20251117多欽儀表課堂：現(xiàn)場測量四種儀表常見故障以及預判解決方案

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多欽儀表課堂開課啦。

20251117多欽儀表課堂：現(xiàn)場測量四種儀表常見故障以及預判解決方案

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現(xiàn)場測量儀表，一般分為四類。

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一 溫度儀表系統(tǒng)常見故障分析

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（1）溫度突然增大：此故障多為熱電阻（熱電偶）斷路、接線端子松動、（補償）導線斷、溫度失靈等原因引起，這時需要了解該溫度所處的位置及接線布局，用萬用表的電阻（毫伏）檔在不同的位置分別測量幾組數(shù)據(jù)就能很快找出原因。

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（2）溫度突然減小：此故障多為熱電偶或熱電阻短路、導線短路及溫度失靈引起。要從接線口、導線拐彎處等容易出故障的薄弱點入手，一一排查。現(xiàn)場溫度升高，而總控指示不變，多為測量元件處有沸點較低的液體（水）所致。

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（3）溫度出現(xiàn)大幅度波動或快速震蕩：此時應主要檢查工藝操作情況（參與調節(jié)的檢查調節(jié)系統(tǒng)）。

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二 壓力儀表系統(tǒng)常見故障及分析

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（1）壓力突然變小、變大或指示曲線無變化：此時應檢查變送器引壓系統(tǒng)，檢查根部閥是否堵塞、引壓管是否暢通、引壓管內部是否有異常介質、排污絲堵及排污閥是否泄漏等。冬季介質凍也是常見現(xiàn)象。變送器本身故障可能性很小。

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（2）壓力波動大：這種情況首先要與工藝人員結合，一般是由操作不當造成的。參與調節(jié)的參數(shù)要主要檢查調節(jié)系統(tǒng)。

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三 流量儀表系統(tǒng)常見故障及分析

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（1）流量指示值最小：一般由以下原因造成：檢測元件損壞（零點太低。；顯示有問題；線路短路或斷路；正壓室堵或漏；系統(tǒng)壓力低；參與調節(jié)的參數(shù)還要檢查調節(jié)器、調節(jié)閥及電磁閥。

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（2）流量指示：主要原因是負壓室引壓系統(tǒng)堵或漏。變送器需要調校的可能不大。

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（3）流量波動大：流量參數(shù)不參與調節(jié)的，一般為工藝原因；參與調節(jié)的，可檢查調節(jié)器的PID參數(shù)；帶隔離罐的參數(shù)，檢查引壓管內是否有氣泡，正負壓引壓管內液體是否一樣高。

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四 液位儀表系統(tǒng)常見故障及分析

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（1）液位突然變大：主要檢查變送器負壓室引壓系統(tǒng)是否堵、泄漏、集氣、缺液等。灌液的具體方法是：按照停表順序先停表；關閉正負壓根部閥；打開正負壓排污閥泄壓；打開雙室平衡容器灌液絲堵；打開正負壓室排污絲堵；此時液位指示。關閉排污閥；關閉正負壓室排污絲堵；用相同介質緩慢灌入雙室平衡容器中，此時微開排污絲堵排氣；直至灌滿為止，此時打開正壓室絲堵，變送器指示應回零位。然后按照投表順序投用變送器。

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（2）液位突然變小：主要檢查正壓室引壓系統(tǒng)是否堵、漏、集氣、缺液、平衡閥是否關死等。檢查引壓系統(tǒng)是否暢通的具體方法是停變送器，開排污閥，檢查排污情況(不能外泄的介質除外)。

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（3）總控室指示與現(xiàn)場液位不相符：首先判斷是不是現(xiàn)場液位計故障，此時可以人為增大或降低液位，根據(jù)現(xiàn)場和總控指示情況具體分析問題原因（現(xiàn)場液位計根部閥關閉、堵塞、外漏易引起現(xiàn)場指示不準）。可以通過檢查零點、量程、灌液來恢復液位正常。如果仍不正常，可通知工藝人員現(xiàn)場監(jiān)護拆回變送器打壓調校。

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（4）液位波動頻繁：首先和工藝人員結合檢查進料、出料情況，確定工藝狀況正常后，可通過調整PID參數(shù)來穩(wěn)定。具體方法是：調節(jié)閥投手動狀態(tài)，先調整設定值與測量值一致，使液位波動平穩(wěn)下來，再慢慢調整調節(jié)閥開度，使液位緩慢上升或下降，達到工藝要求，再調整設定值與測量值一致，待參數(shù)穩(wěn)定后調節(jié)閥投自動。

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總之，一旦發(fā)現(xiàn)儀表參數(shù)有些異常，首先與工藝人員結合，從工藝操作系統(tǒng)和現(xiàn)場儀表系統(tǒng)兩方面入手，綜合考慮，認真分析，特別要考慮被測參數(shù)和控制閥之間的關聯(lián)，將故障分步分段判定，也就很容易找出問題所在，對癥下藥解決問題。

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二、現(xiàn)場控制儀表主要是閥類

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閥類安作用和用途可分為以下幾種

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1、排氣閥：排除管道中多余的氣體,提高管道使用效率及降低能耗。

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2、分流閥：分配、分離或混合管道中的介質。

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3、安全閥：防止管道或裝置中的介質壓力超過規(guī)定數(shù)值，從而達到安全保護的目的。

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4、止回閥：防止管道中介質倒流。

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5、截斷閥：接通或截斷管道中的介質流通。

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6、調節(jié)閥：調節(jié)介質的壓力、流量等參數(shù)。

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現(xiàn)在主要介紹一下自立式調節(jié)閥和氣動調節(jié)閥。

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一 自力式壓力調節(jié)閥

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1、自力式壓力調節(jié)閥工作原理（閥后壓力控制）

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工作介質的閥前壓力P1經(jīng)過閥芯、閥座后的節(jié)流后，變?yōu)殚y后壓力P2。P2經(jīng)過控制管線輸入到執(zhí)行器的下膜室內作用在頂盤上，產(chǎn)生的作用力與彈簧的反作用力相平衡，決定了閥芯、閥座的相對位置，控制閥后壓力。當閥后壓力P2增加時，P2作用在頂盤上的作用力也隨之增加。此時，頂盤的作用力大于彈簧的反作用力，使閥芯關向閥座的位置，直到頂盤的作用力與彈簧的反作用力相平衡為止。這時，閥芯與閥座的流通面積減少，流阻變大，從而使P2降為設定值。同理，當閥后壓力P2降低時，作用方向與上述相反，這就是自力式（閥后）壓力調節(jié)閥的工作原理。

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2、自力式壓力調節(jié)閥工作原理（閥前壓力控制）

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工作介質的閥前壓力P1經(jīng)過閥芯、閥座后的節(jié)流后，變?yōu)殚y后壓力P2。同時P1經(jīng)過控制管線輸入到執(zhí)行器的上膜室內作用在頂盤上，產(chǎn)生的作用力與彈簧的反作用力相平衡，決定了閥芯、閥座的相對位置，控制閥前壓力。當閥前壓力P1增加時，P1作用在頂盤上的作用力也隨之增加。此時，頂盤的作用力大于彈簧的反作用力，使閥芯向離開閥座的方向移動，直到頂盤的作用力與彈簧的反作用力相平衡為止。這時，閥芯與閥座的流通面積減大，流阻變小，從而使P1降為設定值。同理，當閥前壓力P1降低時，作用方向與上述相反，這就是自力式（閥前）壓力調節(jié)閥的工作原理。

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3、自力式流量調節(jié)閥工作原理

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被控介質輸入閥后，閥前壓力P1通過控制管線輸入下膜室，經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流后的壓力Ps輸入上膜室，P1與Ps的差即△Ps=P1-Ps 稱為有效壓力。P1作用在膜片上產(chǎn)生的推力與Ps作用在膜片上產(chǎn)生的推力差與彈簧反力相平衡確定了閥芯與閥座的相對位置，從而確定了流經(jīng)閥的流量。當流經(jīng)閥的流量增加時，即△Ps增加，結果P1、Ps分別作用在下、上膜室，使閥芯向閥座方向移動，從而改變了閥芯與閥座之間的流通面積，使Ps增加，增加后的Ps作用在膜片上的推力加上彈簧反力與P1作用在膜片上的推力在新的位置產(chǎn)生平衡達到控制流量的目的。反之，同理。

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二 氣動調節(jié)閥

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氣動調節(jié)閥就是以壓縮空氣為動力源，以氣缸為執(zhí)行器，并借助于電氣閥門定位器、轉換器、電磁閥、限位閥等附件去驅動閥門，實現(xiàn)開關量或比例式調節(jié)，接收工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的控制信號來完成調節(jié)管道介質的：流量、壓力、溫度及液位等各種工藝參數(shù)。

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1、氣動調節(jié)閥的分類

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氣動調節(jié)閥動作分氣開型和氣關型兩種。氣開型（Air to Open） 是當膜頭上空氣壓力增加時，閥門向增加開度方向動作，當達到輸入氣壓上，閥門處于全開狀態(tài)。反過來，當空氣壓力減小時，閥門向關閉方向動作，在沒有輸入空氣時，閥門全閉。故有時氣開型閥門又稱故障關閉型（Fail to Close FC）。氣關型（Air to Close）動作方向正好與氣開型相反。當空氣壓力增加時，閥門向關閉方向動作；空氣壓力減小或沒有時，閥門向開啟方向或全開為止。故有時又稱為故障開啟型（Fail to Open FO）。氣動調節(jié)閥的氣開或氣關，通常是通過執(zhí)行機構的正反作用和閥態(tài)結構的不同組裝方式實現(xiàn)。

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2、常見的幾個專業(yè)術語

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調節(jié)閥有執(zhí)行機構和閥體部件兩部分組成。調節(jié)閥一般采用氣動薄膜執(zhí)行機構，其作用方式有正，反兩種。信號壓力增大時，推干下移的為正作用執(zhí)行機構，信號壓力增大時，推干上移的為反作用執(zhí)行機構。閥體部件分為正，反裝兩種。閥桿下移時，閥芯與閥座流通面積減少的為正裝式，反之為反裝式。調節(jié)閥的作用方式分為氣開和氣關兩種，氣開、氣關是由執(zhí)行機構的正、反作用和閥體部件的正反裝組合而成。

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儀表常出現(xiàn)的故障以及分析

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而調節(jié)閥的氣開還是氣關是多方面綜合考慮的首先是以工藝安全為主考慮，在確定了氣關還是氣開后，再確定執(zhí)行機構的作用，最后再確定閥體的正反裝組合方式正如上所述。

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正作用執(zhí)行機構是指當膜片上氣體壓力的增加時,執(zhí)行機構推桿朝向閥體運動；反作用執(zhí)行機構是指當膜片上氣體壓力增加時,執(zhí)行機構推桿遠離閥體運動；和氣開(air to open),氣閉(air to close)型閥門是不同的兩個概念。正作用執(zhí)行機構和正裝（反裝）的閥門得到氣關（氣開）；反之，反作用執(zhí)行機構和反裝（正裝）的閥門可以得到氣關（氣開）。

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定位器的正反作用與你所選購的調節(jié)閥的氣開和氣關是對應的。也就是說為了實現(xiàn)整個閥自身的負反饋而設置的。調節(jié)器的正反作用是用來對整個控制回路的負反饋而設置的，當調節(jié)器投自動的時候，才能具體體現(xiàn)出調節(jié)器正反作用的作用。

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閥門定位器的正反作用是根據(jù)調節(jié)閥的氣開氣關確定的，調節(jié)器的正反作用是根據(jù)控制回路各環(huán)節(jié)的特性確定的，要保證控制回路滿足控制要求。例如實現(xiàn)負反饋控制，在自動控制系統(tǒng)中，被調參數(shù)由于受到干擾的影響，常常偏離設定值，即被調參數(shù)產(chǎn)生了偏差：

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儀表常出現(xiàn)的故障以及分析

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對于調節(jié)器來說，按照統(tǒng)一的規(guī)定，如果測量值增加，調節(jié)器輸出增加，調節(jié)器放大系數(shù)Kc為負，則該調節(jié)器稱為正作用調節(jié)器；測量值增加，調節(jié)器輸出減小，Kc為正則該調節(jié)器稱為反作用調節(jié)器。

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3、氣動調節(jié)閥的選擇

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任何一個控制系統(tǒng)在投運前，必須正確選擇調節(jié)器的正反作用，使控制作用的方向正確，否則，在閉合回路中進行的不是負反饋而是正反饋，它將不斷增大偏差，最終必將把被控變量引導到或的極限值上。

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在一個單回路控制系統(tǒng)中，只要調節(jié)器的放大系數(shù)Kc、調節(jié)閥的放大系數(shù)Kv、被控對象的放大系數(shù)Ko的乘積為正，就能實現(xiàn)負反饋控制。調節(jié)器、調節(jié)閥和對象放大系數(shù)正負號規(guī)定如下：

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（1） 調節(jié)器放大系數(shù)的正負號；對于調節(jié)器來說，按照統(tǒng)一的規(guī)定，測量值增加，輸出增加，調節(jié)器放大系數(shù)Kc為負，稱之為正作用。測量值增加，輸出減小，Kc為正，稱之為反作用。

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（2）調節(jié)閥的放大系數(shù)的正負號；調節(jié)閥的放大系數(shù)Kv定義為氣開閥Kv為正，氣關閥Kv為負。

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（3） 對象放大系數(shù)的正負號；對象的放大系數(shù)Ko定義為：如操縱變量增加，被控變量也增加，Ko為正；操縱變量增加，被控變量減少，Ko為負。由此可知，單回路控制系統(tǒng)調節(jié)器正反作用的確定方法如下：首先確定對象放大系數(shù)Ko的正負號，然后根據(jù)調節(jié)閥選型為氣開或氣關確定調節(jié)閥放大系數(shù)Kv的正負號，最終由Kc、Kv、Ko乘積應為正，即可確定調節(jié)器的作用方式。

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總之，氣開氣關的選擇是根據(jù)工藝生產(chǎn)的安全角度出發(fā)來考慮。當氣源切斷時，調節(jié)閥是處于關閉位置安全還是開啟位置安全？舉例來說，一個加熱爐的燃燒控制，調節(jié)閥安裝在燃料氣管道上，根據(jù)爐膛的溫度或被加熱物料在加熱爐出口的溫度來控制燃料的供應。這時，宜選用氣開閥更安全些，因為一旦氣源停止供給，閥門處于關閉比閥門處于全開更合適。如果氣源中斷，燃料閥全開，會使加熱過量發(fā)生危險。又如一個用冷卻水冷卻的的換熱設備，熱物料在換熱器內與冷卻水進行熱交換被冷卻，調節(jié)閥安裝在冷卻水管上，用換熱后的物料溫度來控制冷卻水量，在氣源中斷時，調節(jié)閥應處于開啟位置更安全些，宜選用氣關式（即FO）調節(jié)閥。

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4、氣動調節(jié)閥的維修

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氣動調節(jié)閥對保證工藝裝置的正常運行和安全生產(chǎn)有著十分重要的意義。因此加強氣動調節(jié)閥的維修是必要的。

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A、檢修時的重點檢查部位

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a.檢查閥體內壁：在高壓差和有腐蝕性介質的場合，閥體內壁、隔膜閥的隔膜經(jīng)常受到介質的沖擊和腐蝕，必須重點檢查耐壓耐腐情況；

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b.檢查閥座：因工作時介質滲入，固定閥座用的螺紋內表面易受腐蝕而使閥座松弛；

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c.檢查閥芯：閥芯是調節(jié)閥的可動部件之一，受介質的沖蝕較為嚴重，檢修時要認真檢查閥芯各部是否被腐蝕、磨損，特別是在高壓差的情況下，閥芯的磨損因空化引起的汽蝕現(xiàn)象更為嚴重。損壞嚴重的閥芯應予更換；檢查密封填料。

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B、氣動調節(jié)閥的日常維護

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當調節(jié)閥采用石墨一石棉為填料時，大約三個月應在填料上添加一次潤滑油，以保證調節(jié)閥靈活好用。如發(fā)現(xiàn)填料壓帽壓得很低，則應補充填料，如發(fā)現(xiàn)聚四氟乙燥填料硬化，則應及時更換；應在巡回檢查中注意調節(jié)閥的運行情況，檢查閥位指示器和調節(jié)器輸出是否吻合；對有定位器的調節(jié)閥要經(jīng)常檢查氣源，發(fā)現(xiàn)問題及時處理；應經(jīng)常保持調節(jié)閥的衛(wèi)生以及各部件完整好用。

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三 常見故障及產(chǎn)生的原因題

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（一）調節(jié)閥不動作的故障及原因

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1．無信號、無氣源。

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原 因：

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①氣源未開；

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②氣源臟，導致氣源管堵塞或過濾器、減壓閥堵塞（特別注意冬天氣源帶水結冰）；

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③壓縮機故障使氣源壓力低；

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④氣源總管泄漏。

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2．有氣源，無信號。

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原 因：

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①調節(jié)器故障，②氣源管泄漏；③閥門定位器漏氣；④調節(jié)閥膜片損壞。

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3．定位器無氣源。

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原 因：

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①過濾器堵塞；②減壓閥故障；③管道泄漏或堵塞。

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4．定位器有氣源無輸出。

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原 因：

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①定位器的節(jié)流孔堵塞；②放大器失靈；③噴嘴堵。

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5．有信號、無動作。

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原 因：

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①閥芯脫落，②閥芯卡死；③閥桿彎曲；④執(zhí)行機構彈簧斷。

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（二）調節(jié)閥的動作不穩(wěn)定的故障及原因

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1．氣源壓力不穩(wěn)定。

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原 因:

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①氣源總管泄漏；②減壓閥故障。

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2．信號壓力不穩(wěn)定。

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原 因:

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①控制系統(tǒng)的時間常數(shù)（T＝RC）不適當；②調節(jié)器輸出不穩(wěn)定。

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3．氣源壓力穩(wěn)定，信號壓力也穩(wěn)定，但調節(jié)閥的動作仍不穩(wěn)定。

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原 因:

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①定位器中放大器的球閥受臟物磨損關不嚴，耗氣量特別增大時會產(chǎn)生輸出震蕩；

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②定位器中放大器的噴咀擋板不平行，擋板蓋不住噴咀；

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③輸出管、線漏氣；④執(zhí)行機構剛性太小。

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（三）調節(jié)閥振動的故障及原因

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1．調節(jié)閥在任何開度下都振動。

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原 因:

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①支撐不穩(wěn)；②附近有振動源；③閥芯與襯套磨損嚴重。

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2．調節(jié)閥在接近全閉位置時振動。

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原 因：

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①調節(jié)閥選大了，常在小開度下使用；②單座閥介質流向與關閉方向相反。

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（四）調節(jié)閥的動作遲鈍的故障及原因

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1．閥桿僅在單方向動作時遲鈍。

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原 因：

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①氣動薄膜執(zhí)行機構中膜片泄漏；②執(zhí)行機構中“O”型密封泄漏。

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2．閥桿在往復動作時均有遲鈍現(xiàn)象。

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原 因:

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①閥體內有粘物堵塞；②填料有問題，壓得太緊或需要更換。

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（五）調節(jié)閥已關到位但泄漏量大的故障及原因

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1．閥全關時泄漏量大。

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原 因:

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①閥芯被磨損，內漏嚴重，②閥未調好關不嚴。

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2．閥達不到全閉位置。

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原 因:

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①介質壓差太大，執(zhí)行機構剛性小，閥關不嚴；②閥內有異物；③襯套燒結。

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（六）流量可調范圍變小

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主要原因是閥芯被腐蝕變小，從而使可調的最小流量變大。

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多欽儀表技術服務團隊專注于流量計近20年，特別推薦： 渦街流量計、電磁流量計、蒸汽流量計、氣體流量計、橢圓齒輪流量計、金屬管浮子流量計、超聲波流量計等多種流量計的計量服務，特別是流量GPRS手機端、PC端數(shù)據(jù)在線監(jiān)控等多方面技術服務。

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