角行程開(kāi)關(guān)閥相關(guān)知識(shí)

1、角行程開(kāi)關(guān)閥相關(guān)知識(shí)玉柴石化鄧智健目 錄 一、相關(guān)概念 二、常見(jiàn)相關(guān)閥門(mén) 三、執(zhí)行機(jī)構(gòu) 四、常見(jiàn)附件 五、日常維護(hù)與保養(yǎng) 六、常見(jiàn)故障及解決方法一、相關(guān)概念1.1 角行程與直行程閥的概念按閥芯動(dòng)作的方式，可將閥分為直行程和角行程兩大類。角行程閥：閥桿帶動(dòng)閥芯做垂直于閥桿的角度旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，包括球閥、蝶閥、偏心旋轉(zhuǎn)閥等。直行程閥：閥桿帶動(dòng)閥芯做沿直線的上升下降動(dòng)作，包括截止閥、閘閥、氣動(dòng)單座調(diào)節(jié)閥、雙座調(diào)節(jié)閥等。 1.2 調(diào)節(jié)閥和切斷閥的概念1、調(diào)節(jié)閥：通過(guò)接受控制單元輸出的控制信號(hào)，借助執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)閥門(mén)，改變被控介質(zhì)流量，最終實(shí)現(xiàn)改變壓力、溫度、液位等工藝參數(shù)，一般由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、閥門(mén)和其它附件組成。

2、2、按調(diào)節(jié)閥控制形式可分為調(diào)節(jié)型、切斷型和調(diào)節(jié)切斷型。3、切斷閥（開(kāi)關(guān)閥）：屬于一類特殊的調(diào)節(jié)閥。正常狀態(tài)只有開(kāi)、關(guān)兩種狀態(tài)，具有快速性，只具有切斷能力，沒(méi)有調(diào)節(jié)作用。 一般而言，切斷閥沒(méi)有閥門(mén)定位器，通過(guò)電磁閥的帶電和斷電來(lái)控制閥門(mén)開(kāi)關(guān)。 一般調(diào)節(jié)閥沒(méi)有電磁閥，通過(guò)閥門(mén)定位器來(lái)控制閥門(mén)開(kāi)度。對(duì)于帶聯(lián)鎖的氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥，為了使執(zhí)行機(jī)構(gòu)向外界排氣，電磁閥應(yīng)該安裝定位器后，執(zhí)行機(jī)構(gòu)前。1.3 角行程開(kāi)關(guān)閥 綜上定義，角行程開(kāi)關(guān)閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)接收到控制信號(hào)后，將信號(hào)變成位移推力或轉(zhuǎn)角力矩，以達(dá)到控制閥門(mén)的開(kāi)關(guān)的目的。 角行程開(kāi)關(guān)閥廣泛用于石油、化工、電力、冶金等工業(yè)中，與檢測(cè)儀表配合，可以起到防止事故發(fā)生

3、的作用，當(dāng)儀表檢測(cè)到有危險(xiǎn)信號(hào)時(shí)，角行程開(kāi)關(guān)閥可以立即動(dòng)作，切斷介質(zhì)供應(yīng)，防止惡性事故發(fā)生。二、常見(jiàn)相關(guān)閥門(mén) 2.1.1 球閥 球閥啟閉件（球體）由閥桿帶動(dòng)，并繞球閥軸線作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的閥門(mén)。 硬密封V型球閥其V型球芯與堆焊硬質(zhì)合金的金屬閥座之間具有很強(qiáng)的剪切力，特別適用于含纖維、微小固體顆料等的介質(zhì)。 本類閥門(mén)在管道中一般水平安裝。 球閥及V型球閥適于高粘度、帶有纖維性和含顆粒流體的控制。2.1.2 球閥類別 浮動(dòng)球閥 球閥的球體是浮動(dòng)的，球體只有上閥桿，在介質(zhì)壓力作用下，球體能產(chǎn)生一定的位移并緊壓在出口端的密封面上，保證出口端密封。 浮動(dòng)球球閥的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，密封性好，但球體承受工作介質(zhì)的壓力全部

4、傳給了出口密封圈，因此要考慮密封圈材料能否經(jīng)受得住球體介質(zhì)的工作壓力，在受到較高壓力沖擊時(shí)，球體可能會(huì)發(fā)生偏移。這種結(jié)構(gòu)，一般用于中低壓、小口徑場(chǎng)合。 固定球閥 固定球閥的閥體底部有固定軸，工作時(shí)，閥前流體壓力在球體上產(chǎn)生的作用力全部傳遞給軸承，不會(huì)使球體向閥座移動(dòng)，因而閥座不會(huì)承受過(guò)大的壓力，所以 固定球閥的轉(zhuǎn)矩小更省力、閥座變形小，密封性能穩(wěn)定、使用壽命較浮動(dòng)球閥長(zhǎng)，適用于高壓、大口徑場(chǎng)合。2.2 蝶閥 2.2.1 蝶閥簡(jiǎn)述 蝶閥又叫翻板閥，可用于低壓管道介質(zhì)的開(kāi)關(guān)控制的蝶閥是指關(guān)閉件（閥瓣或蝶板）為圓盤(pán)，圍繞偏心軸或同心軸旋轉(zhuǎn)來(lái)達(dá)到啟閉的一種閥。 在大口徑、大流量、低差壓，宜選用蝶閥。

5、閥門(mén)可用于控制空氣、水、蒸汽、各種腐蝕性介質(zhì)、泥漿、油品、液態(tài)金屬和放射性介質(zhì)等各種類型流體的流動(dòng)。 值得一提的是，閥桿轉(zhuǎn)動(dòng)90即可完成啟閉作用。同時(shí)在閥瓣開(kāi)啟角度為2075時(shí)，流量與開(kāi)啟角度成線性關(guān)系，有節(jié)流的特性。2.2.2 蝶閥的分類 蝶閥的三偏心蝶閥的“三偏心”第一偏心a(h)：閥軸的回軸線與密封面的一個(gè)偏值第二偏心b(e)：閥軸的回軸線與閥體通道軸線的一個(gè)偏值第三偏心 (3)：閥座的回軸線與閥體通道軸線的一個(gè)角度值 采取三偏心是為了使蝶板上的密封面與閥體密封面在閥門(mén)90行程中開(kāi)關(guān)時(shí)迅速脫離和接觸，減小摩擦，減小扭矩，增加密封面壽命。 蝶板的回轉(zhuǎn)中心（即閥桿的中心）位于閥體的中心線和蝶

6、板的密封面截面上，閥座采用合成橡膠或塑性材料。關(guān)閉時(shí)蝶板的外圓密封面擠壓合成橡膠閥座，使閥座產(chǎn)生彈性變形而形成彈性力作為密封比壓，保證蝶閥的密封。由于結(jié)構(gòu)特征的限制，閥門(mén)啟閉擠壓嚴(yán)重，（尤其閥軸附近），力矩偏大，因此壽命較短。但對(duì)于啟閉不頻繁的閥門(mén)，中線蝶閥仍有市場(chǎng)。 中線蝶閥 單偏心蝶閥由于蝶板的回轉(zhuǎn)中心（即閥門(mén)軸中心）與蝶板密封截面按a偏心設(shè)置，使得蝶閥在開(kāi)啟過(guò)程中，蝶板密封面逐漸脫離閥座密封面，蝶板轉(zhuǎn)動(dòng)至2025時(shí)，蝶板密封面完全脫離閥座密封面，完全開(kāi)啟時(shí)，兩密封面之間形成間隙x。而關(guān)閉蝶閥時(shí)，蝶板的外圓密封表面逐漸接近并擠壓閥座使閥座產(chǎn)生彈性變形，形成的彈性力作為密封比壓，保證密封。因

7、此，單偏心蝶閥在啟閉過(guò)程中，兩密封面之間相對(duì)機(jī)械磨損及擠壓大為降低，從而更好地保證了蝶閥的密封。 雙偏心蝶閥 在單偏心蝶閥的基礎(chǔ)上將蝶板的回轉(zhuǎn)中心（既閥門(mén)軸中心）與閥體中心線形成尺寸b偏置。 該類蝶閥的蝶板從090開(kāi)啟時(shí)，蝶板的密封面會(huì)比單偏心密封蝶閥更快地脫離閥座密封面。當(dāng)?shù)鍙?轉(zhuǎn)至812時(shí)，蝶板密封面即可完全脫離閥座密封面，從而使蝶閥在啟閉過(guò)程中，蝶板與閥座密封面之間相對(duì)機(jī)械磨損、擠壓降低，蝶閥的密封性能及壽命大大提高了。 三偏心蝶閥如圖，在雙偏心蝶閥的基礎(chǔ)上將閥座中心線再與閥體中心線形成一個(gè)角偏置。 該類蝶閥從090開(kāi)啟時(shí)，蝶板的密封面會(huì)在開(kāi)啟瞬間立即脫離閥座密封面，在其900關(guān)閉時(shí),

8、只有在關(guān)閉的瞬間，其蝶板密封面才會(huì)接觸并壓緊閥座密封面。 使蝶閥關(guān)閉時(shí)，徹底消除了常規(guī)偏心蝶閥中因彈性閥座彈性材料老化、冷流、彈性失效等因素造成的密封副兩密封面之間的密封比壓降低和消失，從而使三偏心密封蝶閥的密封性能改善，使其使用壽命大大提高。2.3 閥門(mén)打壓注意事項(xiàng) 上述幾類閥門(mén)的壓力試驗(yàn)應(yīng)遵循以下要求： 1、用于測(cè)量試驗(yàn)介質(zhì)壓力的測(cè)量?jī)x表精度不低于1.6級(jí)。 2、在殼體壓力試驗(yàn)前，不允許對(duì)閥門(mén)表面涂漆和其他可以防止?jié)B漏的涂層；允許無(wú)密封作用的化學(xué)防腐處理存在。 3、試驗(yàn)介質(zhì)溫度為540。對(duì)于試驗(yàn)介質(zhì)，液體介質(zhì)可使用含防銹劑的水、煤油或黏度不高于水的非腐蝕性液體。氣體介質(zhì)可用氮?dú)?、空氣或其?/p>

9、惰性氣體。上密封試驗(yàn)和高壓密封試驗(yàn)應(yīng)用液體介質(zhì)。 4、試驗(yàn)介質(zhì)為液體時(shí)，應(yīng)排凈閥門(mén)內(nèi)的空氣，保證殼體內(nèi)腔充滿試驗(yàn)介質(zhì)。 5、進(jìn)行殼體壓力試驗(yàn)，試驗(yàn)介質(zhì)是液體時(shí)，試驗(yàn)壓力至少是閥門(mén)在20時(shí)允許最大工作壓力的1.5倍（記作1.5CWP）；如是氣體，至少為1.1CWP。如閥門(mén)需要進(jìn)行氣體試壓，必須先進(jìn)行液體試壓。 6、進(jìn)行各項(xiàng)試驗(yàn)，應(yīng)根據(jù)GB/T 13927-2008 的要求保持試驗(yàn)壓力一定的時(shí)間。7、壓力試驗(yàn)項(xiàng)目 硬密封：密封副的兩側(cè)均是金屬材料或較硬的其它材料的被稱為“硬密封”，這種密封的密封性能較差，但耐高溫、抗磨損、機(jī)械性能好，使用壽命長(zhǎng)。如：鋼+鋼;鋼+銅;鋼+石墨;鋼+合金鋼;(這里的鋼

10、也可能是鑄鐵,鑄鋼,合金鋼也可能是堆焊,噴涂的合金). 軟密封：密封副的兩側(cè)一側(cè)是金屬材料，另一側(cè)是有彈性的非金屬材料的被稱為“軟密封”。這種密封的密封性能較好，但不耐高溫，易磨損，機(jī)械性較差。 如:鋼+橡膠;鋼+四氟wiki聚乙烯/wiki;等.軟密封的密封性能好，可以作到零泄漏，但壽命和對(duì)溫度的適應(yīng)性比較差 2.4 補(bǔ)充：硬密封和軟密封三、執(zhí)行機(jī)構(gòu) 3.1 執(zhí)行機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)述 執(zhí)行機(jī)構(gòu)在氣壓（及彈簧）的作用下發(fā)生運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生扭矩使閥桿帶動(dòng)閥芯進(jìn)行90的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)控制閥門(mén)開(kāi)閉的目的。 角行程開(kāi)關(guān)閥所配的的執(zhí)行機(jī)構(gòu)分為氣動(dòng)活塞式和氣動(dòng)薄膜式，其中，氣動(dòng)活塞式呈現(xiàn)為氣缸的形式，又分為雙作用和彈簧

11、返回式單作用兩種，氣缸主要由活塞、缸筒、前后端蓋、活塞桿、拉桿、密封圈（及彈簧）等組成。以下主要介紹氣動(dòng)活塞式的相關(guān)內(nèi)容。3.2 雙作用氣動(dòng)活塞式 氣壓從氣口(2)進(jìn)入氣缸兩活塞之間中腔兩活塞分離向氣缸兩端方向移動(dòng)兩端氣腔的空氣通過(guò)氣口(4)排出兩活塞齒條同步帶動(dòng)輸出軸(齒輪)逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。 經(jīng)過(guò)電磁閥的換向，可使氣口(2)由進(jìn)氣變成排氣，氣口(4)由排氣變成進(jìn)氣 氣壓從氣口(4)進(jìn)入氣缸兩端氣腔兩活塞向氣缸中間方向移動(dòng)中間氣腔的空氣通過(guò)氣口(2)排出兩活塞齒條同步帶動(dòng)輸出軸(齒輪)順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。以我廠使用較多的AW系列長(zhǎng)行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)為例，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下：3.3 彈簧返回單作用氣動(dòng)活塞式

12、氣壓從氣口(2)進(jìn)入氣缸兩活塞之間中腔兩活塞分離向氣缸兩端方向移動(dòng)兩端的彈簧被壓縮兩端氣腔的空氣通過(guò)氣口(4)排出兩活塞齒條同步帶動(dòng)輸出軸(齒輪)逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。 經(jīng)過(guò)電磁閥換向后，氣口(2)不再進(jìn)氣： 氣缸的兩活塞在彈簧的彈力下向中間方向移動(dòng)中間氣腔的空氣從氣口(2)排出兩活塞齒條同步帶動(dòng)輸出軸(齒輪)順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。以AW系列為例，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下：AW系列執(zhí)行機(jī)構(gòu)技術(shù)參數(shù)如下：3.4 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的安裝要求 角行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)安裝時(shí)必須要保證執(zhí)行機(jī)構(gòu)、閥芯、限位開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)信號(hào)一致，三者在同一平面上動(dòng)作。 執(zhí)行機(jī)構(gòu)中心與閥桿要求絕對(duì)同軸，否則會(huì)對(duì)密封圈等部件造成磨損。 執(zhí)行機(jī)構(gòu)安裝的位置應(yīng)確保周

13、圍有足夠空間進(jìn)行以后的操作、維修、調(diào)整工作，不受水汽侵蝕。 檢查氣缸與輸出軸、氣缸與氣缸蓋之間是甭漏氣，如有附件時(shí)檢查附件與執(zhí)行機(jī)構(gòu)的連接是否緊固密封。 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的角度可由氣缸上的兩個(gè)限位螺釘進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整方法：用扳手松開(kāi)限位螺母后，再用扳手轉(zhuǎn)動(dòng)限位螺釘調(diào)整至所需角度；調(diào)整完畢，用扳手鎖緊限位螺母，然后再用同樣方法調(diào)整另一端限位螺釘。 安裝完畢后，應(yīng)使執(zhí)行器手輪順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)關(guān)小，反之開(kāi)大，否則應(yīng)在手輪旁標(biāo)明開(kāi)關(guān)方向。四、常見(jiàn)附件 4.1 氣源處理三聯(lián)件（F.R.L） 氣源處理三聯(lián)件設(shè)計(jì)輕小，安裝方便,它包括空氣過(guò)濾器（F）、減壓器（R）、油霧器（L）。 儀表風(fēng)先經(jīng)過(guò)空氣過(guò)濾減壓閥，它包

14、括空氣過(guò)濾器和減壓器，可過(guò)濾掉壓縮空氣中的水汽和雜質(zhì)，將較高的進(jìn)口壓力調(diào)節(jié)并降低到要求的出口壓力，并能保證出口壓力穩(wěn)定，即起到減壓和穩(wěn)壓作用。 從過(guò)濾減壓閥出來(lái)的儀表風(fēng)進(jìn)入油霧器，它可將潤(rùn)滑油霧化并注入壓縮空氣流中，隨壓縮空氣流入需要潤(rùn)滑的機(jī)體運(yùn)動(dòng)部件（齒輪、齒條等），達(dá)到通過(guò)潤(rùn)滑延長(zhǎng)機(jī)體使用壽命的目的。4.2 電磁閥 4.2.1 簡(jiǎn)述 電磁閥是通過(guò)電磁鐵的通斷電來(lái)控制流體的自動(dòng)化基礎(chǔ)元件，用在工業(yè)控制系統(tǒng)中調(diào)整介質(zhì)的方向、流量、速度和其他的參數(shù)。這里主要介紹的是電磁控制換向閥。 在角行程開(kāi)關(guān)閥中，電磁閥主要起到改變儀表風(fēng)流通（氣路）方向的作用。 我廠較常見(jiàn)的電磁閥主要有二位二通電磁閥、二位三

15、通電磁閥和二位五通電磁閥。 二位三通電磁閥配單作用式執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 二位五通電磁閥配雙作用式執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 根據(jù)儀表控制系統(tǒng)選擇單電控或雙電控。 電磁閥的排氣口可以安裝消音器，防止向外界排氣產(chǎn)生過(guò)大的噪聲。4.2.2 二位三通電磁閥 二位三通電磁閥（3/2電磁閥）的二位指開(kāi)和關(guān)兩位，三通指一個(gè)進(jìn)氣口（P），一個(gè)出氣口（A），一個(gè)排氣口（T），其原理如下：利用電磁線圈通電時(shí)，靜鐵芯對(duì)于動(dòng)鐵芯產(chǎn)生電磁吸力使閥切換以改變氣流方向，實(shí)現(xiàn)了電、氣聯(lián)合控制進(jìn)行遠(yuǎn)程操作。我廠較多的ASCO的二位三通電磁閥單電控二位三通電磁閥 線圈線圈 通電通電 斷電斷電 彈簧彈簧閱讀圖形符號(hào)：接近線圈的方塊為通電時(shí)氣路方向（PA）

16、，接近彈簧的方塊為斷電時(shí)氣路的方向（AT）。常開(kāi)型：線圈斷電狀態(tài)（PA）是開(kāi)啟的。常閉型：線圈斷電狀態(tài)（PA）是關(guān)閉的。 氣缸的一個(gè)進(jìn)氣孔如果連接了氣源管，那么二位三通電磁閥連接上這個(gè)進(jìn)氣孔，就可以通過(guò)換向使得儀表風(fēng)既可以通過(guò)氣孔進(jìn)入氣缸內(nèi)部，也可以從氣缸中通過(guò)3/2電磁閥向外排出（即是電磁閥沒(méi)有連接氣源管的出氣口）。 在實(shí)際運(yùn)用中，有的執(zhí)行機(jī)構(gòu)不僅需要一個(gè)電磁閥，需要兩個(gè)甚至更多的電磁閥一起配合使用滿足控制條件。 我廠也有使用氣控閥（二位三通氣控閥），其與3/2電磁閥的區(qū)別是電磁閥連接有為電磁鐵供電的電纜，而氣控閥連接氣源管提供氣壓推動(dòng)動(dòng)鐵芯改變閥門(mén)的通路。類似的氣控閥 5/2電磁閥的二位指

17、的是兩個(gè)工作位置，五口是指一個(gè)進(jìn)氣口，兩個(gè)出氣口，兩個(gè)排氣口。4.2.2 二位五通電磁閥雙電控二位五通電磁閥單電控二位五通電磁閥 二位五通電磁閥可以選擇單電控或雙電控的，單電控靠彈簧復(fù)位，雙電控?zé)o自動(dòng)復(fù)位功能。 雙電控比單電控多一個(gè)線圈，而且單電控的閥有一個(gè)線圈，通電時(shí)換成另一個(gè)狀態(tài)，不通電時(shí)自動(dòng)還原到原始狀態(tài)；雙電控的閥有兩個(gè)線圈，一邊通電一個(gè)狀態(tài)，斷電保持?jǐn)嚯娗暗臓顟B(tài)，另一邊通電換位成另一個(gè)狀態(tài)，斷電保持?jǐn)嚯娗暗臓顟B(tài)。圖形符號(hào)分析這是一個(gè)雙電控5/2電磁閥。12線圈通電時(shí)，12（工作）,45（排氣）。12線圈斷電，仍舊原來(lái)的通路狀態(tài)；14線圈通電，通路狀態(tài)改變，14（工作），23（排氣）。

18、14線圈斷電，維持14線圈通電時(shí)的通路狀態(tài)。對(duì)于單電控帶彈簧的二位五通電磁閥：線圈通電， PB（工作），AR（排氣） 。線圈斷電，彈簧復(fù)位，通路變成PA（工作），BS（排氣） 。5/2電磁閥與雙作用氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的配合使用4.3 閥門(mén)限位開(kāi)關(guān)閥門(mén)限位開(kāi)關(guān)（盒）又稱為回訊器，將閥門(mén)的開(kāi)啟或關(guān)閉位置以開(kāi)關(guān)量（觸點(diǎn)）的信號(hào)輸出，傳遞到控制室顯示，此外還起到現(xiàn)場(chǎng)顯示和保護(hù)作用，是一種反饋元件。機(jī)械式限位開(kāi)關(guān)接近式限位開(kāi)關(guān)限位開(kāi)關(guān)基本原理如圖： 安裝和使用步驟如下： 1、讓閥門(mén)走到關(guān)的位置，調(diào)節(jié)紅色凸輪，使“關(guān)”開(kāi)關(guān)有信號(hào)輸出； 2、讓閥門(mén)走到開(kāi)的位置，調(diào)節(jié)黃色凸輪，使“開(kāi)”開(kāi)關(guān)有信號(hào)輸出； 3、讓閥門(mén)來(lái)回走幾次，確定限位開(kāi)關(guān)信號(hào)通斷可靠。 手輪：在失去氣源或氣源故障時(shí)，將手輪的手柄從自動(dòng)擋打到自動(dòng)擋，即可用手輪操作閥門(mén)的啟閉。如需搖輪操作閥門(mén)開(kāi)關(guān)，在此之前還閥門(mén)需要泄壓，不可憋氣。 保位閥：當(dāng)氣源系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，保位閥能自動(dòng)切斷調(diào)節(jié)儀表與調(diào)節(jié)閥的通道，使調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度保證停在故障前的位置，使工藝過(guò)程正常運(yùn)行。氣源故障消除后，又能自動(dòng)恢復(fù)正常工作。因此保衛(wèi)閥可作為自動(dòng)控制回路中的安全保護(hù)裝置。 此外，可能的附件還有閥門(mén)定位器，但較少用于角行程開(kāi)關(guān)閥。4.4 其他附件 為保證閥門(mén)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，應(yīng)定期進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，要點(diǎn)如下： 1、氣源應(yīng)保持干燥、清潔。 2、定期對(duì)空氣過(guò)濾器進(jìn)行放水、排污