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　　儀表閥門工作原理及維護(hù)

　　由于閥門的廣泛用途，使它在工業(yè)生產(chǎn)中起的作用越來越大，在石油、化工生產(chǎn)中，閥門起著控制全部生產(chǎn)設(shè)備和工藝流程的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。但閥門同其它產(chǎn)品比較往往被人們忽視，在安裝機(jī)器設(shè)備時，人們往往把重點(diǎn)放在主要機(jī)器設(shè)備方面，如：壓縮機(jī)、高壓容器、鍋爐等，忽略對閥門的選用安裝。閥門選用安裝不當(dāng)，會使整個生產(chǎn)效率降低或停產(chǎn)、或造成種種其它事故發(fā)生。因此，對閥門的選用、安裝、使用等都必須進(jìn)行認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作，尤其是現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)和建設(shè)更應(yīng)如此。

　　一、儀表閥門的分類與用途

　　1、閥門的分類。閥門產(chǎn)品的種類繁多，說法也不完全統(tǒng)一，有的按用途分（如化工、石油、電站等）、有的按介質(zhì)分（如水蒸汽、空氣閥等）、有的按材質(zhì)分（如鑄鐵閥、鑄鋼閥、鍛鋼閥等）、有的按連接形式分（如內(nèi)螺紋、法蘭閥等）、有的按溫度分（如低溫閥、高溫閥等）。我國目前大多數(shù)習(xí)慣是按壓力和結(jié)構(gòu)種類來區(qū)分。即：按公稱壓力分：≤1.6MPa為低壓閥、壓力2.5、4.0、6.4MPa為中壓閥、≥10MPa為高壓閥、超過100MPa為超高壓閥。

　　儀表閥是采用模擬信號的調(diào)節(jié)器，又稱模擬儀表閥。它確定受控對象參數(shù)的模擬形式測量值與給定值的偏差，并根據(jù)一定的調(diào)節(jié)規(guī)律產(chǎn)生模擬輸出信號推動執(zhí)行器消除偏差，使受控參數(shù)保持在給定值附近或按預(yù)定規(guī)律變化。

　　儀表閥按照所用的能源分為氣動儀表閥、液動儀表閥和電動儀表閥三類；按照原理和結(jié)構(gòu)又可分為自力式儀表閥、基地式調(diào)節(jié)儀表閥、簡易調(diào)節(jié)儀表閥、單元組合儀表閥和組裝式綜合控制裝置等。

　　自力式儀表閥以被調(diào)介質(zhì)本身的能量或經(jīng)過簡單的轉(zhuǎn)換后帶動調(diào)節(jié)閥，實(shí)現(xiàn)自動調(diào)節(jié)。浮球式液位調(diào)節(jié)器就是利用浮球在液面上受到的浮力使調(diào)節(jié)閥動作，這種調(diào)節(jié)器不需要外來能源，是一種就地調(diào)節(jié)的裝置，它結(jié)構(gòu)簡單，易于維修，適用于控制精度要求不高的單參數(shù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，在原理和結(jié)構(gòu)上與氣動執(zhí)行器十分類似，常被歸入執(zhí)行器類。

　　基地式儀表閥是一種帶附加調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的指示記錄儀表。它接受檢測元件發(fā)來的信號，靠指示、記錄機(jī)構(gòu)的動作帶動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)發(fā)出控制信號，送到執(zhí)行器實(shí)現(xiàn)自動調(diào)節(jié)。動圈式指示調(diào)節(jié)儀表、帶電動調(diào)節(jié)器或氣動調(diào)節(jié)器的電動和氣動記錄儀表都屬于這種類型，它們廣泛用于控制單臺生產(chǎn)設(shè)備。

　　簡易儀表閥是一種可直接接受檢測元件的信號，不帶指示機(jī)構(gòu)的，專用性較強(qiáng)且結(jié)構(gòu)簡單的調(diào)節(jié)儀表。它也可以接受變送器的信號。無指示調(diào)節(jié)器和溫度報警器都屬于簡易調(diào)節(jié)儀表，在中小型企業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。

　　單元組合儀表是由若干種具有獨(dú)立功能的標(biāo)準(zhǔn)單元組成的一套調(diào)節(jié)儀表。它完全適應(yīng)大型機(jī)組和過程控制方面的要求，可以實(shí)現(xiàn)多回路的復(fù)雜控制。

　　組裝式綜合控制裝置，簡稱組裝式儀表，是按照一個大型機(jī)組或過程控制的要求，選用各種獨(dú)立的功能組件組合成的專用控制裝置。它可按用戶的需要組裝，因而具有很大的靈活性。

　　2、儀表閥門的工作原理

　　氣動閥門主要有，氣動V型調(diào)節(jié)球閥、氣動O型切斷球閥、扭距式汽缸球閥、電磁隔膜閥、氣動直行程式隔膜閥、電動閥。在生產(chǎn)過程中，為了使介質(zhì)的壓力、流量等參數(shù)符合工藝流程的要求，需要安裝調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)對參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的主要工作原理，是靠改變閥門閥瓣與閥瓣與閥座間的流通面積，達(dá)到調(diào)節(jié)參數(shù)的目的。

　　二、儀表閥門的故障維護(hù)

　　閥的主要故障元件有閥外體、閥芯、閥座，要經(jīng)常檢查閥體內(nèi)壁受腐蝕和磨損情況，特別是用于腐蝕介質(zhì)和高壓差、空化作用等惡劣工藝條件下的閥門，必須保證其耐壓強(qiáng)度和耐腐、耐磨性能；閥芯起到調(diào)節(jié)和切斷流體的作用，是活動的節(jié)流元件，因此受介質(zhì)的沖刷、腐蝕、顆粒的碰撞*為嚴(yán)重，在高壓差、空化情況下更易損壞，所以要檢查它的各部分是否破壞、磨損、腐蝕，是否要維修或更換；閥座接合面是保證閥門關(guān)閉的關(guān)鍵，它受腐蝕磨損的情況比較嚴(yán)重，由于介質(zhì)的滲透，使固定閥座的螺紋內(nèi)表面常常受到腐蝕而松動，要特別檢查這一部位。

　　不同類型的調(diào)節(jié)閥及不同部位都有一些關(guān)鍵性元件，這些元件也是容易出故障的元件，如：氣動、液動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，膜片對薄膜式氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)來說，膜片是*重要的元件。在氣源系統(tǒng)正常的情況下，如果執(zhí)行機(jī)構(gòu)不動作，就應(yīng)該想到膜片是否破裂、是否沒安裝好。當(dāng)金屬接觸面的表面有尖角、毛刺等缺陷時就會把膜片扎破，而膜片**不能有泄漏。另外，膜片使用時間過長，材料老化也會影響使用?；钊麣鈩?、液動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的活塞產(chǎn)生驅(qū)動力，因此活塞的損壞、磨損是**不允許的。接氣（液）管是輸入壓力通向執(zhí)行機(jī)構(gòu)的通路，因此要經(jīng)常檢查是否接牢，不漏氣。推桿要檢查推桿有無彎曲、變形、脫落。推桿與閥桿連接要牢固，位置要調(diào)整好，這樣才能確保足夠的行程并關(guān)閉閥門。彈簧要檢查彈簧有無斷裂，制造、加工、熱處理不當(dāng)都會使彈簧斷裂，有些彈簧在過大的載荷作用下，也可能斷裂。

　　閥門是承受內(nèi)壓的機(jī)械產(chǎn)品，因而必須具有足夠的強(qiáng)度和剛度，以保證長期使用而不發(fā)生破裂或產(chǎn)生變形。閥門的密封性能是指閥門各密封部位阻止介質(zhì)泄漏的能力，它是閥門*重要的技術(shù)性能指標(biāo)。閥門的密封部位有三處：啟閉件與閥座兩密封面間的接觸處；填料與閥桿和填料函的配和處；閥體與閥蓋的連接處。其中前一處的泄漏叫做內(nèi)漏，也就是通常所說的關(guān)不嚴(yán)，它將影響閥門截斷介質(zhì)的能力。對于截斷閥類來說，內(nèi)漏是不允許的。后兩處的泄漏叫做外漏，即介質(zhì)從閥內(nèi)泄漏到閥外。外漏會造成物料損失，污染環(huán)境，嚴(yán)重時還會造成事故。對于易燃易爆、有毒或有放射的介質(zhì)，外漏更是不能允許的，因而閥門必須具有可靠的密封性能。

　　儀表閥門驅(qū)動裝置分類

　　儀表閥門驅(qū)動裝置有以下幾種：

　　手動裝置

　　由人力驅(qū)動的減速裝置，用以減小手動操作儀表閥門所需要的力，通常有多圈回轉(zhuǎn)式和部分回轉(zhuǎn)式兩種。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單﹑操作簡便。它常用于驅(qū)動公稱通徑小于300毫米的儀表閥門。

　　齒輪傳動裝置是利用兩齒輪的輪齒相互嚙合傳遞動力和運(yùn)動的機(jī)械傳動。齒輪傳動的特點(diǎn)是：齒輪傳動平穩(wěn)，傳動比**，工作可靠、效率高、壽命長，使用的功率、速度和尺寸范圍大。

　　氣動裝置,液動裝置

　　多數(shù)由壓縮氣體或液壓驅(qū)動的壓力缸構(gòu)成)，少數(shù)由氣動馬達(dá)或液壓馬達(dá)驅(qū)動的減速機(jī)構(gòu)成。前一種廣泛用作部分回轉(zhuǎn)式和直線往復(fù)式驅(qū)動﹔后一種可以用作多圈回 轉(zhuǎn)式驅(qū)動，有的可以與電動裝置通用。它們都有結(jié)構(gòu)緊湊﹑啟閉迅速的特點(diǎn)，適用于室內(nèi)或有腐蝕﹑易燃易爆的環(huán)境﹔其缺點(diǎn)是配管較復(fù)雜，不適于遠(yuǎn)距離控制。氣動裝置的壓力一般為(4～6)×105帕，出力較小。液動裝置采用較高的壓力，出力較大。

　　電動裝置

　　用電動機(jī)帶動減速機(jī)構(gòu)驅(qū)動儀表閥門的裝置。有的由電磁力驅(qū)動儀表閥門 (見電磁閥)。儀表閥門的電動裝置有多回轉(zhuǎn)式和部分回轉(zhuǎn)式兩種型式。其特點(diǎn)是電力供應(yīng)方便﹑容易調(diào)整﹑出力大，適合于遙控和自動控制的需要，使用較為廣泛。但在設(shè)計(jì)制造時需要考慮室外﹑易燃易爆等環(huán)境條件對電動裝置的影響，且結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。

　　氣液聯(lián)動裝置和電液聯(lián)動裝置

　　由壓縮氣體或電力作為動力源的液壓機(jī)構(gòu)組成。常見的為部分回轉(zhuǎn)式，其特點(diǎn)是動作迅速﹑出力大，可驅(qū)動大口徑的儀表閥門。這種裝置常用于石油和天然氣長距離輸送管道的截斷閥或緊急自動截斷閥。

　　儀表閥門注意事項(xiàng)

　　過程檢測與控制儀表日常維護(hù)----定期排污

　　定期排污主要有兩項(xiàng)工作，其一是排污，其二是定期進(jìn)行吹洗。這項(xiàng)工作應(yīng)因地制宜，并不是所有過程檢測儀表都需要定期排污。

　　1．排污

　　排污主要是針對差壓變送器、壓力變送器、浮筒液位計(jì)等儀表，由于測量介質(zhì)含有粉塵、油垢、微小顆粒等在導(dǎo)壓管內(nèi)沉積（或在取壓閥內(nèi)沉積），直接或間接影響測量。排污周期可由儀表工根據(jù)實(shí)踐自行確定。

　　定期排污應(yīng)注意事項(xiàng)如下：

　?、?排污前，必須和工藝人員聯(lián)系，取得工藝人員認(rèn)可才能進(jìn)行；

　　② 流量或壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)排污前，應(yīng)先將自動切換到手動，保證調(diào)節(jié)閥的開度不變；

　?、?對于差壓變送器，排污前先將三閥組正負(fù)取壓閥關(guān)死；

　?、?排污閥下放置容器，慢慢打開正負(fù)導(dǎo)壓管排污閥，使物料和污物進(jìn)入容器，防止物料直接排入地溝，否則，一來污染環(huán)境，二來造成浪費(fèi)；

　?、?由于閥門質(zhì)量差，排污閥門開關(guān)幾次以后會出現(xiàn)關(guān)不死的慰問，應(yīng)急措施是加盲板，保證排污閥處于不泄漏，以免影響測量**度。

　?、?開啟三閥組正負(fù)取壓閥，擰松差壓變送器本體上排污（排氣）螺絲進(jìn)行排污，排污完成擰緊螺絲；

　?、?觀察現(xiàn)場指示儀表，直至輸出正常，若是調(diào)節(jié)系統(tǒng)，將手動切換與自動。

　　2．吹洗

　　吹洗是利用吹氣或沖液使被測介質(zhì)與儀表部件或測量管線不直接接觸，以保護(hù)測量儀表并實(shí)施測量的一種方法。吹氣是通過測量管線向測量對象連續(xù)定量地吹入氣體。 沖液是通過測量管線向測量對象連續(xù)定量地沖入液體。

　　對于腐蝕性、粘稠性、結(jié)晶性、熔融性、沉淀性介質(zhì)進(jìn)行測量，并采用隔離方式難以滿足要求時，才采用吹洗。

　　典型吹洗方式如圖6-1-1所示。

　　吹洗應(yīng)注意事項(xiàng)如下：

　　① 吹洗氣體或液體必須是被測工藝對象所允許的流動介質(zhì),通常它應(yīng)滿足下列要求:

　　a. 與被測工藝介質(zhì)不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；

　　b. 清潔，不含固體顆粒；

　　c. 通過節(jié)流減壓后不發(fā)生相變；

　　d. 無腐蝕性；

　　e. 流動性好。

　?、?吹洗液體供應(yīng)源充足可靠，不受工藝操作影響。

　　③ 吹洗流體的壓力應(yīng)高于工藝過程在測量點(diǎn)可能達(dá)到的*高壓力，保證吹洗流體按設(shè)計(jì)要求的流量連續(xù)穩(wěn)定地吹洗。

　?、?采用限流孔板或可調(diào)阻力的轉(zhuǎn)子流量計(jì)測量和控制吹洗液體或氣體的流量。

　?、?吹洗流體入口點(diǎn)應(yīng)盡可能靠近儀表取源部件（或靠近測量點(diǎn)），以便使吹洗流體在測量管線中產(chǎn)生的壓力降保持在*小值。

　　⑥ 為了盡可能減小測量誤差，要求吹洗流體的流量必須恒定。根據(jù)吹洗流體的種類、被測介質(zhì)的特性以及測量要求決定吹洗流量，下列吹洗流體數(shù)值供參考：

　　a. 流化床： 吹洗流體為空氣或其他氣體時，一般為0.85 ~ 3.4Nm3/h。

　　b. 低壓儲槽液位測量： 吹洗流體為空氣或其他氣體時，一般為0.03~0.045Nm3/h。

　　c. 一般流量測量： 吹洗流體為氣體時，一般為0.03~0.14Nm3/h；吹洗流體為液體時，一般為0.014 ~ 0.036m3/h。

　　儀表閥門用途

　　儀表閥門是一種管路附件，現(xiàn)已廣泛地運(yùn)用于控制輸送水、油品和氣等介質(zhì)流體中，備受市場用戶的關(guān)注。具體來講，儀表閥門有以下幾種用途：

　　(1)接通或截斷管路中的介質(zhì)。如閘閥、截止閥、球閥、旋塞閥、隔膜閥、蝶閥等。

　　(2)調(diào)節(jié)、控制管路中介質(zhì)的流量和壓力。如節(jié)流閥、調(diào)節(jié)閥、減壓閥、安全閥等。

　　(3)改變管路中介質(zhì)流動的方向。如分配閥、三通旋塞、三通或四通球閥等。

　　(4)阻止管路中的介質(zhì)倒流。如各種不同結(jié)構(gòu)的止回閥、底閥等。

　　(5)分離介質(zhì)。如各種不同結(jié)構(gòu)的蒸汽疏水閥、空氣疏水閥等。

　　(6)指示和調(diào)節(jié)液面高度。如液面指示器、液面調(diào)節(jié)器等。

　　(7)其他特殊用途。如溫度調(diào)節(jié)閥、過流保護(hù)緊急切斷閥等。

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