气动薄膜调节阀的工作特性及故障分析

李磊

摘 要：气动薄膜调节阀主要用于调节工业自动化过程控制领域中的介质流量、压力、温度、液位等工艺参数。随着科学技术的飞跃发展，气动薄膜调节阀作为自动调节系统的执行机构，得到了广泛的应用，在稳定生产、优化控制、维护等方面起着举足轻重的作用，本文对调节阀的选型、安装及维护加以介绍。

关键词：调节阀；选型；安装；维护

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.05.184

0 引言

我所工作的济南济南圣泉集团是一家立足于玉米芯等植物秸秆综合利用深加工，及各种生物质能源、生物质化工产品的大型集团。我所在的计量科负责整个集团的仪器仪表的安装及维护，公司的自动化程度越来越先进，在DCS、PLC系统中调节阀的应用越来越广泛，近10年的仪表工作实践和经验，以下文章对气动薄膜调节阀的工作特性以及故障做出自己科学、准确的分析。

1 前言

调节阀是工业自动化过程控制系统用来调节各种介质温度、液位、流量和压力的装置，它的工作正常与否直接关系整个装置的生产能否正常。由于在生产现场，工作环境常处于高温高压、潮湿、粉尘、易燃易爆等恶劣条件。为保证调节阀的正常工作，其选型、安装和维护都十分重要。

2 气动薄膜调节阀的工作原理及调节阀的选型与安装

（1）气动薄膜调节阀工作原理：当气室输入了0.02～0.30MPa信号压力之后，薄膜推动推力盘向上（下）移动，压缩弹簧，带动推杆、阀杆和阀芯向上（下）移动，使阀芯离开阀座，从而保持压缩空气流通。当信号压力保持一个定值时，阀门就维持在一定的开度上。

（2）气动调节阀的选型与安装。1）气动调节阀的选型：合理的选型是可以使日后的维修率大大减少，通常要考虑其工艺条件，根据介质选择其阀体的材质；通过工艺参数选择阀门的口径；根据工艺对象特性，选择合适的流量特性；为了确保安全，选择气开阀还是气关阀等等。就安全方面选型，以我公司为例，我公司在反应釜的生产过程中，蒸汽管路需要用气开阀，这样在气路或电路出现异常情况下，蒸汽管路阀门自动关闭；循环水管路需要用气关阀，在气路或电路出现异常情况下，循环水管路阀门自动打开。2）气动调节阀的安装：调节阀的安装必须确保安全性和使用性，易于操作和维护等。调节阀在安装时，应注意以下几点：a、调节阀安装之前的检验；b、调节阀在安装前应彻底清洗管道系统，将污物和焊渣排除干净，以免调节阀在运行时发生卡住现象；c、调节阀通常应垂直安装（特殊要求除外）；d、安装时，阀体上箭头方向与介质流向必须一致。

（3）阀门定位器：阀门定位器是气动调节阀的主要附件，它与气动执行器配套使用，为了适应公司自动化程度的不断提高，我们通常选用智能阀门定位器。

3 气动薄膜调节阀的故障分析

3.1 气源故障

（1）壓缩空气中带水，导致定位器模块进水，损坏模块。我公司气源带水是老问题了，水随着气源管道进入智能阀门定位器里，直接导致线路板烧坏。所以说，气源是气动薄膜调节阀中最关键的一部分。（2）油水分离器故障：由于油水分离器处于长期使用，油物很多，气源压力过大，分离器漏气或损坏，导致调节阀动作缓慢，甚至不动作。（3）气源铜管损坏，因气源中长时间带水，铜管中形成水锈，导致铜管堵塞。

3.2 电源故障

（1）由于接线失误，接线处进水或受潮等原因，使电源接线处短路。先确定现场信号有无4～20mA信号，如果有检查其他问题，如果没有检查DCS机柜信号的输出。（2）电源线接头处故障。电源线接头受外力的拉拽、环境的振动，接头处进水以及绝缘胶布失效绝缘性能等原因是电源线接头松动或断开，致使气动调节阀动作异常，不能全开全关甚至不动作。在实际工作中，电源线接头在所难免，接头处很有必要做好防水、绝缘措施。

3.3 阀门定位器故障

以智能阀门定位器为例：最常见的故障是反馈杆松动或脱落。其次就是信号迁移，导致DCS输出信号与实际阀位不一致，这是我们就需要重新整定一下定位器即可。

4 电气转换器故障

（1）节流孔堵塞气源。内脏污堵塞节流小孔，导致调节阀不动作。（2）零点、量程不准。由于现场振动、温度变化等原因使转换器输出信号的零点、量程不准。致使调节阀不能全开全关。在对转换器现场调校中首先应保证转换器信号小表指示准确。平常的巡检工作中应对信号小表进行维护。

5 调节阀故障

（1）气动调节阀薄膜片损坏。导致这种原因有两种：一是气源压力过大，长时间动作导致膜片磨损损坏；二是膜片使用时间过长，导致膜片老化变质，造成裂缝。工作过程中，我更换气动薄膜片很多次，大部分原因是气源压力过大，导致气动薄膜片损坏，但有可能是膜片质量本身的问题。判断膜片是否漏气，从膜头处检查是否有漏气现象。（2）阀体内漏。阀芯受到介质的严重腐蚀，或是阀芯受介质中焊渣、铁锈、渣子等划伤产生的伤痕。有条件的最好更换新阀芯。（3）调节阀盘根老化。介质的高温高压使调节阀的盘根老化，加大了对阀杆的摩擦力。其次由于阀杆的频繁动作使盘根的密封性变差使介质外漏。所以在日常维护中应该定期增加润滑油，延长其使用寿命，使阀杆与盘根的摩擦力降低。（4）阀杆与连接件由于现场振动致使其松动或脱落。在日常维护工作中要加强巡检力度。实际工作中，类似脱落现象时有发生，维修过程中，要多考虑这方面问题，提高维修效率。（5）阀座受到介质中焊渣、铁锈、渣子等划伤产生伤痕，或是介质的腐蚀，破坏了阀座与阀体间的密封。应取出阀座更换密封垫片，严重的应该更换新阀。（6）阀内有焊渣、铁锈、渣子等杂物堵塞，使调节阀卡主关不到底，应拆卸调节阀进行杂物清理，清理的同时观察阀芯阀座是否有划伤磨损现象。

对于气动薄膜调节阀的故障分析我列举了几点主要的故障现象，当然在我们的实际工作中还会遇到许多各种各样的故障现象，这就要求我们在工作中认真的分析和总结。

6 结束语

气动薄膜调节阀是化工企业应用最广泛的仪表之一，是自动化控制系统中的一个重要环节。它的正常工作，对车间生产的正常运行和安全生产有着重大的意义。因此，正确的对调节阀进行选型、安装、维护，才能确保气动调节阀在生产现场中能够长期、安全、稳定的运行。