铠沃阀门解析调节阀异常振动原因分析及处理

日期：2019-07-02 来源：

我公司专业生产提供各类电动调节阀、气动调节阀、微压自力式调节阀、蒸汽自力式压力调节阀、自立式温度调节阀等自控阀门产品,主要产品均采用了国际先进技术

分析了调节阀使用中异常振动的原因及其相关部件的工作状态，铠沃阀门介绍了执行器、阀芯、工艺状况和定位器设置等方面振动的解决方案。

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调节阀振动是阀门运行中较难处理的故障之一。振动不仅加速调节阀的损坏，也对产品质量和安全生产造成影响。本文结合智能定位器的研究，给出现场处理振动问题的注意事项和方法。

执行机构漏气

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由于漏气使实际阀位偏离给定阀位，造成伺服放大器反复充气，使阀门不能稳定在给定阀位，造成阀门振动。

2.1

漏气部位

（1）气动薄膜执行机构

气动薄膜执行机构的膜片破损，推杆与弹簧托盘松动，O形圈破损，反作用执行机构推杆与下膜盖之间的密封漏气，通常为V形密封圈磨损，顶装手轮机构上膜盖密封漏气。

（2）直行程气缸执行机构

直行程气缸执行机构（包含用于拨叉式角行程执行机构）的活塞密封圈漏气（窜缸漏气），活塞缸盖密封漏气，限位螺钉密封组件漏气，输出轴与缸盖间密封漏气。

（3）双齿条结构角行程执行机构

双齿条结构角行程执行机构的活塞背面密封圈漏气，气缸盖与缸体密封圈漏气，输出轴与缸体连接的上下支撑密封圈漏气，气缸盖上的限位螺钉漏气。

（4）外部附件

外部附件如各定位器输出管线接头漏气，气控增速器或继动器、快排阀、单向调速器和保位阀漏气。

2.2

漏气处理

针对不同的漏气现象，采取的处理方法不同。

（1）如果阀门没有严格的开关时间限制，应尽可能减少气动附件和过程接头，如取消快排阀、气控增速器、单向调速器、变径和弯通等附属元件。

（2）定时清扫并加注润滑油，保持推杆、阀杆洁净无锈蚀，镀铬层不起皮，润滑充分，确保密封件不磨损、不漏气。

（3）巡检时，对气动薄膜执行机构的排气口（正作用排气口在下膜盖，反作用在上膜盖）和单作用活塞缸的排气口等部位进行检漏，发现漏气及时进行修复处理。

调节阀卡塞

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调节阀卡塞包括阀杆与填料、阀芯与阀座以及执行机构的卡塞。

3.1

卡塞原因

（1）阀杆密封填料压装过紧，引起阀杆运行阻力增大。由于数控加工精度的提高，阀杆表面的光洁度很高，填料过紧增大了阀杆与填料间的阻力，在预紧弹簧回位时引起超调，进而引起阀门长周期振动（振动周期一般大于30s）。

（2）对弹簧预紧的填料函采用不合理的方法调整填料压盖，造成阀杆运行阻力增大、预紧弹簧或填料损坏。

（3）低温阀门未采用与其相应的填料，造成摩擦阻力增大。

（4）阀杆变形或填料压盖错位，引起阀杆摩擦填料压盖，造成运行阻力增大，同时引起填料加速磨损造成介质泄漏。阀杆变形通常有2种原因。①正作用执行机构由于气源压力设定值超过阀门标称值，推力过大造成阀杆变形。②操作阀门手动机构时用力过大引起阀杆变形。

（5）填料函进入异物卡塞，造成阀杆运行阻力增大。异物有阀杆不洁净运行过程中带入的粉尘、铁锈或雨雪等。另外，由于冷箱或管线漏冷严重，使阀杆处结冰，冰又通过阀杆移动带入填料函。

（6）阀芯内部卡塞，主要原因有导向套部分卡塞（部分厂家叫无油轴承），介质在阀内结晶或结垢，阀腔内有异物等。由于吹扫不干净，设备腐蚀，管道或容器内部件脱落等原因造成阀腔内有异物存在。

（7）执行机构卡塞，主要原因有弹簧断裂或叠压，双齿条执行机构齿牙磨损，执行机构限位螺钉或限位盘等部件脱落。

3.2

卡塞处理

（1）保持阀杆清洁润滑，及时更换防尘密封圈和护罩。

（2）与设备专业结合消除冷量外移造成阀杆结冰。

（3）依据阀门使用手册对填料进行维护，防止填料性能失效。

（4）依据气缸和阀门出厂手册调整气源压力，不能因阀门不到位而随意增大气源压力，或过度操作手动机构。

工艺状况较差

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（1）阀门设计参数与实际工况差异较大，实际压差值远高于设计压差，造成执行机构推力过小，阀芯支撑刚度严重不足，调节过程阀位开度受工况影响，阀芯随介质工况振动，此现象在阀芯为流开型的阀门上表现尤为突出。出现此状况时，采取的临时措施是利用调节阀前后的工艺截止阀进行节流，降低调节阀前后的压差。并依据工况进行优化改造，如采用多级降压阀内件合理设计平衡孔尺寸、增大执行机构推力或预紧力。

（2）管道振动较大，反馈机构松动或卡簧脱落，造成阀位反馈波动。出现此状况时，加固管道，仔细检查反馈机构，消除间隙和回程误差。

（3）工艺介质压力或流量脉动过大，如往复式压缩机和计量泵等间歇给料系统的调节阀，由于工况周期振荡造成阀门振动。出现此状况时，增加压缩机或泵出口缓冲器，降低物料脉动。

定位器参数设置不合理

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为了保证定位器能够满足不同类型、不同尺寸的调节阀平稳、迅速、准确的达到给定阀位，其在硬件和软件都设置有相应的调节方法（表1），防止余差超标或超调振荡。同时为了有效监控功率放大器的实际输出，部分定位器对功率放大器的阀芯位置也进行监控，并作为内环回路参与运算。

（1）西门子SIPARTPS2系列定位器

西门子SIPARTPS2系列定位器在硬件上设置有限流器，在软件上设置34.DEBA控制器的死区（默认为0.15%）。顺时针旋转限流器减小空气流量，降低执行器响应速度。逆时针旋转限流器增大空气流量，加快执行器响应速度。振动时应减小空气流量。适当放大死区也可以有效降低振动。

（2）FisherDVC6000和DVC2000定位器

FisherDVC6000和DVC2000定位器（采用两阶段阀杆定位算法）在硬件不设置调整部件，放大器的动态响应依靠软件进行设定。对于振动的阀门可以依据情况削弱响应，增强阻尼。在调节精度要求不高的工况，可以增大积分死区、降低积分增益，甚至关闭积分使能，以降低阀门振动的可能。

（3）ABB定位器

ABB定位器（TZID－C）在硬件上没有阻尼调节装置，但有一个进入喷嘴挡板的过滤器，要进行检查，防止进入喷嘴气路不畅引起阀门喘振。

（4）山武azibilAVP3000定位器

山武azibilAVP3000定位器主要参数为动态特性数据设定。动态特性数据设定由选定的执行机构型号确定，只有在执行机构选择为“0”即专家模式时，才能对其动态特性参数P、I、D进行设定。

（5）福斯logix3200定位器

福斯logix3200定位器（采用两阶段阀杆定位算法）I/P转换采用压电式喷嘴挡板结构，伺服放大采用滑阀组件。操作面板设置有A～H八档增益选择开关，A档增益最小，H档增益最大，校准时可以快速对定位器增益进行选择。

（6）YTC2300定位器

韩国YTC2300定位器硬件上设置有流量调节旋钮，执行器较小时适当减小空气流量防止发生振动。

结语

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解决调节阀振动问题可以提高智能制造的水平，扩大调节阀应用领域。在减轻劳动强度，改善工作环境的同时，也使生产过程更为安全和稳定。

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