阀门结构与维护

杨立艾默生过程控制有限公司阀门部2010-05-091

第一章阀门常用的结构形式

2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3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41－2费希尔笼式阀的基本结构与特点

1－2－1E系列控制阀

E系列控制阀的基本型号EDETESEZ

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）5

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

6，

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ANSIII级）f.主要阀内件：平衡式阀塞，石墨阀塞环(可有多级环），阀笼，金属阀座等7

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ANSIV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：２件式阀塞环＋软阀座

8

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）e.关闭性能好（可达ANSIVI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）9

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ANSIVI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10ED.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）

11ED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593C12ET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）二件组合式（B）弹簧加载式（C）防脱式13

EZETES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

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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。ETES型软阀座均由三件零件构成（由压圈21，座圈23，底圈22组成）。

15

（减）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16

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

171－2

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，自动调整

工作温度－40C－232C

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）

18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）

19常用填料的安装排列顺序

20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

21

常用垫片

标准垫片由金属平垫片，金属缠绕垫，石墨垫组成

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1-3

FISHER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）

23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

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2－4-1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

25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

BenchSet（弹簧予紧力）

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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

27

657－100型顶装手轮

28

侧装手轮（34－60）

29

侧装手轮

30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）

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2－4-2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

32第二章阀门损坏机理33机械的内含液滴角度的冲击腐蚀/磨蚀金属氧化物的形成闪蒸的损坏机理34闪蒸351.Pvc

低于

Pv2.形成气泡3.气泡破裂(1)冲击(2)逐渐破裂(3)破裂时形成高速射流

气蚀的损坏机理36气蚀37

第三章

控制阀日常维护使用注意事项

383-1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3－2

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，

d.适时妥当的维修

39

及时排除故障保证设备安全运行

40早期及时修复可避免零件报废损坏处深度超过一定数值则无法修复41

笼式调节阀主要零件的维护与修理

42填料的维护

当工作温度高于260C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

43

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

44阀内件的维护要点必须使用正确的备件阀笼磨损时，必须及时予以更换

不可采用热加工的方法修复阀芯，阀笼，阀座等零件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金属零件损坏至一定程度则不可修复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

45

这样做是否妥当？

----与您商榷

46不推荐的填料维护方法1.在原来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。

47执行器推力大一些好？还是小一些好？弹簧力大一些好？还是小一些好?

48阀门内漏与膜片无关？膜片不破裂就可继续使用？

49阀盖螺栓扭矩越大越好？

50这样真的省钱吗?

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产生两种危害：1.不能消除工艺过程控制偏差，继续存在内漏，影响效益与产品质量

2.进一步损坏阀芯等零件,造成不应有的损失

51正在“正常”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加强维护，强化检修，防微杜渐52对每个用户都是至关重要的问题阀门是否存在隐患?正在“正常”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！实践表明:未经诊断不可断然结论:阀门“平安无事”多数阀门存在着程度不同的，感觉不到的问题,隐患小隐患－－大问题－－血的教训！阀门隐患可能是效益下降的祸首!阀门的损坏并不是瞬间造成的!53自制垫片不漏就好？

自制垫片只要解决密封问题吗?

54自制填料不漏就好？自制填料只要解决该处的外漏问题吗？

55并非虚构的故事忙碌的某钢厂维修工悬殊的自制件与原厂件的价格比频繁的阀门拆装与停机产品的报废与浪费意想不到的其他零件的损坏真的经济划算吗?56并非危言耸听应该怎样算经济账？直接成本

材料费，加工费，设备损耗折旧费，更换阀门零件解体，组装调试，检测安装（人员，设备，辅料）费，间接成本

物流费用：采购人员库管人员等辅助人工费通讯联络费，运输费等停车损失费：意外停车损失，停车减产损失，产品市场价值损失，更换阀门零件造成的生产原料损失，关联设备损失费：其它设备的损耗与损坏费用实际费用：以上费用之和乘以零件寿命系数

57并非危言耸听

仅仅算经济账就足够了吗？

58并非危言耸听简单的结论:

企业经济效益合理的备件支出/库存VS社会效益个人利益59我们的建议怎样合理的备件，库存？60备品备件是否合理,正确,准确

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61备品备件是否合理,正确,准确制订备件计划时主要考虑哪些因素?62备品备件是否合理,正确,准确

确系易损件维修时间阀门的使用工况相同阀门的数量阀门在系统中的重要程度63备品备件是否合理,正确,准确订购备件品种是否合理?并非所有零件都是易损件,并非所有易损件都是同样的“易损”按调节阀零件易损程度高低排序:1.垫片,填料,密封环,膜片2.衬套,阀轴3.阀芯,阀座4.阀笼5.弹簧,阀体64备品备件是否合理,正确,准确订购备件数量是否合理?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1:165备品备件是否合理,正确,准确建议:

合理的数量比将有助于降低库存积压,提高效率

66备品备件是否合理,正确,准确弹簧,阀体与阀门数量之比0–0.5:1阀笼与阀门数量之比1:1阀芯,阀座与阀门数量之比2:1衬套,阀轴分别与阀门数量之比2-3:1膜片与阀门数量之比2-3:1填料与阀门数量之比3-5:1密封环与阀门数量之比5-8:1垫片与阀门数量之比5-8:167我们的建议请使用正确的备件请注意每台调节阀的“特殊性”与互换性制定备件计划要准确,使用备件要正确外观相同的阀门,内件可能是不同的!外观相同的内(零)件,材质上可能是不同的,尺寸也可能是不同的!68我们的建议怎样才能保证订购正确的备件?1.请保护好阀门的“身份证”---阀门铭牌2.咨询费希尔专业人士69第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70Accuracy:0.1%Accuracy:2-5%Accuracy:0.04%FinalControlElement

DVCDigitalValveController(DVC)0.25-1%0.25–1%2–5%Accuracy:0.04%控制阀往往是控制回路中最薄弱的环节71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？）行程传感器电子模块I/P转换器气动放大器结构相同，不管是直通阀还是旋转阀

减少备件库存

维护简单72

气动放大器I/P

转换器l终端盒

表表表印刷线路板(PWB)输出A输出B驱动信号I/P输出压力气源输入信号(4to20mA)数字信号(HART协议)行程传感器提供反馈EndBuild小循环反馈压力传感器工作原理73基本诊断功能74提供阀门健康状况的信息:能够诊断填料情况

能够诊断阀座和阀塞磨损

能够断定执行机构泄漏阀门特性曲线（高级诊断功能）75动态误差带曲线（高级诊断功能）提供阀门和定位器的总体性能情况:能够提供滞后和死区的信息.

（提示是否需要维护）

能够提供动态线性度的信息.

（提示是否需要重新标定）

能够看出阀杆是否粘住或窜动.76阀门特性分析数据（高级）正常范围为25%-80%的期望值测试和工作阀座关紧力应大于理论要求的关紧力超过5%时需要维护超过1%时需要重新标定77提供阀门的动态响应信息:

分析动态阀门响应

提供阀门运动速度信息

提供超调和运动时间信息阶跃响应曲线（