主要性能及测试


  气动调节阀的性能指标有:基本误差、回差、死区、始终点偏差、额定行程偏差、泄漏量、密封性、耐压强度、外观、额定流量系数、固有流量特性、耐振动性能、动作寿命,计13项、
前9项为出厂检验项目。由于调节阀的运输、工作弹簧范围的调整等因素,安装前往往需要对如下性能进行调整、检验:


  1)基本误差
  将规定的输入信号平稳地按增大和减小方向输入执行机构气室(或定位器),测量各点所对应的行程值,计算出实际“信号-行程”关系与理论关系之间的各点误差。其最大值即为基本误差。试验点应至少包括信号范围0、25%、50%、75%、100%这5个点。测量仪表基本误差限应小于被试阀基本误差限的1/4。
   2)回差
   试验程序与上面第1)点所述相同。在同一输入信号上所测得的正反行程的最大差值即为回差。
   3)始终点偏差
   方法同第1)点。信号的上限(始点)处的基本误差即为始点偏差;信号的下限(终点)处的基本误差为终点偏差。
  4)额定行程偏差
   将额定输入信号加入气动执行机构气室(或定位器),使阀杆走完全程,实际行程与额定行程之差与额定行程之比即为额定行程偏差。实际行程必须大于额定行程。
  5)泄漏量
   试验介质为10~50℃的清洁气体(空气和氮气)或液体(水或煤油);试验压力A程序为:当阀的允许压差大于350KPa时,试验压力均按350KPa做,小于350KPa时按允许压差做;B试验程序按阀的最大工作压差做。试验信号压力应确保阀处于关闭状态。在A试验程序时,气开阀执行机构信号压力为零;气闭阀执行机构信号压力为输入信号上限值加20KPa;两位式阀执行机构信号压力应为设计规定值。在B试验程序时,执行机构的信号压力应为设计规定值。试验介质应按规定流向加入阀内,阀出口可直接通大气或连接出口通大气的低压头损失的测量装置,当确认阀和下游各连接管道完全充满介质后方可测取泄漏。



电动调节阀主要性能及测试

  电动调节阀主要性能指标有:基本误差、回差、死区、额定行程偏差、泄漏量、密封性、耐压强度、外观、额定流量系数,固有流量特性、耐振动、温度、长期工作可靠性、防爆、阻尼特性、电源电压变化影响、环境温度变化影响、绝缘电阻、绝缘强度等。前10项指标的要求和试验方法均与气动阀相同或相似,其中基本误差、回差、死区、泄漏量、密封、外观、阻尼特性、电源电压变化影响、绝缘电阻为出厂试验项目,后3项性能指标的要求和试验方法为:


 1)阻尼特性
电动调节阀的阻尼特性,在正、反行程的两个方向上规定为阀杆不超过3次“半周期”摆动。试验方法是在输入端分别加入输入信号范围值的20%、50%、80%信号,观察阀杆在正、反行程相应位置上“半周期”摆动次数。
 2)电源电压变化影响
 电动调节阀的供电电压在220+20 -30V范围内变化时,阀杆的位移变化值不应超过全行程的1.5%。试验方法是在电源电压为220V时,在输入端加入信号范围值的20%的信号测量相对应的阀杆行程值,然后将电源电压调到190V和240V,测量相对应的阀杆行程变化值。再依次加入信号范围值的50%、80%的信号、测量阀杆行程的变化值。
 3)绝缘电阻
 当环境温度为10~35℃、相对湿度不超过85%时,电动调节阀的绝缘电阻应符合下列规定:各输入端子对机壳不小于20MΩ;各输入端子对电源端子不小于50MΩ;电源端子对机壳不小于50MΩ。试验方法是采用500型兆欧表测试。

 

控制阀安装

调节阀安装时要注意如下问题:
调节阀安装前的检验;在阀门操作的各个过程中,即安装、试验、操作和维修过程中的人员和设备的安全;在控制回路中作为最终控制元件的调节阀性能;若需手动操作时,要满足系统有效手动操作的安装要求;维修调节阀的可接近性;维修、操作和安装费用;由于机械或环境的需要,迫使阀门采取保护措施。

 

1 安装前的检验

 
调节阀运到场地时,应立即进行检查,以确定是否符合规定,特别是安装尺寸、材质、附件等。在此阶段,凡是在装运和装卸过程中造成的任何明显机械损伤,应及时处理,为保证调节阀在开车时能正常动作,使系统安全运行,还应检查如下项目:
   
1)外观检查

   2)始终点偏差
   
3)全行程偏差               

    4)基本误差
   
5)正反行程偏差             

    6)泄漏量
  
7)所有辅助设备如限位开关、阀门定位器等操作检验。

2 安全的考虑

  
在做阀门的配管设计和安装时,下述的各种问题和解决办法都必须考虑:

1)阀门可能泄漏,无论是在开始使用,还是在使用过程中,在填料函盖、法兰垫片或者在阀门损坏时形成的针眼上都可能泄漏。假若液体在非常苛刻的操作条件(温度和压力)下流过阀门,这对阀门可能会有所损坏,腐蚀性流体可能会聚在电缆槽中,易燃流体可能落到热的容器里,碱性溶液的热流体可能会伤害操作人员。
2)在切断之后,阀门中的系统压力还可以继续保持一个时间,如果在维修这个阀门时要把它打开或取走的话,必须有降低这个压力的安全措施。同样也必须有排放积聚的有害液体的措施。
3)在切断阀之间积留的大量高压流体可能会呈现相当大的力量,如果在排放调节阀压力的操作中粗心大意的话,可能发生严重的伤亡事故。
4)可以设想,即使是好的设计,切断时也不可避免地会积留高压流体,因此建议:如果积聚液体的潜在能量具有很大危险性的话,应在调节阀的每一侧安装放空阀和(或)排放阀。
5)对于积聚有大量高压物料的阀门,考虑安装两个放空阀和排放阀是必要的。在两个阀门之间只积聚少量物料,同时能够逐步释放系统的压力,使在这两个排放或放空阀之间的压力反复积集及排放。注意,在这个过程中调节阀必须处于打开状态。
6)如果被排放的流体是危险性气体,放空管线必须接到安全的地方。
7)如果气体不是可燃的,仍然需要用放空管线导出,以避免吹出的气体夹带铁锈或其它物质,这些物质可能会伤害正在处理放空阀的人员。
8)要选择一个能够限制流量的放空阀,这样可以保护未能按照缓慢打开放空阀的安全作法进行操作的粗心的操作人员。如果流体含有悬浮固体,这种限流放空阀容易堵塞。因此,可能要把那些安装在管线顶部的阀门放空,要用大尺寸的排放阀,做到安全放空。就此而言,培训在限流放空阀上进行安全操作的人员是非常重要的。如果排放的流体是一种有危险性的液体,管线系统的设计人员就要考虑把排放管线接到一个安全的地方。在装置操作期间,阀门可能是非常热的,因此,必须有预防措施以免烫伤操作人员。
9)在制备螺纹连接的管件时,要小心防止管线的密封剂掉到安装的管线里。管线密封剂要节制使用,头上两扣不涂密封剂,还可采用聚四氟乙烯密封带作螺纹密封物
10)对于蒸汽管线,接近于调节阀的上游或下游的应当保温。
11)压力波动严重的地方,建议采用一个管线缓冲器。

3 调节阀性能的考虑

 
在设计调节阀的入口和出口的配管时,谨慎的做法是把调节阀作为一个可变孔板来考虑。兹对管道孔板组合件的配管建议如下:
 
1)使入口配管能够达到最大限度的直管段长度,并与其它配管要求一致。经验的直管段长度是1020倍管道直径。对于小管线这是容易做到的,但是一般公称通径大于125mm的管线就不可能做到。然而,阀门入口直管段长度愈长,将得到愈好的阀门性能。
 
2)如果可能,出口配管应有35倍管道直径的直管段。
 
3)阀门的入口直管段使得流体在稳定的压力下进入阀门。这样,阀门所处的每一位置或者换句话说对于每个新孔板的开度,其稳定的入口压力将保证得到一个稳定的和可再现流量。图71表示了一种良好的流动方式,而图72表示的流通方式则不好。

 

1 典型的上游和下游配管良好的布置  

 

2 上游和下游配管不好的布置

 

3 常用调节阀旁路组合形式

4)注意图71压力表的位置,在这个位置上,压力表指示一个稳定的、真实的压力,而不是压力头加上或减去速度头。这个速度头是由于不均匀流动曲线所引起的。就检查流体系统故障来说,上游和下游压力的精确测量实际上是特别重要的。对调节阀压力降的正确测量,加上观察阀门的位置就可判断这个阀的运转是否符合设计要求,或者是否由于内部有故障需要切断和修理。
5)压力调节阀的上游或下游取压点的位置一定要遵守上面的建议,保证检测精度和稳定压力,使其不受管件干扰的影响。

4手动操作的考虑

    
调节阀的安装位置要考虑以下因素,以便于手动操作:
 
1)阀门的安装位置是否便于操作人员手动操作,与此同时,操作人员是否能够看着指示器上显示的参数来操作阀门?
 
2)如果要手动控制液位,操作人员是否能够看见贮罐上的玻璃液位计?
 
3)操作人员能否通过观察管线上的压力表或阀杆移动指标件来确定阀杆移动的变化大小?
 
4)是否可利用其它参数的指示器使操作人员能预料到参数的变化?例如,操作人员正在调节锅炉给水流量,他是否能直接观察蒸汽压力表,按照蒸汽压力表或流量表指示的蒸汽流量的增加或减小,提前调节需要的进水量的大小。
 
5)如果要用旁路阀来进行手动操作的话,那么,旁路阀门的相对流量特性的行程要与调节阀选择一样。
 
6)手控旁通阀和隔离阀对无手轮机构的气动调节阀或虽有手轮机构但属重要的调节系统的场合,可酌情采用旁路,安装切断阀及旁路阀。旁路组合形式较多,现举常用的4组方案(见图7-3)进行比较。
 
a)方式:这是过去习惯采用方案,旁路可以自动放控,但由于两个切断阀在调节阀一根管线上,难于拆卸、安装,且所占空间大。
 
b)方式:这种方案比较好,布置紧凑,占地面积小,便于拆卸。
 
c)方式:这种形式也比较好,便于拆卸,但占地面积比方案(b)大一些。
 
d)方式:这种方案只适用于小口径的调节阀,否则,执行器安装位置过高,装拆均不方便。

5 可接近性的考虑

    
调节阀安装时,必须考虑到调节阀就地维修或按日常计划拆卸的可能性。维修费用在很大程度上取决于阀门的可接近程度,尤其是高空阀更要注意。有的管道设计连维修人员
都不好接近,又怎样好安装、维护呢?同时,还需要考虑调节阀维护时所需的空间空隙:
 
1)需要卸下带有阀杆的阀芯的顶部组件的阀门上方应留空隙;
 
2)如果要卸下底部法兰和阀杆、阀芯部件时,阀门的底部应留空隙;
 
3)在卸下阀门配件如手动操作器、执行机构、电磁阀、阀门定位器等等时,阀门的侧面应留空隙;
 
4)为便于卸下阀体法兰上的螺栓应留空隙。这个空隙尺寸经常很少提供,设计人员在设计大小头连接调节阀入口和出口配管时必须考虑这个空隙尺寸。对大口径阀,特别是在高空管道上的阀,忽略这个问题,将对维修时阀的装卸带来非常大的困难。我们在对某引进装置的高空大口径阀维修时,仅卸下此阀就用了一周的时间,问题就是卸下阀所需空间太小。

6 安装费用的考虑

    
调节阀的配管设计要考虑许多因素。这些因素的基本要求是:在调节阀的使用期间,调节阀的总费用最小而性能最好。因此,从调节阀的经济性和使用上,应认真考虑下面列举的一系列问题是非常有用的:
 
1)怎样设计阀门的入口和出口配管?
 
2)应当用多长的直管段?
 
3)应当使用多大的管线尺寸?
 
调节阀的配管设计首先要研究总体的配管设计。配管设计一般要满足压力规范、腐蚀和磨损的要求、噪音级的要求以及工厂发展的要求。下述的流体流动速度是典型的:液体FH1.5米/秒,蒸气—3037.5米/秒,气体—70120米/秒。
 
管材价格以及制造费用对选择管线大小的影响很大。高压不锈钢配管系统要求焊接、进行应力消除和射线检查,可以容许选择更高的管线流速。据文献记载,高压高温的蒸气流速大于120米/秒,给水流速12米/秒。
 
4)是否需要大小头?下游侧配管是否要扩径以满足流体的膨胀?
 
5)是否需要切断阀?如果要,什么型号?尺寸多大?
 
6)要不要旁路阀?如果要,什么型号?尺寸多大?
 
7)调节阀应当安装在与感测元件有关的管线的什么位置上?
 
8)调节阀要安装在什么高度上才便于操作人员操作?
 
9)调节阀的安装位置在维修和手动操作时,人是否能过得去?在正常操作中是否可以看到阀杆位移指示?
 
10)调节阀是否靠近手动操作所需要的设备或指示器?
 
11)在调节阀操作的任何阶段是否会伤害人员和损坏设备?
 
12)要不要放空和排放阀门?如果要,要几个,什么型号,多大尺寸,要安装在什么地方?这些阀门的配管是否需要接到一个安全的地点?
 
13)要不要压力表?如果要,要几个,安装在什么地方,如何配管?
   
14)是否需要泄压装置?如果要,多大尺寸,安装在哪里?
 
15)是否需要管线过滤器?如果要,是在工厂建设时装上,还是在装置停工和停用待修之后再装上?
 
16)需要什么型号的管件?
 
17)应使用什么样的结构材料?
 
18)安装配管必须满足什么规范?
 
19)阀门是否需要保温?
 
20)阀门是否需要安装伴热管线?
 
21)如果调节阀不能垂直安装,要选择什么方位安装?
 
22)调节阀应当如何支撑?
 
23)对于气动和液压的管线和辅助设备有什么要求?
 
24)如果调节阀已被拆卸,有什么方法可以隔断气动或液压配管和辅助设备?配管和辅助设备是否要单独支撑?与电动调节阀连一起的电气设备也必须有同样的考虑
 
25)是否需要疏水器,如果要,装在什么地方?
 
26)是否需要取压管嘴,如果要,取压点将选在什么地方,取压阀要多大,要什么型号的?
 
27)调节阀是否会受到运输车辆损坏,如果可能,将怎样保护?
 
28)有什么防震和防火的措施?
 
29)阀缩径还是用大小头?
 
在许多情况下,选择的管线要大一些以适应将来工厂的发展。这样,新建工厂的调节阀可以比安装调节阀的管线尺寸小一级或两级。此时,选择调节阀有两种方法:
选择与管线同样大小调节阀用小直径的阀内件。例如,DNl00的阀用dg50的阀内件;

选择计算所得的最小的调节阀,再用大小头与管道连接。
应选择哪一种方法一般是通过对阀门、配管和要求的费用分析决定。压力降关系到泵和动力的费用。
推荐选用与管线同径的调节阀用小的阀内件的方法。除非费用的分析表明选用最小直径的调节阀的方法有很大的优越性,对于DN50或更小的管线,习惯上在许多工业过程中都选择与管线同径的调节阀。
 
30)切断阀、旁路阀的推荐尺寸
 
在许多工业过程中,普遍的做法是安装切断阀的旁路阀,以适应设备连续操作的需要。切断阀用来隔离调节阀,而当调节阀在维修时使用旁路阀。
也有一些不使用切断阀的例外,由于增加一个或多个切断阀,就要增加一个或多个切断阀的费用:某些工艺配管可能只装一个切断阀就能起到在维修时隔离调节阀的全部作用。某些重要的工艺过程不能允许粗心大意打开旁路阀或关闭切断阀。
 
在大多数情况下考虑到费用,都采用和表7-1建议相似的最小的切断阀和旁路阀尺寸。

 

7-1 推荐的最小的切断阀和旁路阀尺寸

 

管线尺寸(英寸)

1/2

3/4

1

1 1/2

2

3

4

6

8

10

12

调节阀尺寸(英寸)

切断旁路阀

切断旁路阀

切断旁路阀

切断旁路阀

切断旁路阀

切断旁路阀

切断旁路阀

切断旁路阀

切断旁路阀

切断旁路阀

切断旁路阀

1/2

1/2   1/2

3/4   3/4

1 1

1 1/2   1 1/2

 

 

 

 

 

 

 

3/4

 

3/4   3/4

1 1

1 1/2   1 1/2

2 2

 

 

 

 

 

 

1

 

 

1 1

1 1/2   1 1/2

2 2

2 2

 

 

 

 

 

1 1/2

 

 

 

  1 1/2   1 1/2

2 2

2 2

3 3

 

 

 

 

2

 

 

 

 

2 2

3 2

3 3

4 4

 

 

 

3

 

 

 

 

 

3 3

4 3

4 4

6 6

 

 

4

 

 

 

 

 

 

4 4

6 4

6 6

8 8

 

6

 

 

 

 

 

 

 

6 6

8 6

8 8

10 10

8

 

 

 

 

 

 

 

 

8 8

10 8

10 10

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10 10

12 10

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12 12

 

 

7 工厂安装

 
良好的工厂安装必须从现场接到调节阀后,就要适当地处理好调节阀问题。操作人员在调节阀安装的各个阶段都要调整调节阀,粗心大意地处理调节阀可能引起装置开工大大延迟。
建议考虑下面的具体要求:
1)用于操作气动调节阀的气源应当是无油和干燥的,特别是带定位器的阀。
2)小通径的调节阀的入口配管要装配一个适当的过滤器,以便过滤掉配管系统带来的杂质,避免损坏阀门。
3)阀门安装在系统中时阀体要避免受过大压力,这对阀体分离式阀门特别重要。
4)在初次开工之前和停工检修之后,调节阀前要装上滤网,以便滤去管线内的垢物、铁锈和其它杂物。只要可能,配管系统要装上一个短管接头,并在安装调节阀 之前冲洗配管系统。
5)如在多尘埃的环境中操作的调节阀,围绕着阀杆装一个橡皮或塑料罩,以保护阀杆的抛光表面免受损坏。
6)务必要遵守制造厂提出的所有调整和辅助设备的开关位置的说明。例如,在阀门定位器的旁路位置上不要遗忘了旁路开关
7)可以设想,即使是好的设计,切断时也不可避免地会积留高压流体,因此建议:如果积聚液体的潜在能量具有很大危险性的话,应在调节阀的每一侧安装放空阀和(或)排放阀。
(8)对于积聚有大量高压物料的阀门,考虑安装两个放空阀和排放阀是必要的。在两个阀门之间只积聚少量物料,同时能够逐步释放系统的压力,使在这两个排放或放空阀之间的压力反复积集及排放。注意,在这个过程中调节阀必须处于打开状态。
 
9)如果被排放的流体是危险性气体,放空管线必须接到安全的地方。
 
10)如果在调节阀安装以后还需从系统中拆卸下来,要关闭切断阀并加标记。如果调节阀里有危险流体或污染物,应加上相应标记,以便在拆卸阀门之前进行适当的清洗。
 
11)务必按照流动方向的箭头安装调节阀。如果制造厂提供的阀门箭头指示的方位是错误的,要报告这种情况。
 
12)在安装之前要看各家阀门制造厂的具体说明书    

8 使用工具设备的注意事项

  1
)如何装配螺纹管接头
 
螺纹管接头(外螺纹和内螺纹的端部拧紧在一起)是连接管子的一种最常用的连接方法。首先要把管件内外螺纹的脏物擦净。建议采用钢丝刷子。接着,用一点好的螺纹润滑剂润滑螺纹,但只能把润滑剂涂在阳螺纹上,以避免剩余的润滑剂被挤到管子里,而造成对阀座或其它机构的损害。注意用扳手要小心,不能使用过大尺寸的板手,过大的扳手会使人总想到靠在连接件上。拧进太多会引起损坏,尤其是在连接阀门的情况下,不要试图把全部阳螺纹都拧进连接件。


 2
)如何装配法兰的连接面
 
法兰的连接面是用螺栓把两个法兰(在它们的机械加工的密封面之间装有垫片)装配在一起。装配法兰连接面的正确步聚如下:
 
清洗所有部件。正如螺纹连接一样,所有部件都必须擦洗干净,以保证有限的安装效果。用浸着溶剂的抹布擦净制造厂涂在法兰上的防锈油脂。接着,擦洗掉所有的脏物和砂石微粒,然后擦净垫片。
找平和支撑管子。当管子就位时,要保证有适当的支撑。例如,阀门不能装在没有支撑的管段上,因为它不能承受大的压力。法兰必须精确地用水平仪检查,在水平方向与管子成直线,法兰端面保持垂直方向,这样,才容易用螺栓拧紧。
插入垫片。为保证法兰在适当位置上,在底部装上半数的螺栓,把垫片装入适当位置。在装入前把垫片涂上少量含石墨的油脂或其它推荐的润滑油。即使以后打开接合面,也较容易取出垫片。最后再装上其余螺栓,以便消除任何的集中应力。要反复交替拧紧,直到最后拧紧为止。法兰面形式应当一样。不同的法兰面装配在一起,不可能得到严密的连接面。钢阀门和管件通常都制造成凸面法兰,而一般配管材料为铁和青铜的都是具有平面法兰。

 

控制阀的检查

  

控制阀阀直接与工艺介质接触,其性能直接影响系统质量和环境污染,所以对气动调节阀必须进行经常维护和定期检修,尤其对使用条件恶劣和重要的场合,更应重视维修工作。
 

重点检查部位

1)阀体内壁
 
对于使用在高压差和腐蚀性介质场合的调节阀,阀体内壁、隔膜阀的隔膜经常受到介质的冲击和腐蚀,必须重点检查耐压、耐腐的情况。

2)阀座
 
调节阀在工作时,因介质渗入,固定阀座用的螺纹内表面易受腐蚀而使阀座松动,检查时应予注意。对高压差下工作的阀,还应检查阀座密封面是否被冲坏。

3)阀芯
 
阀芯是调节阀工作时的可动部件,受介质的冲刷、腐蚀最为严重,检修时要认真检查阀芯各部分是否被腐蚀、磨损,特别是在高压差的情况下阀芯的磨损更为严重(因汽蚀现象),应予注意。阀芯损坏严重时应进行更换,另外还应注意阀杆是否也有类似的现象,或与阀芯连接松动等。

4)膜片、“O”形圈和其它密封垫。
 
应检查调节阀中膜片、“O”形密封圈和其它密封垫是否老化、裂损。

5)密封填料
 
应注意聚四氟乙烯填料、密封润滑油脂是否老化,配合面是否被损坏,应在必要时更换。