阀门结构与维护

1、控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护1 杨立 艾默生过程控制有限公司阀门部2010-05-09控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护2 第一章阀门常用的结构形式 控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护3控制阀的构成控制阀的构成：控制阀主要由两大部分组成： 阀体组合件执行器控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护4按控制阀的结构分类笼式阀 单座阀 双座阀 三通阀 角阀 球阀 碟阀控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护512 费希尔笼式阀的基本结构与特点 121 E 系列控制阀 E系列控制阀的基本型号 ED ET ES EZ E系列控制阀的特点 a. 结构简单 b. 易于维护 （顶装式结构使得维修更方便，便

2、于在线维修） c. 使用寿命长 （阀笼导向可保证阀塞在全行程内的对中性， 避免或减少振动） d. 流通能力强 e. 阀内件互换性强 （可较容易地改变流量特性及流通能力，减少备件储备）控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护6 E 系列控制阀主要零件阀芯 ,阀杆,阀座,阀笼(支架),垫片,填料等 控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护7， ED 型控制阀 特 点： a.平衡型阀塞 b.阀笼导向，阀内件配合精密，阀门运行平稳 c.需较小执行器（推力） d.适于温度较高工况（可达427C） e.关闭性能一般（标准为ANSI II级） f.主要阀内件：平衡式阀塞， 石墨阀塞环(可有多级环），阀笼， 金属阀座

3、等控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护8 ET 型控制阀 特 点： a.平衡型阀塞 b.阀笼导向，阀内件配合精，阀门密运行平稳 c.需较小执行器 d.适用工况温度较ED型低（204C） e.关闭性能好（可达ANSI V 级） f.主要阀内件：平衡式阀塞，聚酯类阀塞环，阀笼，组合式软阀座(标 准结构)或金属阀座等 g.标准阀笼，阀塞，金属阀座与ED相同（可互换） h.标准结构：件式阀塞环软阀座 控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护9 ES 型控制阀 特 点： a.非平衡型阀塞 b. 阀笼导向，阀内件配合精，阀门密运行平稳 c.需较大执行器（推力） d.适用工况温度较ED，ET型高（高达538C）

4、 e.关闭性能好（可达ANSI VI级） f.主要阀内件：非平衡式阀塞，阀笼，金属阀座 或组合式软阀座 g.标准阀座，阀笼与ED，ET相同（可互换） 控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护10 EZ 型控制阀 特 点： 销钉 a.非平衡型阀塞 b.无阀笼阀柱导向 c.需较大执行器（推力） d.适用工况温度与ED型相同（高达427C） e.关闭性能好（可达ANSI VI级） f.主要阀内件：非平衡式阀塞，导向套/保持架，金属阀座/组合式软 阀座，并有满足微小流量要求的 Micro-Flute内件结构 g.与其它E系列阀无可互换阀内件 h.流量特性取决于阀塞的几何形状而不是阀笼控制阀的结构与维护控制

5、阀的结构与维护11 ED.ET 型阀塞密封环的结构 ED 型阀塞环主要为石墨材质，矩形结构。并可选用多级环结构（二或三道环） 控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护12 ED 型阀塞环可选用C形环结构 采用C形环结构，阀座密封等级可达V级,工作温度可达593 C控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护13 ET 型阀塞环为组合式。 ET 型阀塞环主要有三种结构（见下图). (A)二件组合式系标准结构 （B）弹簧加载式可使金属阀座达到V级密封 （C）防脱式可防止温度压力上升后密封环自阀笼与阀塞间隙中挤出 ET 型组合式阀塞环构成零件： 密封环（28），背环（29），保持环（27），防脱环（63） （A

6、）二件组合式 （B）弹簧加载式 （C）防脱式控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护14 EZ ET ES 型控制阀组合式软阀座 软阀座可提高阀座密封等级。EZ 型软阀座结构可使密封等级达到VI级。 EZ 型软阀座实际是在阀塞镶上软质材料构成（由阀塞导杆27，固定套28 座圈29，阀头30，联接销31，螺栓32组成）。 其具体结构因阀座尺寸不同而有所差异 控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护15 ET 型软阀座可使密封等级达到V级。 ES 型软阀座可使密封等级达到VI级。 ET ES 型软阀座均由三件零件构成（由压圈21，座圈23，底圈22组成）。 控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护16 （减）

7、小尺寸的阀内件结构 特点： a. 可更换大尺寸阀内件以适应 将来流量增大的变化 b. 避免较高成本的管道缩径 c. 纠正选型(尺寸过大）失误控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护17 介质的流向(直行程控制阀)为了避免介质的压力使阀芯在接近阀座时产生碰撞，通常介质的流向为向上流动 平衡阀芯向下流动不平衡阀芯向上流动 向下流动 向上流动某种阀(CP)如需借助介质 压力增加关闭力,必要时可使流向为向下流动 控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护1812 密封件 防止外漏的密封件： 填料与垫片两种主要填料：PTFE填料，石墨填料 PTFE 填料的特点 摩擦力小无需润滑 适于多种介质 填料环由弹簧加载，自

8、动调整 工作温度40C232C 要求阀杆必须具有较高光洁度 不适于核辐射场合（填料易损坏） 控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护19 石墨 填料的特点 工作温度较高 可高达649C 适于多种介质 以及核辐射场合 使用寿命较长 工作温度较高时需润滑 摩擦力较大，易产生滞后 （死区） 控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护20常用填料的安装排列顺序 控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护21波纹管密封的结构与特点 特点 密封性能好 使用寿命长 安装方便 控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护22 常用垫片 标准垫片由金属平垫片，金属缠绕垫，石墨垫组成 控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护23 1-3 F

9、ISHER 控制阀的气动执行器 气动执行器主要有两种： 气缸式执行器，薄膜式执行器 执行器的功能： 控制阀门的开关，保证阀门正常工作所需的行程 提供阀门关闭时所需的关闭力 具备一定的开关速度，保证使用要求 与相关附件联合使用，满足意外故障时阀门的理想位置 （故障时阀门打开，或关闭，或即时原位锁定） 控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护24 气动执行器基本性能 1.具有足够的推力 2.死区较小 执行机构需要克服的各种力 a. 阀塞的不平衡力（即使是平衡型阀塞也会存在不平衡力） b. 阀门关闭等级要求的阀座负荷（关闭等级越高，推力要求越大） c. 填料的摩擦力 d. 阀内件之间的摩擦力 控制阀的结

10、构与维护控制阀的结构与维护25 24-1 薄膜式气动执行器 主要零部件 膜室 膜片 弹簧 推杆 弹簧调整件 限位装置 手轮机构 控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护26 直行程薄膜式气动执行器（657/667 型） 特 点 a.结构简单 b.工作可靠 c.价格低廉 d.正作用式（657型） e.反作用式（667型） 直行程薄膜式气动执行器重要参数 Bench Set （弹簧予紧力） 控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护27 直行程薄膜式气动执行器（657/667 型）手轮机构 657型顶装手轮 667型顶装手轮 控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护28 657100 型顶装手轮 控制阀的结构与

11、维护控制阀的结构与维护29 侧装手轮（3460） 控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护30 侧装手轮 控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护31 角行程薄膜式气动执行器（1051、1052 型） 特 点 a.结构简单（与657相似） b.工作可靠 c.弹簧予紧力可调整（1052） 弹簧予紧力不可调整（1051） （已在工厂调定） 控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护32 24-2 柱塞式气动执行器 主要零部件 缸体 柱塞 密封环 推杆 （弹簧） 手轮机构 控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护33第二章第二章阀门损坏机理阀门损坏机理控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护34l机械的l内含液滴l角度的

12、冲击l腐蚀腐蚀/磨蚀磨蚀l金属氧化物的形成 闪蒸的损坏机理控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护35闪蒸控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护36l1. Pvc 低于 Pvl2. 形成气泡l3. 气泡破裂l(1)冲击l(2)逐渐破裂l(3)破裂时形成高速射流 气蚀的损坏机理控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护37气蚀控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护38 第三章第三章 控制阀日常维护使用注意事项 控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护393-1 控制阀发生故障的原因 选型失误，使用不当，安装错误，疲劳损坏32 延长控制阀使用寿命的因素 a. 正确的选型 b. 良好的安装工艺 c. 科学的维护保养，

13、 d. 适时妥当的维修 控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护40 及时排除故障保证设备安全运行 控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护41l早期及时修复可避免零件报废l损坏处深度超过一定数值则无法修复控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护42 笼式调节阀主要零件的维护与修理 控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护43填料的维护 当工作温度高于260 C时， 当工作介质为氧气时， 不要对填料进行润滑。 如需减少摩擦及阀杆的磨损，必要时 可利用阀盖处的润滑装置对填料进行润滑。 采用正确规范的维护方法填料现泄漏的原因： a. 填料失效 b. 填料内有杂质 c. 阀杆损坏/填料函损坏 d.填料未压紧 控制阀

14、的结构与维护控制阀的结构与维护44 其他密封件的维护要点 垫片- 拆下的垫片填料不可反复使用 阀内密封环-定期更换阀塞密封环 控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护45阀内件的维护要点l必须使用正确的备件l阀笼磨损时，必须及时予以更换 l不可采用热加工的方法修复阀芯， 阀笼，阀座等零件l阀内件的修复只可采用研磨， 修磨，微量切削等冷加工法修复l金属零件损坏至一定程度则不可修复l阀体的修理可采用补焊法，不同材质注意采用不同的焊接工艺 控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护46 这样做是否妥当？这样做是否妥当？ -与您商榷与您商榷 控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护47不推荐的填料维护方法1.在原来

15、的填料组件上再加上一些填料。 虽然这样会暂时止漏，由于没有找出问题的原因，这种办法并不能真正解决问题。 因为阀杆损坏，填料函损坏或填料内含有杂质而产生的泄漏并不能通过上述办法 解决。相反，可能会引起阀杆损坏，摩擦力增大，死区过大或阀门关闭不严。2. 不将阀盖从阀体上拆下便拆卸填料。 虽然这样会缩短维修时间，但是，尽管使用专用工具也难免损伤阀杆和填料函 并且不能彻底清洗检查相关零件。 控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护48执行器推力大一些好？还是小一些好？执行器推力大一些好？还是小一些好？弹簧力大一些好？弹簧力大一些好？还是小一些好还是小一些好? ? 控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护49阀

16、门内漏与膜片无关？阀门内漏与膜片无关？膜片不破裂就可继续使用？膜片不破裂就可继续使用？ 控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护50阀盖螺栓扭矩越大越好？ 控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护51这样真的省钱吗这样真的省钱吗? ? 提醒您仔细检查阀笼提醒您仔细检查阀笼阀笼阀芯磨损或严重划伤后，如果继续使用磨损阀笼而不更换新阀笼将会同时阀笼阀芯磨损或严重划伤后，如果继续使用磨损阀笼而不更换新阀笼将会同时产生两种危害：产生两种危害：1 1. . 不能消除工艺过程控制偏差，不能消除工艺过程控制偏差， 继续存在内漏，继续存在内漏， 影响效益与产品质量影响效益与产品质量 2 2. .进一步损坏阀芯等零件进一

17、步损坏阀芯等零件, ,造成不应有的损失造成不应有的损失 控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护52正在正在“正常正常”运行的阀门无需维护？运行的阀门无需维护？阀门出现异常或问题再维修，其成本远大于定期或预防性检修阀门出现异常或问题再维修，其成本远大于定期或预防性检修加强维护，强化检修，防微杜渐加强维护，强化检修，防微杜渐控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护53对每个用户都是至关重要的问题对每个用户都是至关重要的问题 阀门是否存在隐患阀门是否存在隐患? ?正在正在“正常正常”运行的阀门真的没有问题吗运行的阀门真的没有问题吗? ? 请关注那些对您至关重要却又平安无事的阀门！请关注那些对您至关重要却又

18、平安无事的阀门！实践表明实践表明: : 未经诊断不可断然结论未经诊断不可断然结论: :阀门阀门“平安无事平安无事” 多数阀门存在着程度不同的，感觉不到的问题多数阀门存在着程度不同的，感觉不到的问题, ,隐患隐患小隐患大问题血的教训！小隐患大问题血的教训！阀门隐患可能是效益下降的祸首阀门隐患可能是效益下降的祸首! !阀门的损坏并不是瞬间造成的阀门的损坏并不是瞬间造成的! !控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护54自制垫片不漏就好？ 自制垫片只要解决密封问题吗? 控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护55自制填料不漏就好？自制填料只要解决该处的外漏问题吗？ 控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护56并

19、非虚构的故事并非虚构的故事忙碌的某钢厂维修工忙碌的某钢厂维修工 悬殊的自制件与原厂件的价格比悬殊的自制件与原厂件的价格比 频繁的阀门拆装与停机频繁的阀门拆装与停机 产品的报废与浪费产品的报废与浪费 意想不到的其他零件的损坏意想不到的其他零件的损坏 真的经济划算吗真的经济划算吗? ?控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护57并非危言耸听并非危言耸听控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护58并非危言耸听并非危言耸听控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护59并非危言耸听并非危言耸听控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护60我们的建议我们的建议控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护61备品备件是否合理备品备件是

20、否合理, ,正确正确, ,准确准确 保持适当的安全库存以备不时之需保持适当的安全库存以备不时之需 精益生产不要盲目的积压库存，需要合理的安全库存精益生产不要盲目的积压库存，需要合理的安全库存控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护62备品备件是否合理备品备件是否合理, ,正确正确, ,准确准确 制订备件计划时制订备件计划时 主要考虑哪些因素主要考虑哪些因素? ?控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护63备品备件是否合理备品备件是否合理, ,正确正确, ,准确准确 确系易损件确系易损件 维修时间维修时间 阀门的使用工况阀门的使用工况 相同阀门的数量相同阀门的数量 阀门在系统中的重要程度阀门在系统中的重

21、要程度控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护64备品备件是否合理备品备件是否合理, ,正确正确, ,准确准确订购备件订购备件品种品种是否合理是否合理? ?并非所有零件都是易损件并非所有零件都是易损件, ,并非所有易损件都是同样的并非所有易损件都是同样的“易损易损”按调节阀零件易损程度高低排序按调节阀零件易损程度高低排序: :1.1.垫片垫片, ,填料填料, ,密封环密封环, ,膜片膜片2.2.衬套衬套, ,阀轴阀轴3.3.阀芯阀芯, ,阀座阀座4.4.阀笼阀笼5.5.弹簧弹簧, ,阀体阀体控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护65备品备件是否合理备品备件是否合理, ,正确正确, ,准确准确订购备件

22、订购备件数量数量是否合理是否合理? ?不同品种的备件与阀门的数量之比不同不同品种的备件与阀门的数量之比不同; ;并非所有备件与阀门数量之比都是并非所有备件与阀门数量之比都是1 :11 :1控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护66备品备件是否合理备品备件是否合理, ,正确正确, ,准确准确建议建议: : 合理的数量比将有助于合理的数量比将有助于 降低库存积压降低库存积压, ,提高效率提高效率 控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护67备品备件是否合理备品备件是否合理, ,正确正确, ,准确准确 弹簧弹簧, ,阀体与阀门数量之比阀体与阀门数量之比 0 0 0.5 :1 0.5 :1 阀笼与阀门数量之

23、比阀笼与阀门数量之比 1 :1 1 :1 阀芯阀芯, ,阀座与阀门数量之比阀座与阀门数量之比 2 :1 2 :1 衬套衬套, ,阀轴分别与阀门数量之比阀轴分别与阀门数量之比 2-3 :1 2-3 :1 膜片与阀门数量之比膜片与阀门数量之比 2-3 :1 2-3 :1 填料与阀门数量之比填料与阀门数量之比 3-5 :1 3-5 :1 密封环与阀门数量之比密封环与阀门数量之比 5-8 :1 5-8 :1 垫片与阀门数量之比垫片与阀门数量之比 5-8 :1 5-8 :1控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护68我们的建议我们的建议请使用请使用正确正确的备件的备件 请注意每台调节阀的请注意每台调节阀的“

24、特殊性特殊性”与互换性与互换性 制定备件计划要准确制定备件计划要准确, ,使用备件要正确使用备件要正确 外观相同的阀门外观相同的阀门, ,内件可能是不同的内件可能是不同的! ! 外观相同的内外观相同的内( (零零) )件件, ,材质上可能是不同的材质上可能是不同的, ,尺寸尺寸 也可能是不同的也可能是不同的! !控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护69我们的建议我们的建议怎样才能保证订购怎样才能保证订购正确正确的备件的备件? ?1.1.请保护好阀门的请保护好阀门的“身份证身份证” ” - - 阀门铭牌阀门铭牌2.2.咨询费希尔专业人士咨询费希尔专业人士控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护70第

25、四章 现代阀门的维修理论阀门实际的故障判断和处理方法 控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护71Accuracy : 0.1%Accuracy : 2- 5%Accuracy : 0.04%Final Control Element DVC Digital Valve Controller (DVC) 0.25 - 1%0.25 1%2 5%Accuracy : 0.04%控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护72数字式阀门定位器带来的技术革命（我们还需要瞎子摸象吗？）行程传感器行程传感器电子模块电子模块I/P转换器转换器气动放大器气动放大器l 结构相同，不管是结构相同，不管是 直通阀还是旋转阀直

26、通阀还是旋转阀l 减少备件库存减少备件库存l 维护简单维护简单控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护73气动放大器气动放大器I/P 转换器转换器l终端盒终端盒表表表表表表印刷线路板印刷线路板 (PWB)输出输出 A输出输出 B驱动驱动信号信号I/P 输出压力输出压力气源气源输入信号输入信号 (4 to 20 mA)数字信号数字信号 (HART 协议协议)行程传感器行程传感器提供反馈提供反馈End Build小循环反馈小循环反馈 压力传感器压力传感器工作原理工作原理控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护74基本诊断功能控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护75提提供供阀阀门门健康状况健康状况的信息的信

27、息:l 能能够够诊诊断断填填料料情情况况l 能够诊断阀座和阀塞磨损能够诊断阀座和阀塞磨损 l 能够断定执行机构泄漏能够断定执行机构泄漏控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护76提提供供阀阀门门和和定定位位器器的的总总体体性性能能情情况况:l 能能够够提提供滞供滞后后和和死死区区的的信信息息. （提提示示是是否否需需要要维维护护）l 能能够够提提供供动动态态线线性性度度的的信信息息. （提提示示是是否否需需要要重重新新标标定定）l 能够看出阀杆是否粘住或窜动能够看出阀杆是否粘住或窜动.控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护77正常范围为正常范围为 25%- 80%的期望值的期望值测试和工作阀座关紧力

28、应大于理论测试和工作阀座关紧力应大于理论要求的关紧力要求的关紧力超过超过 5% 时需要维护时需要维护超过超过 1% 时需要重新标定时需要重新标定控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护78提提供供阀阀门门的的动态响应信息动态响应信息:l 分析分析动态阀门响应动态阀门响应l 提供阀门运动速度信息提供阀门运动速度信息 l 提供超调和运动时间信息提供超调和运动时间信息控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护79曲线叠加曲线叠加, 发现阀门出现负行程发现阀门出现负行程. 控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护805075%Within 5075% opening, the friction is smaller

29、 than other opening. The valve was opened and inspected.The inside wall of the cage was worn down at certain opening, finally the cage was replaced. 控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护81Overlay Step Response shows aggressive tuning控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护82Overlay Dynamic Error Band shows valve hunting due to galled beari

30、ng控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护83需要在线监控阀门性能需要在线监控阀门性能控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护84在线诊断在线诊断 摩擦力摩擦力/力矩力矩 死区大小死区大小 滞后时间滞后时间天 / 周 / 两周 / 月趋势趋势控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护85在线诊断结果在线诊断结果 摩擦力摩擦力/死区趋势曲线死区趋势曲线控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护86可以对阀门摩擦力和死区进行可以对阀门摩擦力和死区进行趋势记录，以预见阀门性能恶化问题趋势记录，以预见阀门性能恶化问题可以选择许多报警以可以选择许多报警以提示潜在的问题。这提示潜在的问题。这些报警可以通过电子些报警可以通过电子邮件或手机邮件或手机SMS发出发出 。通过电子邮件或短信发送报警通过电子邮件或短信发送报警控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护8781TV147在线诊断结果在线诊断结果控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护8881TV138在线诊断结果在线诊断结果控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护89在线诊断结果在线诊断结果控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护90 一键式扫描一键式扫描 (One Button Sweep)在线诊断：在线诊断：I/P和放大器的完好性供应压力空气流量行程偏差用交通