1、船用調節閥簡(jiǎn)介
根據船舶動(dòng)力裝置控制對象的需要，調節閥采用套筒式閥門(mén)，傳動(dòng)裝置選用Rotork公司生產(chǎn)的IQ智能型電動(dòng)執行機構?！ ?/p>
IQ智能型電動(dòng)執行機構是在多轉式電動(dòng)執行機構的基礎上，通過(guò)加裝微處理器、外圍芯片電路、運行軟件，實(shí)現智能控制的傳動(dòng)裝置。該型電動(dòng)執行機構采用紅外線(xiàn)設定器設置執行機構參數，實(shí)現無(wú)需開(kāi)蓋調試；其閥位通過(guò)非接觸式測量系統獲得，力矩通過(guò)測量電機電流和磁場(chǎng)獲得，閥位和力矩等狀態(tài)參數通過(guò)液晶屏實(shí)時(shí)顯示；能進(jìn)行故障自診斷，并在液晶屏給出相應的報警信號。
電動(dòng)執行機構的底座包括法蘭和驅動(dòng)軸套2部分，底座為全密封并且終身潤滑。電動(dòng)執行機構通過(guò)標準法蘭與閥門(mén)連接。電動(dòng)執行機構驅動(dòng)軸套結構簡(jiǎn)單并且可拆卸，按照閥門(mén)閥桿的尺寸加工內螺紋后，與閥門(mén)裝配成一體。此類(lèi)調節閥具有結構簡(jiǎn)單、傳動(dòng)部件少、可靠性高、維護方便、自動(dòng)控制性能好等特點(diǎn)。電動(dòng)執行機構與閥門(mén)的裝配示意見(jiàn)圖1。
2、運行中的常見(jiàn)故障
2.1無(wú)法電動(dòng)操作
2.1.1現象
將電動(dòng)執行機構的控制方式選擇開(kāi)關(guān)放置在遙操位置，在控制臺對調節閥進(jìn)行手動(dòng)遙操和自動(dòng)控制，調節閥的開(kāi)度指示儀表不變化；將電動(dòng)執行機構的控制方式選擇開(kāi)關(guān)放置在就地電操位置，撥動(dòng)電動(dòng)執行機構的就地電操開(kāi)關(guān)，電動(dòng)執行機構不動(dòng)作；但是，將控制方式選擇開(kāi)關(guān)置于就地手操位置，通過(guò)手動(dòng)/電動(dòng)切換手柄和操作手輪，能實(shí)現調節閥的手動(dòng)操作。
2.1.2原因分析
1）干電池失電。在動(dòng)力電掉電時(shí)，干電池用于電動(dòng)執行機構的數據記錄和液晶屏的閥位顯示。當干電池失電后，若曾將動(dòng)力電切斷，那么重新提供動(dòng)力電后，電動(dòng)執行機構的電動(dòng)操作將被禁止。必須更換干電池，調節閥的電動(dòng)操作才能恢復。
2）缺相。當電動(dòng)執行機構所需的三相動(dòng)力電中缺相時(shí)，調節閥的電動(dòng)操作無(wú)法執行。
3）主控制板故障。調節閥的就地電操、手動(dòng)遙操和自動(dòng)控制，均需要通過(guò)電動(dòng)執行機構的主控制板來(lái)實(shí)現，因此當主控制板故障損壞時(shí)，調節閥的電動(dòng)操作會(huì )失靈。
4）電機溫度保護跳斷。電動(dòng)執行機構的電機采用包括啟動(dòng)的斷續周期工作制，即國際電工委員會(huì )IEC341中的S4工作制。電機帶有溫度保護功能，如果電機過(guò)熱，溫度保護開(kāi)關(guān)將跳斷，電動(dòng)執行機構將停止電動(dòng)運行。電機溫度降低后，溫度保護開(kāi)關(guān)將自動(dòng)復位，電動(dòng)執行機構可以繼續運行。
2.1.3處理建議
1）更換干電池。干電池建議采用鋰電池或者長(cháng)壽命堿性電池。干電池更換后，需要設置電動(dòng)調節閥的全開(kāi)、全關(guān)限位，以保證調節閥的動(dòng)作正確性。
2）打開(kāi)電動(dòng)執行機構接線(xiàn)盒，檢查缺相的原因，確認是外部供電原因還是內部接線(xiàn)端子脫落引起的，并做相應處置。
3）更換主控制板。更換完成后，通過(guò)設定器重新設置電動(dòng)調節閥的開(kāi)閥力矩、關(guān)閥力矩、全開(kāi)限位、全關(guān)限位、靈敏度等控制參數。
4）通過(guò)液晶屏檢查運行力矩，如果管道中雜質(zhì)滯留在閥門(mén)中，會(huì )使閥桿運動(dòng)阻力和電動(dòng)執行機構輸出力矩增大，再加上船用調節閥長(cháng)時(shí)間運行，易導致電機溫度升高而發(fā)生保護跳斷；另外一種可能的原因是，調節閥周?chē)h(huán)境溫度過(guò)高。不管是哪種原因，均需要斷開(kāi)調節閥動(dòng)力電，使電機降溫。
2.2卡閥
2.2.1現象
電動(dòng)執行機構短時(shí)電動(dòng)后即停止，比較常見(jiàn)的情況是：調節閥僅能在一定開(kāi)度范圍內電動(dòng)運行，在接近全開(kāi)或全關(guān)位置時(shí)，電動(dòng)執行機構不能繼續動(dòng)作，要么只能反方向動(dòng)作，要么連反方向也不能動(dòng)作。但是，通過(guò)手輪操作恢復至原電動(dòng)開(kāi)度，調節閥仍能在一定開(kāi)度范圍內電動(dòng)運行。
2.2.2原因分析
1）機械原因。若存在電動(dòng)執行機構輸出軸與閥門(mén)閥桿對中性差、閥門(mén)閥桿彎曲、閥桿密封填料過(guò)緊等情況，電動(dòng)執行機構輸出設定最大力矩，仍不足以克服上述阻力，電動(dòng)調節閥即出現卡閥現象。
2）管道中存在雜質(zhì)。當管道中較大雜質(zhì)滯留在閥門(mén)中，閥門(mén)運行不暢，也會(huì )導致電動(dòng)調節閥卡閥。
3）開(kāi)、關(guān)閥力矩設置不合適。如果調節閥的開(kāi)、關(guān)閥力矩設定值較低，在管道中流體阻力較大時(shí)，會(huì )發(fā)生卡閥故障。
2.2.3處理建議
1）提高零部件加工、調節閥裝配和船廠(chǎng)安裝質(zhì)量。調節閥閥桿的密封填料既要保證其密封性能，又不宜過(guò)緊。
2）清除滯留在閥門(mén)中的雜質(zhì)。要從系統的角度，保證管路中的清潔。
3）根據不同管路系統和每臺調節閥的特點(diǎn)，設置電動(dòng)執行機構的開(kāi)、關(guān)閥力矩值。電動(dòng)執行機構的開(kāi)、關(guān)閥力矩值可以在額定值的40%至額定值之間任意選擇，且按1%遞增。
2.3電動(dòng)執行機構空轉，閥門(mén)不動(dòng)作
2.3.1現象
無(wú)論是電動(dòng)操作，還是手輪操作，電動(dòng)執行機構液晶屏和控制臺上的調節閥開(kāi)度指示均能相應改變，但是閥門(mén)的機械指示不改變，調節閥控制對象的參數不變化。即電動(dòng)執行機構在空轉運行，閥門(mén)沒(méi)有動(dòng)作。
2.3.2原因分析
驅動(dòng)軸套上的軸承部件脫落，導致驅動(dòng)軸套上的鍵位槽與電動(dòng)執行機構空心輸出軸上的鍵相脫離，致使電動(dòng)執行機構無(wú)法通過(guò)驅動(dòng)軸套帶動(dòng)閥桿動(dòng)作。
2.3.3處理建議
驅動(dòng)軸套的結構設計上有擋圈，其四周有止脫螺孔，內有止脫螺釘防止軸承部件脫落。由于船舶管路系統的振動(dòng)等原因，止脫螺釘發(fā)生松動(dòng)后，造成軸承部件脫落。處理方法是，將驅動(dòng)軸套拆下，將止脫螺釘緊固。
2.4振蕩
2.4.1現象
將電動(dòng)調節閥投入自動(dòng)控制時(shí)，電動(dòng)執行機構不能穩定在一定開(kāi)度，總是在某開(kāi)度附近來(lái)回動(dòng)作。
2.4.2原因分析
靈敏度設置不合理。不能為了提高控制精度，將電動(dòng)調節閥的靈敏度設置的在10以下。
2.4.3處理建議
通過(guò)設定器，將電動(dòng)調節閥的靈敏度設置在10~12之間。這樣既能保證控制精度，又不會(huì )使調節閥產(chǎn)生振蕩現象。
3結語(yǔ)
本文以船用電動(dòng)調節閥運行中的常見(jiàn)故障為例，分別進(jìn)行原因分析，并給出了處理建議。一方面，希望對調節閥的設計師和用戶(hù)有所借鑒和啟迪；另一方面，希望起到拋轉引玉的作用，期望各位專(zhuān)家和同行們，針對船用調節閥設計和運行中需要注意的問(wèn)題，不吝撰文賜教，進(jìn)行廣泛的交流和探討，提升調節閥的設計水平和應用水平，盡力避免或減少問(wèn)題的發(fā)生。