調(diào)節(jié)閥常見故障處理的方法
在穩(wěn)定性分析中,已知不平衡力作用同與閥關(guān)方向相同時,即對閥產(chǎn)生關(guān)閉趨勢時,閥穩(wěn)定性差。
對閥工作在上述不平衡力條件下時,選用改變其作用方向的方法,通常是把流閉型改為流開型,一般來說都能方便地解決閥的穩(wěn)定性問題。
有的閥受其自身結(jié)構(gòu)的限制,在某些開度上工作時穩(wěn)定性較差。
雙座閥,開度在10%以內(nèi),因上球處流開,下球處流閉,帶來不穩(wěn)定的問題;不平衡力變化斜率產(chǎn)生交變的附近,其穩(wěn)定性較差。如蝶閥,交變點在70度左右;雙座閥在80~90%開度上。遇此類閥時,在不穩(wěn)定區(qū)工作必然穩(wěn)定性差,避免不穩(wěn)定區(qū)工作即可。
穩(wěn)定性好的閥其不平衡力變化較小,導(dǎo)向好。常用的球型閥中,套筒閥就有這一大特點。
當(dāng)單、雙座閥穩(wěn)定性較差時,更換成套筒閥穩(wěn)定性一定會得到提高。
執(zhí)行機構(gòu)抵抗負荷變化對行程影響的能力取決于彈簧剛度,剛度越大,對行程影響越小,閥穩(wěn)定性越好。
增大彈簧剛度是提高閥穩(wěn)定性的常見的簡單方法,如將20~100KPa彈簧范圍的彈簧改成60~180KPa的大剛度彈簧,采用此法主要是帶了定位器的閥,否則,使用的閥要另配上定位器。
當(dāng)系統(tǒng)要求調(diào)節(jié)閥響應(yīng)或調(diào)節(jié)速度不應(yīng)太快時,閥的響應(yīng)和調(diào)節(jié)速度卻又較快,如流量需要微調(diào),而調(diào)節(jié)閥的流量調(diào)節(jié)變化卻又很大,或者系統(tǒng)本身已是快速響應(yīng)系統(tǒng)而調(diào)節(jié)閥卻又帶定位器來加快閥的動作,這都是不利的。
這將會產(chǎn)生超調(diào),產(chǎn)生振動等。對此,應(yīng)降低響應(yīng)速度。
辦法有:
將直線特性改為對數(shù)特性;
帶定位器的可改為轉(zhuǎn)換器、繼動器。
調(diào)節(jié)閥其它故障處理
兩位型閥為提高切斷效果,通常作為流閉型使用。對液體介質(zhì),由于流閉型不平衡力的作用是將閥芯壓閉的,有促關(guān)作用,又稱抽吸作用,加快了閥芯動作速度,產(chǎn)生輕微水錘,引起系統(tǒng)喘振。
對上述現(xiàn)象的解決辦法是只要把流向改為流開,喘振即可消除。類似這種因促關(guān)而影響到閥不能正常工作的問題,也可考慮采取這種辦法加以解決。
塑變使一種金屬表面把另一種零件的金屬表面擦傷,甚至粘在一起,造成閥門卡住,動作不靈、密封面拖傷、泄漏量增加、螺紋連接的兩個件咬住旋不動(如高壓閥的上、下閥體)等故障。
塑變與溫度、配合材料、表面粗糙度、硬度和負荷有關(guān)。高溫使金屬退火或軟化,進一步加劇塑變趨勢。
解決塑變引起閥故障
易擦傷部位采用高硬度材料,有5~10Rc硬度差;
兩種零件改用不同材料;
增大間隙;
增加潤滑劑;
修復(fù)破壞面,提高光潔度和硬度:
螺紋咬住旋不動時,只好一次性焊好用。
因計算不準(zhǔn)或產(chǎn)量增加等因素使閥的流量系數(shù)偏小,造成閥全開也保證不了流量時,不得已只好打開旁路流過部分流量。通常旁通流量<15~20%最大流量。
這里介紹一種開旁路的辦法:因流閉型流阻小,比流開型流量系數(shù)大10~15%,因此,可用改變流向的辦法,改通常的流開為流閉使用,即使閥多通過10-15%的流量。這樣既可避免打開旁路,又因處大開度工作,穩(wěn)定性問題也可不考慮。
最典型的閥是雙座閥,流體從中間進,閥芯垂直于進口,流體繞過閥芯分成上下兩束流出。
流體沖擊在閥芯上,使之靠向出口側(cè),引起摩擦,損傷閥芯與襯套的導(dǎo)向面,導(dǎo)致動作失常,高流量還可能使閥芯彎曲、沖蝕、嚴(yán)重時甚至斷裂。
解決的方法:
提高導(dǎo)向部位材料硬度;
增大閥芯上下球中間尺寸,使之呈粗狀;
選用其它閥代用。如用套筒閥,流體從套筒四周流人,對閥塞的側(cè)向推力大大減小。
對“V”形口的閥芯,因介質(zhì)流入的不對稱,作用在“V”形口上的閥芯切向力不一致,產(chǎn)生一個使之旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)力。特別是對DN≥100的閥更強烈。
由此,可能引起閥與執(zhí)行機構(gòu)推桿連接的脫開,無彈簧執(zhí)行機構(gòu)可能引起膜片扭曲。
解決的辦法有:
將閥芯反旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)一個角度,以平衡作用在閥芯上的切向力;
進一步鎖住閥桿與推桿的連接,必要時,增加一塊防轉(zhuǎn)動的夾板;
將“V”形開口的閥芯更換成柱塞形閥芯;
采用或改為套筒式結(jié)構(gòu);
如系共振引起的轉(zhuǎn)動,消除共振即可解決問題。
采用“O”形圈、密封環(huán)、襯里等軟密封的蝶閥,閥關(guān)閉時,由于軟密封件的變形,使閥板關(guān)閉到位并包住閥板,能達到十分理想的切斷效果。
但閥要打開時,執(zhí)行機構(gòu)要打開閥板的力不斷增加,當(dāng)增加到軟密封件對閥板的摩擦力相等時,閥板啟動。一旦啟動,此摩擦力就急劇減小。
為達到力的平衡,閥板猛烈打開,這個力同相應(yīng)開度的介質(zhì)作用的不平衡力矩與執(zhí)行機構(gòu)的打開力矩平衡時,閥停止在這一開度上。這個猛烈而突然起跳打開的開度可高達30~50%,這將產(chǎn)生一系列問題。
同時,關(guān)閉時因軟密封件要產(chǎn)生較大的變化,易產(chǎn)生永久變形或被閥板擠壞、拉傷等情況,影響壽命。
解決辦法是調(diào)整軟密封件對閥板啟動的摩擦力,這既能保證達到所需切斷的要求,又能使閥較正常地啟動。
具體辦法有:
調(diào)整過盈量;
通過限位或調(diào)整執(zhí)行機構(gòu)預(yù)緊力、輸出力的辦法,減少閥板關(guān)閉過度給開啟帶來的困難。