控制閥的案例
控制閥故障分析及解決方案，都是寶貴經驗！
關鍵詞 | 控制閥 故障 解決辦法
導 讀
控制閥在煉油及化工行業應用廣泛，是生產過程中用來控制流體流量、壓力和液位的一種常用的調節設備。在控制閥的應用中，計算和選型是前提，安裝和調試是關鍵，使用和維護是目的。控制閥如果選型不當，安裝不當或者調試不好，就起不到調節作用。因此熟悉掌握控制閥工作原理和維修技能相當重要，今天老姜給大家介紹氣動控制閥常見的故障和處理方法。
控制閥原理
氣動控制閥以壓縮空氣為動力源，通過氣缸、薄膜為執行機構，并借助電氣閥門定位器、轉換器、電磁閥，保位閥等附件，實現開關量或者連續調節，接收DCS的控制信號來調節介質的流量、壓力、溫度等各種工藝參數。氣動閥主要分為氣開型和氣關型兩種，特點是控制簡單、反應快速、本質安全、不需要采用防爆措施。
控制閥故障形式及原因
氣動控制閥故障形式主要為：內漏閥門不動作、開度波動較大、出現卡塞現象、動作正常但流量未變化。原因主要有：閥體故障、氣缸故障、定位器故障、DCS故障、控制電纜故障、維修保養不到位、閥門品質問題、選型或者設計原因、氣動元件故障。
展開 控制閥填料泄漏了怎么辦？
來源：閥門之聲
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? 引言
控制閥是自動控制系統的終端控制元件之一，由于化工裝置中，存在許多高溫、高壓工況，有些介質具有較強的腐蝕性和毒性，且易燃易爆，當閥門填料泄漏時，不僅造成原材料的浪費，而且對環境也會造成嚴重污染，甚至引起火災、爆炸、中毒等危害生命的安全事故。因此，控制閥填料泄漏問題應引起足夠的重視，在設計選型中合理選用密封填料是非常重要的。針對控制閥的填料密封，結合多年的工作經驗和相關資料，通過對控制閥填料函結構形式分析，介紹聚四氟乙烯和柔性石墨填料的特性及應用場合，并對合理地選擇控制閥的填料進行簡單介紹。
? 控制閥填料作用和分類
控制閥閥門部分由閥的內件和閥體組成，閥的內件包括閥芯、閥桿、填料函和上閥蓋等，其中填料函部件用于對閥桿的密封，是用彈性方法防止工藝介質通過往復式或轉動式運動而在閥桿表面產生泄漏，它是閥體不可分割的一部分，閥門的閥桿密封幾乎都是利用填料函來實現的。
控制閥填料是動密封的填充材料，一般裝在上閥蓋的填料函中，其作用是阻止被控介質因閥桿運動而引起的泄漏。
常用的填料按材質主要分為兩大類：聚四氟乙烯和柔性石墨。
1 、聚四氟乙烯（PTFE）
聚四氟乙烯（PTFE）是由四氟乙烯經聚合而成的高分子化合物，具有優良的化學穩定性、耐腐蝕性、密封性、高潤滑不粘性、電絕緣性和良好的抗老化能力。其抗腐蝕能力甚至超過了玻璃、陶瓷，即使對強酸、強堿、強氧化劑也有很好的抗腐蝕能力，是一種理想的密封材料。但其耐溫性能差，聚四氟乙烯在200°以上開始極微量的裂解，受壓、受熱一蠕變，而影響密封性能，且不適用于熔融的堿液或氟化物場合。
展開 Moldex3D模流分析之閥式澆口控制：縫合線和非均勻流動
閥式澆口是熱流道系統中的一個重要組件。關閉控制閥可避免熔膠進入模穴，因此能準確地控制熔膠進入模穴的時機。這項特性相當重要，尤其對于多澆口系統，當流動波前通過熱澆道后才開啟控制閥，就可以預防縫合線問題。此外，適當使用閥式澆口也可幫助使用者降低壓力分布不均而產生的熔膠密度變化，以避免應力痕或陰陽面等表面缺陷。
Moldex3D讓使用者能夠自由地針對閥式澆口的特定條件作設定，例如可依據時間、流動波前、螺桿位置來設定控制閥的開啟或關閉。除此之外，Moldex3D閥式澆口控制功能不僅支持充填階段的模擬，也支持在保壓階段時，為了平衡模穴壓力而進行的澆口開關動作。
使用Moldex3D Studio制作網格模型 以進行閥式澆口控制分析
步驟1：在Studio先準備一個熱流道系統模型，然后使用下表中兩種方式指定閥式澆口的控制閥編號。
注：在 Moldex3D Mesh 中，控制閥編號只能在熱流道實體網格屬性設置中指定，因此使用者必須先完成熱流道實體網格的生成。
注：對于這兩個類別，建議使用者為整個熱流道設置控制閥來控制編號，而不只是設定在熱流道的針點澆口。最終的網格模型如下圖所示。
設定控制閥分析Moldex3D項目
步驟2：在項目中建立新項目以進行分析，接著匯入網格模型，并進行一般默認分析設定。在控制閥設定部分，點選充填/保壓設定選項中的進階設定，再進到閥式澆口控制選項。
步驟3：設定每個控制閥將分別執行多少動作，并指定要在達到控制點時進行控制閥打開或關閉的動作。為了顯現不同的控制設定，須使用三個不同的控制選項，來改變每一個控制閥的開啟和關閉之驅動類型：依時間、依流動波前到達、以及依螺桿位置。
注：注意控制閥編號，以確保控制閥會按照設定動作進行，單一控制閥只能用單一開啟及關閉的類型選項。
展開 Amesim仿真實例下載：流量控制閥的原理和Amesim仿真方法
由以上例子可以看出，要想方便地通過調節節流閥開口獲得所需的恒定流量，關鍵在于
如何保持節流閥兩側壓差恒定
，而這就需要用到
定壓差閥
。
1.2 定壓差閥
定壓差閥又被稱為
壓差平衡元件
，或
壓力補償閥
，一般與其他閥聯合使用，大致結構如圖2所示。
圖2 定壓差閥示意圖
圖2中，閥芯2在控制壓力P1、P2和彈簧力Fs共同作用下保持平衡，假設閥芯兩側控制壓力作用面積為A，則有：
通常情況下，彈簧1的剛度很小，閥芯2的運動范圍也很小，因此Fs基本保持恒定?；诖耍覀兛梢哉J為在閥的正常工作范圍內，控制壓差ΔP是恒定的，等于彈簧產生的壓力。
需要指出的是，
定壓差閥對進出口的油液也具有節流效應
，即出口壓力小于進口壓力。如圖2所示，閥芯越靠左，開口A越小，節流效應越明顯；反之，則節流效應會減弱。因此，
“定壓差”
的說法是就
“控制壓差恒定”
而言的；如果從
進出口壓力變化
來看，也可稱其為
減壓閥
。如果將進出口分別與控制腔1和2聯通，就構成了定差減壓閥。
1.3 流量控制閥
將上述節流閥和定壓差閥串聯組合，就可以得到如圖3所示的
二通流量控制閥
。其中，節流口2兩側的壓力分別聯通到定壓差元件1的兩個控制壓力口，這樣，在閥的正常工作范圍內，節流口2兩側壓差Pc-P2基本恒定，通過的流量只與其開口大小有關，不受閥兩側壓力P1、P2變化的影響。
展開 
控制閥填料泄漏的主要原因和對策！
? 引言
控制閥是自動控制系統的終端控制元件之一，由于化工裝置中，存在許多高溫、高壓工況，有些介質具有較強的腐蝕性和毒性，且易燃易爆，當閥門填料泄漏時，不僅造成原材料的浪費，而且對環境也會造成嚴重污染，甚至引起火災、爆炸、中毒等危害生命的安全事故。因此，控制閥填料泄漏問題應引起足夠的重視，在設計選型中合理選用密封填料是非常重要的。針對控制閥的填料密封，結合多年的工作經驗和相關資料，通過對控制閥填料函結構形式分析，介紹聚四氟乙烯和柔性石墨填料的特性及應用場合，并對合理地選擇控制閥的填料進行簡單介紹。
? 控制閥填料作用和分類
控制閥閥門部分由閥的內件和閥體組成，閥的內件包括閥芯、閥桿、填料函和上閥蓋等，其中填料函部件用于對閥桿的密封，是用彈性方法防止工藝介質通過往復式或轉動式運動而在閥桿表面產生泄漏，它是閥體不可分割的一部分，閥門的閥桿密封幾乎都是利用填料函來實現的。
控制閥填料是動密封的填充材料，一般裝在上閥蓋的填料函中，其作用是阻止被控介質因閥桿運動而引起的泄漏。
常用的填料按材質主要分為兩大類：聚四氟乙烯和柔性石墨。
1 、聚四氟乙烯（PTFE）
聚四氟乙烯（PTFE）是由四氟乙烯經聚合而成的高分子化合物，具有優良的化學穩定性、耐腐蝕性、密封性、高潤滑不粘性、電絕緣性和良好的抗老化能力。其抗腐蝕能力甚至超過了玻璃、陶瓷，即使對強酸、強堿、強氧化劑也有很好的抗腐蝕能力，是一種理想的密封材料。但其耐溫性能差，聚四氟乙烯在200°以上開始極微量的裂解，受壓、受熱一蠕變，而影響密封性能，且不適用于熔融的堿液或氟化物場合。
展開 控制閥填料泄漏了怎么辦？
? 引言
控制閥是自動控制系統的終端控制元件之一，由于化工裝置中，存在許多高溫、高壓工況，有些介質具有較強的腐蝕性和毒性，且易燃易爆，當閥門填料泄漏時，不僅造成原材料的浪費，而且對環境也會造成嚴重污染，甚至引起火災、爆炸、中毒等危害生命的安全事故。因此，控制閥填料泄漏問題應引起足夠的重視，在設計選型中合理選用密封填料是非常重要的。針對控制閥的填料密封，結合多年的工作經驗和相關資料，通過對控制閥填料函結構形式分析，介紹聚四氟乙烯和柔性石墨填料的特性及應用場合，并對合理地選擇控制閥的填料進行簡單介紹。
? 控制閥填料作用和分類
控制閥閥門部分由閥的內件和閥體組成，閥的內件包括閥芯、閥桿、填料函和上閥蓋等，其中填料函部件用于對閥桿的密封，是用彈性方法防止工藝介質通過往復式或轉動式運動而在閥桿表面產生泄漏，它是閥體不可分割的一部分，閥門的閥桿密封幾乎都是利用填料函來實現的。
控制閥填料是動密封的填充材料，一般裝在上閥蓋的填料函中，其作用是阻止被控介質因閥桿運動而引起的泄漏。
常用的填料按材質主要分為兩大類：聚四氟乙烯和柔性石墨。
1 、聚四氟乙烯（PTFE）
聚四氟乙烯（PTFE）是由四氟乙烯經聚合而成的高分子化合物，具有優良的化學穩定性、耐腐蝕性、密封性、高潤滑不粘性、電絕緣性和良好的抗老化能力。其抗腐蝕能力甚至超過了玻璃、陶瓷，即使對強酸、強堿、強氧化劑也有很好的抗腐蝕能力，是一種理想的密封材料。
展開 控制閥聯鎖功能安全要求和設置
編 輯 | 化工活動家
來 源 | 石油化工自動化 長城能源化工
作 者 | 陳志飛
關鍵詞 | 控制閥 聯鎖 功能安全 要求
共 1456 字 | 建議閱讀時間 7 分鐘
導讀
控制閥是過程控制工業里最常用的終端控制元件，在安全儀表系統設計中除機泵等動設備外控制閥往往都是作為聯鎖動作的最終執行者，是整個控制回路的核心和失效占比較高的環節。控制閥除了用作正常調節外，在安全領域有時需要承擔切斷、放空等功能。控制閥承擔安全功能時，具有嚴格的功能要求。今天主要講解的控制閥主要指氣動調節閥和氣動開關閥。
控制閥聯鎖安全要求
控制閥除了泄漏等指標外，聯鎖動作時一般還需具備三個基本要求：故障安全位置；執行的可靠性；全行程響應時間。
01
故障安全位置
在工程實踐中，當遇到氣源、電源、信號故障時，不同的場合對閥門的狀態有不同的要求，故障位置基本類型有故障開（FO）、故障關（FC）和故障保持（FL）三種，主要基于以下三方面：
1）事故條件下，工藝裝置盡量處于安全狀態。
2）事故狀態下，減少原料或動力消耗，保證產品質量。
3）考慮介質的特性。如氣化爐燒嘴冷卻水進口切斷閥要求為FO，氣化爐鎖渣閥要求為FC等。
02
可靠性
功能安全是安全功能設計的重要內容，是評價安全功能實現的有效性和可靠性。
展開 干貨｜控制閥“死區”的分析
由于各種各樣的原因，如摩擦力、空程、閥軸扭轉、放大器或滑閥的死區等，控制閥是一個儀表回路里死區的主要來源。
死區是一種常見現象，指的是當輸入信號改變方向時，不能使得被測過程變量產生變化的控制器輸出值的范圍或寬度。當一個負載擾動發生時，過程變量會偏離設定點。這個偏差會通過控制器產生一個糾正性動作，并回復到過程中。然而，控制器輸出的一個初始變化可能不會產生一個相應的過程變量的糾正性的改變。只有當控制器的輸出變化量大得足以克服死區的改變時，一個相應的過程變量的改變才會發生。
如果控制器輸出改變方向，控制器的信號必須克服死區，才能產生過程變量的糾正性改變。工藝過程里死區的存在使控制器的輸出必須增加到大得足于克服死區，只有這時一個糾正性的動作才會發生。
死區的成因
死區有很多原因，但是控制閥的摩擦力和空程、旋轉閥閥軸的扭轉以及放大器的死區是幾種常見的形式。由于大部分的調節式控制的動作是由小信號改變（1% 或更?。┙M成的，一個有超大死區的控制閥可能根本不會對這么多的小信號改變作出響應。一個制造精良的閥門應該能夠對1% 或更小的信號作出響應以有效地減小過程偏差度。然而，也常見有些閥門出現有5% 或更大的死區。在最近的一次工廠審計里，發現30% 的閥門有超過4% 的死區。超過65% 的被審計的控制回路有大于2% 的死區。
死區造成的影響
這個圖代表正常過程條件下三個不同的控制閥的開環回路測試。這些閥門接受一系列一系列從0.5% 到10% 的階躍輸入。流體工況下的階躍測試很有必要，因為這些工況可以評估整個控制閥組件的性能，而不像大部分的標準測試一樣僅僅評估閥門執行機構的性能。
死區對于閥門性能的影響
性能測試
有些對控制閥性能的測試，僅局限于比較輸入信號和執行機構推桿的行程。
展開 伺服閥/比例閥零位特性與平衡閥對精密運動控制的影響（轉自液壓傳動與控制）
截止閥打開時對運動控制無影響，也不干涉流量控制，因此運動控制器不會受到有害的影響，如圖4。當錯誤發生或者失電時，閥迅速關閉，油缸被液壓鎖止在既定位置。
大流量快動控制閥先導閥的設計與仿真
在分析大流量快動控制閥先導閥工作原理的基礎上,建立了先導閥的數學模型,并利用AMESim 進行動態仿真,分析了先導閥的流量特性和變參對先導閥分合閘的影響,為先導閥的結構優化提供理論依據,對控制閥的研制具有指導意義。
014-大流量快動控制閥先導閥的設計與仿真.rar
FAQs：理解和認識比例、高頻響和伺服閥（轉自 液壓傳動與控制）
如果您打算使用反饋系統（例如，油缸位置，稱重傳感器或壓力傳感器）來自動調節控制閥，則可以使用閉環控制，該應用程序會提出更多要評估的要點。
您能否描述伺服閥技術的優勢？
伺服閥通常可實現最高的閥響應，盡管在閉環中這僅是系統的一部分。當閥芯在中位附近或零位附近設定點時，典型的閉環應用最為關鍵。帶有閥套/閥芯結構的伺服閥，在零位附近具有非常平滑的過渡特性。
經過硬化的閥套/閥芯結構即使在高的壓降和低的粘度下依然具有很高的耐磨性以及壽命。在緊湊的空間里，伺服閥占用的物理空間更少。它們消耗的電能很少，因此非常適合用于危險區域的認證（它們本質上是安全的和防爆的）。
與高頻響閥相比，這些伺服閥的優勢如何？
高頻響閥幾乎可以完全替代標準伺服閥。在大量具有高性能要求的應用中頗受歡迎。高頻響閥結構簡單，動態范圍非常好。由于主級沒有閥套，相同的閥體尺寸可獲得更大的最大流量。高頻響閥不需要特殊的系統過濾。強大可靠的集成放大器OBE使它們易于安裝和啟動，并且在最苛刻的系統中使用時也很可靠。
您提到了換向閥的幾種功能。你能詳細說明嗎？
比例方向閥用于方向和流量控制。添加壓力傳感器以實現精確的閉環，或者也可實現pQ功能-壓力與速度相關。如果需要對油缸進行更精確的閉環力控制或力限制功能，請使用兩個壓力傳感器或一個稱重傳感器。
在哪些應用中需要用到這些閥?
上述提到的所有控制閥都可以完美的應用在自動控制的電液控制系統中，包括更多的使用比例溢流，比例減壓，比例流量控制和比例節流閥等。這些產品越來越多地與智能液壓結合在一起使用，并采用了先進的微電子技術可以增強液壓控制的能力。
這些解釋中有些重疊。我如何知道我是否選擇了正確的產品？
每個應用都是不同的，因此必須根據自身的特點來評估每個控制閥。
展開 
比例閥和伺服閥的區別，誰說清楚了（ 轉自液壓傳動與控制）
ISO 10770-1代替了ISO 6604，后者只討論伺服閥，因此10770相對來說是一個進步。
在嘗試中去做的方法
在1988和1989年，在密爾沃基工程學院（Milwaukee School ofEngineering）的流體動力研究所，我領導了一個研究項目，主要就是關于比例閥和伺服閥的實踐與應用。其中的目標之一就是期望給比例閥和伺服閥一個確切的定義。
我們調查了所有知道的生產此類閥的制造商，并總結了產品最重要的特性。我們的目標就是希望發現其中的不同。
為了找到工業實踐中對兩者應用的不同，我們做了如下特征定義：
? 控制方式（先導或者直動式）
? 頻率響應
? 反饋方式，內置還是外置
? 閥芯遮蓋
? 閥的用途（用于開環還是閉環控制）
? 控制精度
當我們完成該課題的時候，只有一點能夠把兩者區分開來：閥芯的遮蓋量。這就形成了下面我們關于伺服閥和比例閥的定義。
伺服閥—任何連續變化的，電氣調節的方向控制閥且遮蓋量小于3%
比例閥—任何連續變化的，電氣調節的方向控制閥且遮蓋量大于3%
遮蓋示意圖
這些定義被集成在術語匯編里，并在項目結束后得以發布。牢記在心，我們也試圖在不同的工業場合介紹其術語。在那之后，只要有機會，我個人也在自己的課堂上，以及每一個NFPA和ISO會議上去介紹它。令我驚奇的是，反對之聲是如此之少。無論此時還是彼時，也有人會問我：那么，如果遮蓋量剛好是3%，又怎么定義？我的答案是：你自己挑吧。
我相信，問題應是起源于當人們開始使用術語伺服閥和比例閥的時候，而之前并沒有人去準確定義。其結果就是，每一個具體閥，每個人都憑空造出來各種術語。這種對術語的定義，也許在某一個公司內部，大家能夠達成一致。然而，在商業事務中，特別是國際業務，想要把伺服閥和比例閥兩者輕松區分開來并不容易。
展開 電液控制閥設計與應用的發展（轉自液壓傳動與控制）
Jones，穆格澳大利亞有限公司
1 前言
本文概述當今電液伺服閥和比例閥的發展歷程，并討論設計是如何影響它們的應用。
伺服閥是什么，而比例閥又是什么？兩種裝置的閥芯移動均與輸入信號成比例。人們對伺服閥的定義似乎更易于趨同，而比例閥則被視為具有比例功能且逐步被要求具有越來越多伺服閥特性的直動閥（DDV）。
兩種裝置均能比例的移動閥芯，我不打算嚴格地定義它們。兩者的差別也會因人而異。這將在附錄中進一步討論。
2 伺服閥和比例閥的發展歷史
2.1 戰前
二戰前，過程控制領域發生了幾件重要事件。氣動元件被用于計算、控制和信號傳輸，這導致了對控制閥的需求。
阿斯卡尼亞調節器公司（Askania Regulator Company）和阿斯卡尼亞－沃克德國公司（Askania-Werke, Germany）開發出一種采用射流管原理的閥，并注冊了專利。該閥可將流體壓力轉化成一股射流的動量，該射流被引導進入兩個接收器，射流的動量在接收器中重新轉化為壓力或流量。
與此類似，?？怂共_（Foxboro）開發出噴嘴擋板閥，該閥利用擋板靠近銳緣阻尼孔所形成的圓柱形遮擋阻尼孔區域進行工作，圖2。
圖2 噴嘴擋板閥
德國的西門子（Siemens）開發出雙路輸入閥，該閥通過彈簧接受機械輸入，通過移動線圈、永磁鐵馬達接受電氣輸入。該閥被用于閉環位置控制，成為用于飛機自動飛行控制領域閥的先驅。
2.2 二戰后
二戰末期，伺服閥閥芯外一般有閥套，閥芯由一個直動式馬達驅動，通常是一個直流電磁鐵推動一根彈簧，即閥芯的單級開環控制。
控制理論的成熟已使伺服閥的應用得以鞏固，軍事上對于尖端技術的需求正推動著伺服閥的大量研究和開發。
展開 討論用于精密運動控制的電液控制閥（轉自液壓傳動與控制）
想要在你的應用中得到最平滑的，最有效的液壓運動控制系統嗎？如果你對閥的選擇經驗很豐富，那么這，就會顯得與眾不同了。
高性能控制閥是液壓運動控制系統中工作負荷最大的元件。選擇合適的閥使得在機器設備優異的工作性能，低的維護和導致生產大量的次品，需要大量的關注之間大不相同。
本文想討論的是一個基本指導，即關于如何選擇和應用這些閥，使得你的液壓運動控制系統免維護。該指導主要討論那些市面上具有伺服品質的四通閥，其利用運動控制器提供的±10V的指令信號，實現對液壓油缸的運動控制。
油缸運動典型的采用四通閥。主要有兩種類型-關于其術語，在工業上還沒有形成完全的統一意見，但是下面的分類似乎基本可以涵蓋：
? 伺服品質的比例方向閥是最通用的類型，采用力馬達，強電磁鐵，或者音圈來推動閥芯運動。這類閥通常無需調節。
? 電流驅動的伺服閥，這種“最初的”伺服閥，包含射流管型或者噴嘴擋板型，由電流驅動，典型的電流范圍從±10 mA 到±200 mA。這些閥需要周期性的重新調整零位或者中位。
在工業上，現在越來越多的使用伺服品質的比例閥。其通常比傳統伺服閥性能更高，更緊湊。
線性閥
運動控制器采用的算法通常假定系統是一種線性響應，意味著給閥2V的指令信號，其得到的速度將是1V信號時的兩倍。為了實現良好控制，閥的流量與指令信號也應該是線性的(圖1)。
圖1：零遮蓋閥芯-流量與指令信號的線性關系
諸如“kink”，“knee”和“progressive”的術語指的是非線性閥。非線性閥肯定可以用，但是其需要在運動控制器進行更多的設置，也就是需要用線性化算法補償器非線性過程。傳統的，非線性閥（圖2和圖3所示）非常適合于提供高的速度控制以及低速時的精密調節。
展開 五金沖壓設備液壓機對液壓控制閥的要求
液壓壓力機的傳動系中，有個關建部件即液壓控制閥。在液壓系統中，用于控制和調節液體的壓力高低、流量大小以及改變流量的方向的元件，統稱為液壓控制閥。那么液壓機的液壓系統對這些控制閥有哪些基本的要求呢？液壓傳動系統對液壓閥的基本要注有以下幾點：
1. 結構簡單，緊湊、動作靈敏、使用可靠，調整方便；
2. 密封性能好，通油時壓力損失?。?3. 通用性好，便于安裝與維護。
