Fisher费希尔控制阀的结构与维护

,费希尔控制阀的结构与维护,第一章 与阀门使用有关的基本知识 Tony.Huang,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。 特定材质的阀体 在不同温度条件下所能承受的压力不同。,1巴(bar)=1工程大气压=1kgf/cm2 1巴(bar)=100帕(Pa)=10N/cm2=0.1MPa,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 420,1-2 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 线性流量特性 等百分比流量特性 快开流量特性,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。 等百分比流量特性的特点 相等的行程增量产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） 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。,不同的阀笼形状决定了阀门的不同流量特性(EZ,GL型除外),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,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。,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,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！,第二章 费希尔控制阀的基本结构,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,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,按控制阀的动作方式分类 直行程控制阀 角行程控制阀,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. 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）,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,，,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,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（204C） 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,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）,EZ 型控制阀 特 点： 销钉 a.非平衡型阀塞 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,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）,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,ET 型软阀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）。,高压控制阀特点 压力等级：ANSI 900，1500，2500 各种阀体联接方式 （凸面法兰，RTJ法兰 焊接连接） 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 因压差较大，较多地使用各种抗气蚀结构,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,抗气蚀孔的作用 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。 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。 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。,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),抗噪声阀笼的结构,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。,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）,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）,常用填料的安装排列顺序,常用垫片 标准垫片由金属平垫片，金属缠绕垫， 石墨垫组成,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）,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,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,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）,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,657100 型顶装手轮,侧装手轮（3460）,侧装手轮,第三章 控制阀日常维护使用注意事项,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,及时排除故障保证设备安全运行,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复,笼式调节阀主要零件的维护与修理,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,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. 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,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）。 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。,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。,EH(HP) 系列控制阀以及高压控制阀的维修要点 EH(HP) 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，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,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,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,阀内件的维护要点 必须使用正确的备件 阀笼磨损时，必须及时予以更换 不可采用热加工的方法修复阀芯， 阀笼，阀座等零件 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 金属零件损坏至一定程度则不可修复 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,这样做是否妥当？ -与您商榷,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 并且不能彻底清洗检查相关零件。,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?,阀门内漏与膜片无关？ 膜片不破裂就可继续使用？,阀盖螺栓扭矩越大越好？,自制垫片不漏就好？ 自制垫片只要解决 密封问题吗?,自制填料不漏就好？ 自制填料只要解决 该处的外漏问题吗？,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,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,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!,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,并非虚构的故事,河北某电厂的教训 300000 X 24 X 0.2 = 2000 ？!,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?,并非危言耸听,应该怎样算经济账？ 直接成本 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， 间接成本 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 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 实际费用： 以上费用之和乘以零件寿命系数,并非危言耸听,仅仅算经济账就足够了吗？,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 个人利益,我们的建议,怎样合理的备件，库存？,备品备件是否合理,正确,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,备品备件是否合理,正确,准确,制订备件计划时 主要考虑哪些因素?,备品备件是否合理,正确,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,备品备件是否合理,正确,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,备品备件是否合理,正确,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,备品备件是否合理,正确,准确,建议: 合理的数量比将有助于 降低库存积压,提高效率,备品备件是否合理,正确,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,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!,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,