儀表閥門工作原理及維護 ∣驅動裝置分類∣注意事項∣用途

由于閥門的廣泛用途，使它在工業(yè)生產中起的作用越來越大，在石油、化工生產中，閥門起著控制全部生產設備和工藝流程的正常運轉。但閥門同其它產品比較往往被人們忽視，在安裝機器設備時，人們往往把重點放在主要機器設備方面，如：壓縮機、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，會使整個生產效率降低或停產、或造成種種其它事故發(fā)生。因此，對閥門的選用、安裝、使用等都必須進行認真負責的工作，尤其是現(xiàn)代化工業(yè)生產和建設更應如此。
一、儀表閥門的分類與用途
1、閥門的分類。閥門產品的種類繁多，說法也不完全統(tǒng)一，有的按用途分（如化工、石油、電站等）、有的按介質分（如水蒸汽、空氣閥等）、有的按材質分（如鑄鐵閥、鑄鋼閥、鍛鋼閥等）、有的按連接形式分（如內螺紋、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)習慣是按壓力和結構種類來區(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)一定的調節(jié)規(guī)律產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；按照原理和結構又可分為自力式儀表閥、基地式調節(jié)儀表閥、簡易調節(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介質本身的能量或經(jīng)過簡單的轉換后帶動調節(jié)閥，實現(xiàn)自動調節(jié)。浮球式液位調節(jié)器就是利用浮球在液面上受到的浮力使調節(jié)閥動作，這種調節(jié)器不需要外來能源，是一種就地調節(jié)的裝置，它結構簡單，易于維修，適用于控制精度要求不高的單參數(shù)調節(jié)系統(tǒng)，在原理和結構上與氣動執(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節(jié)機構的指示記錄儀表。它接受檢測元件發(fā)來的信號，靠指示、記錄機構的動作帶動調節(jié)機構發(fā)出控制信號，送到執(zhí)行器實現(xiàn)自動調節(jié)。動圈式指示調節(jié)儀表、帶電動調節(jié)器或氣動調節(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設備。
簡易儀表閥是一種可直接接受檢測元件的信號，不帶指示機構的，專用性較強且結構簡單的調節(jié)儀表。它也可以接受變送器的信號。無指示調節(jié)器和溫度報警器都屬于簡易調節(jié)儀表，在中小型企業(yè)中得到廣泛應用。
單元組合儀表是由若干種具有獨立功能的標準單元組成的一套調節(jié)儀表。它完全適應大型機組和過程控制方面的要求，可以實現(xiàn)多回路的復雜控制。
組裝式綜合控制裝置，簡稱組裝式儀表，是按照一個大型機組或過程控制的要求，選用各種獨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。在生產過程中，為了使介質的壓力、流量等參數(shù)符合工藝流程的要求，需要安裝調節(jié)機構對參數(shù)進行調節(jié)。調節(jié)機構的主要工作原理，是靠改變閥門閥瓣與閥瓣與閥座間的流通面積，達到調節(jié)參數(shù)的目的。
二、儀表閥門的故障維護
閥的主要故障元件有閥外體、閥芯、閥座，要經(jīng)常檢查閥體內壁受腐蝕和磨損情況，特別是用于腐蝕介質和高壓差、空化作用等惡劣工藝條件下的閥門，必須保證其耐壓強度和耐腐、耐磨性能；閥芯起到調節(jié)和切斷流體的作用，是活動的節(jié)流元件，因此受介質的沖刷、腐蝕、顆粒的碰撞最為嚴重，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閉的關鍵，它受腐蝕磨損的情況比較嚴重，由于介質的滲透，使固定閥座的螺紋內表面常常受到腐蝕而松動，要特別檢查這一部位。
不同類型的調節(jié)閥及不同部位都有一些關鍵性元件，這些元件也是容易出故障的元件，如：氣動、液動執(zhí)行機構，膜片對薄膜式氣動執(zhí)行機構來說，膜片是最重要的元件。在氣源系統(tǒng)正常的情況下，如果執(zhí)行機構不動作，就應該想到膜片是否破裂、是否沒安裝好。當金屬接觸面的表面有尖角、毛刺等缺陷時就會把膜片扎破，而膜片絕對不能有泄漏。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)行機構的活塞產生驅動力，因此活塞的損壞、磨損是絕對不允許的。接氣（液）管是輸入壓力通向執(zhí)行機構的通路，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，位置要調整好，這樣才能確保足夠的行程并關閉閥門。彈簧要檢查彈簧有無斷裂，制造、加工、熱處理不當都會使彈簧斷裂，有些彈簧在過大的載荷作用下，也可能斷裂。
閥門是承受內壓的機械產品，因而必須具有足夠的強度和剛度，以保證長期使用而不發(fā)生破裂或產生變形。閥門的密封性能是指閥門各密封部位阻止介質泄漏的能力，它是閥門最重要的技術性能指標。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漏，也就是通常所說的關不嚴，它將影響閥門截斷介質的能力。對于截斷閥類來說，內漏是不允許的。后兩處的泄漏叫做外漏，即介質從閥內泄漏到閥外。外漏會造成物料損失，污染環(huán)境，嚴重時還會造成事故。對于易燃易爆、有毒或有放射的介質，外漏更是不能允許的，因而閥門必須具有可靠的密封性能。

儀表閥門驅動裝置有以下幾種：
手動裝置
由人力驅動的減速裝置，用以減小手動操作儀表閥門所需要的力，通常有多圈回轉式和部分回轉式兩種。其特點是結構簡單﹑操作簡便。它常用于驅動公稱通徑小于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動的機械傳動。齒輪傳動的特點是：齒輪傳動平穩(wěn)，傳動比精確，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動的壓力缸構成)，少數(shù)由氣動馬達或液壓馬達驅動的減速機構成。前一種廣泛用作部分回轉式和直線往復式驅動﹔后一種可以用作多圈回 轉式驅動，有的可以與電動裝置通用。它們都有結構緊湊﹑啟閉迅速的特點，適用于室內或有腐蝕﹑易燃易爆的環(huán)境﹔其缺點是配管較復雜，不適于遠距離控制。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
用電動機帶動減速機構驅動儀表閥門的裝置。有的由電磁力驅動儀表閥門 (見電磁閥)。儀表閥門的電動裝置有多回轉式和部分回轉式兩種型式。其特點是電力供應方便﹑容易調整﹑出力大，適合于遙控和自動控制的需要，使用較為廣泛。但在設計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，且結構較為復雜。
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構組成。常見的為部分回轉式，其特點是動作迅速﹑出力大，可驅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。

過程檢測與控制儀表日常維護----定期排污

定期排污主要有兩項工作，其一是排污，其二是定期進行吹洗。這項工作應因地制宜，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、浮筒液位計等儀表，由于測量介質含有粉塵、油垢、微小顆粒等在導壓管內沉積（或在取壓閥內沉積），直接或間接影響測量。排污周期可由儀表工根據(jù)實踐自行確定。 
定期排污應注意事項如下：
① 排污前，必須和工藝人員聯(lián)系，取得工藝人員認可才能進行；
② 流量或壓力調節(jié)系統(tǒng)排污前，應先將自動切換到手動，保證調節(jié)閥的開度不變；
③ 對于差壓變送器，排污前先將三閥組正負取壓閥關死；
④ 排污閥下放置容器，慢慢打開正負導壓管排污閥，使物料和污物進入容器，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；
⑤ 由于閥門質量差，排污閥門開關幾次以后會出現(xiàn)關不死的慰問，應急措施是加盲板，保證排污閥處于不泄漏，以免影響測量精確度。
⑥ 開啟三閥組正負取壓閥，擰松差壓變送器本體上排污（排氣）螺絲進行排污，排污完成擰緊螺絲；
⑦ 觀察現(xiàn)場指示儀表，直至輸出正常，若是調節(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與儀表部件或測量管線不直接接觸，以保護測量儀表并實施測量的一種方法。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、結晶性、熔融性、沉淀性介質進行測量，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。
吹洗應注意事項如下：
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,通常它應滿足下列要求:
a. 與被測工藝介質不發(fā)生化學反應；
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。
② 吹洗液體供應源充足可靠，不受工藝操作影響。
③ 吹洗流體的壓力應高于工藝過程在測量點可能達到的最高壓力，保證吹洗流體按設計要求的流量連續(xù)穩(wěn)定地吹洗。
④ 采用限流孔板或可調阻力的轉子流量計測量和控制吹洗液體或氣體的流量。
⑤ 吹洗流體入口點應盡可能靠近儀表取源部件（或靠近測量點），以便使吹洗流體在測量管線中產生的壓力降保持在最小值。 
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。

儀表閥門是一種管路附件，現(xiàn)已廣泛地運用于控制輸送水、油品和氣等介質流體中，備受市場用戶的關注。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。如閘閥、截止閥、球閥、旋塞閥、隔膜閥、蝶閥等。
   (2)調節(jié)、控制管路中介質的流量和壓力。如節(jié)流閥、調節(jié)閥、減壓閥、安全閥等。
   (3)改變管路中介質流動的方向。如分配閥、三通旋塞、三通或四通球閥等。
   (4)阻止管路中的介質倒流。如各種不同結構的止回閥、底閥等。
(5)分離介質。如各種不同結構的蒸汽疏水閥、空氣疏水閥等。
(6)指示和調節(jié)液面高度。如液面指示器、液面調節(jié)器等。
(7)其他特殊用途。如溫度調節(jié)閥、過流保護緊急切斷閥等。