KW-KYF系列蒸汽减压阀故障原因分析和解决方法-科威阀门
KW-KYF系列蒸汽减压阀故障原因分析和解决方法-科威阀门
减压阀为了保证稳定性和精确度，设计时内部结构与零件间隙十分精密，容易受杂质或冷凝水的干扰。
即使品质再好的减压阀，都很难确保在正常运行中，不会突然出现减压失效的时候。
而影响减压阀故障的因素有很多，受过专业培训或有经验的设备管理员，就能快速的辨别故障，恢复正常运行。
但也有一部份企业，由于新进员工没有及时专业培训，往往遇到故障时也不知道如何处理，严重影响到生产效率。
希望通过今天分享的内容，能帮助到更多企业的新员工，系统性的学习到相关技能，当遇到类似故障时，也能知道排查的思路。
由于各厂家生产的减压阀，内部结构有差异，出现故障时建议尽量联系原厂家指导处理。
一、蒸汽减压阀的类型
减压阀自动调节压力的机构是调节弹簧与蒸汽之间的压力平衡。目前，所有的减压阀都是利用这一原理。
但是决定阀门开启的机构，有两种类型：
1、直接作用式：
阀的开度直接由调节弹簧的伸缩决定。
假若调节弹簧被压缩了3圈后，对应阀门的开度是60%，此时蒸汽压力设定为4Barg。
当设备用汽量或入口压力有波动变化，而调节弹簧的压缩力和阀门的开度没改变过，那么二次压力就一定会跟着比例式的波动，与设定压力偏差20%也是很常见。
这是此类型结构造成的压力波动，不属于本文讨论的故障排查范围。
下图为直接作用式减压阀
2、先导式：（分膜片式和活塞式）
是通过感应管感应下游压力，流过先导阀的蒸汽，是由调节弹簧和二次反馈压力之间的平衡来控制。
不受入口压力的波动或后端用汽量变化大的影响，都能精确稳定的减压，也是目前减压最稳定精确的种类。
由于先导膜片式内部结构更复杂，故障影响原因更多样化，今天主要是此结构为案例。
下图为先导膜片式减压阀
二、先导式减压阀工作原理
需要深入透彻的分析故障，一定要对它的结构和工作原理有基本的了解，以后遇到问题时，才能举一反三来排查。
接下来，我们先熟悉一下它的工作原理。分三个工作状态：出厂归零状态、调试状态、先导阀工作状态
1、出厂归零状态：
减压阀在出厂时，主阀芯和阀瓣是关闭归零的状态，即使把供汽阀门打开，蒸汽能从入口端通过导阀气路进入先导舱，但是无法流通到下游管道。
如下分解图
2、调试状态：
假若蒸汽压力需要调设为4Barg，顺时针旋拧压力调节螺栓，压力控制弹簧受力后，力量作用在导阀膜片的上方，膜片受压向下膨胀弯曲，推动先导阀杆向下运动，从而打开先导阀阀芯和阀座。
蒸汽经导气管进入主阀隔膜室，主阀隔膜室空间内的压力增大，主阀膜片向上膨胀弯曲，顶推主阀阀杆向上运动，主阀阀瓣被打开。
随着蒸汽流出主阀，出口压力上升至设定值4Barg。
如下分解图
直接作用式或普通的结构，工作原理到这一步就结束了。
而先导阀结构还多了二次压力反馈平衡的部份，所以才能确保压力的稳定性和精确度，接着往下看。
3、先导阀工作状态
当出口压力上升，一旦超过设定的压力，比如超压到4.1Barg时，反馈压力随之增大，并由内置的压力反馈管，将出口压力反馈作用在导阀膜片的下方。
4.1Barg作用力与导阀膜片上方的4Barg弹簧作用力进行平衡后，由于膜片下方作用力更大，会使导阀膜片向上膨胀弯曲，导阀立即关小调整。
下游任何的负载变化或压力的波动，都会反馈在导阀膜片的下方，从而调节主阀的开度，确保二次压力的精确稳定。
如下分解图
三、减压阀故障时的排查原则
减压阀如果不是应用在特殊工况、水锤冲击或其它因素造成的破坏，一般厂家的设计寿命均有5年以上。
用户可根据减压阀使用年限，判断故障级别，多数故障都能通过检查维护能解决。
如果使用年限超过5~8年以上，内部主要组件磨损严重，维修价值低，再考虑更换新阀。
因此，我们排查时的原则有两个：
第一个、故障级别，由易到难。
前4级是减压阀最常见故障，不过都好处理。
1级故障：通过把减压阀关闭归零后，重新调压后能解决的。
2级故障：减压阀内部进入大量冷凝水，通过拧开导阀和主阀底部排水堵头排水后，重新调压能解决的。
3级故障：减压阀导阀被杂质或锈水卡住，通过拆开先导阀，确保导阀阀杆能顺畅活动，重新调压后能解决的。或者旁通阀有泄漏。若是活塞式结构，活塞组件也是需要排除杂质卡堵。
4级故障：减压阀导阀膜片、主阀膜片、垫片等属于易损件损坏。通过厂家寄配件更换后，重新调压后能解决的。
5级故障：减压阀主要部件损坏，像先导阀组件，主阀组件、活塞式组件、弹簧组件等，通过厂家寄组件更换或者需要返厂维修，重新调压后能解决的。
第二个、故障范围，由大缩小。
减压阀主要有三大部份组成，不同的故障表现，造成的原因不一样，排查方向也是完全相反。
我们可以通过判断故障表现，尽快找到故障是出在哪个部份，从而快速缩小排查范围。
四种常见故障：
1、减压阀压力偏低。
2、减压阀波动或超压。
3、减压阀剧烈震动并伴有大量噪音。
4、减压阀外部件明显故障。
比如阀体漏汽或漏水；垫片损坏渗漏；外置导气管损坏；压力调节螺栓变形，导致无法旋拧等。
减压阀由三大部份组成
四、减压阀常见故障分析表
由于减压阀故障有很多因素影响，为方便设备管理员参考，现采用表格形式列出，最常见的三种故障和对应的解决方法。
五、减压阀故障原因分析和解决方法
举例：二次压力超压变成直通后如何处理？
1、故障表现：
减压阀使用了2年左右，之前一直减压稳定，现在实然出现超压变直通，阀门前后压力一致，无论怎么退松调压弹簧都不起作用。供汽压力6~8Barg,二次压力需设定为4Barg。
2、处理思路和操作步骤：
第一步：根据故障表现，先做初步判断。
根据减压阀排查的两个原则，4级故障暂时排除不可能，原因是若导阀膜片损坏，从外观上能看到导阀排汽孔处，有蒸汽泄漏。
若主阀膜片破裂，故障表现则是二次压力偏低（不会超过1.5Barg）。若垫片损坏，蒸汽会从各部件连接处泄漏或渗水。
而使用年限仅有2年，5级暂时也可以不考虑。
因此，初步判断故障级别采用前3级来做解决，故障范围缩小到超压的解决方法。
如果前3级处理过，也无法解除故障，再详细排查5级。
第二步：根据现场情况，确定处理的先后顺序。
因为2、3级故障，是需要拧开堵头排水，和拆开先导阀确认是否有杂质影响。这些操作是需要停汽后，在阀体不烫手的情况下才能操作。
所以用户可根据现场情况，可以选择先从1级或2级先排查，如果通过简单的拧开堵头排水，归零重新调压能解决，就无须再进行3级的拆阀处理。
但车间正好有停机时间，需要一次性彻底弄好，前3级都可以同时排查确认没问题后，再进行重新调压。
第三步：按照分级故障的解决办法处理
1级故障实操步骤：把减压阀恢复至出厂归零状态，重新调压。
无论是初次调试没调好，还是用了一段时间突然超压，当退松调压弹簧都不起作用的情况下。都可以采用此操作步骤。
步骤①：关闭减压阀前供汽阀门，逆时针旋拧调压弹簧至退松状态，从工作原理上知道，此操作是让减压阀复位至出厂归零状态。
步骤②：把减压阀后残留蒸汽全部泄掉，直至减压阀后的压力表显示为零。并确保减压阀旁通阀已关闭，无泄漏。
步骤③：重新打开减压阀前供汽阀门，此时先不着急旋拧调压弹簧，等待一分钟后，观察后端压力表读数。
压力表的数值会有两种情况：
情况1、压力表依然显示为零，此情况属于正常，接着重新调试减压阀即可。
情况2：压力表快速有气压上升。此情况属于不正常。原因从工作原理上得知，在调压弹簧没有被压缩时，蒸汽是无法流通到下游管道。
现在下游能有气压上升，蒸汽要么是通过旁通阀泄漏，要么是通过减压阀流通到下游。
步骤④：排查旁通阀是否有泄漏？
方法有两种：
一是用盲板封闭旁通，彻底杜绝蒸汽通过。
二是关闭减压阀前后两个截止阀，相当于减压阀这一路管道，有三个阀在关闭状态，如果还有蒸汽泄漏，旁通阀漏的概率会更高。更换旁通阀即可。
步骤⑤：旁通阀确定无泄漏后，而减压阀后的压力表，依然快速超压。那接着要排查减压阀内部是否有冷凝水或杂质的干扰，导致减压阀不能复位至关闭状态。需往2、3级故障继续排查。
2级故障实操步骤：拧开导阀和底板排水堵头排水
从工作原理上得知，减压阀无需电力或气源，完全是通过自我调节就能控制压力。
而启动先导阀和主阀的自作用力，都是依靠蒸汽的顶推力来完成。
如果一旦阀内积存大量的水，原本流通蒸汽的空间被积水占满，就会打破内部的设计平衡，导致减压阀失去控制。
积水会引起导阀膜片和主阀膜片的破裂，应当重视。
少量积水，减压阀可以自主消化掉，但大量的积水就需要人为排出。
排出阀内的冷凝水，需切断蒸汽，确保阀门不烫手的情况下操作
如下图所示
步骤①：先把A先逆时针退松后，接着拧开B、C两处的排水堵头。
步骤②：把A顺时针旋转3圈，能快速排出阀内积水，静止5分钟后。
步骤③：把B、C排水堵头拧上，把A再一次逆时针退松到归零状态。
步骤④：排水操作完成，重新调试减压阀即可。其它厂家的减压阀，没有设计快速排水堵头时，可以拆阀进行排水，但目的都是要排出阀内的积水。
3级故障实操步骤：拆开先导阀，确认导阀组件是否有杂质卡堵
导阀是整个减压阀的核心，为了保证减压阀的高精度，导阀内部零件的配合，像头发丝那么细。
一旦有杂质卡堵，就会影响导阀阀杆不能顺畅活动，导致减压阀失去控制。
检查先导阀是否有杂质：
步骤①：松开导阀上盖的四角螺栓，如下图红圈所示。
调节部位拆卸分离后，你会看到钢珠，弹簧上垫片，调节弹簧，隔膜垫片。记住零件的摆放顺序，等会要原封不动的安装回去。
如下图
步骤②：接着你会看到导阀膜片，检查膜片是否有变形破裂。注意导阀膜片有分正反面，凸面向上，可以做好标识，重新装回时避免弄错。
若有些厂家的导阀膜片是两片，需要注意上下的顺序。
步骤③：导阀膜片取出后，可以看到六角螺母形状的导阀组件。
下图红圈所示
按动红圈中凸起的导阀阀杆，可以借助板手，把阀杆按下去能自动弹回，多按动几次，确保阀杆上下顺畅活动。
在阀杆缝的周边滴一些稀的润滑油，杂质也一并清理。
如果机修人员经验不足，无法准确判断怎样才算顺畅活动，建议接着往下操作。
步骤④：如果导阀阀杆有被杂质或锈水卡住，需要把整个六角螺母旋拧下来，阀杆从中心处取出，内部孔壁需清理或吹干净。
下图红框为先导阀分解图
导阀阀杆表面若有锈斑粘附，可用除锈剂或细目数砂纸擦拭光滑、再吹干。
最后确保阀杆从孔的正面、反面两端插入，都能顺畅的活动。检查完毕，所有零件按原装复位。
下图为旋拧下来的导阀阀杆，不同厂家的结构会有差异
做完排水，清理杂质的工作。重新按照1级故障的步骤操作，重新调试减压阀即可。
调压时注意：
取下顶盖，把顶盖倒过来作为调压工具，慢慢旋拧调压螺钉，不要使用扳手调压。
扳手容易调压过头，导致减压阀超压。如果您调试减压阀时有疑问，请直接与我联系。
若是先导活塞式结构：
除了排查先导阀外，活塞部位也需要同时排除杂质。由于活塞组件的间隙非常精密，一旦杂质卡堵，活塞无法上下活动而失去控制。
下图为先导活塞式减压阀
拆卸活塞部位：
步骤①：松开中连接盖螺栓。由于零部件较多，操作更复杂，需有经验的设备员，建议在原厂家指导下处理。
如下图
步骤②：松开螺栓分离上半部份的先导阀阀体，在此过程中，要注意不要松开连接管，从主阀体上取下活塞和活塞导套，然后从活塞上取下活塞密封环和活塞密封环弹片。
注意：拆卸活塞密封环和活塞密封环弹片时不要过度用力。
下图为活塞内部结构图
步骤③：检查活塞导套的内部，活塞密封环的外部，活塞上的小孔；检查主阀、密封垫片是否有损坏或磨损。是否有杂质卡堵等。
下图为活塞部位分解图
步骤④：检查完毕，所有零部件原装复位。重新按1级故障步骤操作，重新调试减压阀。
4级故障实操步骤：检查主阀膜片是否破裂？
为了确保减压阀的反应灵敏和精确度，主阀膜片设计都非常薄，正常寿命是3年左右，如果短时间内膜片濒繁损坏，需解决积水问题。
膜片破裂后减压阀故障表现为压力偏低（不超过1.5Barg）。
检查主阀膜片是否破裂，主阀阀杆是否有卡或严重磨损。
步骤①：松开底盖边沿的螺栓，分离底盖时需注意不要损坏到导气管。
如下图
步骤②：检查主阀膜片是否有变形或破裂，垫圈是否磨损。更换新膜片时，注意把残留垫圈清理干净，并且保证膜片放置平整，上下两片膜片不能颠倒顺序。具体厂家会提供详细更换说明。
下图为主阀膜片分解图
步骤③：检查主阀阀杆是否有粘到杂质，阻碍阀杆上下活动，若有杂质需要清理干净，保证表面光滑。阀杆是否有裂纹，严重磨损等异常。（视频中取出的是主阀阀杆）
步骤④：重新装上底盖时，由于周边螺栓较多，需要对角固定锁紧。
更换主阀膜片和检查主阀阀杆操作视频
5级故障实操步骤：检查主阀组件是否有严重磨损或被杂质卡坏？
主阀组件一般设计寿命均有5年以上。但有两种情况会缩短寿命：
情况1：
若减压阀选型偏大，阀门长期在小开度下过蒸汽，飞快的蒸汽流速会对阀瓣和阀座造成严重的冲蚀和磨损，从而导致减压阀寿命缩短。这种情况可以通过正确选型来避免
情况2：
减压阀内部进入杂质，把主阀阀瓣和阀座卡坏，凹凸不平的密封面会影响关闭贴合，从而影响超压后无法控制。这种情况可以通过布置标准减压站来避免。
值得注意的是，新焊管道一定要吹扫干净杂质后，才能取下减压阀两端保护盖，可以有效避免新阀的故障率。
下图为主阀内部结构图
在排除前4级都无法解除故障时，才建议拆卸主阀部位。
步骤①：松开中连接盖螺栓。减压阀无法卸下管道时，尽量在此部位拆阀，如果从下部拆卸，需注意零件掉落。
如下图
步骤②：检查主阀密封：主阀与阀座间的密封面和垫圈是否有损坏，是否有杂质卡堵。其它部件是否有异常。
下图为先导膜片式主阀分解图
下图为先导活塞式主阀分解图
步骤③：检查完毕，所有零部件原装复位。重新按1级故障步骤操作，重新调试减压阀。
六、减压阀无故障，且稳定运行的必要条件
如果您现场的减压阀，经常出现故障或者使用寿命短，您需要从以下5大方面去优化完善。
从故障分析表中得知，导致故障的原因，多数可以通过售前选型和合理安装来避免，从而降低运行时的突发故障，减少停机。
1、减压阀本身质量，是否可靠？
选择专业厂家、选择合适的结构、选择质量有保证的产品。减压阀尽量选用先导式减压阀，压力稳定性能要远远优胜于，直接作用式或半先导式减压阀。
2、减压阀必须一对一工况，正确选型
根据工况的减压范围和蒸汽流量选型。避免选型偏大或偏小。
减压比超过10：1需设置串联减压阀。当最大和最小流量有6倍差距时，需设置并联减压站，可有效避免关键部件磨损或震动噪音。
下图为并联减压站
3、按照标准减压站，合理配置阀门
减压阀前3米内必须安装100目滤网的过滤器，避免杂质卡堵。
建议加装汽水分离器，有效避免减压阀从前端进水。减压阀后如管道有爬升，需要在低点设置管道疏水，同时加装止回阀，防止冷凝水或杂质从后端倒流进减压阀。
此处注意：
前后两组疏水阀，由于压差不一样，排出的冷凝水需分开回收管。
标准减压站布置图
减压站的疏水阀尽量选择用浮球式结构，避免用热动力圆盘式。
若管道下降后装减压阀，阀后又有爬升管，就像“凹”字形，容易导致减压阀大量积水，必须要前后做防护。
前端必须安装汽水分离器，后端需在爬升管低点，设置集水井后，再安装疏水阀。
如下图
4、减压阀前后管道，口径大小是否合适？
减压阀正确选型后，可缩径使用。经减压后，蒸汽体积变大，为避免压损和流量的稳定性，建议合理扩大管道口径。
5、减压阀前后的安装距离，是否合理？
减压阀与后面阀门或压力表的距离至少要大于15 倍管径，尽量保证1 米以上。
尤其是减压阀与气动阀、安全阀、二级串联减压阀之间的距离，务必要保证1 米以上或至少30d的直管段。
如下图
