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摘要：在化工、电力、石油以及冶金等工业企业中，气动阀门的运用是非常广泛的，并且属于工业自动化系统中的核心分支。在气动阀门使用的过程中，当出现故障时会影响到整合系统的运行，因此有必要对气动阀门的工作原理及故障处理措施研究与分析。
关键词：气动阀门；工作原理；故障
气动阀门是石油、化工、电力、冶金等工业企业广泛使用的工业过程控制仪表之一。化工生产中气动阀门在调节系统中是必不可少的，它是组成工业自动化系统的重要环节，它如生产过程自动化的手脚。气动阀门就是以压缩空气为动力源，以气缸为执行器，并借助于阀门定位器、转换器、电磁阀、保位阀等附件去驱动阀门，实现开关量或比例式调节，接收工业自动化控制系统的控制信号来完成调节管道介质的流量、压力、温度等各种工艺参数。气动阀门的特点就是控制简单，反应快速，且本质安全，不需另外再采取防爆措施。下面，了解一下气动调节阀的常见故障及处理方法。
1.气动阀门的工作原理
所谓气动阀门，具体是指将气缸作为执行器，以压缩空气为动力源来实现对阀门的驱动，以实现对开关进行调节。当调节管道接收到自动化控制系统所发出的控制信号时，便会对温度、压力、流量等相关的参数进行调节。总的来说，气动阀门所拥有的特征有安全可靠、反应快速以及控制简单等。在具体操作的过程中，将调节气室输入0.02-0.10MPa信号压力后，薄膜便会出现推力，在推力盘向下移动的过程中会对弹簧进行压缩，实现阀杆、推杆以及阀芯向下移动，来达到对阀门调节的目的。
2.气动阀门常见的故障及处理方法
2.1气动阀门卡堵
假如阀杆的动作出现迟钝，那么意味着阀体内可能存在黏性较大的物质，并且气动阀门卡堵的情况主要出现在系统投运初期。遇到此情况时，应该迅速的开关阀门或副线，以冲跑堵塞阀门的介质。同时，还可以采用管钳将阀杆夹紧，并施加信号压力的方式来对阀杆进行反用力旋转。假如仍然无法解决以上问题，么可以通过驱动功率增加的方式，来进行反复的上下移动。需注意的是，由于以上操作具有较强的专业性，因此在解决与处理此故障时需要在专业人员的帮助下来完成。
2.2阀门不动作
首先确认气源压力是否正常，查找气源故障。如果气源压力正常，则判断定位器或电/气转换器的放大器有无输出；若无输出，则放大器恒节流孔堵塞，或压缩空气中的水分聚积于放大器球阀处。用小细钢丝疏通恒节流孔，清除污物或清洁气源。如果以上皆正常，有信号而无动作，则执行机构故障或阀杆弯曲，或阀芯卡死。遇此情况，必须卸开阀门进一步检查。
2.3阀门泄漏
2.3.1阀内漏
阀杆长短不适，气开阀阀杆太长，阀杆向上的（或向下）距离不够，造成阀芯和阀座之间有空隙，不能充分接触，导致不严而内漏。同样气关阀阀杆太短，也可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。解决方法：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。
2.3.2填料泄漏
填料装入填料函以后，经压盖对其施加轴向压力。由于填料的塑性变形，使其产生径向力，并与阀杆紧密接触，但这种接触并非十分均匀，有些部位接触的松，有些部位接触的较紧，甚至有些部位根本没有接触上。阀门在使用过程中，阀杆同填料之间存在着相对运动，这个运动Eq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，阀门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。为了使填料装入方便，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，注意该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。填料函与填料接触部分的表面要精加工，以提高表面光洁度，减小填料磨损。填料选用柔性石墨，因为它的气密性好、摩擦力小，长期使用变化小，磨损的烧损小，易于维修，且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，保证了填料密封的可靠性，使用寿命也有很大地提高。
2.3.3阀芯、阀座变形泄漏
阀芯、阀座泄漏的主要原因是由于阀门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，流体介质的冲刷也会造成阀门的泄漏。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、阀座不匹配，存在间隙，关不严而发生泄漏。把好阀芯、阀座的材质选型关。选择耐腐蚀的材料，对存在麻点、沙眼等缺陷的产品要坚决剔除。若阀芯、阀座变形不太严重，可用细砂纸研磨，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。
2.4阀门振荡
导致阀门振荡的原因是很多的，例如：选型不当的情况下，阀门处于工作状态时流速、压力以及流阻的变化是非常剧烈的，那么当超过阀门所能够承受刚度的限度后，则会出现振荡。同时，当系统频率与阀门频率相同的情况下，也会出现振荡的情况。总的来说，由于导致阀门振荡的因素是非常多的，因此需要根据实际问题来制定具有针对性的应对措施。针对于阀门振动较为轻微的情况下，可以采用提升阀门刚度的方式，例如运用活塞执行结构、选用刚度更大的阀门；当系统频率与阀门频率相同的情况下，可以对阀门进行更换；当阀门基座、管道的振动较为剧烈的情况下，最有效的方式便是实现支撑消除振动的增加。
2.5调节阀噪音大
当流体流经调节阀，如前后压差过大就会产生针对阀芯、阀座等零部件的气蚀现象，使流体产生噪声。流通能力值选大了，必须重新选择流通能力值合适的调节阀，以克服调节阀工作在小开度而引起的噪音，下面介绍几种消除噪音的方法。
2.5.1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。
2.5.2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。
2.5.3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。
2.5.4串联消音器法
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。
结语
总的来说，气动阀门的作用是自动化过程控制领域中的介质流量、压力、温度、液位等工艺参数。由于当前气动阀门的故障类型是较多的，并且在故障处理的过程中具有较强的专业性。对此，除了需要掌握相应的理论专业知识外，同时还需要不断的对故障处理的经验进行总结与归纳，以实现气动阀门维护水平的提升。
参考文献：
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[2]宋海成.气动调节阀的常见故障及处理方法[J].自动化技术与应用，2015，（07）：89-92.