摘要：数字式仪表具有很高的灵敏度和准确度，其应用几乎遍及所有企业。但由于其故障出现呈多因素，且遇到问题的随机性大，没有太多规律可循，修理难度较大。因此，本文将从实际中所积累的一些修理经验整理出来，以供大家参考。
　　
　　一、修理方法
　　
　　寻找故障应先外后里，先易后难，化整为零，重点突破。其方法大致可分为以下几种：
　　
　　1.感觉法凭借感官直接对故障原因做出判断，通过外观检查，能发现如断线、脱焊、搭线短路、熔丝管断、烧坏元件、机械性损伤、印刷电路上铜箔翘起及断裂等;可以触摸出电池、电阻、晶体管、集成块的温升情况，可参照电路图找出温升异常的原因。另外，用手还可检查元件有否松动、集成电路脚管是否插牢，转换开关是否卡带;可以听到和嗅到有无异声、异味。
　　
　　2.测电压法测量各关键点的工作电压是否正常，可较快找出故障点。如测A/D转换器的工作电压、基准电压等。
　　
　　3.短路法在前面所讲的检查A/D转换器方法里一般都采用短路法，这种方法在修理弱电和微电仪器时用得较多。
　　
　　4.断路法把可疑部分从整机或单元电路中断开，若故障消失，表示故障在断开的电路中。此法主要适合于电路存在短路的情况。
　　
　　5.测元件法当故障已缩小到某处或几个元件时，可对其进行在线或离线测量。必要时，用好的元件进行替换，若故障消失，说明元件已坏。
　　
　　6.干扰法利用人体感应电压作为干扰信号，观察液晶显示的变化情况，常用于检查输入电路与显示部分是否完好。
　　
　　二、修理技巧
　　
　　对一块故障仪表首先应检查和判别故障现象是共性(所有功能都不能测量)，还是个性(个别功能或个别量程)，然后区别情况，对症解决。
　　
　　1.若所有档均不能工作，应重点检查电源电路和A/D转换器电路。检查电源部分时，可取下叠层电池，按下电源开关，用正表笔接被测表电源负，负表笔接电源正(对数字万用表而言)，开关打到二级管测量档，若显示的是二级管正向电压，则说明电源部分是好的，若偏差大，则说明电源部分有问题。若出现开路，重点检查电源开关和电池引线等。若出现短路，则需要采用断路法，逐步断开使用电源的元件，重点检查运算放大器、定时器及A/D转换器等。若出现短路，一般都不止损坏一块集成元件。检查A/D转换器可以和基本表同时进行，相当于模拟式万用表的直流表头，具体检查方法：
　　
　　(1)被测表的量程转到直流电压最低档;
　　
　　(2)测量A/D转换器工作电压是否正常。根据表内所用A/D转换器型号，对应V+脚和COM脚，测量值与它的典型值相比较是否相符。
　　
　　(3)测A/D转换器的基准电压，目前常用的数字万用表的基准电压一般都是100mV或1V，即测量VREF+与COM之间的直流电压，若偏离100mV或1V，可通过外接电位器进行调节。
　　
　　(4)检查输入为零的显示数，把A/D转换器的正端IN+与负端IN-短接，使输入电压Vin=0，仪表显示“00.0"或“00.00"。
　　
　　(5)检查显示器的全亮笔划。把测试端TEST脚与正电源端V+短接，使逻辑地变成高电位，全部数字电路停止工作。因每个笔划上都加有直流电压，所以全部笔划亮对位表显示“1888"，对位表显示“18888"。若存在缺笔划现象，检查A/D转换器对应输出脚与导电胶(或联线)，与显示器之间是否有接触不良和断线情况。
　　
　　2.若个别档有问题，说明A/D转换器和电源部分都工作正常。因直流电压、电阻档共用一套分压电阻;交直流电流共用分流器;交流电压与交流电流共用一套AC/DC转换器;其它如Cx、HFE、F等都由独立的不同转换器组成。了解它们之间的关系，再根据电源图，就很容易找到故障部位。若测量小信号不准确或显示数字跳动大，则重点检查量程开关的接触是否良好。
　　
　　3.若出现测量数据不稳，且数值总是累计增大，短接A/D转换器的输入端，显示数据不为零的情况，则一般是0.1μF的基准电容性能不良所引起的。
　　
　　根据以上分析，数字万用表的修理基本顺序应是：数字表头部→直流电压→直流电流→交流电压→交流电流→电阻档(包括蜂鸣器和检查二级管正压降)→Cx→HFE、F、H、T等。但也不可过分机械，有些明显能看出的问题，可以先处理。但在进行调校时，则一定要按照上述程序。
　　
　　总之，一块故障万用表，经过适当的检测，首先要分析故障可能出现的部位，然后根据线路图找到故障位置进行更换和修复。因数字万用表是较精密的仪表，更换元件一定要用参数相同的元件，特别是更换A/D转换器，一定要采用生产厂家经严格筛选的集成块，否则将出现误差而达不到所需准确度。新换的A/D转换器，也需要按前面所述的方法进行检查，切不可因新而置信不疑。
　　
　　目前，国内生产数字万用表的厂家甚多，质量也有优劣，对双面复铜板的质量问题，在修理中是不易发现的。树脂板的绝缘强度不够时，主要表现在测量高电压时误差较大，修理时要与分压电阻的阻值变化区别开来。遇到这种情况，最好是采用断路法，寻找故障点。对烧坏碳化的部分要清除干净，达到绝缘要求。遇到由双面连线因过渡孔断裂而引起不能输入信号时，容易与转换开关不良的现象混淆而难以分开，这类故障宜采用短路法寻找故障点。

典型的自动化控制系统主要有三个环节：检测、控制、执行三大部分。近年，检测仪表和控制仪表受到数字技术和微处理器技术的影响发生的变有目共睹，而执行器这一环节，特别是作为主要产品的调节阀，也有长足的进步。传统使用的调节阀基本上满足许多工业系统的需要，但随着现代工业的大规模发展。如何生产出更多更好的先进产品，如何提高产品质量标准，如何更有效、更安全地操作，如何充分地利用资源、节约能源和保护生态环境，人们忆经对调节阀提出更高的要求，这些要求可归纳如下：

(1)质量更稳定，工作更可靠，操作更安全

在过程 控制中，调节阀直接和流体相接触，一旦发生故障，后果不堪设想。在石油工业中，从油田到炼油厂，各种生产装置都大规模地集中监测和控制，大部分操作条件都是在高温低压或高温高压下进行，介质都是各种易燃易爆的油各种油品，因此 ，调节阀的可靠性和防火性被提到首位。在化学工业中，过程的多样性及工艺条件的变化，对温度、压力、流量和液位四大热工变量的控制和执行中，都有很特殊问题要求调节阀能够适用。在电力工业中，火力发电厂要对锅炉进行控制，锅炉调节系统中保持水位的正常至关重要，避免调节阀的误开误关，双是何等的重要。

为确保调节阀的工作性能和可靠性，必须做到如下要求：

1、保证调节阀的质量 调节阀的选用要经过严格的计算；类型、口径、各项性能都要符合要求；调节阀各种零件的材料要严格选择，要有足够的强度和刚度，要按照国家标准通过耐压试验，气密性等试验。生产厂家的制造技术和测试方法必须符合标准，要由主管部门签定认可。严禁不具备生产条件的小厂进行生产。

2、确保可靠的操作性 这里不公指调节阀本身的制造质量，而且包括对操作人员的培训和素质的提高。为了防止误操作，工艺人员一定要注意铭牌所标示的注意事项。

根据我国新的气动调节阀标准(GB/T4213-92)气动执行机构的铭牌至少要标出制造厂名、产品型号、额定流量系数、设计位号、产品编号及制造年月等事项。

阀体上则应铸出或冲出表示介质流动方向的箭头和DN数值以及PN的字样及数值。重要的阀门都要有足够的附件，如定位器、限位开关等。要有足够的安装空间和操作空间，有足够的安装空间和操作，有足够的照明，有严格的操作规程。

3、有应急装置 当高压气体设备发生故障时，为防止直接损害其它设备，必须在连接设备的管路上安装切断装置，必要时安装快速切断阀。对快速切断阀的泄漏量要有严格规定。

在容易扫生火灾的场合，要从结构上考虑到调节阀的耐火性能，或用防火涂层的办法。应急的装置有防火袋，它在几分钟内就可以套上，袋的材料含有多层的陶瓷纤维或玻璃纤维；还可以采用连杆保护的方法，夹持元件可用一些易熔的连杆、电热连杆，这些连杆受热时启动，在阒火的时候断开，使阀门移到一个保险的位置。(2)保护环境

保护自然环境、生活环境的重要性和必要性是众所周知的。调节阀对环境的污染主要是大气污染和噪音等问题。

1、为了防止大气污染，阀的密封部位不能泄漏。要注意密封的方法和密封材料的选用。当流体有毒性时，如氯气或CO等介质，就要考虑用波纹管密封或更为可靠的方法密封。为了防止更为可怕的辐射性流体的泄漏，更要遵照核电站的使用要求和规定，采用特殊的方法。

2、防止噪音 在调节阀的环境保护问题上，噪音问题很突出。调节阀噪声的类型有机械噪声、液体动力噪声、空气动力噪声，对其产生的机理、预估和防止，将在第5章进行详细讨论。

(3)节约能源

在使用调节 过程 中要把节能问题和调节阀的结构、使用、安装、维修联系起来。

1、使用低阻抗阀门 使流体流壶阀门的阻抗最小，减少能耗。在使用球阀时，在全开下球芯孔与管道的口径如果相同，就可以节约压缩机、泵等设备的电力消耗。与某些传统阀相比。凸轮挠曲阀具有更大的容量，可以在较小的压差下进行相同流量的调节，达到减少能耗的目的。利用一些阀内件结构改变的阀门，如使用低S值调节阀，能够达到节能的目的。

2、提高阀芯、阀座的密封性能 阀芯阀座密封不好，阀门就不能完全关闭，泄漏引起的压力下降造成动力损失。为了提高密封能，可以采用掺有玻璃纤维的聚四氟乙烯或石墨等材料来代替纯四氟乙烯制造阀座，采用高硬度的密封垫片，采用迷宫式密封面等办法，还要保护密封面不能损伤。

3、尽量采用电动执行机构 采用气动执行机构要保持一定的气压才能动作，这样一年所消耗的能源很多，如用电动执行机构，只需在改变开度时供电，当阀门达到所需开度时就停止供电。

(4)适用于新能源

长期以来，石油是一种主要能源，近年出现的许多新能源，从加工到生产到运输、储存，对调节阀提出了更特殊的要求。

1、液化天然气 是一种洁净能源，但由于生产液化天然气装置的流体温度低达零下162摄氏度，在这种工况下，对调节阀及其所用的材料和结构都有新的要求。关键在于解决材料的强度 、脆裂性和变形问题，并要求动作部分不能被冻结。如果低温阀用于超低温的宇宙火箭的液态氢(负253摄氏度)及液态氦(负269摄氏度)的控制系统，则从结构到材料的处理都要求特殊的方法。

2、液化煤浆 将煤粉粉碎后与熔剂混合，再经过一系列处理和脱硫，得到一种优质燃料---液化煤浆。用于这种系纺的调节阀受煤浆的高速冲刷，会很快磨蚀而损坏，材料的硬度、耐磨性、耐热

性及韧性都很重要。，除了选用合适的材料外，还可以用分段式或迷宫式结构来缓和煤浆的冲刷作用。

3、原子能 核电站的自动控制系统必然使用调节阀。在核聚合反应过程中控制超电导的低温液态氢，这种调节阀必须满足下列要求：

a、具有防止放射性物质外泄的结构；

b、优良的动作性能；

c、调整、维修简便；

d、材料能经受放射性照性；

e、不能使用禁忌物质(如含氯等卤素材料)。 可见，与常夫的调节阀相比，这种调节阀的设计、制造、试验、检查和使用环节更特殊，更严格、为了确保安全，必须从各方面给予保证。

展望未来，要面临的问题会更多：原材料供不应求，石油、煤、水资源的消耗和欠缺；社会对提高生产力和改善工作条件的要求；环境保护及人类生活质量提高的呼声。要解决这些问题，就要对旧的过程控制系统进行改进，或者创造出更新的过程控制方法，而新的系统对调节阀的要求就更高。
 
 

     自力式调节阀有自力式压力（微压）调节阀、自力式（压差）流量调节阀、自力式温度调节阀等几类。自力式压力调节阀是其家族成员之一，由于它无需外来能源，产品结构简单，使用方便，维护工作量少等优点，特别适用于城市供热、供暧及没有供电、供气又需控制的场合。据德国报道，城市供热、供暖系统采用该产品，热效率比以前提高30%~40%。节能效果显著。

     本文仅就自力式压力调节阀的原理、结构特性及工程应用经验进行论述。

      1 自力式压力调节阀分类及工作原理

      1.1 自力式压力调节阀的分类

     1）按阀后、阀前控制分为两类：自力式阀后（减压）控制阀；自力式阀前（泄压）控制阀。

     2）按是否带指挥器分为两大类：直接作用型自力式调节阀，如图1所示；指挥器操作型自力式调节阀，如图2所示。

      1.2 工作原理

     1）自力式阀后压力调节的工作原理见图3所示。阀前压力P₁经过阀芯、阀座的节流后，变为阀后压力P₂。P₂经过管线输入上膜室内作用在顶盘上，产生的作用力与弹簧的反作用力相平衡，决定了阀芯、阀座的相对位置，控制阀后压力。当P₂增加时，P₂作用在顶盘上的作用力也随之增加。此时，顶盘上的作用力大于弹簧的反作用力，使阀芯关向阀座的位置。这时，阀芯与阀座之间的流通面积减少，流阻变大，P₂降低，直到顶盘上的作用力与弹簧反作用力相平衡为止，从而使P₂降为设定值。同理，当P₂降低时。作用方向与上述相反，这就是阀后压力调节的工作原理。

     2）自力式阀前压力调节的工作原理同阀后压力调节的工作原理（见图4），应注意阀芯反装。

     1.3 自力式压力调节阀与控制阀的区别

     这两类产品的区别，主要在于控制阀既需要外界能源（如电源或气源）做驱动能，又需要接受外来控制仪表信号才能改变阀内截流件相对位置，从而实现改变流体流量。而自力式压力调节阀则既不需外来能源，又不需要接受外来控制仪表信号，仅靠被调介质的压力信号，便可实现压力调节。两者区别可见图5。

     2 自力式压力调节阀的特点

     由于自力式压力调节阀没有外来驱动能源。因此该产品的操作力较小，它具有如下特点。

     1）平衡式阀芯结构，如平衡型单座。双阀芯平衡型，套筒平衡型等。

     2）快开流量特性，其阀芯为平板型。

     3）公称通径与阀体特征：DN20~100mm（或125）。阀上设有波纹管，阀芯为单座（有的厂家产品DN20mm的没波纹管，阀芯也为单座）；公称通径大于100mm时。阀上盖内不设波纹管，阀芯为双阀芯或套筒结构。

     4）执行机构种类推荐：设定值≤0.6MPa时，选薄膜式执行机构；设定值>0.6MPa时，选气缸式执行机构。

     3 安装方式

     3.1 直管段的设置

     自力式压力调节阀前、后应尽量保持一定的直管段（一般为6D（管径）左右）。阀前取压点距阀的距离应大于2D；阀后取压应大于6D。阀前、后还应装有压力表，压力表应靠近取压点，以便使设定值与取压值真实一致。

     3.2 旁路系统的设置

     为保证检修及出故障时生产能继续运行，最好设置旁路系统，如图6所示。

     3.3 过滤器的设置

     该系统中的过滤器在工艺介质干净、没杂质的情况下，可以省略。

     当介质中有杂质或用带指挥器的自力式压力调节阀时应装过滤器，以防阻塞引压管路或指挥器、卡死气缸执行机构及阀芯等。

     注：图中虚线所示的取压法不提倡

     若限于管路安装空间或经费，可将过滤网装在阀前的截止阀上游处。取代过滤器。

     3.4 安装方式与介质、温度的关系

     1）自力式压力调节阀安装方式原则上宜采用，气体介质正立安装（执行机构在上、阀体在下），液体与蒸汽介质倒装。

     2）气体介质温度高于70℃低于140℃、液体介质温度高于140℃时，自力式压力调节阀除采用倒装外，还应在引压管路上加装隔离罐，并应在引压管路、隔离罐、膜头处注满冷媒，以防膜片受高温老化。

     3）气体介质温度高于70℃低于140℃时.若仍采用正立安装，应在设计文件（设备表）中注明采用高温膜片（如乙丙橡胶膜片、硅橡胶膜片等），否则会造成普通膜片老化。

     4 应用及注意事项

     4.1 适用场所的应用及注意事项

     自力式压力调节阀主要适用于没有腐蚀性且黏度低的液体、气体、蒸汽（最高温度可达300~350℃）等介质的压力控制。如轻质油品、水、水蒸汽、空气等。在设计条件提供与阀门选用时应注意以下情况。

     1）所提阀前、阀后压力及设定值条件应接近实际工艺条件。

     自力式压力调节阀对所提工艺条件的要求较一般控制阀要严谨。工艺参数确定后，不允许有较大范围的更改。由于该类产品所允许的设定值调整范围较小。一般直接作用型调节阀其设定值允许偏差为±8%、带指挥器操作型调节阀其设定值允许偏差±4%左右。若超出设定弹簧的允许调压值，为达到原设定值要求，则必须通过更换设定弹簧的办法才可实现，这需送回生产厂才能完成。

     2）选用允许压差时，应注意到该产品的允许压差值小的特点。这是由于该产品输出力小及波纹管内外允许压差小，导致允许压差较普通控制阀小，且无法像普通控制阀可通过提高供气压力来增大压差。特别在小口径时两者压差相差更大。如表1所列。

      表1 允许压差比较表

DN/mm	15	20	25	40	50
Δp（直接作用型压力调节阀）/MPa	1.6	1.6	1.6	1.6	1.6
Δp（ZJHP精小型单座调节阀）/MPa		6.4	6.4	6.4	3.39

     注：Δp为允许差压。

     3）因该产品调节精度为±5%及流量特性为快开特性所致，因此只适用无外来能源和调节品质要求不高的场合。

     4）该产品不宜在往复泵出口压力—流量调节方案中使用。该方案是旁路调节法（见图7）常见方法之一。在该方案选型时，应注意其压力控制回路不宜“采用直接作用式（自力式）压力调节阀”。

     这是因为为确保自力式压力调节阀正常工作，该产品要求工艺参数确定后，不允许有较大范围的变动。若用于往复泵时，由于往复泵输出流量是周期性脉动，造成该阀在设定值附近处于周期性脉动，因而达不到稳定压力的作用，使整个控制系统无法正常工作。

     以上分析可知，自力式阀前控制阀用于往复泵出口做泄压控制是可行的方案。即该阀在设定值附近处于周期性脉动，使泵出口压力不超出设定压力值。该方案已在上海炼油厂罐装站应用多年。

     4.2 特殊介质中的应用及注意事项

     4.2.1 黏度较高的介质中的应用

     从自力式压力调节阀的原理和结构特点可知。该产品能否应用在黏度较高的介质场合，就需从下述两方面综合考虑。

     1）被调介质黏度对执行机构—引压管、指挥器、膜片的影响。为避免这方面的影响，可采取在引压管上加装隔离罐，注满隔离液，以使黏稠介质不堵塞引压管和进入到执行机构内，影响被调介质作用力的传送。

     2）被调介质黏度对阀内件及平衡元件—波纹管的影响。

     这是由于被调介质流过阀内件时，将被引入平衡压力元件—波纹管内与外，黏度过高将使其无法起到压力平衡作用。若介质在停工后易凝固也将使波纹管无法在开工后正常工作。

     上述分析，归根结底是介质黏度值的界定问题。目前，国内制造厂的产品样本未见推荐值。国外已有厂家推荐，在油和液体情况下，允许使用的介质运动黏度为600mPa•S；Samson允许的介质黏度为100mPa•s（密度0.8）。

     只有当上述两要求均满足时，才能使用。这已有很多实例证明。如上海中泰自动化仪表厂生产的该类产品，已在上海石化厂罐区乙焦油压控上（黏度为190mPa•S）、延安炼油厂燃料油—重油压控上（黏度为135mPa•s）使用多年。

     4.2.2 高黏度的介质不宜使用

     4.2.3 不允许泄漏的气体介质中的应用

     不允许泄漏的气体介质使用时，出于安全原因及避免贵重气体浪费因素，应考虑下述两点。

     1）填料函及其他连接处的密封性能达到标准。

     该产品应符合国家标准GB/T4123-92气动调节阀要求无渗漏现象，这一点同一般控制阀要求一样。

     2）气动执行机构的气室密封性要求要确保无渗漏。

     该产品要求比GB/T4123-92规定高，不允许渗漏。因为GB/T4123-92标准对气室的密封性规定：“气动执行机构的气室应保证气密性。在额定气源压力下，5min内薄膜气室内的压力下降不得大于2.5kPa；”

     国内该类产品鉴于没统一的产品标准，有不少产品对该项要求不严或没考虑此种气体介质使用要求，仅参照GB/T4123-92生产，这对安全生产或节约贵重原料造成不利。因此该产品不适宜用于液化气减压，若要采用，需要与制造厂详细讨论。

     4.2.4 使用在腐蚀性介质场合应慎重对待

     该产品使用在腐蚀性介质场合，与使用在黏度较高的场合一样，需要从介质对执行机构和调节机构两大部件耐腐蚀性进行双重考虑，只有两者均满足时才可使用。由此可见，它比控制阀要求更复杂，使用面更狭窄。

     为便于设计人员在腐蚀性介质场合的选用，现将执行机构与调节机构抗腐材料现状列于表2，供参考。

     以波纹管平衡型阀为例，由于目前国内波纹管的防腐蚀材料只能做到304和316。仅从调节机构上选，它将无法使用在氯气、次氯酸钠、液氯、铬酸、盐酸、硫酸、氯化锌等介质。增大了使用局限性。

     在这种介质中使用时，快捷的办法是，设计和制造单位根据工艺条件和要求及制造水平共同确认能否使用。

     自力式压力调节阀的计算同控制阀，不再赘述。

     表2执行机构与调节机构抗腐蚀材料 

上、下膜盖	碳钢，304，316，蒙乃尔合金，哈氏合金
汽缸	碳钢，304，316，蒙乃尔合金，哈氏合金
膜片	氟橡胶，聚四氟乙烯（1）
阀体	碳钢，304，316，蒙乃尔合金，哈氏合金
阀内件	碳钢，304，316，蒙乃尔合金，哈氏合金
波纹管

304，316（2）

T>2）快开流量特性，其阀芯为平板型。

     3）公称通径与阀体特征：DN20~100mm（或125）。阀上设有波纹管，阀芯为单座（有的厂家产品DN20mm的没波纹管，阀芯也为单座）；公称通径大于100mm时。阀上盖内不设波纹管，阀芯为双阀芯或套筒结构。

     4）执行机构种类推荐：设定值≤0.6MPa时，选薄膜式执行机构；设定值>0.6MPa时，选气缸式执行机构。

     3 安装方式

     3.1 直管段的设置

     自力式压力调节阀前、后应尽量保持一定的直管段（一般为6D（管径）左右）。阀前取压点距阀的距离应大于2D；阀后取压应大于6D。阀前、后还应装有压力表，压力表应靠近取压点，以便使设定值与取压值真实一致。

     3.2 旁路系统的设置

     为保证检修及出故障时生产能继续运行，最好设置旁路系统，如图6所示。

     3.3 过滤器的设置

     该系统中的过滤器在工艺介质干净、没杂质的情况下，可以省略。

     当介质中有杂质或用带指挥器的自力式压力调节阀时应装过滤器，以防阻塞引压管路或指挥器、卡死气缸执行机构及阀芯等。

     注：图中虚线所示的取压法不提倡

     若限于管路安装空间或经费，可将过滤网装在阀前的截止阀上游处。取代过滤器。

     3.4 安装方式与介质、温度的关系

     1）自力式压力调节阀安装方式原则上宜采用，气体介质正立安装（执行机构在上、阀体在下），液体与蒸汽介质倒装。

     2）气体介质温度高于70℃低于140℃、液体介质温度高于140℃时，自力式压力调节阀除采用倒装外，还应在引压管路上加装隔离罐，并应在引压管路、隔离罐、膜头处注满冷媒，以防膜片受高温老化。

     3）气体介质温度高于70℃低于140℃时.若仍采用正立安装，应在设计文件（设备表）中注明采用高温膜片（如乙丙橡胶膜片、硅橡胶膜片等），否则会造成普通膜片老化。

     4 应用及注意事项

     4.1 适用场所的应用及注意事项

     自力式压力调节阀主要适用于没有腐蚀性且黏度低的液体、气体、蒸汽（最高温度可达300~350℃）等介质的压力控制。如轻质油品、水、水蒸汽、空气等。在设计条件提供与阀门选用时应注意以下情况。

     1）所提阀前、阀后压力及设定值条件应接近实际工艺条件。

     自力式压力调节阀对所提工艺条件的要求较一般控制阀要严谨。工艺参数确定后，不允许有较大范围的更改。由于该类产品所允许的设定值调整范围较小。一般直接作用型调节阀其设定值允许偏差为±8%、带指挥器操作型调节阀其设定值允许偏差±4%左右。若超出设定弹簧的允许调压值，为达到原设定值要求，则必须通过更换设定弹簧的办法才可实现，这需送回生产厂才能完成。

     2）选用允许压差时，应注意到该产品的允许压差值小的特点。这是由于该产品输出力小及波纹管内外允许压差小，导致允许压差较普通控制阀小，且无法像普通控制阀可通过提高供气压力来增大压差。特别在小口径时两者压差相差更大。如表1所列。

      表1 允许压差比较表

DN/mm	15	20	25	40	50
Δp（直接作用型压力调节阀）/MPa	1.6	1.6	1.6	1.6	1.6
Δp（ZJHP精小型单座调节阀）/MPa		6.4	6.4	6.4	3.39

     注：Δp为允许差压。

     3）因该产品调节精度为±5%及流量特性为快开特性所致，因此只适用无外来能源和调节品质要求不高的场合。

     4）该产品不宜在往复泵出口压力—流量调节方案中使用。该方案是旁路调节法（见图7）常见方法之一。在该方案选型时，应注意其压力控制回路不宜“采用直接作用式（自力式）压力调节阀”。

     这是因为为确保自力式压力调节阀正常工作，该产品要求工艺参数确定后，不允许有较大范围的变动。若用于往复泵时，由于往复泵输出流量是周期性脉动，造成该阀在设定值附近处于周期性脉动，因而达不到稳定压力的作用，使整个控制系统无法正常工作。

     以上分析可知，自力式阀前控制阀用于往复泵出口做泄压控制是可行的方案。即该阀在设定值附近处于周期性脉动，使泵出口压力不超出设定压力值。该方案已在上海炼油厂罐装站应用多年。

     4.2 特殊介质中的应用及注意事项

     4.2.1 黏度较高的介质中的应用

     从自力式压力调节阀的原理和结构特点可知。该产品能否应用在黏度较高的介质场合，就需从下述两方面综合考虑。

     1）被调介质黏度对执行机构—引压管、指挥器、膜片的影响。为避免这方面的影响，可采取在引压管上加装隔离罐，注满隔离液，以使黏稠介质不堵塞引压管和进入到执行机构内，影响被调介质作用力的传送。

     2）被调介质黏度对阀内件及平衡元件—波纹管的影响。

     这是由于被调介质流过阀内件时，将被引入平衡压力元件—波纹管内与外，黏度过高将使其无法起到压力平衡作用。若介质在停工后易凝固也将使波纹管无法在开工后正常工作。

     上述分析，归根结底是介质黏度值的界定问题。目前，国内制造厂的产品样本未见推荐值。国外已有厂家推荐，在油和液体情况下，允许使用的介质运动黏度为600mPa•S；Samson允许的介质黏度为100mPa•s（密度0.8）。

     只有当上述两要求均满足时，才能使用。这已有很多实例证明。如上海中泰自动化仪表厂生产的该类产品，已在上海石化厂罐区乙焦油压控上（黏度为190mPa•S）、延安炼油厂燃料油—重油压控上（黏度为135mPa•s）使用多年。

     4.2.2 高黏度的介质不宜使用

     4.2.3 不允许泄漏的气体介质中的应用

     不允许泄漏的气体介质使用时，出于安全原因及避免贵重气体浪费因素，应考虑下述两点。

     1）填料函及其他连接处的密封性能达到标准。

     该产品应符合国家标准GB/T4123-92气动调节阀要求无渗漏现象，这一点同一般控制阀要求一样。

     2）气动执行机构的气室密封性要求要确保无渗漏。

     该产品要求比GB/T4123-92规定高，不允许渗漏。因为GB/T4123-92标准对气室的密封性规定：“气动执行机构的气室应保证气密性。在额定气源压力下，5min内薄膜气室内的压力下降不得大于2.5kPa；”

     国内该类产品鉴于没统一的产品标准，有不少产品对该项要求不严或没考虑此种气体介质使用要求，仅参照GB/T4123-92生产，这对安全生产或节约贵重原料造成不利。因此该产品不适宜用于液化气减压，若要采用，需要与制造厂详细讨论。

     4.2.4 使用在腐蚀性介质场合应慎重对待

     该产品使用在腐蚀性介质场合，与使用在黏度较高的场合一样，需要从介质对执行机构和调节机构两大部件耐腐蚀性进行双重考虑，只有两者均满足时才可使用。由此可见，它比控制阀要求更复杂，使用面更狭窄。

     为便于设计人员在腐蚀性介质场合的选用，现将执行机构与调节机构抗腐材料现状列于表2，供参考。

     以波纹管平衡型阀为例，由于目前国内波纹管的防腐蚀材料只能做到304和316。仅从调节机构上选，它将无法使用在氯气、次氯酸钠、液氯、铬酸、盐酸、硫酸、氯化锌等介质。增大了使用局限性。

     在这种介质中使用时，快捷的办法是，设计和制造单位根据工艺条件和要求及制造水平共同确认能否使用。

     自力式压力调节阀的计算同控制阀，不再赘述。

     表2执行机构与调节机构抗腐蚀材料 

上、下膜盖	碳钢，304，316，蒙乃尔合金，哈氏合金
汽缸	碳钢，304，316，蒙乃尔合金，哈氏合金
膜片	氟橡胶，聚四氟乙烯（1）
阀体	碳钢，304，316，蒙乃尔合金，哈氏合金
阀内件	碳钢，304，316，蒙乃尔合金，哈氏合金
波纹管

304，316（2）

T>2）快开流量特性，其阀芯为平板型。

     3）公称通径与阀体特征：DN20~100mm（或125）。阀上设有波纹管，阀芯为单座（有的厂家产品DN20mm的没波纹管，阀芯也为单座）；公称通径大于100mm时。阀上盖内不设波纹管，阀芯为双阀芯或套筒结构。

     4）执行机构种类推荐：设定值≤0.6MPa时，选薄膜式执行机构；设定值>0.6MPa时，选气缸式执行机构。

     3 安装方式

     3.1 直管段的设置

     自力式压力调节阀前、后应尽量保持一定的直管段（一般为6D（管径）左右）。阀前取压点距阀的距离应大于2D；阀后取压应大于6D。阀前、后还应装有压力表，压力表应靠近取压点，以便使设定值与取压值真实一致。

     3.2 旁路系统的设置

     为保证检修及出故障时生产能继续运行，最好设置旁路系统，如图6所示。

     3.3 过滤器的设置

     该系统中的过滤器在工艺介质干净、没杂质的情况下，可以省略。

     当介质中有杂质或用带指挥器的自力式压力调节阀时应装过滤器，以防阻塞引压管路或指挥器、卡死气缸执行机构及阀芯等。

     注：图中虚线所示的取压法不提倡

     若限于管路安装空间或经费，可将过滤网装在阀前的截止阀上游处。取代过滤器。

     3.4 安装方式与介质、温度的关系

     1）自力式压力调节阀安装方式原则上宜采用，气体介质正立安装（执行机构在上、阀体在下），液体与蒸汽介质倒装。

     2）气体介质温度高于70℃低于140℃、液体介质温度高于140℃时，自力式压力调节阀除采用倒装外，还应在引压管路上加装隔离罐，并应在引压管路、隔离罐、膜头处注满冷媒，以防膜片受高温老化。

     3）气体介质温度高于70℃低于140℃时.若仍采用正立安装，应在设计文件（设备表）中注明采用高温膜片（如乙丙橡胶膜片、硅橡胶膜片等），否则会造成普通膜片老化。

     4 应用及注意事项

     4.1 适用场所的应用及注意事项

     自力式压力调节阀主要适用于没有腐蚀性且黏度低的液体、气体、蒸汽（最高温度可达300~350℃）等介质的压力控制。如轻质油品、水、水蒸汽、空气等。在设计条件提供与阀门选用时应注意以下情况。

     1）所提阀前、阀后压力及设定值条件应接近实际工艺条件。

     自力式压力调节阀对所提工艺条件的要求较一般控制阀要严谨。工艺参数确定后，不允许有较大范围的更改。由于该类产品所允许的设定值调整范围较小。一般直接作用型调节阀其设定值允许偏差为±8%、带指挥器操作型调节阀其设定值允许偏差±4%左右。若超出设定弹簧的允许调压值，为达到原设定值要求，则必须通过更换设定弹簧的办法才可实现，这需送回生产厂才能完成。

     2）选用允许压差时，应注意到该产品的允许压差值小的特点。这是由于该产品输出力小及波纹管内外允许压差小，导致允许压差较普通控制阀小，且无法像普通控制阀可通过提高供气压力来增大压差。特别在小口径时两者压差相差更大。如表1所列。

      表1 允许压差比较表

DN/mm	15	20	25	40	50
Δp（直接作用型压力调节阀）/MPa	1.6	1.6	1.6	1.6	1.6
Δp（ZJHP精小型单座调节阀）/MPa		6.4	6.4	6.4	3.39

     注：Δp为允许差压。

     3）因该产品调节精度为±5%及流量特性为快开特性所致，因此只适用无外来能源和调节品质要求不高的场合。

     4）该产品不宜在往复泵出口压力—流量调节方案中使用。该方案是旁路调节法（见图7）常见方法之一。在该方案选型时，应注意其压力控制回路不宜“采用直接作用式（自力式）压力调节阀”。

     这是因为为确保自力式压力调节阀正常工作，该产品要求工艺参数确定后，不允许有较大范围的变动。若用于往复泵时，由于往复泵输出流量是周期性脉动，造成该阀在设定值附近处于周期性脉动，因而达不到稳定压力的作用，使整个控制系统无法正常工作。

     以上分析可知，自力式阀前控制阀用于往复泵出口做泄压控制是可行的方案。即该阀在设定值附近处于周期性脉动，使泵出口压力不超出设定压力值。该方案已在上海炼油厂罐装站应用多年。

     4.2 特殊介质中的应用及注意事项

     4.2.1 黏度较高的介质中的应用

     从自力式压力调节阀的原理和结构特点可知。该产品能否应用在黏度较高的介质场合，就需从下述两方面综合考虑。

     1）被调介质黏度对执行机构—引压管、指挥器、膜片的影响。为避免这方面的影响，可采取在引压管上加装隔离罐，注满隔离液，以使黏稠介质不堵塞引压管和进入到执行机构内，影响被调介质作用力的传送。

     2）被调介质黏度对阀内件及平衡元件—波纹管的影响。

     这是由于被调介质流过阀内件时，将被引入平衡压力元件—波纹管内与外，黏度过高将使其无法起到压力平衡作用。若介质在停工后易凝固也将使波纹管无法在开工后正常工作。

     上述分析，归根结底是介质黏度值的界定问题。目前，国内制造厂的产品样本未见推荐值。国外已有厂家推荐，在油和液体情况下，允许使用的介质运动黏度为600mPa•S；Samson允许的介质黏度为100mPa•s（密度0.8）。

     只有当上述两要求均满足时，才能使用。这已有很多实例证明。如上海中泰自动化仪表厂生产的该类产品，已在上海石化厂罐区乙焦油压控上（黏度为190mPa•S）、延安炼油厂燃料油—重油压控上（黏度为135mPa•s）使用多年。

     4.2.2 高黏度的介质不宜使用

     4.2.3 不允许泄漏的气体介质中的应用

     不允许泄漏的气体介质使用时，出于安全原因及避免贵重气体浪费因素，应考虑下述两点。

     1）填料函及其他连接处的密封性能达到标准。

     该产品应符合国家标准GB/T4123-92气动调节阀要求无渗漏现象，这一点同一般控制阀要求一样。

     2）气动执行机构的气室密封性要求要确保无渗漏。

     该产品要求比GB/T4123-92规定高，不允许渗漏。因为GB/T4123-92标准对气室的密封性规定：“气动执行机构的气室应保证气密性。在额定气源压力下，5min内薄膜气室内的压力下降不得大于2.5kPa；”

     国内该类产品鉴于没统一的产品标准，有不少产品对该项要求不严或没考虑此种气体介质使用要求，仅参照GB/T4123-92生产，这对安全生产或节约贵重原料造成不利。因此该产品不适宜用于液化气减压，若要采用，需要与制造厂详细讨论。

     4.2.4 使用在腐蚀性介质场合应慎重对待

     该产品使用在腐蚀性介质场合，与使用在黏度较高的场合一样，需要从介质对执行机构和调节机构两大部件耐腐蚀性进行双重考虑，只有两者均满足时才可使用。由此可见，它比控制阀要求更复杂，使用面更狭窄。

     为便于设计人员在腐蚀性介质场合的选用，现将执行机构与调节机构抗腐材料现状列于表2，供参考。

     以波纹管平衡型阀为例，由于目前国内波纹管的防腐蚀材料只能做到304和316。仅从调节机构上选，它将无法使用在氯气、次氯酸钠、液氯、铬酸、盐酸、硫酸、氯化锌等介质。增大了使用局限性。

     在这种介质中使用时，快捷的办法是，设计和制造单位根据工艺条件和要求及制造水平共同确认能否使用。

     自力式压力调节阀的计算同控制阀，不再赘述。

     表2执行机构与调节机构抗腐蚀材料 

上、下膜盖	碳钢，304，316，蒙乃尔合金，哈氏合金
汽缸	碳钢，304，316，蒙乃尔合金，哈氏合金
膜片	氟橡胶，聚四氟乙烯（1）
阀体	碳钢，304，316，蒙乃尔合金，哈氏合金
阀内件	碳钢，304，316，蒙乃尔合金，哈氏合金
波纹管

304，316（2）

 摘 要：通过对调节阀在安装及投运过程中的几个关键问题进行详细介绍说明，以保证调节阀的安装质量及安装后的正常投运。

1、前言调节阀是工业生产中非常常用和特别重要的控制设备，它工作正常与否直接关系到整个装置的生产正常与否。目前，随着调节阀技术的日新月异，调节阀的生产厂家及形式非常繁多，功能也各有不同，以下着重介绍各种型式的调节阀在安装及投运前应注意的共性问题。

2、调节阀安装前的进货检验调节阀的进货检验是一个非常重要的环节，以确认调节阀到货情况是否满足设计要求。调节阀的每项技术要求均应达到设计要求，但在进货检验时应着重检查如下几项内容。

2.1阀体/阀内件规格此项内容主要包括：阀型号、阀型式、公称通径、阀座尺寸、阀芯形式、流量特性、泄漏等级、阀体材质、阀芯材质、阀座材质、CV值、法兰标准等级尺寸及密封面形式等，只要发现其中有一样内容与设计不符均应征得设计的确定和认可。

2.2执行机构部分 此项内容主要应检查执行机构型号、型式、作用形式、弹簧范围、供气压力等。

2.3阀门定位器部分此项内容主要检查阀门定位器的输入信号、气源压力、电气和气源接口尺寸和防爆等级，其中防爆等级不得低于设计等级要求。

2.4附件根据调节阀的设计技术要求仔细清理各项附件，如过滤减压阀、阀位开关、电磁阀、手轮机构、专用工具。以上各项内容的检验可以通过清理、计量器具、查看铭牌以及专用的检测手段（如法兰及螺栓材质可通过光谱分析来鉴别）等方法来实现。

3调节阀水压试验阀体的水压试验包括阀体的耐压试验和阀芯全关时的泄漏试验。通常情况下，当设计压力超过10MPa的调节阀，阀体必须进行耐压试验以检验阀体本身和上阀盖的耐压情况。

3.1调节阀耐压试验时应注意的问题:

（1）调节阀阀体耐压试验采用手动试压泵进行水压试验，严禁采用电动试压泵。

（2）试验介质为洁净的水。

（3）试验压力为设计压力的1.25倍。

（4）压力试验用的压力表应校验合格，其精确度不应低于1.5级，刻度上限值宜为试验压力的1.5～2倍。

（5）气开阀在进行阀的耐压试验时阀芯打开至少20%的开度，这一点务必紧记，以防止阀芯单侧受压过高而损坏。通常情况下调节阀阀芯是允许一定的泄漏量的，根据调节阀泄漏等级的差别，一般只要求对高差压的调节阀（V、VI级泄漏）进行泄漏试验。

3.2泄漏试验时应注意的问题

（1）调节阀阀体耐压试验采用手动试压泵进行水压试验，严禁采用电动试压泵（VI级泄漏的阀采用气压试验）。

（2）试验介质为洁净的水（VI级泄漏的阀采用洁净的空气）。

（3）泄漏等级试验压力为阀工作时设计的最大差压（查看设计参数）。

（4）压力试验用的压力表应校验合格，其精确度不应低于1.5级，刻度上限值为试验压力的1.5～2倍。

4 调节阀的单体调校 新安装的气动调节阀安装之前均应进行单体调校。调校应达到的性能指标： 基本误差：±1.5%回程误差：1.5%不灵敏区：0.6%如今，凋节阀及电气阀门定位器的生产厂家非常多，功能各异，电气阀门定位器趋向于智能化，具体调校方法有所不同，这里就不再赘述。

5调节阀的安装调节阀的安装是重点应注意的问题，安装质量的好坏直接关系到调节阀的投运及性能。安装过程中应注意以下问题：

（1）调节阀在安装之前，必须仔细地清除阀门在储存期间所累积的灰尘，在安装过程中也要保持清洁。因为灰尘杂质会使阀座和内件损坏。为了保护清洁，通常可在当天未焊的开口法兰端部装上盖板。

（2）调节阀安装时，阀体上的箭头应与介质流向一致。

（3）调节阀是精密构件，如果它们受到管道变形的应力，将破坏正常的工作。因此，法兰与管道安装应垂直并且位置准确以避免管道的变形。井且，管道要适当支撑，以防止它在阀门重量作用下发生弯曲变形。

（4）调节阀在与管道焊接时必须特别小心。若调节阀与管道焊接时注意不够，未能消除应力，则会产生变形。焊接时，必须严格避免焊渣飞溅入阀门内，焊渣的存在有损阀门的性能，如果飞溅直接溅在阀芯上，轻则直接影响调节阀的动作，重则损坏阀芯和阀座。

（5）管道在试压和吹除时，调节阀应拆下，用相应的直管段相连以防止焊渣、铁削等杂物卡在阀芯与阀座之间。拆下的调节阀开口法兰端部应用塑料布包扎牢固。

6调节阀的联动试验调节阀在安装好后装置开车之前必须进行联动试验。联动试验应重点注意如下几点：

（1）调节阀联动试验前工艺管道必须经过严格的吹扫并合格，吹扫未合格的管道严禁安装调节阀，因为管道内的残留物如焊渣、灰尘等硬质杂物会损坏阀芯与阀座密封面。

（2）蝶阀在联动前应检查阀的两端不应带试压或封堵盲板。

（3）带手轮机构的调节阀，手轮机构应处于“释放”位置。检查减压阀供气压力是否达到各调节阀的供气要求。7结束语在工业自动化仪表的安装过程中，调节阀的安装和投运最复杂、最有难度又最容易出问题。在整个过程中，仪表专业与管道专业应相互协调、互相支持、紧密配合，出现问题及时反映及时解决，严格按要求进行、按规程操作，只有这样才能顺利保证调节阀的安装质量和投运质量以保证整个安装项目的顺利进行和整个工业装置的顺利投产。
 

 
【论文摘要】在自动化程度较高的化工控制系统，调节阀作为自动调节系统的终端执行装置，接受控制信号实现对化工流程的调节。它的动作灵敏度直接关系着调节系统的质量。据现场实际统计有70%左右的故障出自调节阀。因此在日常维护中总结分析影响调节阀安全运行的因素及其对策。

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1． 引 言
在自动化程度较高的化工控制系统，调节阀作为自动调节系统的终端执行装置，接受控制信号实现对化工流程的调节。它的动作灵敏度直接关系着调节系统的质量。据现场实际统计有70%左右的故障出自调节阀。因此在日常维护中总结分析影响调节阀安全运行的因素及其对策。

2． 卡 堵

调节阀经常出现的问题是卡堵，常出现在新投运系统和大修投运初期，由于管道内焊渣、铁锈等在节流口、导向部位造成堵塞使介质流通不畅，或调节阀检修中填料过紧，造成摩擦力增大，导致小信号不动作大信号动作过头的现象。

故障处理：可迅速开、关副线或调节阀，让脏物从副线或调节阀处被介质冲跑。另一办法用管钳夹紧阀杆，在外加信号压力情况下，正反用力旋动阀杆，让阀芯闪过卡处。若不能则增加气源压力增加驱动功率反复上下移动几次，即可解决问题。如若仍不动作，则需解体处理。

3． 泄 漏

3．1阀内漏，阀杆长短不适。气开阀，阀杆太长阀杆向上的（或向下）的距离不够，造成阀芯和阀座之间有空隙，不能充分接触，导致关不严而内漏。同样气关阀阀杆太短，导致阀芯和阀座之间有空隙，不能充分接触，导致关不严而内漏。
解决办法：应缩短（或延长）调节阀阀杆使调节阀长度合适，使其不再内漏。

3． 2填料泄漏

填料装入填料函以后，经压盖对其施加轴向压力。由于填料的塑性，使其产生径向力，并与阀杆紧密接触，但这种接触是并不是非常均匀的。有些部位接触的松，有些部位接触的紧，甚至有些部位没有接触上。调节阀在使用过程中，阀杆同填料之间存在着相对运动，这个运动叫轴向运动。在使用过程中，随着高温、高压和渗透性强的流体介质的影响，调节阀填料函也是发生泄漏现象较多的部位。造成填料泄漏的主要原因是界面泄漏，对于纺织填料还会出现渗漏（压力介质沿着填料纤维之间的微小缝隙向外泄漏）。阀杆与填料间的界面泄漏是由于填料接触压力的逐渐衰减，填料自身老化等原因引起的，这时压力介质就会沿着填料与阀杆之间的接触间隙向外泄漏。

解决对策：为使填料装入方便，在填料函顶端倒角，在填料函底部放置耐冲蚀的间隙较小的金属保护环（与填料的接触面不能为斜面），以防止填料被介质压力推出。填料函各部与填料接触部分的金属表面要精加工，以提高表面光洁度，减少填料磨损。填料选用柔性石墨，因其具有气密性好，摩擦力小，长期使用后变化小，磨损的烧损小，维修容易，压盖螺栓重新拧紧后摩擦力不发生变化，耐压性和耐热性良好，不受内部介质的侵蚀，与阀杆和填料函内部接触的金属不发生点蚀或腐蚀。这样，有效地保护了阀杆填料函的密封，保证了填料的密封的可靠性和长期性。

4． 3阀芯、阀座变形泄漏

阀芯、阀座泄漏的主要原因是由于调节阀生产过程中的铸造或锻造缺陷可导致腐蚀的加强。而腐蚀介质的通过，流体介质的冲刷也可造成调节阀的泄漏。腐蚀主要以侵蚀或气蚀的形式存在。当腐蚀性介质在通过调节阀时，便会产生对阀芯、阀座材料的侵蚀和冲击使阀芯、阀座成椭圆形或其他形状，随着时间的推移，导致阀芯、阀座不配套，存在间隙，关不严发生泄漏。

解决方法：关键把好阀芯、阀座的材质的选型关、质量关。选择耐腐蚀材料，对麻点、沙眼等缺陷的产品坚决剔除。若阀芯、阀座变形不太严重，可经过细砂纸研磨，消除痕迹，提高密封光洁度，以提高密封性能。若损坏严重，则应重新更换新阀。

4 振 荡

调节阀的弹簧刚度不足，调节阀输出信号不稳定而急剧变动易引起调节阀振荡。还有说选阀的频率与系统频率相同或管道、基座剧烈振动，使调节阀随之振动。选型不当，调节阀工作在小开度存在着急剧的流阻、流速、压力的变化，当超过阀刚度，稳定性变差，严重时产生振荡。

解决对策：由于产生振荡的原因是多方面的，因此具体问题具体分析。对振动轻微的振动，可增加刚度来消除。如选用大刚度弹簧，改用活塞执行结构。管道、基座剧烈震动通过增加支撑消除振动干扰；选阀的频率与系统频率相同，则更换不同结构的阀；工作在小开度造成的振荡，则是选型不当流通能力C值选大，必须重新选型流通能力C值较小的或采用分程控制或子母阀以克服调节阀工作在小开度。

5 阀门定位器故障

5．1普通阀门定位器采用机械式力平衡原理工作，即喷嘴挡板技术，主要存在以下故障类型：
1） 因采用机械式力平衡原理工作，其可动部件较多，有可能受温度，振动的影响，造成调节阀的波动；

2） 采用喷嘴挡板技术，由于喷嘴孔很小，易被灰尘或不干净的气源堵住，是阀门定位器不能正常工作；

3） 采用力的平衡原理，弹簧的弹性系数在恶劣现场下发生改变，造成调节阀非线性导致控制质量下降。

5．2智能定位器由微处理器(cpu)、A/D,D/A转换器及等部件组成，其工作原理与普通定位器截然不同。给定值和实际值的比较纯是电动信号，不再是力平衡。因此能够克服常规定位器的力平衡的缺点。但在用于紧急停车场合时，如紧急切断阀、紧急放空阀等。这些阀门要求静止在某一位置，只有紧急情况出现时，才需要可靠地动作。长时间停留在某一位置容易使电气转换器失控造成小信号不动作的危险情况。此外用于阀门的位置传感电位器由于工作在现场，电阻值易发生变化造成小信号不动作，大信号全开的危险情况。因此为了确保智能定位器的可靠性和可利用性，必须对它们进行频繁的测试。

6． 结束语

通过对调节阀故障原因分析，采取适当的处理、改进办法，将大大提高调节阀的利用率，降低仪表故障率，对流程工艺的生产效率和经济效益的提高以及能源消耗的降低都有着重要作用，可有效提高调节系统的质量，从而确保生产装置长周期运行。 

      气动薄膜控制阀、气缸阀还是当前世界上主要的执行机构，如果是调节式，还需配阀门定位器，因此电/气阀门定位器耗气量的节能是一个设计中要注意的问题，因为不同的耗气量估算使装置仪表空压机的容量确定相差悬殊，从各种阀门定位器样本看，由于单位不一样，状态不一样，差别很大，从表面看会相差8倍之多，如果100只阀门，供气量会相差很大（见表1）。

表1 国内外单作用电/气阀门定位器耗气量(标准状况)

      2：完整的耗气量表示法

     按工业自动化仪表术语《通用术语》，对耗气量的定义为，耗气量：稳态时，仪表在工作范围内所消耗气体的最大流量。因此完整的耗气量表示法，与供气压力、流量、输出开度等表示方法均有关系。如常熟常仪CCCX-4000电/气阀门定位器样本所示：单作用执行机构，在140KPa气源压力，输出为50%时，耗气量(标准状况)5L/min。

      3：阀门定位器耗气量小的优点与缺点

      3.1 节能

     控制阀耗气量包括定位器耗气量和执行机构薄膜（气缸）的耗气量。因此在系统稳定运行时能使供气减少，从而节能。如有100只阀门在稳态时（标准状况），每只定位器1小时内的耗气量为1m³/h，而每只定位器耗气量为0.5m³/h，则只用50m³/h，在1h内明显节约仪表空气50m³。

      3.2 仪表结构要求高

     阀门定位器耗气量小，对阀门定位器的结构与加工精度要求高。这是某些阀门定位器在制造时，为保证仪表性能而宁可让耗气量大一点的原因。

      3.3 阀门定位器耗气量要小，但要保证阀门动作

     阀门动作快慢，取决的因素很多。阀门定位器的功率放大器的能力是阀门动作快慢的决定因素。如果阀门定位器耗气量太小，则要考虑是否影响阀门动作速度，特别是大阀门的动作速度。

      4 各种结构的阀门定位器都有一个合适的耗气量

     从目前的调查看，各种电/气阀门定位器的耗气量均与结构有关。其趋向亦不是耗气量越来越小，而是一个合适的耗气量。从表1可知标准状况下，FisherDVC5000 耗气量为300L/h，而发展到DVC6000型时耗气量为400L/h，Neles ND800耗气量为300L/h，而发展到ND-9000型时耗气量为400L/h。

      5 控制阀耗气量要考虑动态耗气量

     控制阀的结构如图1所示，当控制阀稳态在某一开度时，仅定位器耗气，其耗气量只需要考虑定位器的耗气量。当控制阀动作而开度改变时，阀杆上下运动，膜片上下动作，使薄膜室内空气排出，这部分动态排出气量决定于阀的动作大小及频繁程度，并与薄膜头大小有关，不管使用何种定位器，这部分摸头的耗气量总是一样的。因此控制阀耗气量等于定位器耗气量+执行机构耗气量。特别在开停车时以及系统波动大时，阀门动作大且频繁。薄膜要进气、放气，要考虑足够大的阀门用气，不能因定位器耗气量小而将整个控制阀耗气量估的太小。

图1 控制阀结构简图

     从笔者的调查来看，标准状况下，对薄膜式控制阀一般可作如下考虑：原国产控制阀每台耗气按1m/h估算即可，但随着进口阀门定位器结构的变化，不少阀门定位器在稳态时的耗气量大大低于1m³/h。但由于阀门的耗气量是定位器与薄膜（气缸）的耗气量两者之和，用户可按0.5~1m³/h估算，并针对同一装置内不同阀门定位器的耗气总量计算。仪表气源装置容量计算如下（仪表供气设计规定HG/T20510-2000）

     q_vs=q_vc[2+(0.1~0.3)]

      式中：

      q_vs ——气源装置计算容量（标准状况），m³/h

      q_vc ——各类仪表稳态耗气量总和（标准状况），m³/h

作者：邱宣振，陈新

来源：互联网
 

     在化工生产和自动控制领域中，一个工艺控制过程是否能满足各项工艺控制指标，控制过程是否平稳；超调量，衰减比，扰动是否在规定的范畴之内；是否稳、快、准，除了工艺设计合理，设备先进外，重要的一点就是调节阀是否能根据主体控制意识而准确动作，使过程主体的控制意识体现为物料能量和流量精确变化，如图1所示。

     在众多的化工自动控制过程中，就是因调节阀质量不过关，流量特性差，渗漏大，动作不可靠而使自动控制过程失去了高品质调节，或者调节品质差，有甚者失去了调节作用，而给生产带来了重大的经济损失，增加了劳动强度。调节阀的选择与应用越来越被人们所重视。

      2气动调节阀的流量特性

      2.1调节阀的可调比

     我们用可调比来衡量调节阀的调节控制能量，当调节阀两侧的差压为定值时，调节阀所能控制的最大流量q_max和最小流量q_min之比，或所能控制的最大流通能力C_max和最小流通能力C_min之比，称为调节阀的可调比R。

     R＝q_max/q_min=C_max/C_min                          (1)

      2.2压降比s对串联、并联管路调节阀的影响

      2.2.1压降比S

     调节阀的压降比定义为该调节阀可控制的最大流量所对应阀门前后的差压△P_min和系统总差压△P之比：

      S=△P_min/△P                                             (2)

      2.2.2 S对串联管路中调节阀的影响

      当调节阀用于串联管路时，实际的可调比为： ，如图2、图3所示。

图2 调节阀串联

图3 S对串联管路可调节比影响

     图4、图5为直线阀和等百分比阀在串联管路中随S畸变特性。

图4 直线阀随S畸变特性

图5 等百分比特性随S畸变特性

     当调节阀用于并联管路时，该并联管路总管流量q_t分为两路：一路是调节阀控制流量q_c，另一路是旁路流量q_B，q_t=q_c+q_B。实际上，由于旁路流量的分流，调节阀的实际可调比下降了，旁路阀门开得越大，调节阀的控制能力越小。旁路程度恰好说明了这个问题。旁路程度x为 

      x=调节阀全开时流过调节阀的流量/系统总管的最大流量X100%≤1      (3)

     调节阀在并联管路中实际可调比随着旁路程度x值的减小而迅速降低，在使用中应尽量不开旁路门。如图6，图7所示。

图6 调节阀并联作用

图7 x对实际可调比的影响旁路程度

　　图8、图9为关联管路中直线阀、等百分比阀随X畸变特性。

图8 X对直线阀畸变特性

图9 X对等百分比阀畸变特性

      2.3调节阀的流量特性

      2.3.1调节阀的理想流量特性

　　调节阀的理想流量特性是指被调介质流过调节阀相对流量与阀门相对开度之产的关系。在调节阀前后压差不变的条件下，其流量特性是理想流量特性。常用的调节阀的理想流量特性有直线、等百分比、快开特性和抛物线四种特性，如图10所示。

图10 四种调节阀理想流量特性

　　相对流量：q_r=q/q_maxX100%         (4)    

 　相对开度：ur=l/LX100%                 (5)

      其中有：
      q———在某一开度时刻通过调节阀的流量；  
      q_max—阀全开时通过阀门的流量；
  　 l———阀门某一开度下的行程(mm)；
      L———阀门的全行程(mm)。

      2.3.2　调节阀的工作流量特性

　　在实际生产中管道系统除了调节阀外还有其它的串联或并联管道。因此，在生产中调节阀前后的差压通常是变化的，在这种情况下相对流量与相对开度之间的关系称为工作流量特性，如表1所示。

线性阀	等百分比阀	抛物线阀
（１）      在小开度时流量变化大，而大开度流量变化小。 （２）      小负荷时调节性能过于灵敏而产生振荡，大负荷时，调节迟缓而不及时。 （３）      适用性较小。	（１）      每改变单位行程引起的流量变化的百分率是相等的。 （２）      使用等百分比调节阀在全行程范围内工作都比较平稳，尤其在大开度时，放大倍数也大，工作更为灵敏有效。 （３）      应用广泛，适应性强。	（１）      其特性介于线性和等百分比特性之间，即是一条抛物线，即流量与行程的平方成正比。 （２）      调节性能较为理想，但阀芯加工制作比较困难。

     3 调节阀的流通能力

　　所谓调节阀的流通能力C是指调节阀全开时，单位时间内通过调节阀的流体体积和质量，它反映了调节阀的流量特性。C值在一定的条件下可定义为：在调节阀前后差压为100KPa，水的密度为100kg/m³的条件下，每小时通过阀门水的立方米数。部分国产调节阀流通能力C值如表2所示。

  表2部分国产调节阀流通能力C值

     4 气动调节阀的选用

     4.1调节阀类型的选择

     主要是根据现场被控工艺介质的特点、控制要求、安装环境等结合调节阀本身的流量特性和结构而进行选用，如表3所示。

直通单座阀	直通双座阀	角形阀	蝶阀	隔膜阀	阀体分离阀	三通阀	凸轮挠曲阀	套筒阀
结构简单,装配方便,泄漏小,但受流体冲击不平衡力大.适用于小口径Dg≤25mm的场合。	受流体冲击不平衡力影响小，但关为严渗漏较大，适用于大口径管道的场合。	角形阀的阀体受流体的冲击小，体内不易结污，对粘度高、有悬浮物的颗粒物的流体尤为适用，并且调节稳定性较好。	流阻小，适用于低差压大流量的气体及含有固体悬浮物的介质，通常流量特性与等百分比相似。	用于强腐蚀性粘度高带纤维的介质，但不耐高温和高压。	用于强腐蚀介质，但不耐高压和高温。	适用于介质三个方向的流通。分三通合流阀和三通分流阀。对于三个系统的分合流控制非常有效。属新型结构阀。	属新型结构阀，阀体为直通型阀阻小密封性好，可调节，通用性强，对于粘度大如泥浆、石灰介质的调节非常有效。	新型结构阀，不平衡力小，可调性能好，通用性强，因维护方便面而广泛用于生产之中，特别严重是高温高粘度，含颗粒结构的介质调节。

     在选用调节阀时还应考虑上阀盖的形式和所用的填料。当使用工作温度为-20~+250℃时，只需采用普通的结构；当工作温度为-60~+450℃应采用阀盖上有多层散热片的散热结构。还有波纹管的波纹室封密阀盖主要用于剧毒、易挥发、易渗透等重要介质的场合。

     调节阀常用的密封填料有聚四氟乙烯和石棉绳填料，虽然前者比后者昂贵但密封效果却好得多。

     气开、气关式调节阀的选择应根据当气源信号压力中断时，调节阀处于打开或关闭的位置对工艺生产造成危害性上则选用气并式。动作过程：有气则关闭，无气则开启；若阀门处于关闭位置时危害性小则选用气开式，动作为有气则开，无气则关。

     4.2调节阀口径的选择

     利用计算公式及有关的物质性图表计算出常用的流通能力C值，如表4所示。

  表4 调节阀C值计算表

     调节阀口径的选择遵循以下原则：

    （1）根据所选择C值和流量特性，验证调节阀开度是否合适。一般阀的开度为全行程的90%~10%，即验算

     C_max/C≤90% 

     C_min/C≥10%

     其中：Cmax—工艺提出的最大流通能力；Cmin—工艺提出的最小流通能力。

     （2）验算工艺所要求的最大流量与最小流量的比值是否小于调节阀的实际可调范围内，即验算

     R实 =

     其中：
     Q_max—最大开度的流量；  
      Q_min—最小开度的流量； 
      △P_max—最大开度时调节阀的压差值。
     △P_min—最小开度时调节阀的压差值。

     （3）一般情况下，等百分比阀最大流量对应的开度宜在90%，直线阀宜在70%，抛物线阀宜在80%，见表5。

表5 调节阀相对开度与相对流量的关系 

流体	压差条件	计算公式	采用单位
液体		或	Q：体积流量m3/h M：质量流量 kg/h △P：阀门前后压差  KPa ρ：液体密度Kg/cm3
气体	一般气体 P2<0.5P1 P2≤0.5P1		QN：体积流量m3/h ρN：液体密度Kg/cm3 T：阀前气体绝对温度K △P：调节阀门前后压差  KPa P1、P2：调节阀前后压力  KPa
	高压气体 P2<0.5P1 P2≤0.5P1		Z：气体的压缩因素，可查有关图表
蒸汽	饱和蒸汽 P2<0.5P1 P2≤0.5P1	C=137.29Ms/KP1	M：蒸汽的质量流量 kg/h △P：阀门前后压差值  KPa P1、P2：调节阀前后压力  KPa K：蒸汽修正系数
	过热蒸汽 P2<0.5P1 P2≤0.5P1	C=[7.11M(1+0.0013△t)]/P1	△t：过热蒸汽温度℃

      2.2.3 S对并联管路中调节阀的影响

作者：高进

1）消除共振噪音法只有调节阀共振时,才有能量叠加而产生100多分贝的强烈噪音.有的表现为振动强烈,噪音不大,有的振动弱,而噪音却非常大；有的振动和噪音都较大.这种噪音产生一种单音调的声音,其频率一般为3000～7000赫兹.显然,消除共振,噪音自然随之消失.方法和例子见以上4.5中的4)、5)、6)。

2）消除汽蚀噪音法汽蚀是主要的流体动力噪音源.空化时,汽泡破裂产生高速冲击,使其局部产生强烈湍流,产生汽蚀噪音。这种噪音具有较宽的频率范围,产生格格声,与流体中含有砂石发出的声音相似。消除和减小汽蚀是消除和减小噪音的有效办法。

3）使用厚壁管线法采用厚壁管是声路处理办法之一。使用薄壁可使噪音增加5分贝，采用厚壁管可使噪音降低0～20分贝。同一管径壁越厚,同一壁厚管径越大,降低噪音效果越好。如DN200管道,其壁厚分别为6.25、6.75、8、10、12.5、15、18、20、21.5mm时，可降低噪音分别为-3.5、-2（即增加）、0、3、6、8、11、13、14.5分贝。当然，壁越厚所付出的成本就越高。

4）采用吸音材料法这也是一种较常见、最有效的声路处理办法。可用吸音材料包住噪音源和阀后管线。必须指出，因噪音会经由流体流动而长距离传播，故吸音材料包到哪里，采用厚壁管至哪里，消除噪音的有效性就终止到哪里。这种办法适用于噪音不很高、管线不很长的情况，因为这是一种较费钱的办法。

5）串联消音器法本法适用于作为空气动力噪音的消音，它能够有效地消除流体内部的噪音和抑制传送到固体边界层的噪音级。对质量流量高或阀前后压降比高的地方，本法最有效而又经济。使用吸收型串联消音器可以大幅度降低噪音。但是，从经济上考虑，一般限于衰减到约25分贝。

6）隔音箱法 使用隔音箱、房子和建筑物，把噪音源隔离在里面，使外部环境的噪音减小到人们可以接受的范围内。

7）串联节流法在调节阀的压力比高（△P/P1≥0.8）的场合,采用串联节流法，就是把总的压降分散在调节阀和阀后的固定节流元件上。如用扩散器、多孔限流板，这是减少噪音办法中最有效的。为了得到最佳的扩散器效率，必须根据每件的安装情况来设计扩散器（实体的形状、尺寸），使阀门产生的噪音级和扩散器产生的噪音级相同。

8）选用低噪音阀低噪音阀根据流体通过阀芯、阀座的曲折流路（多孔道、多槽道）的逐步减速，以避免在流路里的任意一点产生超音速。有多种形式，多种结构的低噪音阀（有为专门系统设计的）供使用时选用。当噪音不是很大时，选用低噪音套筒阀，可降低噪音10～20分贝，这是最经济的低噪音阀。 

引言：仪器仪表的种类很多、其中在工业中用到最多的仪器仪表设备中，例如：阀门定位器，电气转换器，空气过滤减压器，等仪器仪表设备，都有IP等级。有很多朋友要问什么是仪器仪表的IP等级呢？这个有什么用呢？常仪技术工程师向需要了解的朋友们详细的解说仪器仪表的IP等级代表着什么意义于作用。简单的说IP等级就是防尘、防水所能达到的要求。我们举例来说：常仪生产的阀门定位器HEP系列其防护等级可以达到IP65，电气转换器EPC1000系列达到IP65，空气过滤减压器QFH系列达到IP65，这里IP65所代表的意思是：6代表防尘，完全防止外物包括灰尘的侵入；5代表可防止喷射的水侵入。

常仪工程师详细介绍仪器仪表ip等级的作用：在许多测试仪器的产品铭牌上，都能看到IP等级。IP等级能让你知道一个测试仪器是否适合其所在的应用和测试环境。

IP代表了入口保护（ingressprotection），以不同等级表示一个仪器能防止杂质侵入的程度。国际电工委员会（InternationalElectrotechnicalCommission，IEC）制定的IP等级系统纳入了IEC标准529，用于对仪器的保护问题提供指导，而且，还能在购买时提供更多仪器信息以进行参考，确保一个测试仪器是否能在标定的范围内正常工作。IP等级会在几乎所有的产品档案中都会出现。

IP等级有2个数字组成，每个数字代表一种特性。其具体的等级代表产品防护杂质侵入的程度，包括湿度和粉尘。数值越高，保护性也越好。以较为典型的 IP54等级为例，它所代表的仪器实际能适应的能力是不是多少呢？下面是对此等级的详细的说明，IP54（IP五四），而非IP54（IP五十四）。其每个数字都分别有其等级含义。

　　第一个数字，代表微粒侵入，即对固体的防护程度。等级5代表可以防止灰尘侵入，以及防止大于1.0mm的细线等异物侵入。当然还有更高的等级，完全避免灰尘侵入。

　　第二个数字代表防潮等级。等级4代表可防止来自于任何方向的喷溅水。更高的等级还有5-8级，水柱侵入和浸入水中的水侵入防护。

假定一个仪器额定为IP43等级。那么它的使用性如何呢？根据说明，固体侵入保护等级4表示可防止在工业生产过程中产生的大于1mm的固体异物侵入。但如果你试图应用于采石厂或水泥厂等环境，那在你的帐单还没兑现之前，环境中的大量飞尘就会让你的仪器无法正常运转。

　　那在造纸厂或者气体工业处理企业又如何呢？答案还是否定的。防潮等级3包括防止喷溅水，以及从垂直方向两侧60度内水滴的侵入。这相当于能保护偶然的液体接触，但是仍然为安全使用留有隐患。湿气能渗入仪器，腐蚀仪器，并产生短路，造成不断的修理，这有可能会中断以时间为重的预防性维护程序。

　　假定仪器的等级为IP42。液体等级侵入保护等级2意味防止水滴侵入。因此，就不能防止液体飞溅。购买的仪器如果它的使用环境超过其标注的IP等级，那你就得立刻需要调换一个。那么IP40呢？液体等级侵入防护等级0表示，无任何液体侵入的保护。那么，什么场合会使用到这样的仪器呢？显然，并不是为工业制造业环境而设计的。

　当一个仪器还崭新着呢，你却不得不告诉老板或采购仪器跑不动了，你要想避免这种窘状，就需要你仔细考察仪器将运行的环境，将接触的杂质的种类，以及相应需要的IP等级。这样，选择购买一款匹配或高于应用环境等级的仪器。

你若不想让你的仪器被粉尘、水弄得面目全非。不要片面相信广告在宣传的什么"防水性"之类的广告词，要知道IP等级才能实实在在地告诉你客观的仪器应用性能。