气动调节阀振动原因及其处理
邱宣振 缪煜新
上海医药设计院 上海200240
关键词：气动调节阀 振动分析 处理
调节阀是自控系统的手足，对调节系统稳定地运行起着关键作用，为使调节系统在最佳状态下运行，贵刊于1997年第1期载有笔者“气动调节阀故障分析”一文，现就调节阀振动原因及其处理分析如下，望起到有益的作用。
笔者认为，调节阀的振动一般分为两种状态，一个是调节阀的整体振动，即整个调节阀在管道或基座上频繁颤动。另一个是调节阀阀芯的振动，这从阀杆上下频繁的移动可看出，以下就这两种振动原因及其处理措施分析如下。
1 调节阀整体振动
整个调节阀在管道上振动原因大致如下：管道或基座剧烈振动，易引起整个调节阀振动；此外还与频率有关，即当外部的频率与系统的固有频率相等或接近时受迫振动的能量达到最大值、产生共振。这两种因素有时相互影响，会使振动愈振愈烈，使管道跳动，附件或元件松动，并发出哒哒的响声，严重的还会造成阀杆断裂，阀座脱落，致使系统无法工作。基于这种情况，应对引起振动的各管道和基座进行加固，这也有助于消除外来频率的干扰。
2 阀芯振动
有时被测介质的流速急剧增加，使调节阀前后差压急剧变化，当超过阀的刚度时，阀的稳定性就变差，这也会引起整个调节阀产生严重振荡。但这种振荡不一定就是阀的开度小造成的。这种振动一般伴有刺耳的尖叫声。调节阀的稳定性差，一旦有内部或外部不平衡力的干扰且超过了调节阀的刚度时，且调节阀自己又不具备消除这种干扰的能力，便产生了振荡。此时需要增大调节阀的刚度，如将20~100KPa的弹簧，或增加其工作的稳定性，是有一定好处的。
调节阀安装位置应远离振动源，如不可避免，应采取预防措施。
这种整个调节阀振动，在还未达到共振的情况下，调节阀基本上还是能随外给定信号而进行调节的。因为外给定信号对阀芯的相对位移，并不因整个调节阀的振动而改变或改变很小，其原因在于它们是一个整体。
调节阀两端的截止阀猛开或猛关，会使急剧流动的波测介质产生强烈的反射冲波，反射波冲击调节阀芯。当这个力大于膜片对阀芯向下的压力时，会使阀芯上移，产生振动，尤其是在小信号情况下，由于预紧力较小，更易使阀芯产生颤动。
调节阀开度太小，使调节阀前后差压太大，至使在节流口处流速增大，压力迅速减小。若此时压力下降到液体在该温度下的饱和蒸气压时，可使液体产生气化，形成闪蒸，生成气泡、气泡破裂时形成强大的压力和冲击波，产生气锤，这个压力一般可达几十兆帕。气锤冲击阀芯，使阀芯形成蜂窝壮麻面并使阀芯振动。
一般阀芯振动原因大致如下：调节器输出信号不稳定。快速的忽高忽低的变化，此时如阀门定位器灵敏度太高，则调节器输出微小的变化或飘移，就会立即转换成定位器输出信号很大。致使阀振荡。调节阀的磨擦力太小，如调节阀的填料装得太少，或压盖没拧紧，外界输入信号有微小的变化或飘移，会立即传递给阀芯，使阀芯振动，并发出咯咯的响声。相反，如调节阀的磨擦力太大，如填料装得太多，压盖又拧得太紧，或填料函老化，干涸，则在小信号时动作不了，信号大时一经动作又产生又产生过头的现象，会使调节阀产生迟滞性振荡，振动曲线近似呈方形波。遇到这种情况，应当减小调节阀相应部分的阻尼来解决，如更换填料等。气源波动使定位器输出波动，或定位器活动部分锈蚀，不灵活，使输入和输出信号不对应，产生跳跃式振荡。此时应开启气源减压阀的清洗定位器，并向活动部分涂上润滑油，以消除磨擦力。
由于调节阀本身的不平衡力作用的结果，使调节阀芯经常产生振荡。零点弹簧顶紧力太小，抵抗外界干扰的能力就小，在外界信号小的情况下，易使阀芯产生振动。
综上所述，根据实践经验笔者诊断，在一般情况下，阀芯的振荡对被测介质的影响总是大于整个调节阀振动对被测介质影响的，并且阀芯振荡原因及预防措施总要比整个调节阀振荡原因及预防措施复杂。实践中又可以看出，这两种振动的原因也不可能分得那么清，有时也是混杂交织在一起的。