FISHER控制阀维护剖析.pptx

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1、 第一章 与阀门使用有关的基本知识 Tony.Huang第1页/共87页1-1 控制阀的常用压力等级 控制阀的压力温度等级是 表示阀体承受工作压力的指标。表示阀体承受工作压力的指标。特定材质的阀体 在不同温度条件下所能承受的压力不同。温度等级温度等级 温度等级温度等级 1 1巴巴(bar)=1(bar)=1工程大气压工程大气压=1kgf/cm=1kgf/cm2 2 1 1巴巴(bar)=100(bar)=100帕帕(Pa)=10N/cm(Pa)=10N/cm2 2=0.1MPa=0.1MPa 第2页/共87页 阀门耐压能力表述根据国际标准化组织（ISO）发布的标准，压力等级与公称压力之间的关系

2、为 CL 150：PN 20 CL 900 ：PN 150 CL 300：PN 50 CL 1500：PN 260 CL 600：PN 110 CL 2500：PN 420 第3页/共87页 1-2 控制阀的流量特性 控制阀的流量特性是指控制阀的行程在0100的范围内与对应的流经控制阀的 流量之间的关系。压差恒定时阀门的流量特性称作固有流量特性。在压差等参数变化条件下阀门的流量特性称作实际流量特性。控制阀的流量特性有三种1.线性流量特性2.等百分比流量特性3.快开流量特性 第4页/共87页 1-3 线性流量特性的特点 阀门行程与阀门流量的变化成正比。n 等百分比流量特性的特点 相等的行程增量产

3、生相等百分比的流量的变化 （例如：阀塞行程变化10流量相应变化10）n 快开流量特性的特点 较小的阀门行程可获得较大的流量变化。阀门开度增大一定程度时（如4060），流量增量趋减。阀门开度接近最大时（如80100），流量增量趋于零。第5页/共87页 不同的阀笼形状决定了阀门的不同流量特性(EZ,GL型除外)第6页/共87页 1-4（阀座）泄漏量 在一定压差，温度的条件下阀门全关时介质流过阀门的流量。泄漏量是衡量阀门内漏的指标 关闭等级 ANS IIVI 第7页/共87页 第8页/共87页 1-5 气蚀与闪蒸 据伯奴利方程，管道内流体的流速提高压力就会下降。管道节流处流体速度大幅度提高。压力急剧

4、下降。如果液体流经管道节流处的压力低于汽化压力（PV）将产生汽蚀或闪蒸 现象。气蚀与闪蒸是由于管道节流引起的。第9页/共87页如果液体流过管道节流处，压力恢复后P2仍低于汽化压力（PV）（此时流体内仍有气泡）。这种现象称为闪蒸。如果液体流过管道节流处，压力恢复后P2高于汽化压力（PV）（此时流体内气泡破裂）。这种现象称为气蚀。闪蒸 气蚀 第10页/共87页 闪蒸最严重的破坏发生在流速最高处。即阀塞阀座处。冲蚀是闪蒸破坏的直观表现 气蚀发生时，气泡破裂释放的能量使阀塞阀座甚至附近管道损坏，并伴发噪声 气蚀与闪蒸是致使阀门损坏的重要原因！人为应素也会使阀门因气蚀/闪蒸遭受不应有的损坏！第11页/共

5、87页 第二章 费希尔控制阀的基本结构第12页/共87页21 控制阀的分类 按控制阀的结构分类 笼式阀 单座阀 双座阀 三通阀 角阀 球阀 碟阀第13页/共87页 按控制阀的控制方式分类 电动控制阀 气动控制阀 液动控制阀 自力式控制阀第14页/共87页 按控制阀的动作方式分类 直行程控制阀 角行程控制阀 第15页/共87页22 费希尔笼式阀的基本结构与特点 221 E 系列控制阀 E系列控制阀的基本型号 ED ET ES EZ E系列控制阀的特点 a.结构简单 b.易于维护 （顶装式结构使得维修更方便，便于在线维修）c.使用寿命长 （阀笼导向可保证阀塞在全行程内的对中性，避免或减少振动）d.

6、流通能力强 e.阀内件互换性强 （可较容易地改变流量特性及流通能力，减少备件储备）第16页/共87页 E 系列控制阀主要零件阀芯,阀杆,阀座,阀笼(支架),垫片,填料等 第17页/共87页，ED 型控制阀 特 点：a.平衡型阀塞 b.阀笼导向，阀内件配合精密，阀门运行平稳 c.需较小执行器（推力）d.适于温度较高工况（可达427C）e.关闭性能一般（标准为ANSI II级）f.主要阀内件：平衡式阀塞，石墨阀塞环(可有多级环），阀笼，金属阀座等第18页/共87页 ET 型控制阀 特 点：a.平衡型阀塞 b.阀笼导向，阀内件配合精，阀门密运行平稳 c.需较小执行器 d.适用工况温度较ED型低（20

7、4C）e.关闭性能好（可达ANSI V 级）f.主要阀内件：平衡式阀塞，聚酯类阀塞环，阀笼，组合式软阀座(标 准结构)或金属阀座等 g.标准阀笼，阀塞，金属阀座与ED相同（可互换）h.标准结构：件式阀塞环软阀座 第19页/共87页 ES 型控制阀 特 点：a.非平衡型阀塞 b.阀笼导向，阀内件配合精，阀门密运行平稳 c.需较大执行器（推力）d.适用工况温度较ED，ET型高（高达538C）e.关闭性能好（可达ANSI VI级）f.主要阀内件：非平衡式阀塞，阀笼，金属阀座 或组合式软阀座 g.标准阀座，阀笼与ED，ET相同（可互换）第20页/共87页 EZ 型控制阀 特 点：销钉 a.非平衡型阀塞

8、 b.无阀笼阀柱导向 c.需较大执行器（推力）d.适用工况温度与ED型相同（高达427C）e.关闭性能好（可达ANSI VI级）f.主要阀内件：非平衡式阀塞，导向套/保持架，金属阀座/组合式软 阀座，并有满足微小流量要求的 Micro-Flute内件结构 g.与其它E系列阀无可互换阀内件 h.流量特性取决于阀塞的几何形状而不是阀笼第21页/共87页 ED.ET 型阀塞密封环的结构 ED 型阀塞环主要为石墨材质，矩形结构。并可选用多级环结构（二或三道环）第22页/共87页 ED 型阀塞环可选用C形环结构 采用C形环结构，阀座密封等级可达V级,工作温度可达593 C第23页/共87页 ET 型软阀

9、座可使密封等级达到V级。ES 型软阀座可使密封等级达到VI级。ET ES 型软阀座均由三件零件构成（由压圈21，座圈23，底圈22组成）。第24页/共87页 高压控制阀特点 n压力等级：ANSI 900，1500，2500 n各种阀体联接方式（凸面法兰，RTJ法兰 焊接连接）n阀内件结构有平衡型（HPT，HPD），非平衡型（HPS）与E系列结构近似，但材质，尺寸相差较大，不可互换 n 因压差较大，较多地使用各种抗气蚀结构 第25页/共87页 高压控制阀的抗气蚀阀内件 抵消气蚀影响的主要手段抗气蚀阀笼 抗气蚀阀笼主要是II级，III级抗气蚀阀笼 第26页/共87页 第27页/共87页 第28页/

10、共87页 抗气蚀孔的作用n将较大的喷射性流体分解成许多小的流束，从而将集中单一的总能量分解成许多小的能量单元。n控制流经阀门的压降不低于流体介质汽化压力，使气泡不能生成从而避免气蚀发生。n在流体流经气蚀孔的过程中衰减部分能量，降低伴随气蚀而产生的噪声。第29页/共87页 高压阀的噪声控制 流体的噪声产生于流体中的应力或剪力。与管道相比，控制阀的强度刚性较高，流体流经控制阀的噪声及产生的振动并不发生在控制阀所在位置，而是被传递到下游管道。（这种传递是通过流体在系统内的流动进行的。）管道壁的振动将声压波辐射至环境中形成噪声。费希尔控制阀采用各种结构来有效降低气阀门噪声（可降低1540 dBA)第3

11、0页/共87页 抗噪声阀笼的结构 第31页/共87页n EW 系列控制阀 EW 系列控制阀入口出口尺寸超大，用于利用大尺寸管道控制介质流速的场合 许多电厂高危疏水阀采用费希尔 EW 系列控制阀。EW 系列与 E 系列内部结构相似，标准阀内件可与 E 系列互换。EW 系列主要特点与 E 系列相同。EW 系列维修方法与 E 系列相同。第32页/共87页23 密封件 防止外漏的密封件：填料与垫片两种主要填料：PTFE填料，石墨填料 PTFE 填料的特点 摩擦力小无需润滑 适于多种介质 填料环由弹簧加载，自动调整 工作温度40C232C 要求阀杆必须具有较高光洁度 不适于核辐射场合（填料易损坏）第33

12、页/共87页 石墨 填料的特点 工作温度较高 可高达649C 适于多种介质 以及核辐射场合 使用寿命较长 工作温度较高时需润滑 摩擦力较大，易产生滞后 （死区）第34页/共87页常用填料的安装排列顺序 第35页/共87页 常用垫片 标准垫片由金属平垫片，金属缠绕垫，石墨垫组成 第36页/共87页 2-4 FISHER 控制阀的气动执行器 气动执行器主要有两种：气缸式执行器，薄膜式执行器 执行器的功能：控制阀门的开关，保证阀门正常工作所需的行程 提供阀门关闭时所需的关闭力 具备一定的开关速度，保证使用要求 与相关附件联合使用，满足意外故障时阀门的理想位置 （故障时阀门打开，或关闭，或即时原位锁定

13、）第37页/共87页 气动执行器基本性能 1.具有足够的推力 2.死区较小 执行机构需要克服的各种力 a.阀塞的不平衡力（即使是平衡型阀塞也会存在不平衡力）b.阀门关闭等级要求的阀座负荷（关闭等级越高，推力要求越大）c.填料的摩擦力 d.阀内件之间的摩擦力 第38页/共87页 24-1 薄膜式气动执行器 主要零部件 膜室 膜片 弹簧 推杆 弹簧调整件 限位装置 手轮机构 第39页/共87页 直行程薄膜式气动执行器（657/667 型）特 点 a.结构简单 b.工作可靠 c.价格低廉 d.正作用式（657型）e.反作用式（667型）直行程薄膜式气动执行器重要参数 Bench Set（弹簧予紧力）

14、第40页/共87页 直行程薄膜式气动执行器（657/667 型）手轮机构 657型顶装手轮 667型顶装手轮 第41页/共87页 657100 型顶装手轮 第42页/共87页 侧装手轮（3460）第43页/共87页 侧装手轮 第44页/共87页 第三章 控制阀日常维护使用注意事项 第45页/共87页3-1 控制阀发生故障的原因 选型失误，使用不当，安装错误，疲劳损坏32 延长控制阀使用寿命的因素 a.正确的选型 b.良好的安装工艺 c.科学的维护保养，d.适时妥当的维修 第46页/共87页 及时排除故障保证设备安全运行 第47页/共87页早期及时修复可避免零件报废损坏处深度超过一定数值则无法修

15、复第48页/共87页 笼式调节阀主要零件的维护与修理 第49页/共87页 保养 日常检查，及时发现异常现象，紧固松动件 小修 清洗检查阀杆和执行机构推杆，更换损坏附件 中修 包括小修的内容。研磨密封面，更换密封件 大修 包括中修的内容。修补阀体，修理或更换执行机构损坏零件，更换执行机构 膜片等 第50页/共87页 笼式阀的维修 基本要点 a.使用正宗备件，正确备件 b.保证研磨质量 阀内件的安装要求平，正，净 执行机构的安装调整应符合技术要求 阀门与执行机构的联接要稳妥，正确 E系列控制阀的维修要点 a.打开阀盖。依次取出垫片，阀芯/阀杆，阀笼，阀座 b.检查阀内件是否损坏，阀体是否损伤 c.

16、拆卸填料，检查填料函及阀杆。特别注意阀杆螺纹是否有毛刺，填料函内面是 否损坏或有杂质 第51页/共87页 d.检查阀塞环（ET，ED 型）可否继续使用（多数情况下，不可再用。特别是ET 型 阀塞环，如果将其从阀塞取下，在此过程中会损坏阀塞环，因此不可再用）。e.如果阀塞阀座损坏影响关闭性能，则应通过机加工，研磨等方式予以改善。f.如需更换阀芯，则应连同阀杆一起换用新件，不可用新阀芯配用旧阀杆，但可用 旧阀芯配用新阀杆。g.如果阀笼为Cavitrol 型式，若需更换阀芯，则应与阀笼成对更换。h.安装阀内件前妥善清理阀体内部，特别是与阀座，阀盖接触处。I.应注意各种阀塞密封环的安装方向（见下页）。

17、j.安装阀内件一定要安放稳妥，均匀旋紧阀盖螺栓，必要时参见说明书规定的扭矩 k.各种联接螺栓的旋紧要适当（见“Fisher 控制阀螺栓旋紧扭矩”）l.阀体组装完毕，如条件许可，应做压力试验。m.吹干阀体内压力试验积水，封堵阀体两端。第52页/共87页 阀门零件的研磨与切削修理 对损坏的零件采用研磨还是切削的方法进行修复,取决其损坏程度。如果零件损坏程度较重，应采用机加工方法修复或更换新件。如果阀芯阀座轻微损坏并引起泄漏，可采用研磨的办法改善其关闭性能。当阀门泄漏时，研磨并非适合所有情况而且研磨不能保证阀门绝对密封。第53页/共87页 EH(HP)系列控制阀以及高压控制阀的维修要点 EH(HP)

18、系列阀维修要点大致与E 系列相同但应注意以下几点 a.由于系列 EH 系列控制阀的工作压力，工作温度较高，工况恶劣，因此 其零件结构，材质大多是根据不同工况特别定制的，因次在订购，更换 备件时应特别注意，以免搞错 b.对于焊接式阀体，如果其材质特殊，需要进行焊后热处理，在热处理前 应取出阀内件以免阀内橡塑件损坏，螺纹联接处或静配合处产生松动 c.特别注意阀体与阀座接触处的使用状况d.阀座由压环（Retainer)固定在阀体上（HP 型为非固定式），装配时应在 压环螺纹处，压环下面涂以润滑脂以防卡滞及损坏垫片引起泄漏(见下图）e.注意特殊阀芯的安装方向 f.不应过度旋紧阀盖螺栓以免引起阀笼变形，

19、阀塞卡滞。建议：组装时参照 说明书推荐的扭矩值，用扭矩扳手均匀旋紧阀盖螺栓 第54页/共87页填料的维护 当工作温度高于260 C时，当工作介质为氧气时，不要对填料进行润滑。如需减少摩擦及阀杆的磨损，必要时 可利用阀盖处的润滑装置对填料进行润滑。采用正确规范的维护方法填料现泄漏的原因：a.填料失效 b.填料内有杂质 c.阀杆损坏/填料函损坏 d.填料未压紧 第55页/共87页 其他密封件的维护要点 垫片-拆下的垫片填料不可反复使用 阀内密封环-定期更换阀塞密封环 第56页/共87页阀内件的维护要点n必须使用正确的备件n阀笼磨损时，必须及时予以更换 n不可采用热加工的方法修复阀芯，阀笼，阀座等零

20、件n阀内件的修复只可采用研磨，修磨，微量切削等冷加工法修复n金属零件损坏至一定程度则不可修复n阀体的修理可采用补焊法，不同材质注意采用不同的焊接工艺 第57页/共87页 这样做是否妥当？-与您商榷 第58页/共87页不推荐的填料维护方法1.在原来的填料组件上再加上一些填料。虽然这样会暂时止漏，由于没有找出问题的原因，这种办法并不能真正解决问题。因为阀杆损坏，填料函损坏或填料内含有杂质而产生的泄漏并不能通过上述办法 解决。相反，可能会引起阀杆损坏，摩擦力增大，死区过大或阀门关闭不严。2.不将阀盖从阀体上拆下便拆卸填料。虽然这样会缩短维修时间，但是，尽管使用专用工具也难免损伤阀杆和填料函 并且不能

21、彻底清洗检查相关零件。第59页/共87页执行器推力大一些好？还是小一些好？弹簧力大一些好？还是小一些好?第60页/共87页阀门内漏与膜片无关？膜片不破裂就可继续使用？第61页/共87页阀盖螺栓扭矩越大越好？第62页/共87页自制垫片不漏就好？自制垫片只要解决密封问题吗?第63页/共87页自制填料不漏就好？自制填料只要解决该处的外漏问题吗？第64页/共87页这样真的省钱吗?提醒您仔细检查阀笼阀笼阀芯磨损或严重划伤后，如果继续使用磨损阀笼而不更换新阀笼将会同时产生两种危害：1.不能消除工艺过程控制偏差，继续存在内漏，影响效益与产品质量 2.进一步损坏阀芯等零件,造成不应有的损失 第65页/共87页

22、正在“正常”运行的阀门无需维护？阀门出现异常或问题再维修，其成本远大于定期或预防性检修加强维护，强化检修，防微杜渐第66页/共87页对每个用户都是至关重要的问题对每个用户都是至关重要的问题 阀门是否存在隐患?正在“正常”运行的阀门真的没有问题吗?请关注那些对您至关重要却又平安无事的阀门！实践表明:未经诊断不可断然结论:阀门“平安无事”多数阀门存在着程度不同的，感觉不到的问题,隐患小隐患大问题血的教训！阀门隐患可能是效益下降的祸首!阀门的损坏并不是瞬间造成的!第67页/共87页控制阀的主要检验项目 a.基本误差 b.额定行程偏差 c.执行机构推力 d.气室密封性 e.耐压试验 f.内漏试验 第6

23、8页/共87页并非虚构的故事并非虚构的故事 河北某电厂的教训 300000 X 24 X 0.2=2000？!第69页/共87页并非虚构的故事并非虚构的故事忙碌的某钢厂维修工 悬殊的自制件与原厂件的价格比 频繁的阀门拆装与停机 产品的报废与浪费 意想不到的其他零件的损坏 真的经济划算吗?第70页/共87页并非危言耸听并非危言耸听应该怎样算经济账？直接成本直接成本 材料费，加工费，设备损耗折旧费，材料费，加工费，设备损耗折旧费，更换阀门零件解体，组装调试，检测安装（人员，设备，辅料）费，更换阀门零件解体，组装调试，检测安装（人员，设备，辅料）费，间接成本间接成本 物流费用：采购人员库管人员等辅助

24、人工费通讯联络费，运输费等物流费用：采购人员库管人员等辅助人工费通讯联络费，运输费等停车损失费：意外停车损失，停车减产损失，产品市场价值损失，更换阀门零停车损失费：意外停车损失，停车减产损失，产品市场价值损失，更换阀门零 件造成的生产原料损失，件造成的生产原料损失，关联设备损失费：其它设备的损耗与损坏费用关联设备损失费：其它设备的损耗与损坏费用实际费用：实际费用：以上费用之和乘以零件寿命系数以上费用之和乘以零件寿命系数 第71页/共87页并非危言耸听并非危言耸听 仅仅算经济账就足够了吗？第72页/共87页并非危言耸听并非危言耸听简单的结论:企业经济效益合理的备件支出/库存 VS 社会效益 个人

25、利益第73页/共87页我们的建议我们的建议怎样合理的备件，库存？第74页/共87页备品备件是否合理备品备件是否合理,正确正确,准确准确 保持适当的安全库存以备不时之需 精益生产不要盲目的积压库存，需要合理的安全库存第75页/共87页备品备件是否合理备品备件是否合理,正确正确,准确准确 制订备件计划时 主要考虑哪些因素?第76页/共87页备品备件是否合理备品备件是否合理,正确正确,准确准确 确系易损件 维修时间 阀门的使用工况 相同阀门的数量 阀门在系统中的重要程度第77页/共87页备品备件是否合理备品备件是否合理,正确正确,准确准确订购备件品种是否合理?并非所有零件都是易损件,并非所有易损件都

26、是同样的“易损”按调节阀零件易损程度高低排序:1.垫片,填料,密封环,膜片2.衬套,阀轴3.阀芯,阀座4.阀笼5.弹簧,阀体第78页/共87页备品备件是否合理备品备件是否合理,正确正确,准确准确订购备件数量是否合理?不同品种的备件与阀门的数量之比不同;并非所有备件与阀门数量之比都是1:1第79页/共87页备品备件是否合理备品备件是否合理,正确正确,准确准确建议:合理的数量比将有助于 降低库存积压,提高效率 第80页/共87页备品备件是否合理备品备件是否合理,正确正确,准确准确 弹簧,阀体与阀门数量之比 0 0.5:1 阀笼与阀门数量之比 1:1 阀芯,阀座与阀门数量之比 2:1 衬套,阀轴分别

27、与阀门数量之比 2-3:1 膜片与阀门数量之比 2-3:1 填料与阀门数量之比 3-5:1 密封环与阀门数量之比 5-8:1 垫片与阀门数量之比 5-8:1第81页/共87页我们的建议我们的建议请使用正确的备件 请注意每台调节阀的“特殊性”与互换性 制定备件计划要准确,使用备件要正确 外观相同的阀门,内件可能是不同的!外观相同的内(零)件,材质上可能是不同的,尺寸 也可能是不同的!第82页/共87页我们的建议我们的建议怎样才能保证订购正确的备件?1.请保护好阀门的“身份证”-阀门铭牌2.咨询费希尔专业人士第83页/共87页第84页/共87页第85页/共87页第86页/共87页感谢您的观看！第87页/共87页