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随着工业自动化程度的不断提高，自控阀在工业生产控制领域应用越来越广泛。众所周知，化工生产工艺往往比较复杂，生产工序繁琐，工艺介质有毒有害、易燃易爆，所以工艺控制指标要求精确，这就使自控阀在这一领域有了用武之地。它在化工生产中既能解放劳动力，降低工人的劳动强度，还能大大提高企业生产的安全性和环保性。
尽管自控阀功能强大，但它并非万能。随意的使用自控阀不但发挥不了它强大的功能，反而会给企业增大生产成本。所以，在化工生产中自控阀的合理使用和正确选型尤为重要，尤其在特殊工况下合理选用自控阀不仅能使生产工艺控制起到事半功倍的效果，还能为企业有效降低生产和维修成本，为企业创造更加可观的经济效益。
管道振动对气动调节阀产生的影响
调节阀在运行过程中阀前、后差压过大就会产生管道振动并伴有噪音，长时间连续振动就会对调节阀可动部件产生影响，特别是阀体部分。有的调节阀阀杆与阀芯采用分体式螺纹连接形式，这种结构形式在振动较大的工况下就会出现连接螺纹松动甚至阀芯从阀杆上脱落的现象。如果阀芯与阀杆之间的连接螺纹一旦出现松动，调节阀的实际开度与定位器输出开度就会出现偏差，松动的越厉害，偏差就越大，导致工艺介质无法有效控制，影响正常生产；如果阀芯从阀杆上脱落并且没有及时发现，轻则会造成调节阀内件损坏，重则造成生产事故。有的调节阀厂家尽管考虑到这种因素对螺纹连接部分采取了必要的防脱落措施，但在振动过大时仍然无济于事。所以，在这种工况下一方面从工艺角度考虑需要在阀前加装减压装置，尽可能降低由于压降对调节阀产生的影响。另外，在这种工况下调节阀本身需要采取降噪处理，阀杆与阀芯应选用一体式结构。
定位器是调节阀的大脑，它对调节阀的调节性能起着决定性的作用。不同的工况对调节阀调节性能也有不同的要求，普通工况对调节阀调节精度要求不高，那么从经济性的角度考虑调节阀选用普通的定位器即可；而在一些特殊工况，工艺指标要求精准控制，那么对调节阀的调节精度要求就要相应提高。调节阀的调节精度取决于定位器的性能，所以这种工况下使用的调节阀就应该选用Siemens、Fisher、ABB等知名品牌的智能阀门定位器才能达到精准控制的要求。如果调节阀在使用时存在高频振动的现象，那么对定位器性能会产生很大的影响，这种情况下就必须采取必要的防振措施，有效的消除振动。否则即使选用再好的定位器都无济于事，振动导致调节阀会出现调节不稳定、调节偏差大等现象，影响工艺正常生产。
气动调节阀供气系统存在可动部件，振动会使供气管线连接部件产生松动导致气源泄漏，从而使气源压力无法稳定。尤其是在定位器输出端到执行机构的气源连接管线如果出现泄漏，调节阀就会出现无法准确定位的现象，如何有效的消除这种故障需要从三个方面采取措施。首先，从根本上采取措施消除振动，只要能够将振动消除，由此产生的所有问题都将迎刃而解；其次，调节阀执行机构选用特殊的构造，尽量避免使用气源管供气，减少可动部件的使用数量，从而避免气源发生泄漏；再次，现在使用的调节阀定位器有两种供气形式，既需求供气（Siemens等）和持续供气（SAMSON、Fisher等）。如果调节阀执行机构供气系统的泄漏无法消除，定位器就要选用持续供气型，这样就可以将泄漏的部分及时补充，保证气源压力稳定。如果在这种情况下还选用需求供气的定位器，由于泄漏的气源无法得到及时补充导致气源压力下降，从而使调节阀无法精准、稳定运行。
气固相混合介质对气动球阀产生的影响
工业生产系统中最难控制的就是混合相介质，控制这种介质的阀门在选型时需要将不同相介质所产生的不利因素都要充分考虑。对于控制气固相介质的气动球阀，由于介质中含有固体物质，势必会对阀内件产生磨损，降低阀门的使用寿命；对阀内件的可动部分产生阻塞，增大阀门的开关阻力。在这种工况下选用气动球阀时既要考虑阀门的使用寿命还要考虑阀门开关的灵活性。延长阀门使用寿命的有效方法就是加强阀内件的表面硬度，阀座采用硬密封形式。比如阀球、阀座表面进行渗氮处理，喷涂碳化钨处理，堆焊STL硬质合金等对阀内件表面进行特殊加工工艺处理或者阀内件选用特殊金属材质，使其表面硬度达到HRC40以上。如果介质中的固体颗粒物硬度较高时（HRC30以上）优先选择堆焊STL和喷涂碳化钨。密封面进行堆焊STL处理后表面硬度能够达到HRC40～50，而表面喷涂碳化钨能获得高达HRC70的表面硬度，这两种特殊处理方式都能使阀门达到良好的耐磨要求。二者的区别在于堆焊STL使处理面与内层金属结合紧密，而喷涂碳化钨对喷涂工艺要求极高，如果喷涂工艺达不到要求，就会影响喷涂层与基层表面结合的牢固程度。喷涂层一旦产生裂纹，就会整片脱落，反而会降低阀门的密封性和使用寿命，并且对工艺介质造成污染，甚至影响产品的品质。
控制气固相混和介质的硬密封气动球阀，固体颗粒物会进入到阀内件的缝隙中，阻塞阀内件的可动部件，从而增大阀门开关的阻力。有的气动球阀生产厂家硬密封阀座弹簧采用普通形式的弹簧，介质中的固体颗粒物进入到阀座内部将安装弹簧的腔体填充，使弹簧失去弹性，阀门关闭时阀座与阀球没有足够的力量紧密吻合，导致阀门内漏，长时间内漏就会磨损阀球、阀座和阀体，从而使阀门无法继续使用。在这种工况下使用的气动球阀阀体内件就应设计为防阻塞结构形式。另外，在这种工况下使用的气动硬密封球阀阀座弹簧如果选用普通弹簧，弹簧容易失去弹性甚至极易损坏。所以，这种工况使用的气动球阀阀座弹簧如果选用碟簧，不仅能够增强阀门的密封性，还能有效延长阀门的使用寿命，降低阀门的维修工作量。
气动球阀在这种工况使用时为了有效保证密封性，能达到设计密封等级，阀体应设计为固定球形式，这样当阀门腔体内部由于填充固体物料导致阀门开关阻力增大时，阀门在关闭状态下阀球作用于阀座密封面各部位的力比较均匀，有利于阀球与阀座密封面充分接触，从而使阀门的密封性能更优。如果在这种工况下使用浮动球形式的气动球阀，当固体物料填充阀门腔体后，由于阀球偏离阀体中心位置，阀球与阀座密封面不能完全吻合，导致阀门内漏。另外这种情况不仅使阀门开关阻力成倍增加，而且会降低阀球和阀座的使用寿命，增加阀门维护工作量和阀门运行维护成本。
在特殊工况下使用的气动开关阀其执行机构的选型也特别重要，当工艺介质中存在固体颗粒物时势必会对阀门开关灵活性产生影响，所以执行机构的输出力矩需要相应增加，而增加执行机构的输出力矩同时要考虑到阀杆、阀芯的机械强度。当阀腔内沉积的固体物料使阀芯开关阻力增大，如果只是一味的增加执行机构的输出力矩，就会损坏阀杆或阀芯。在这种工况下使用的气动开关阀经常出现阀门在使用过程中出现开关不到位的现象，维修人员单纯的增加气源压力，使执行机构输出力矩增加，此时阀门虽然开关都能到位，但使用一段时间后又出现内漏的现象，可是现场查看执行机构开关位置都正常。将阀门解体检查发现阀杆被扭曲变形，导致阀芯关闭不到位而发生内漏现象。
自控阀的选型离不开生产工况，不同的工况必须严格按照工艺参数的要求选用不同结构形式的阀门，这样才能保证自控阀的好用、耐用，降低故障率为企业创造更高的效益。
论文作者:蔡向忠
论文发表刊物:《电力设备》2018年第17期
论文发表时间:2018/11/11
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