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切断阀阀位回馈及常见故障排除

供稿:中国工控网 2016/6/23 13:44:40

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  • 关键词: 切断阀 阀位回馈 故障排除
  • 摘要:阀门是化工生产中最基本的设备之一,基于不同的功能、结构、操作形式阀门的类别异常繁多,自动切断阀就是其中一个重要的分支。如同电气设备中的开关,切断阀用来通断管线中的液体的流动,实现工艺生产的要求。

切断阀阀位回馈的重要性

阀门是化工生产中最基本的设备之一,基于不同的功能、结构、操作形式阀门的类别异常繁多,自动切断阀就是其中一个重要的分支。如同电气设备中的开关,切断阀用来通断管线中的液体的流动,实现工艺生产的要求。自动区别于手动,是通过能够控制的动力能源(电、气、液)取代人的体力劳动实现阀门的开关动作。在自动控制中由于气动切断阀结构简单,价格便宜,质量可靠,具有本质的安全防爆性能,在危险化工生产中使用最多。

气动切断阀的使用不仅能够减轻操作人员的体力劳动,也能够实现远程控制,复杂的逻辑程序控制以及连锁生产等功能。为确保这些功能的实现以及实时准确的得知现场阀门的工作状态,气动切断阀上普遍安装了一个能够检测阀门开关状态的设备——阀位回馈器。通过阀位回馈能够把现场气动切断阀的开关状态,通过其内部的机械电气部件转换为电信号,电信号远传到控制室就可以实现阀门状态的监控及各种复杂的逻辑功能的控制。

带有阀位回馈的切断阀在化工生产中的应用

 


阀位回馈器的构造

虽然不同厂家的阀位回馈器结构不尽相同,但工作原理和主要构造基本一致。按照功能的实现主要分为四个部分:机械连接、就地指示、电气转换和接线端子排。

现通过身边一个损坏的阀位回馈器来简单介绍各部分的构造和作用

 


1、机械连接——把切断阀的开关状态引入到阀位回馈器中,相当如检测仪表的传感器部分。

机械连接主要是一个两端特定结构的金属杆,一端制成中间凸起的金属柱与切断阀上部的气缸凹槽匹配安装,以实现阀门开关转动过程中金属杆也同步转动,从而把阀门的开关状态变为金属杆的旋转位移。 

 


2、就地指示——通过一定的机械部件用醒目的标注或颜色把阀门的开关状态显示出来,相当于检测仪表的就地指示窗口。

阀位回馈金属杆的另一端插入到一个特定聚四氟乙烯的塑料卡槽中,卡槽外部半球形外壳上成对称设置了两组开关标注,用红色代表关闭,黄色表示开启。切断阀的开关动作通过金属杆传递到就地指示的标牌上,实现了阀门与指示牌同步动作,从而能够把阀门的开关状态通过醒目的颜色和标注显示出来。

 


3、电气转换——通过特定的设备把物理的机械量变成能够远传的电气开关量,相当于检测仪表的变送部分。

  


这一部分是阀位回馈器的核心,阀门的开关状态通过上下两组微动开关变成四组电气开关信号,实现了物理机械状态远传功能。回馈器内的金属杆上设置两个凸轮,通过限位弹簧和锁定限位销来实现固定,在凸轮经过的旁边设置上下两组微动开关,通过机械调整做到上凸轮与上微动开关组合,下凸轮与下微动开关组合。

通过调整两凸轮的位置角度,能够实现阀门全关时上凸轮正好与上微动开关的触点接触,使上微动开关触点动作;阀门全开时下凸轮正好与下微动开关的触点接触,使下微动开关触点动作。

每个微动开关设置两组触点,一个为常开触点,一个为常闭触点;每个微动开关侧面设置三根接线,一根作为公共线,一根作为开触点线,一根为关触点线。使用常开还是常闭触点,根据控制要求来选择。

4、接线端子排——通过这些端子实现电源的分配,信号的输送,相当于检测仪表的信号接口部分。

接线端子排是阀位回馈器线缆的接线端子,受阀位回馈器空间的制约及接线维护的方便性,回馈器内部设置了一排接线端子,接线端子设置紧凑,空间狭窄,线缆细弱,接线较多。回馈器内两个微动开关的触点接线在出厂时已接到端子排上,现场使用只需按照使用要求把控制室来的信号电缆接好即可。

阀位回馈器失灵的危害性

使用阀位回馈器的目的是把现场切断阀的开关状态,真实的远传到控制室实现监视及逻辑程序控制。但在实际使用中却发现一些问题:现场切断阀开关状态变化阀位回馈却不变化;现场切断阀状态没有改变,阀位回馈状态却发生变化;现场切断阀没有动作,阀位回馈信号却频繁的出现跳变。这种回馈信号的不变化或误变化,不仅误导操作人员做出错误的操作指令,也能引发程序逻辑混乱造成生产的停止甚至发生事故。由此仪表人员要确保阀位回馈信号的真实性,加大现场阀位回馈器的维护力度,确保阀位回馈器处于良好的使用状态。

阀位回馈器故障分析

阀位回馈器出现故障的原因虽然很多,但只要熟知阀位回馈器的结构形式,对出现故障的阀位回馈器故障进行分析查找,就能找到故障症结并加以排除。经过多年的故障处理和维护结合阀位回馈器的结构,现把阀位回馈器的故障分为五部分进行叙述,这与阀位回馈器的构造基本对应。

1、就地指示不到位或损坏,排除切断阀开关不到位的自身原因,就地指示开关不到位主要是金属杆与阀门转动不同步,此外还有指示标注损坏或脱落。        


2、接线端子上的接线出现松动老化现象,受阀位反馈器空间的限制,其内部接线端子接线柱普遍细小狭窄,接线柱上的接线受设备的振动的影响,易造成接线松动、接触不良、脱落甚至出现接线短路现象,造成阀位信号失效或误显示故障。

 


3、阀位反馈器密封盖及各种进线接口密封不好,造成阀位反馈器内部进水引发信号线缆短路。若现场空气中有较强的腐蚀性气体或设备温度较高,由于阀位回馈的密封不好造成腐蚀性气体或高温空气进入阀位回馈器内部,侵蚀接线端子上的线缆和微动开关的触点,加速老化引起接触不良现象。

4、机械连接出现松动卡涩状况。切断阀安装在环境恶劣的现场,常常伴随有设备管线的强烈振动和脉动,引起金属杆与切断阀凹形槽连接的脱离或磨损间隙变大而失去同步转动的性能;受环境中灰尘的影响金属杆与阀位回馈器表体的轴承密封出现卡涩现象而失去同步转动性能。

5、微动开关与凸轮配合错位,这是阀位回馈器失灵最常见的故障原因。由于金属杆上的凸轮是通过压缩弹簧和限位销来锁定的,在实际使用中受阀门开关过程的振动冲击及设备较强的振动影响,使用中的凸轮位置会渐渐发生改变,造成凸轮与微动开关的接触面错位。在切断阀全开或全关过程中,位置发生改变的金属杆凸轮不能触发微动开关触点,造成阀位反馈与阀门实际状态不符。

凸轮与微动开关正常配合下的位置如图

 


若发现凸轮位置改变而造成微动开关触点不闭合,可以对其进行复位调整

 


阀位回馈器的故障排除及日常维护

仪表维修的主要工作就是查找故障原因,找到故障位置相当于故障就能够排除了。阀位回馈器故障排除的经过与上述故障原因查找是同步的,找到故障点就可采取相应的维修措施,在此就不在重复叙述。

阀位回馈器是切断阀上面的一个附属部件,虽然阀位回馈器内部结构简单,没有复杂的电气电路,但我们不能因此就忽视对它的维护。任何复杂精密的设备都由一个个简单的部件构成,我们只有保证每一部分都处于最好的工作状态,整个设备才能处于良好的运转。千里之堤毁于蚁穴,任何被忽视的部件都可能引发事故,作为生产的一个维保工种,仪表人员应该把设备的预防性维修理念融入到血液中,只有这样才能保证仪表设备处于最佳的使用状态。

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