1、船用調(diào)節(jié)閥簡介
根據(jù)船舶動(dòng)力裝置控制對象的需要，調(diào)節(jié)閥采用套筒式閥門，傳動(dòng)裝置選用Rotork公司生產(chǎn)的IQ智能型電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)?！ ?/p>
IQ智能型電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)是在多轉(zhuǎn)式電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過加裝微處理器、外圍芯片電路、運(yùn)行軟件，實(shí)現(xiàn)智能控制的傳動(dòng)裝置。該型電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用紅外線設(shè)定器設(shè)置執(zhí)行機(jī)構(gòu)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)無需開蓋調(diào)試；其閥位通過非接觸式測量系統(tǒng)獲得，力矩通過測量電機(jī)電流和磁場獲得，閥位和力矩等狀態(tài)參數(shù)通過液晶屏實(shí)時(shí)顯示；能進(jìn)行故障自診斷，并在液晶屏給出相應(yīng)的報(bào)警信號。
電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的底座包括法蘭和驅(qū)動(dòng)軸套2部分，底座為全密封并且終身潤滑。電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)通過標(biāo)準(zhǔn)法蘭與閥門連接。電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)軸套結(jié)構(gòu)簡單并且可拆卸，按照閥門閥桿的尺寸加工內(nèi)螺紋后，與閥門裝配成一體。此類調(diào)節(jié)閥具有結(jié)構(gòu)簡單、傳動(dòng)部件少、可靠性高、維護(hù)方便、自動(dòng)控制性能好等特點(diǎn)。電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)與閥門的裝配示意見圖1。
2、運(yùn)行中的常見故障
2.1無法電動(dòng)操作
2.1.1現(xiàn)象
將電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制方式選擇開關(guān)放置在遙操位置，在控制臺對調(diào)節(jié)閥進(jìn)行手動(dòng)遙操和自動(dòng)控制，調(diào)節(jié)閥的開度指示儀表不變化；將電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制方式選擇開關(guān)放置在就地電操位置，撥動(dòng)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的就地電操開關(guān)，電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)不動(dòng)作；但是，將控制方式選擇開關(guān)置于就地手操位置，通過手動(dòng)/電動(dòng)切換手柄和操作手輪，能實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)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(zhí)行機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)記錄和液晶屏的閥位顯示。當(dāng)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(zhí)行機(jī)構(gòu)的電動(dòng)操作將被禁止。必須更換干電池，調(diào)節(jié)閥的電動(dòng)操作才能恢復(fù)。
2）缺相。當(dāng)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需的三相動(dòng)力電中缺相時(shí)，調(diào)節(jié)閥的電動(dòng)操作無法執(zhí)行。
3）主控制板故障。調(diào)節(jié)閥的就地電操、手動(dòng)遙操和自動(dòng)控制，均需要通過電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主控制板來實(shí)現(xiàn)，因此當(dāng)主控制板故障損壞時(shí)，調(diào)節(jié)閥的電動(dòng)操作會失靈。
4）電機(jī)溫度保護(hù)跳斷。電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電機(jī)采用包括啟動(dòng)的斷續(xù)周期工作制，即國際電工委員會IEC341中的S4工作制。電機(jī)帶有溫度保護(hù)功能，如果電機(jī)過熱，溫度保護(hù)開關(guān)將跳斷，電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)將停止電動(dòng)運(yùn)行。電機(jī)溫度降低后，溫度保護(hù)開關(guān)將自動(dòng)復(fù)位，電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以繼續(xù)運(yùn)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壽命堿性電池。干電池更換后，需要設(shè)置電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的全開、全關(guān)限位，以保證調(diào)節(jié)閥的動(dòng)作正確性。
2）打開電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)接線盒，檢查缺相的原因，確認(rèn)是外部供電原因還是內(nèi)部接線端子脫落引起的，并做相應(yīng)處置。
3）更換主控制板。更換完成后，通過設(shè)定器重新設(shè)置電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開閥力矩、關(guān)閥力矩、全開限位、全關(guān)限位、靈敏度等控制參數(shù)。
4）通過液晶屏檢查運(yùn)行力矩，如果管道中雜質(zhì)滯留在閥門中，會使閥桿運(yùn)動(dòng)阻力和電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出力矩增大，再加上船用調(diào)節(jié)閥長時(shí)間運(yùn)行，易導(dǎo)致電機(jī)溫度升高而發(fā)生保護(hù)跳斷；另外一種可能的原因是，調(diào)節(jié)閥周圍環(huán)境溫度過高。不管是哪種原因，均需要斷開調(diào)節(jié)閥動(dòng)力電，使電機(jī)降溫。
2.2卡閥
2.2.1現(xiàn)象
電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)短時(shí)電動(dòng)后即停止，比較常見的情況是：調(diào)節(jié)閥僅能在一定開度范圍內(nèi)電動(dòng)運(yùn)行，在接近全開或全關(guān)位置時(shí)，電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)不能繼續(xù)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，通過手輪操作恢復(fù)至原電動(dòng)開度，調(diào)節(jié)閥仍能在一定開度范圍內(nèi)電動(dòng)運(yùn)行。
2.2.2原因分析
1）機(jī)械原因。若存在電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出軸與閥門閥桿對中性差、閥門閥桿彎曲、閥桿密封填料過緊等情況，電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出設(shè)定最大力矩，仍不足以克服上述阻力，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥即出現(xiàn)卡閥現(xiàn)象。
2）管道中存在雜質(zhì)。當(dāng)管道中較大雜質(zhì)滯留在閥門中，閥門運(yùn)行不暢，也會導(dǎo)致電動(dòng)調(diào)節(jié)閥卡閥。
3）開、關(guān)閥力矩設(shè)置不合適。如果調(diào)節(jié)閥的開、關(guān)閥力矩設(shè)定值較低，在管道中流體阻力較大時(shí)，會發(fā)生卡閥故障。
2.2.3處理建議
1）提高零部件加工、調(diào)節(jié)閥裝配和船廠安裝質(zhì)量。調(diào)節(jié)閥閥桿的密封填料既要保證其密封性能，又不宜過緊。
2）清除滯留在閥門中的雜質(zhì)。要從系統(tǒng)的角度，保證管路中的清潔。
3）根據(jù)不同管路系統(tǒng)和每臺調(diào)節(jié)閥的特點(diǎn)，設(shè)置電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的開、關(guān)閥力矩值。電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的開、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(zhí)行機(jī)構(gòu)空轉(zhuǎn)，閥門不動(dòng)作
2.3.1現(xiàn)象
無論是電動(dòng)操作，還是手輪操作，電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)液晶屏和控制臺上的調(diào)節(jié)閥開度指示均能相應(yīng)改變，但是閥門的機(jī)械指示不改變，調(diào)節(jié)閥控制對象的參數(shù)不變化。即電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)在空轉(zhuǎn)運(yùn)行，閥門沒有動(dòng)作。
2.3.2原因分析
驅(qū)動(dòng)軸套上的軸承部件脫落，導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)軸套上的鍵位槽與電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)空心輸出軸上的鍵相脫離，致使電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)無法通過驅(qū)動(dòng)軸套帶動(dòng)閥桿動(dòng)作。
2.3.3處理建議
驅(qū)動(dòng)軸套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上有擋圈，其四周有止脫螺孔，內(nèi)有止脫螺釘防止軸承部件脫落。由于船舶管路系統(tǒng)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(qū)動(dòng)軸套拆下，將止脫螺釘緊固。
2.4振蕩
2.4.1現(xiàn)象
將電動(dòng)調(diào)節(jié)閥投入自動(dòng)控制時(shí)，電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)不能穩(wěn)定在一定開度，總是在某開度附近來回動(dòng)作。
2.4.2原因分析
靈敏度設(shè)置不合理。不能為了提高控制精度，將電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的靈敏度設(shè)置的在10以下。
2.4.3處理建議
通過設(shè)定器，將電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的靈敏度設(shè)置在10~12之間。這樣既能保證控制精度，又不會使調(diào)節(jié)閥產(chǎn)生振蕩現(xiàn)象。
3結(jié)語
本文以船用電動(dòng)調(diào)節(jié)閥運(yùn)行中的常見故障為例，分別進(jìn)行原因分析，并給出了處理建議。一方面，希望對調(diào)節(jié)閥的設(shè)計(jì)師和用戶有所借鑒和啟迪；另一方面，希望起到拋轉(zhuǎn)引玉的作用，期望各位專家和同行們，針對船用調(diào)節(jié)閥設(shè)計(jì)和運(yùn)行中需要注意的問題，不吝撰文賜教，進(jìn)行廣泛的交流和探討，提升調(diào)節(jié)閥的設(shè)計(jì)水平和應(yīng)用水平，盡力避免或減少問題的發(fā)生。