控制阀使用与维修

1、控制阀使用与维修控制阀使用与维修一、概述二、控制阀的发展历程三、控制阀的组成与分类四、控制阀结构详解五、控制阀的安装与调试六、控制阀的维护和常见的故障一、概述执行机构是自动调节系统的重要组成部分，通常用其来调节流入（或流出）调节对象的物质或能量，以实现对生产过程中各种工艺参数的自动控制，所以又称为调节系统的终端控制元件。一个自动调节系统即使设计合理、装置设备先进，但如果调节机构选择不当，如特性不好或调节范围不合适，仍然会使调节系统出现异常。 由于调节机构直接与工作介质接触，使用条件恶劣，所以容易出现故障，比如控制阀尺寸选择不合理或特性不适宜，使调节质量不高；控制阀通流部分被腐蚀、堵塞，使其工作

2、特性变坏；控制阀的机械性能差，动作不灵敏或产生振荡等。因此我们在对气动执行机构进行检修和维护时，必须对调节机构的结构、原理、特性等进行了解，以保证工作的顺利进行，这是保证自动调节系统正常工作的基础。 一、概述CvCv值概念值概念流量系数Cv值是仪表控制阀的重要参数，它反映控制阀的能力（容量），根据Cv值的大小来确定控制阀的公称通径。Cv值的定义是：阀处于全开状态，两端压差为1pound/inch2的条件下，60 （15.6）的清水，每分钟通过阀的美加仑数。按公制定义的流量系数符号为Kv，Kv与Cv的关系是Cv=1.17KV。一、概述其它概念其它概念流开流开：在节流口，介质的流动方向向着阀打开方

3、向流动时，叫流开。流闭流闭：在节流口，介质的流动方向向着阀关闭方向流动（时，叫流闭。气关气关：气源压力增加时，推杆向下移动，阀芯处于关的位置时，叫气关。（一般从上方进气）。气开气开：气源压力增加时，推杆向上移动，阀芯处于开的位置时，叫气开。（一般从下方进气）。可调比可调比：控制阀所能控制的最大流量(Qmax)与最小流量(Qmin)之比，称为控制阀的可调比。流量特性流量特性：被调介质流过阀门的相对流量(Q/Qmax)与阀门的相对行程(l/L)之间的关系称为控制阀的流量特性。(直线流量特性、等百分比流量特性、快开流量特性) 。一、概述流量特性流量特性二、控制阀的发展历程控制阀的概念控制阀的概念可以

4、追溯到古罗马时期，人们为了农作物灌溉而开发的相当复杂的水系统，采用了旋塞阀和柱塞阀。二、控制阀的发展历程滑动阀杆(Sliding Stem)的概念是由吉米瓦特(James Watt)在其飞球式调节器应用中发明的。二、控制阀的发展历程液位式控制阀原理图这种控制器的原型是由俄国的波尔祖诺夫（.）在1765年发明的蒸汽机锅炉的水位自动调节器。二、控制阀的发展历程现代控制阀的发明现代控制阀的发明1880年，一位名叫William Fisher(美国Marshall城市水厂)的工程师发明了一种恒压泵调节器(控制阀)。1906年Fisher去世，他的妻子Martha继续经营公司，知道把公司交给他们的儿子J

5、asper。二、控制阀的发展历程FISHER公司从那时起到现在过去了132年，FISHER公司总部一直设在Marshall own,IOWAState,USA。二、控制阀的发展历程全球控制阀市场份额表1882年William B.Mason创立了MASON调节器公司，既后来的Masoneilan公司的前身。 Mason+neilan=Masoneilan二、控制阀的发展历程二、控制阀的发展历程1907年SANDVOSS五兄弟在德国成立了SAMSONSAMSON公司。Neilan公司生产出了具有球面轴承导向的坚固的多弹簧薄膜执行机构，到1930年左右，这些阀门已经发展成了今天我们熟知的直通单双座

6、控制阀。二、控制阀的发展历程二、控制阀的发展历程1906年，山口武彦（YAMAGUCHI TAKEHIKO创立了山武公司。1933年，YAMATAKE（山武公司）生产出了全日本第一台调节阀。二、控制阀的发展历程MasoneilanCamflex(Series 35002)Valve PositionerV-BALL Control Valve二、控制阀的发展历程Lined Butterfly Control ValveVALTEK ValveVALTEK Control Valve二、控制阀的发展历程Smart I/P Positioner分级减压，多级节流二、控制阀的发展历程低温型上盖 波纹

7、管密封上盖控制阀的发展与工业生产过程控制的发展密切相关。控制阀的发展与提高产品质量，降低原材料消耗等紧密结合，使控制阀产品的品种更新和增加，功能扩展，适应面越来越广。控制阀的发展使工业应用更方便、灵活、可靠。二、控制阀的发展历程三、控制阀组成与分类控制阀的组成控制阀的组成根据国际电工委员会IEC对控制阀Control Valve的定义：控制阀是由执行机构和调节机构（阀体部件）两部分组成。 调节阀执行机构调节阀执行机构+ +调节机构调节机构执行机构是控制阀的推动装置，它按信号压力的大小产生相应的推力，使推杆产生相应的位移，从而带动控制阀阀的阀芯动作；调节机构是控制阀的调节部份，它直接与介质接触，

8、通过执行机构推杆的位移，改变控制阀的节流面积，达到调节的目的。控制阀分类形式控制阀分类形式a按结构形式分，有单座、双座、角形、蝶阀等。b按动作形式分，有直行式、角行式等。c按照介质通过调节阀时，对阀芯的作用力方向分，有流开式和流闭式等。 d按操作能源的不同，又可分为气动、液动、电动三大类。三、控制阀组成与分类三、控制阀组成与分类e按主要参数分1 按压力分类(1)真空阀：工作压力低于标准大气压；(2)低压阀：公称压力PN1.6MPa；(3)中压阀：PN2.56.4MPa；(4)高压阀：PNl0.080.OMPa，通常为PN22、 PN32；(5)超高压阀：PNIOOMPa。2 按介质工作温度分类

9、(1)高温阀：t450；(2)中温阀：220t450；(3)常温阀：40t220； (4)低温阀：200t40。 不同分类方式有着各自不同的特性，应用的场合不同。四、控制阀结构详解单座阀单座阀顶部导向型单座控制阀是一种体积小、结构简单但却能适应苛刻工况条件的单座控制阀。球形阀型腔采用低流阻设计，流道简单，流通能力大。流体压力不平衡型阀芯结构，允许工作压差较低。由于只有一个阀芯，所以容易保证密封、泄漏量小。进一步设计后，可作为切断阀使用。该系列控制阀很容易制成波纹管密封型蒸汽夹套型加长型上阀盖等特殊结构。四、控制阀结构详解单座阀单座阀图示为全蒸汽夹套型顶部导向单座控制阀，夹套出入口尺寸根据客户要

10、求设计制造。四、控制阀结构详解单座阀单座阀该顶部导向型单座控制阀采用流体压力平衡型阀芯结构，因此与压力不平衡顶部导向型单座控制阀相比能够承受较高的工作压差，同时由于采用平衡密封环使控制阀动态稳定性更好，与套筒导向型单座控制阀相比，更能适应流体中含有一些颗粒杂质的场合，而且不易造成阀芯的卡死。适用于苛刻条件的流体控制。四、控制阀结构详解单座阀单座阀图示为高压顶部导向单座控制阀。由于采用不平衡型阀芯需要较大的执行机构输出力，但是与精小型设计的多弹簧薄膜式执行机构或气缸式执行机构组合后外形大为缩小，由于没有采用流体压力平衡型结构，该系列控制阀特别适用于料浆、聚合物、结晶体及高温流体。该结构与目前先进

11、的模块化结构的相似度极高。四、控制阀结构详解单座阀单座阀流体压力平衡阀芯型套筒导向型单座控制阀是一种大容量、动态稳定性优良、适合荷刻工况条件的高性能控制阀。由于具有使作用在阀芯上的流体压力平衡的结构，因此只须用较小的操作力便可达到稳定调节。能够承受较高的工作压差。四、控制阀结构详解单座阀单座阀该系列控制阀为了达到低噪音和防空化的目的，采用多孔式套筒取代标准型套筒。因此除了多孔式套筒以外其余的零件都能和流体压力平衡阀芯型套筒导向型单座控制阀互换。四、控制阀结构详解高温用平衡密封环非高温用平衡密封环四、控制阀结构详解双座阀双座阀套筒导向型双座控制阀采用流体压力平衡型阀芯结构。与顶部导向型单座控制阀

12、相比能够承受较高的工作压差；与套筒导向型单座调节阀相比由于没有平衡密封环，动态稳定性较差，同时泄漏量也较大。阀内件易于装拆、更换及维护。对阀座泄漏量要求不高时，为中等压力流体控制最经济的阀门。四、控制阀结构详解双座阀双座阀该系列控制阀采用了多级降压式套筒，以其独特的迷宫式套筒结构完全控制了流经阀内件的流体流速，有效地消除空化、大幅度降低高压差气体或蒸汽所产生的噪音，也可有效防止液体产生气蚀现象，是一种无气蚀损伤、低噪音、控制流体稳定的经济型控制阀，是高压差控制的最理想的一种结构。 四、控制阀结构详解四、控制阀结构详解四、控制阀结构详解四、控制阀结构详解四、控制阀结构详解四、控制阀结构详解四、控

13、制阀结构详解各种阀型之阀芯受流体作用情况四、控制阀结构详解三通控制阀三通控制阀其结构分为合流结构、分流结构两大类，可广泛应用于化工、炼油等生产装置精确控制气体、液体等介质的工艺参数如压力、流量、温度、液位等，使之保持在给定值。适合于将两种流体混合成一种流体，或不同温度的同种流体混合成同一温度的流体，将一种流体分成两路流体。四、控制阀结构详解分流阀 合流阀四、控制阀结构详解该系列为高压顶部导向型单座角阀，与由于采用不平衡型阀芯需要较大的执行机构输出力，但是与精小型设计的多弹簧薄膜式执行机构组合后外形大为缩小，由于没有采用流体压力平衡型结构，该系列调节阀特别适用于料浆聚合物结晶体及高温流体。四、控

14、制阀结构详解四、控制阀结构详解四、控制阀结构详解球阀球阀结构简单、重量轻、材料成本低，比同样流通能力的直行程调节阀更经济。阀轴没有暴露在流道中，全开时流道几乎直通，流通能力大，是一种大容量的控制阀（Max Flow），适用于低压差大流量控制的场合。带V形切口球面的阀板在小开度时仍能精确地控制流体，大大增加了可调比；同时V形切口与阀座间还有剪切作用，适用于含纤维质的流体、料浆类流体、高粘度流体，含聚合物、颗粒物、结晶体等流体的控制。四、控制阀结构详解球阀球阀金属密封球阀采用超音速喷涂或热喷焊工艺在球体表面和阀座密封面上喷涂碳化钨/碳化铬或喷焊镍基合金，对其密封面进行硬化处理；再采用专有研磨设备和

15、技术研磨球和阀座，使其完全密封，最高可达零泄漏。研磨的球和阀座无缝隙完全贴合形成面密封，既能防止杂质进入密封面之间，动作时还能刮除黏附在球面上的异物，具备自清洁功能。适用于高温高压，含有颗粒粉体及料浆类流体。四、控制阀结构详解四、控制阀结构详解偏心角行程结构简单、重量轻、材料成本低，比同样流通能力的直行程调节阀更经济。流通能力较大，是一种大容量的控制阀（Max Flow），适用于低压差大流量控制的场合流道简单，适用于料浆类流体、高粘度等流体，甚至含少量颗粒物的流体的控制。四、控制阀结构详解同芯角行程阀四、控制阀结构详解四、控制阀结构详解蝶阀蝶阀蝶阀的阀板与阀座具有独特的结构设计，因此具有优良的

16、切断性能和耐久性能，是一种用途广泛的控制阀。阀座用压圈固定于阀体阀座为非运动部件，减少运动过程中流体对阀座的冲刷；容易更换阀座备件。两端高精度轴承导向避免压力直接作用于填料而造成非正常磨损。双重填料组密封完全避免外漏。部分球面阀板使之既具有球阀的严密切断特性，又具有蝶阀的体小量轻的特点。镜面阀板球面球面表面镀硬铬及抛光处理，象镜面一样，从而减小了阀板对阀座的磨损。软阀座之密封环与垫环分离有利于密封环的强化处理，延长使用寿命，垫环为弹性元件，保证了密封需要的弹性。四、控制阀结构详解软阀座（上左常温）金属阀座（下左低压）四、控制阀结构详解同芯型/单偏芯四、控制阀结构详解偏芯型/双偏芯四、控制阀结构

17、详解偏芯型/三偏芯四、控制阀结构详解同芯型与偏心型之比较同芯型与偏心型之比较a同芯型无偏芯力矩，适用于高压、高压差、大口径的场合，阀板两端始终与阀座接触，造成磨损的可能，阀板的加工成本较高。b偏心型有偏芯力矩，需要更大的执行机构力矩，适用于常压、中小口径的场合，阀板只有在关闭位置与阀座接触，不易造成阀座的磨损，阀板的加工成本较低。四、控制阀结构详解多弹簧气动执行机构多弹簧气动执行机构它主要针对老式薄膜执行机构笨重和反作用可靠性差的问题而设计的。在减少重量和高度方面，它将老结构的单弹簧改为多弹簧，并将弹簧直接置于上下膜盖内，使支架大大地减小、减轻；在可靠性方面，将反作用的老式执行机构的深波纹滚动

18、膜片改成“O”型圈密封。老式结构中的推杆没有导向，动作的平稳性差，而精小型执行机构增加了导向。归纳起来，精小型执行机构具有可靠性高、外形小、重量轻的特点。五、控制阀安装与调试1、调节阀应垂直、正立安装在水平管道上，DN50mm的阀门，应有支架。2、安装的位置要方便操作和检修。3、应该在调节阀前后安装截止阀，并安装旁路阀，便于故障检修处理。4、环境温度一般不高于60，不低于零下305、应远离连续振动的设备和其它震源。6、用于高粘度、易结晶、易汽化及低温流体时，应该采取保温措施和防冻措施。7、应该在管道吹扫后安装。8、安装的方向要正确。五、控制阀安装与调试 不同的生产厂家的执行机构、定位器调校的方

19、法略有差异，主要讲解KOSO501T顶部导向单座调节阀配KOSOEPB821本安直行程标准型电气阀门定位器的调试，及SIMENS、ABB智能定位器的调试。五、控制阀安装与调试控制阀单体调试的主要内容控制阀单体调试的主要内容1、执行机构气密性试验将设计规定的额定压力的气源通入密封气室中，切断气源，观察5Min时间内薄膜气室中的压力下降不得超过2.5kPa。2、基本误差校验将规定的输入信号平稳地按增大和减小方向输入薄膜气室，测量各点所对应的行程值，按公式计算信号与行程关系，与理论关系之间的各点误差，其最大值即为基本误差。 式中：i第i点的误差 li 第i点的实际行程 Li 第i点的理论行程 L 控

20、制阀的额定行程试验点为输入信号范围的0%、25%、50%、75%、100%五个点。五、控制阀安装与调试控制阀单体调试的主要内容控制阀单体调试的主要内容3、回差实验校验方法同基本误差校验基本误差校验，在同一输入信号点所测得的正反形成的最大差值即为回差。4、始终点偏差校验将输入信号的上、下限值加入薄膜气室，测量相应的行程值，按公式计算始终点偏差。要特别注意保证气开式控制阀的始点、气关式控制阀的终点在阀关位置上。5、死区校验在输入信号量程的25%、50%、75%三点上进行校验，其方法是缓慢改变（增大和减小）输入信号，直到观察出一个可觉察的行程变化（0.1mm），此点上正、反两方向的输入信号差值即为死

21、区。五、控制阀安装与调试GB/T4213规定的控制阀误差值六、控制阀维护和常见故障 运行维护运行维护1控制阀运行1.1控制阀在投入运行前需做系统联校。1.2控制阀在工作时，前后的切断阀应全开，旁路阀（副线阀）应全关。整个管路系统中的其他阀门应尽量开大，通常控制阀应在正常使用范围（20%80%）内工作。1.3使用带手轮的调节阀应注意手轮位置指示标记。1.4调节阀在运行过程中严禁调整阀杆和压缩弹簧的位置。六、控制阀维护和常见故障 运行维护运行维护2日常点检2.1点检时应检查控制阀的气源压力是否正常、气路（仪表空气管经过滤减压阀、阀门定位器至气缸各部件、各管线）的紧固件是否松动、仪表空气是否有泄漏。

22、2.2 巡检时应检查填料函及法兰连接处是否有工艺介质泄漏，压兰及阀杆连接件是否紧固，阀杆是否有严重的摩擦划痕或变形。2.3 巡检时需检查仪表线路的防护情况，仪表进线口密封是否良好。2.4 巡检时应检查阀杆运动是否平稳，行程与输出信号是否基本对应，阀门各部件有无锈蚀，重点是阀杆、紧固件、薄膜等。六、控制阀维护和常见故障 运行维护运行维护3专项检查3.1专项检查指不是日常点检必须进行，但随季节变化或需周期性进行的检查，比如膜片老化情况，阀门定位器防雨情况等。3.2防雨检查在夏季雨后，需进行防雨检查，主要检查阀门定位器仪表接线口是否进水受潮。六、控制阀维护和常见故障 运行维护运行维护4 维护保养4.

23、1保养主要指对阀门各部件进行润滑、清理，延长阀门各部件使用寿命。4.2定期清扫，保持整洁，特别是阀杆、定位器的反馈杆等活动部位；清扫一般半月一次。 六、控制阀维护和常见故障常见故障常见故障（一）调节阀不动作。故障现象及原因如下：1无信号、无气源。气源未开，由于气源含水在冬季结冰，导致风管堵塞或过滤器、减压阀堵塞失灵，压缩机故障；气源总管泄漏；信号线路故障。 2、有气源，无信号。信号线路故障。 3定位器无气源。过滤器堵塞；减压阀故障；管道泄漏或堵塞。 4定位器有气源，无输出。定位器的节流孔堵塞或其他故障；转换器故障。 5定位器正常、无动作。阀芯脱落，阀芯与社会或与阀座卡死；阀杆弯曲；阀座阀芯冻结或焦块污物；执行机构弹簧因长期不用而锈死。六、控制阀维护和常见故障常见故障常见故障（二）控制阀的动作不稳定。故障现象和原因如下：1气源压力不稳定。压缩机容量太小；减压阀故障。 2气源压力稳定，但控制阀的动作仍不稳定。定位器中放大器的球阀受脏物磨损关不严，耗气量特别增大时会产生输出震荡；定位器中放大器的喷咀挡板不平行，挡板盖不住喷咀；输出管、线漏气；执行机