大家又忙手忙脚。因其笨重,问题难找准,常常费力不讨好,还涉及系统投运、系统完全、调节品质、环境污染等。下面介绍几种调节阀常见故障的处理方法,绝大多数来自作者的工作实践,可供调节阀出现故障分析、处理时参考,这对现场维修人员、技术人员有一定的帮助的。

1、提高寿命的方法

  1.1、大开度工作延长寿命法

  让调节阀一开始就尽量在最大开度上工作,如90%。这样,汽蚀、冲蚀等破坏发生在阀芯头部上。随着阀芯变坏,流量增加,相应阀再关一点,这样不断破坏,逐步关闭,使整个阀芯全部利用,直到阀芯根部及密封面破坏,不能使用为止。同时,大开度工作节流间隙大,冲蚀减弱,这比一开始就让阀再中间开度和小开度上工作提高寿命1~5倍以上。

  1.2、减小S增大工作开度提高寿命法

  减小S,即增大系统除调节阀外的损失,使分配到阀上的压降降低,为保证流量通过调节阀,必然增大调节阀开度。同时,阀上压降减小,使汽蚀、冲蚀也减弱。具体办法由:阀后设孔板节流消耗压降;关闭管路上串联的手动阀至调节阀获得较理想的工作开度为止。

  1.3、缩小口径增大工作开度提高寿命

  通过把阀的口径减小来增大工作开度,具体办法有:换一台小一档口径的阀,如DN32换成DN25;阀体不变更,更换小阀座直径的阀芯阀座。

  1.4、转移破坏位置提高寿命法

  把破坏严重的地方转移到次要位置,以保护阀芯阀座的密封面和节流面。

  1.5、增长节流通道提高寿命法

  增长节流通道最简单的就是加厚阀座,使阀座孔增长,形成更长的节流通道。一方面可使流闭型节流后的突然扩大延后,起转移破坏位置,使之远离密封面的作用;另一方面,又增加了节流阻力,减小了压力的恢复程度,使汽蚀减弱。有的把阀座孔内设计成台阶式、波浪式,就是为了增加阻力,消弱汽蚀。这种方法在引进装置中的高压阀和将老的阀加以改进时经常使用,也十分有效。

  1.6、改变流向提高寿命

  流开型向着开方向流,汽蚀、冲蚀主要作用在密封面上,使阀芯根部和阀芯阀座密封面很快遭到破坏;流闭型向着闭方向流,汽蚀、冲蚀作用在节流之后,阀座密封面以下,保护了密封面和阀芯根部,延长了寿命。故作流开型使用的阀,当延长寿命的问题较为突出时,只需改变流向即可延长寿命1~2倍。

  1.7、改变特殊材料提高寿命法

  为抗汽蚀和冲蚀,可改用耐汽蚀和冲刷的特殊材料来制造节流件。这种特殊材料有6YC-1、A4钢硬质合金等。为抗腐蚀,可改用耐腐蚀,并有一定机械性能、物理性能的材料。这种材料分为非金属材料和金属材料两类。

  1.8、改变阀结构提高寿命法

  采用改变阀结构或选用具有更长寿命的阀的办法来达到提高寿命的目的,如选用多级式阀。反汽蚀阀、耐腐蚀阀等。

2、调节阀经常卡住或堵塞的防堵(卡)方法

  2.1、清洗法

  管路中的焊渣、铁锈、渣子等在节流口、下阀盖平衡孔内造成堵塞或卡住使阀芯曲面、导向面产生拉伤或划痕、密封面上产生压痕等。这经常发生于新投运系统和大修后投运初期。这是最常见的故障。遇此情况,必须卸开进行清洗,除掉渣物,如密封面收到损伤还应研磨;同时将底塞打开,以冲掉从平衡孔掉入下阀盖内的渣物,并对管路进行清洗。投运前,让调节阀全开,介质流动一段时间后再纳入正常运行。

  2.2、外接冲刷法

  对一些易沉淀、含有固体颗粒的介质采用普通阀调节时,经常在节流口、导向处堵塞,可在下阀盖底塞处外接冲刷气体和蒸汽。当阀产生堵塞或卡住时,打开外接的气体或蒸汽阀门,即可在不懂调节阀的情况下完成冲洗工作,使阀正常运行。

  2.3、安装管道过滤器法

  对小口径的调节阀,尤其是超小流量调节阀,其节流间隙特小,介质中不能有一点点渣物。遇此情况堵塞,最好在阀前管道上安装一个过滤器,以保证介质顺利通过。带定位器使用的调节阀,定位器工作不正常,其气路节流口堵塞是最常见的故障。因此,带定位器工作时,必须处理好气源,通常采用的办法是在定位器前气源管线上安装空气过滤减压阀。

  2.4、增大节流间隙法

  如介质中的固体颗粒或管道中被冲刷掉的焊渣和锈物等因过不了节流口造成堵塞、卡住等故障,可以用节流间隙大的节流件—节流面积为开窗、开口类的阀芯、套筒,因其节流面积集中而不是圆周分布的,故障就能很容易地被排除,如果是单、双座阀就可将柱塞形阀芯改为“V”行口的阀芯,或改成套筒阀等。

  2.5、介质冲刷法

  利用介质自身的冲刷能量,冲刷和带走易沉淀、易堵塞的东西,从而提高阀的防堵功能。常见的方法有:¹改作流闭型使用;º采用流线型阀体;»将节流口置于冲刷最厉害处,采用此法要注意提高节流件材料的耐冲刷能力。

  2.6、直通改为角形法

  直通为倒S流动,流路复杂,上、下容腔死区多,为介质的沉淀提供了地方。角形连接,介质犹如流过90℃弯头,冲刷性能好,死区小,易设计成流线型。因此,使用直通的调节阀产生轻微堵塞时可改成角形阀使用。

3、调节阀外泄的解决方法

  3.1、增加密封油脂法

  对未使用密封油脂的阀,可考虑增加密封油脂来提高阀杆密封性能。

  3.2、增加填料法

  为提高填料对阀杆的密封性能,可采用增加填料的方法。通常是采用双层、多层混合填料形式,单纯增加数量如将3片增到5片,效果并不理想。

  3.3、更换石墨填料法

  大量使用的聚四氟乙烯填料,因其工作温度在-20℃~+200℃范围内,当温度在上、下限,变化较大时,其密封性便明显下降,老化快,寿命短。柔性石墨填料可克服这些缺点且使用寿命长。因而有的工厂全部将四氟填料改为石墨填料,但使用使用石墨填料的回差打,初时有的还产生爬行现象,对此必须有所考虑。

  3.4、改变流向,置P2在阀杆端法

  当△P较大,P1也较大时,密封P1显然比密封P2困难。因此,可采取改变流向的方法,将P1在阀杆端改为P2在阀杆端,这对压力高、压差打的阀是有效的。

  3.5、采用透镜垫密封法

  对于上、下盖得密封,阀座与上、下阀体的密封。若为平面密封,在高温高压下,密封性差,引起外泄,可以改用透镜垫密封,能得到满意的效果。

  3.6、更换密封垫片

  至今大部分密封垫片仍采用石棉板,在高温下,密封性能较差,寿命也短,引起外泄。遇到这种情况,可改用缠绕垫片,“O”形环等,现已被广泛采用。

4、结束语

  调节阀在使用过程中常会出现故障,调节阀维修是工程技术人员必不可少的工作。调节阀的维修是一个专业性很强的技术性工作,做好调节阀的维修工作,要求工程技术人员不但要掌握理论上的知识,而且要结合本单位调节阀的实际使用情况来综合分析和维护,提高维修速度和水平,保证油气集输系统的稳定、长期、安全运行。

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