調節閥
一、簡介
調節閥又名控制閥，在工業自動化過程控制領域中，通過接受調節控制單元輸出的控制信號，借助動力操作去改變介質流量、壓力、溫度、液位等工藝參數的***終控制元件。一般由執行機構和閥門組成。如果按行程特點，調節閥可分為直行程和角行程；按其所配執行機構使用的動力，可以分為氣動調節閥、電動調節閥、液動調節閥三種；按其功能和特性分為線性特性，等百分比特性及拋物線特性三種。調節閥適用于空氣、水、蒸汽、各種腐蝕性介質、泥漿、油品等介質。調節閥常用分類：氣動調節閥，電動調節閥，液動調節閥，自力式調節閥。
二、閥體類型
調節閥的閥體種類很多，常用的閥體種類有直通單座、直通雙座、角形、隔膜、小流量、三通、偏心旋轉、蝶形、套筒式、球形等。
在具體選擇時，可做如下考慮：
(1)閥芯形狀結構
主要根據所選擇的流量特性和不平衡力等因素考慮。
(2)耐磨損性
當流體介質是含有高濃度磨損性顆粒的懸浮液時，閥的內部材料要堅硬。
(3)耐腐蝕性
由于介質具有腐蝕性，盡量選擇結構簡單閥門。
(4)介質的溫度、壓力
當介質的溫度、壓力高且變化大時，應選用閥芯和閥座的材料受溫度、壓力變化小的閥門，當溫度≥250℃時應加散熱器。
(5)防止閃蒸和空化
閃蒸和空化只產生在液體介質。在實際生產過程中，閃蒸和空化會形成振動和噪聲，縮短閥門的使用壽命，因此在選擇閥門時應防止閥門產生閃蒸和空化。
三、分類
調節閥按行程特點可分為：直行程和角行程。直行程包括：單座閥、雙座閥、套筒閥、籠式閥、角形閥、三通閥、隔膜閥；角行程包括：蝶閥、球閥、偏心旋轉閥、全功能超輕型調節閥。
調節閥按驅動方式可分為：手動調節閥、氣動調節閥、電動調節閥和液動調節閥，即以壓縮空氣為動力源的氣動調節閥，以電為動力源的電動調節閥，以液體介質（如油等）壓力為動力的液動調節閥。
按調節形式可分為：調節型、切斷型、調節切斷型；
按流量特性可分為：線性、對數型（百分比）、拋物線、快開。
四、維護保養
調節閥的維護與一般儀表的維護類似，可分為被動性維護、預防性維護和預見性維護。被動性維護是當調節閥等設備出現故障時才進行維護的一種維護方法。由于設備發生故障才維護，因此常常造成生產過程停車，嚴重時甚至出現設備損壞或人員傷亡等。被動性維護是生產過程所不希望的維護，預防性維護是根據過去的運行經驗，按時間進行維護的一種維護方法。例如，常用的定期維護就是預防性維護，它根據不同設備的運行情況制定相應的維護時間表，在設備還沒有出現故障時就進行維護。由于故障沒有發生就進行維護，因此，可大大降低故障發生概率。但這種維護方法并沒有將當前使用的該調節閥實際情況進行分析，常常對還可以使用一定時間的調節閥進行拆裝和檢查，浪費了時間和資源。預見性維護從當前使用的調節閥數據分析出發，預見該調節閥的狀態，從而使調節閥得到***大限度的利用。
調節閥日常維護工作內容：
調節閥日常維護工作內容分為巡回檢查和定期維護兩部分，巡回檢查工作內容如下。
1、向當班工藝操作人員了解調節閥的運行情況。
2、查看調節閥和有關附件的供給能源(氣源、液壓油或電源)
3、檢查液壓油系統運行情況。
4、檢查調節閥的各靜、動密封點有無泄漏。
5、檢查調節閥連接管線和接頭有無松動或腐蝕。
6、檢查調節閥有無異常聲音和較大振動，檢查供給情況。
7、檢查調節閥的動作是否靈活，在控制信號變化時是否及時變化
8、偵聽閥芯、閥座有無異常振動或雜音。
9、發現問題及時聯系處理。
10、做好巡回檢查的記錄，并歸檔。
定期維護工作內容如下：
1、定期對調節閥外部進行清潔工作。
2、定期對調節閥填料函和其他密封部件進行調整，必要時應更換密封部件，保持靜、動密封點的密封性。
3、定期對需潤滑的部件添加潤滑油。
4、定期對氣源或液壓過濾系統進行排污和清潔工作。
5、定期檢查各連接點的連接情況，腐蝕情況，必要時應更換連接件。
調節閥的定期校驗
調節閥預見性維護工作尚未開展的單位，應對調節閥進行定期校驗。定期校驗工作是預防性維護工作。
根據不同工藝生產過程，調節閥的定期校驗應有不同的校驗周期?？山Y合制造商提供的資料確定各調節閥定期校驗的周期。通?？稍诠に嚿a過程進行大修的同時進行。一些調節閥應用在高壓、高壓降或腐蝕性較強的場合時，檢驗周期要縮短。
檢驗的內容主要是調節閥靜態性能測試，必要時可增加相應的測試項目，例如調節閥流量特性的測試等。定期校驗需要有關測試設備和儀器，還需要有更換的部件，因此，通常可委托制造廠商完成。
調節閥日常檢查和保養工作包括下列內容：
1、消除應力。由于安裝或組合不當造成各種應力。例如，高溫介質產生熱應力，安裝時緊．固力不平衡造成應力等。應力的不平衡作用在調節閥上，使調節閥閥桿、導向件變形，不能正確與閥座對中造成泄漏，變差增大等。因此，在日常維修中應進行消除應力的維修工作。
2、清除鐵銹和污物。經常檢查調節閥連接管道內有無鐵銹、焊渣、污物等，發現后應及時清除。因為這些污物會造成調節閥閥芯和閥座的磨損，影響調節閥的正常運行。通常，可在調節閥前加裝過濾網等過濾裝置，并定期清洗。
3、檢查調節閥支撐。調節閥支撐使調節閥的各部件處于不受重力等影響的位置。如果支撐不當會造成調節閥閥桿與閥座不能對中，使變差增大，密封性能下降。因此，應檢查調節閥支撐是否合適。
4、清除氣源、液壓油等供應能源的污物。氣源、液壓源是調節閥運行的能量來源。儀用壓縮空氣、液壓油中所含的雜質會堵塞節流孔和管道，造成故障。因此，定期檢查氣源、液壓油，定期對過濾裝置進行排污十分重要。
5、齒輪傳動裝置的檢查。對手輪機構、電動執行器和液動執行器的齒輪傳動裝置應定期檢查，添加潤滑劑，防止咬卡現象發生。應檢查制動和限位裝置是否靈活好用。
6、填料函檢查。應檢查填料的磨損情況和壓緊力，定期更換填料函，保證填料能夠在起到密封的同時，減少其摩擦力的影口向。對無油潤滑的填料函不應添加潤滑油。
7、安全運行的檢查。對在爆炸性危險場所使用的調節閥和有關附件應檢查其安全運行情況例如，密封蓋是否擰緊，安全柵的運行情況，電源供應情況等，保證調節閥及有關附件能夠安全運行。
8、運輸和保管。調節閥在運輸和保管期間，應用專用支架固定，防止松動；安裝在調節閥上的有關附件，如閥門定位器、手輪機構等應牢固，應防止與調節閥連接的反饋桿等部件受到外力損傷；各連接接口應用塑料膜封套，防止外物侵入；調節閥的連接口可用配套法蘭和盲板密封，也可采用黏性紙密封，防止外物侵入。運輸時應 加裝牢固的木箱，并采取防風沙、雨水和粉塵等惡劣運輸環境條件的影響。運輸和保管的環境條件應滿足產品說明書要求。
調節閥和附件日常維修的主要內容如下：
1、氣動執行機構膜片的更換。氣動薄膜執行機構的膜片在運行過程中受到伸縮，因此，容易疲勞損壞。更換時應采用同規格的橡膠膜片，固緊時應使膜片受力均勻，防止泄漏和壓壞膜片。
2、 研磨。閥芯與閥座之間在運行一定時間后造成泄漏，汽缸的活塞與缸體之間也會造成內部泄漏，這時應進行研磨?？蛇M行手工研磨、機械磨削、鍍層處理和鑲套等方法，研磨用的金剛砂粒度應合適，研磨力應均勻和合適。經研磨后，應進行拋光，并滿足所需光潔度和精度要求，滿足閥芯與閥座的對中要求等，在總裝后需進行密封性測試。
3、填料函更換。。填料函更換時應采用******型的填料函，更換時應小心將填料勾出，正確拆除填料，防止對閥桿造成損傷。新填料函的安裝應按照說明書要求，切口應錯位，防止閥桿的螺紋對填料的刮傷，填料的壓緊力應均勻和合適，防止造成應力和增大摩擦力。
4、傳動部件的更換。調節閥和附件中的傳動部件如果部分磨損可進行部件更換、修復等。在更換和修復后應保證傳動靈活，傳動間隙盡量小。
5、氣動放大器的清洗。因儀用壓縮空氣內的污物造成氣動放大器的節流孔堵塞時應對節流孔進行清洗，可采用合適的鋼絲進行疏通和清洗?；匮b時，放大器膜片應受力均勻，防止造成堵塞或泄漏?？赏ㄟ^調節鋼珠的壓緊力調整放大器增益，防止共振。
五、工作原理
調節閥用于調節介質的流量、壓力和液位。根據調節部位信號，自動控制閥門的開度，從而達到介質流量、壓力和液位的調節。調節閥分電動調節閥、氣動調節閥和液動調節閥等。
調節閥由電動執行機構或氣動執行機構和調節閥兩部分組成。調節閥通常分為直通單座式調節閥和直通雙座式調節閥兩種，后者具有流通能力大、不平衡辦小和操作穩定的特點，所以通常特別適用于大流量、高壓降和泄漏少的場合。
六、分類
按用途和作用分類：
a.兩位閥：主要用于關閉或接通介質；
b.調節閥：主要用于調節系統。選閥時，需要確定調節閥的流量特性；
c.分流閥：用于分配或混合介質；
d.切斷閥：通常指泄漏率小于十萬分之一的閥。
按主要參數分類：
1 按壓力分類
(1）真空閥：工作壓力低于標準大氣壓；
(2)低壓閥：公稱壓力PN≤1.6MPa；
(3）中壓閥：PN2.5～6.4MPa；
(4)高壓閥：PN10.0～80.0MPa，通常為PN22、PN32；
(5）超高壓閥：PN≥100MPa。
2 按介質工作溫度分類
(1)高溫閥：t>450℃；
(2）中溫閥：220℃≤t≤450℃；
(3)常溫閥：－40℃≤t≤220℃；④低溫閥：－200℃≤t≤－40℃。
用途來分：
(1）軟密封切斷閥；
(2）硬密封切斷閥；
(3）耐磨調節閥；
(4）耐腐蝕調節閥；
(5）全四氟耐蝕調節閥
(6）全耐蝕合金調節閥；
(7）緊急動作切斷或放空閥；
(8）防堵調節閥；
(9）耐蝕防堵切斷閥；
(10）保溫夾套閥；
(11）大壓降切斷閥；
(12）小流量調節閥；
(13）大口徑調節閥；
(14）大可調比調節閥；
(15）低S節能調節閥；
(16）低噪音閥；
(17）精小型調節閥；
(18）襯里（橡膠、四氟、陶瓷）調節閥；
(19）水處理專用球閥；
(20）燒堿專用閥；
(21）磷銨專用閥；
(22）氯氣調節閥；
(23）波紋管密封閥……
按驅動能源分類：
(1)氣動調節閥；
(2)電動調節閥；
(3）液動調節閥。
結構形式分類：
（1）氣動調節閥
① 按氣動執行機構的形式分類
（a） 薄膜執行機構。又分直裝式（正作用和反作用）及側裝式（正作用和作用）
（b） 活塞執行機構，又分比例式（正作用和反作用和二位式。
（c） 長行程執行機構
（d） 滾動薄膜執行機構。
② 按調節形式分類：（a）調節型；（b）切斷型；（c）調節切斷型。
③ 按移動型式分類：（a）直行程；（b）角行程。
④ 按閥芯形狀分類：（a）平板形閥芯；（b）柱塞形閥芯；（c)窗口形閥芯；（d）套筒形閥芯；（e）多級形閥芯；（f）偏旋形閥芯；（g）蝶形閥芯；（h）球形閥芯。
⑤ 按流量特性分類：（a）直線；（b）等百分比；（c)拋物線；（d）快開。
⑥ 按上閥蓋形式分類：（a）普通型；（b）散（吸）熱型；（c)長頸型；（d）波紋管密封型。
（2) 電動調節閥
① 按電動職稱機構的形式分類：（a）角行程；（b）直行程；（c)多回轉式。
②按附件形式分類：（a）伺服放大器；（b）限位開關。
③按流量特性分類：（a）直線；（b）等百分比；（c)拋物線；（d）快開。
④按上蓋形式分類：（a）普通型；（b）散（吸）熱型；（c)長頸型；（d）波紋管密封型。
（3）手動調節閥。按閥芯性狀分類：圓錐形；柱塞形；套筒形；多級形；偏旋形；蝶形；球形或半球形。
（4）（電）液動調節閥。
（5）智能調機閥。
六、處理方法
清洗法：
管路中的焊渣、鐵銹、渣子等在節流口、導向部位、下閥蓋平衡孔內造成堵塞或卡住使閥芯曲面、導向面產生拉傷和劃痕、密封面上產生壓痕等。這經常發生于新投運系統和大修后投運初期。這是***常見的故障。遇此情況，須***卸開進行清洗，除掉渣物，如密封面受到損傷還應研磨；同時將底塞打開，以沖掉從平衡孔掉入下閥蓋內的渣物，并對管路進行沖洗。投運前，讓調節閥全開，介質流動一段時間后再納入正常運行。
外接沖刷法：
對一些易沉淀、含有固體顆粒的介質采用普通閥調節時，經常在節流口、導向處堵塞，可在下閥蓋底塞處外接沖刷氣體和蒸汽。當閥產生堵塞或卡住時，打開外接的氣體或蒸氣閥門，即可在不動調節閥的情況下完成沖洗工作，使閥正常運行。
安裝管道過濾器法：
對小口徑的調節閥，尤其是超小流量調節閥，其節流間隙特小，介質中不能有一點點渣物。遇此情況堵塞，***好在閥前管道上安裝一個過濾器，以保證介質順利通過。帶定位器使用的調節閥，定位器工作不正常，其氣路節流口堵塞是***常見的故障。因此，帶定位器工作時，須***處理好氣源，通常采用的辦法是在定位器前氣源管線上安裝空氣過濾減壓閥。
增大節流間隙法：
如介質中的固體顆?；蚬艿乐斜粵_刷掉的焊渣和銹物等因過不了節流口造成堵塞、卡住等故障，可改用節流間隙大的節流件—節流面積為開窗、開口類的閥芯、套筒，因其節流面積集中而不是圓周分布的，故障就能很容易地被排除。如果是單、雙座閥就可將柱塞形閥芯改為“V”形口的閥芯，或改成套筒閥等。例如某化工廠有一臺雙座閥經常卡住，推薦改用套筒閥后，問題馬上得到解決。
介質沖刷法：
利用介質自身的沖刷能量，沖刷和帶走易沉淀、易堵塞的東西，從而提高閥的防堵功能。常見的方法有：①改作流閉型使用；②采用流線型閥體；③將節流口置于沖刷***厲害處，采用此法要注意提高節流件材料的耐沖蝕能力。
直通改為角形法：
直通為倒S流動，流路復雜，上、下容腔死區多，為介質的沉淀提供了地方。角形連接，介質猶如流過90彎頭，沖刷性能好，死區小，易設計成流線型。因此，使用直通的調節閥產生輕微堵塞時可改成角形閥使℃用。
加大間隙：
用于蒸汽管道上的套筒調節閥，如果閥芯和套筒間隙過小，或使用不同材質，很可能會因為膨脹系數的不同而受熱卡死。可以在加工時適當加大間隙（以滿足流量控制要求為前提），以防止類似情況的發生。
密封性能差的解決方法：
1）研磨法
細的研磨，消除痕跡，減小或消除密封間隙，提高密封面的光潔度，以提高密封性能。
2）利用不平衡力增加密封比壓法
執行機構對閥芯產生的密封壓力一定，不平衡力對閥芯產生頂開趨勢時，閥芯的密封力為兩力相減，反之，對閥芯產生壓閉趨勢，閥芯的密封力為兩力相加，這樣就大大地增加了密封比壓，密封效果可以比前者提高5～10倍以上.一般dg≥20的單密封類閥為前一種情況，通常為流開型，若認為密封效果不滿意時，改為流閉型，密封性能將成倍增加.尤其是兩位型的切斷調節閥，一般均應按流閉型使用。
3）提高執行機構密封力法
提高執行機構對閥芯的密封力，也是保證閥關閉，增加密封比壓，提高密封性能的常見方法。常用的方法有：
①移動彈簧工作范圍；
②改用小剛度彈簧；
③增加附件，如帶定位器；
④增加氣源壓力；
⑤改用具有更大推力的執行機構。
4）采用單密封、軟密封法
對雙密封使用的調節閥，可改用單密封，通?？商岣?/span>10倍以上的密封效果，若不平衡力較大，應增加相應措施，對硬密封的閥可改用軟密封，又可提高10倍以上密封效果。
5）改用密封性能好的閥
在不得已的情況下，可考慮改用具有更好的密封性能的閥.如將普通蝶閥改用橢圓蝶閥，進而還可改用切斷型蝶閥、偏心旋轉閥、球閥和為之專門設計的切斷閥。
調節閥外泄的解決方法：
1）增加密封油脂法
對未使用密封油脂的閥，可考慮增加密封油脂來提高閥桿密封性能。
2）增加填料法
為提高填料對閥桿的密封性能，可采用增加填料的方法。通常是采用雙層、多層混合填料形式，單純增加數量，如將3片增到5片，效果并不明顯。
3）更換石墨填料法
大量使用的四氟填料，因其工作溫度在－20～+200范圍內，當溫度在上、下限，變化較大時，其密封性便明顯下降，老化快，壽命短。柔性石墨填料可克服這些缺點且使用壽命長。因而有的工廠全部將四氟填料改為石墨填料，甚至新購回的調節閥也將其中的四氟填料換成石墨填料后使用。但使用石墨填料的回差大，初時有的還產生爬行現象，對此須***有所考慮。
4）改變流向，置P2在閥桿端法
當△P較大，P1又較大時，密封P1顯然比密封P2困難.因此，可采取改變流向的方法，將P1在閥桿端改為P2在閥桿端，這對壓力高、壓差大的閥是較有效的.如波紋管閥就通常應考慮密封P2。
5）采用透鏡墊密封法
對于上、下蓋的密封，閥座與上、下閥體的密封.若為平面密封，在高溫高壓下，密封性差,引起外泄，可以改用透鏡墊密封，能得到滿意的效果。
6）更換密封墊片
至今，大部分密封墊片仍采用石棉板，在高溫下，密封性能較差，壽命也短，引起外泄。遇到這種情況，可改用纏繞墊片，“O”形環等，許多廠已采用。
調節閥振動的解決方法：
1）增加剛度法
對振蕩和輕微振動，可增大剛度來消除或減弱，如選用大剛度的彈簧，改用活塞執行機構等辦法都是可行的。
2）增加阻尼法
增加阻尼即增加對振動的摩擦，如套筒閥的閥塞可采用“O”形圈密封，采用具有較大摩擦力的石墨填料等，這對消除或減弱輕微的振動還是有一定作用的。
3）增大導向尺寸，減小配合間隙法
軸塞形閥一般導向尺寸都較小，所有閥配合間隙一般都較大，有0.4～lmm，這對產生機械振動是有幫助.因此，在發生輕微的機械振動時，可通過增大導向尺寸，減小配合間隙來削弱振動。
4）改變節流件形狀，消除共振法
因調節閥的所謂振源發生在高速流動、壓力急劇變化的節流口，改變節流件的形狀即可改變振源頻率，在共振不強烈時比較容易解決。具體辦法是將在振動開度范圍內閥芯曲面車削0.5～1.0mm。如某廠家屬區附近安裝了一臺自力式壓力調節閥，因共振產生嘯叫影響職工休息，我們將閥芯曲面車掉0.5mm后，共振嘯叫聲消失。
七、安裝要點
1）安裝位置、高度、進出口方向須***符合設計要求，連接應牢固緊密。
2）安裝在保溫管道上的各類手動閥門，手柄均不得向下。
3）閥門安裝前須***進行外觀檢查，閥門的銘牌應符合現行******標準《通用閥門標志》的規定。對于工作壓力大于1.0 MPa 及在主干管上起到切斷作用的閥門，安裝前應進行強度和嚴密性能試驗，合格后方準使用。強度試驗時，試驗壓力為公稱壓力的1.5倍，持續時間不少于5min，閥門殼體、填料應無滲漏為合格。嚴密性試驗時，試驗壓力為公稱壓力的1.1倍；試驗壓力在試驗持續的時間應符合GB 50243標準要求，以閥瓣密封面無滲漏為合格。
八、注意事項
1、 本閥應存放在干燥的室內，通路兩端須***堵塞，不準堆置存放。
2、 長期存放的調節閥應定期檢查，清除污垢，在各運動部分及加工面上應涂以防銹油，防止生銹。
3、 本閥應安裝在水平管道上，必修垂直安裝。閥桿向上。
