氣動調(diào)節(jié)閥振動原因及其處理|資料

氣動調(diào)節(jié)閥振動原因及其處理
邱宣振繆煜新

上海醫(yī)藥設(shè)計(jì)院上海200240

關(guān)鍵詞：氣動調(diào)節(jié)閥振動分析處理

調(diào)節(jié)閥是自控系統(tǒng)的手足，對調(diào)節(jié)系統(tǒng)穩(wěn)定地運(yùn)行起著關(guān)鍵作用，為使調(diào)節(jié)系統(tǒng)在 狀態(tài)下運(yùn)行，貴刊于1997年第1期載有筆者“氣動調(diào)節(jié)閥故障分析”一文，現(xiàn)就調(diào)節(jié)閥振動原因及其處理分析如下，望起到有益的作用。
筆者認(rèn)為，調(diào)節(jié)閥的振動一般分為兩種狀態(tài)，一個(gè)是調(diào)節(jié)閥的整體振動，即整個(gè)調(diào)節(jié)閥在管道或基座上頻繁顫動。另一個(gè)是調(diào)節(jié)閥閥芯的振動，這從閥桿上下頻繁的移動可看出，以下就這兩種振動原因及其處理措施分析如下。
1 調(diào)節(jié)閥整體振動
整個(gè)調(diào)節(jié)閥在管道上振動原因大致如下：管道或基座劇烈振動，易引起整個(gè)調(diào)節(jié)閥振動；此外還與頻率有關(guān)，即當(dāng)外部的頻率與系統(tǒng)的固有頻率相等或接近時(shí)受迫振動的能量達(dá)到最大值、產(chǎn)生共振。這兩種因素有時(shí)相互影響，會使振動愈振愈烈，使管道跳動，附件或元件松動，并發(fā)出噠噠的響聲，嚴(yán)重的還會造成閥桿斷裂，閥座脫落，致使系統(tǒng)無法工作。基于這種情況，應(yīng)對引起振動的各管道和基座進(jìn)行加固，這也有助于消除外來頻率的干擾。

2 閥芯振動

有時(shí)被測介質(zhì)的流速急劇增加，使調(diào)節(jié)閥前后差壓急劇變化，當(dāng)超過閥的剛度時(shí)，閥的穩(wěn)定性就變差，這也會引起整個(gè)調(diào)節(jié)閥產(chǎn)生嚴(yán)重振蕩。但這種振蕩不一定就是閥的開度小造成的。這種振動一般伴有刺耳的尖叫聲。調(diào)節(jié)閥的穩(wěn)定性差，一旦有內(nèi)部或外部不平衡力的干擾且超過了調(diào)節(jié)閥的剛度時(shí)，且調(diào)節(jié)閥自己又不具備消除這種干擾的能力，便產(chǎn)生了振蕩。此時(shí)需要增大調(diào)節(jié)閥的剛度，如將20~100KPa的彈簧，或增加其工作的穩(wěn)定性，是有一定好處的。

調(diào)節(jié)閥安裝位置應(yīng)遠(yuǎn)離振動源，如不可避免，應(yīng)采取預(yù)防措施。

這種整個(gè)調(diào)節(jié)閥振動，在還未達(dá)到共振的情況下，調(diào)節(jié)閥基本上還是能隨外給定信號而進(jìn)行調(diào)節(jié)的。因?yàn)橥饨o定信號對閥芯的相對位移，并不因整個(gè)調(diào)節(jié)閥的振動而改變或改變很小，其原因在于它們是一個(gè)整體。

調(diào)節(jié)閥兩端的截止閥猛開或猛關(guān)，會使急劇流動的波測介質(zhì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的反射沖波，反射波沖擊調(diào)節(jié)閥芯。當(dāng)這個(gè)力大于膜片對閥芯向下的壓力時(shí)，會使閥芯上移，產(chǎn)生振動，尤其是在小信號情況下，由于預(yù)緊力較小，更易使閥芯產(chǎn)生顫動。

調(diào)節(jié)閥開度太小，使調(diào)節(jié)閥前后差壓太大，至使在節(jié)流口處流速增大，壓力迅速減小。若此時(shí)壓力下降到液體在該溫度下的飽和蒸氣壓時(shí)，可使液體產(chǎn)生氣化，形成閃蒸，生成氣泡、氣泡破裂時(shí)形成強(qiáng)大的壓力和沖擊波，產(chǎn)生氣錘，這個(gè)壓力一般可達(dá)幾十兆帕。氣錘沖擊閥芯，使閥芯形成蜂窩壯麻面并使閥芯振動。

一般閥芯振動原因大致如下：調(diào)節(jié)器輸出信號不穩(wěn)定。快速的忽高忽低的變化，此時(shí)如閥門定位器靈敏度太高，則調(diào)節(jié)器輸出微小的變化或飄移，就會立即轉(zhuǎn)換成定位器輸出信號很大。致使閥振蕩。調(diào)節(jié)閥的磨擦力太小，如調(diào)節(jié)閥的填料裝得太少，或壓蓋沒擰緊，外界輸入信號有微小的變化或飄移，會立即傳遞給閥芯，使閥芯振動，并發(fā)出咯咯的響聲。相反，如調(diào)節(jié)閥的磨擦力太大，如填料裝得太多，壓蓋又?jǐn)Q得太緊，或填料函老化，干涸，則在小信號時(shí)動作不了，信號大時(shí)一經(jīng)動作又產(chǎn)生又產(chǎn)生過頭的現(xiàn)象，會使調(diào)節(jié)閥產(chǎn)生遲滯性振蕩，振動曲線近似呈方形波。遇到這種情況，應(yīng)當(dāng)減小調(diào)節(jié)閥相應(yīng)部分的阻尼來解決，如更換填料等。氣源波動使定位器輸出波動，或定位器活動部分銹蝕，不靈活，使輸入和輸出信號不對應(yīng)，產(chǎn)生跳躍式振蕩。此時(shí)應(yīng)開啟氣源減壓閥的清洗定位器，并向活動部分涂上潤滑油，以消除磨擦力。

由于調(diào)節(jié)閥本身的不平衡力作用的結(jié)果，使調(diào)節(jié)閥芯經(jīng)常產(chǎn)生振蕩。零點(diǎn)彈簧頂緊力太小，抵抗外界干擾的能力就小，在外界信號小的情況下，易使閥芯產(chǎn)生振動。

綜上所述，根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)筆者診斷，在一般情況下，閥芯的振蕩對被測介質(zhì)的影響總是大于整個(gè)調(diào)節(jié)閥振動對被測介質(zhì)影響的，并且閥芯振蕩原因及預(yù)防措施總要比整個(gè)調(diào)節(jié)閥振蕩原因及預(yù)防措施復(fù)雜。實(shí)踐中又可以看出，這兩種振動的原因也不可能分得那么清，有時(shí)也是混雜交織在一起的。