解析FESTO比例閥震動的原因及處理

    解析FESTO比例閥震動的原因及處理
    FESTO比例閥的振動一般分為兩種狀態，一個是調節閥的整體振動，即整個調節閥在管道或基座上頻繁顫動。另一個是調節閥閥芯的振動，這從閥桿上下頻繁的移動可看出，以下就這兩種振動原因及其處理措施分析如下
    1，FESTO比例閥閥在管道上振動原因大致如下：管道或基座劇烈振動，易引起整個調節閥振動；此外還與頻率有關，即當外部的頻率與系統的固有頻率相等或接近時受迫振動的能量達到值、產生共振。這兩種因素有時相互影響，會使振動愈振愈烈，使管道跳動，附件或元件松動，并發出噠噠的響聲，嚴重的還會造成閥桿斷裂，閥座脫落，致使系統無法工作。基于這種情況，應對引起振動的各管道和基座進行加固，這也有助于消除外來頻率的干擾。
    2，FESTO比例閥閥芯振動有時被測介質的流速急劇增加，使調節閥前后差壓急劇變化，當過閥的剛度時，閥的穩定性就變差，這也會引起整個調節閥產生嚴重振蕩。但這種振蕩不一定就是閥的開度小造成的。這種振動一般伴有刺耳的尖叫聲。調節閥的穩定性差，一旦有內部或外部不平衡力的干擾且過了調節閥的剛度時，且調節閥自己又不具備消除這種干擾的能力，便產生了振蕩。此時需要增大調節閥的剛度，如將20~100KPa的彈簧，或增加其工作的穩定性，是有一定好處的。
    FESTO比例閥安裝位置應遠離振動源，如不可避免，應采取預防措施。 這種整個調節閥振動，在還未達到共振的情況下，調節閥基本上還是能隨外給定信號而進行調節的。因為外給定信號對閥芯的相對位移，并不因整個調節閥的振動而改變或改變很小，其原因在于它們是一個整體。 調節閥兩端的截止閥猛開或猛關，會使急劇流動的波測介質產生的反射沖波，反射波沖擊調節閥芯。當這個力大于膜片對閥芯向下的壓力時，會使閥芯上移，產生振動，尤其是在小信號情況下，由于預緊力較小，更易使閥芯產生顫動。 調節閥開度太小，使調節閥前后差壓太大，使在節流口處流速增大，壓力迅速減小。若此時壓力下降到液體在該溫度下的飽和蒸氣壓時，可使液體產生氣化，形成閃蒸，生成氣泡、氣泡破裂時形成的壓力和沖擊波，產生氣錘，這個壓力一般可達幾十兆帕。氣錘沖擊閥芯，使閥芯形成蜂窩壯麻面并使閥芯振動。 一般閥芯振動原因大致如下：調節器輸出信號不穩定。快速的忽高忽低的變化，此時如閥門定位器靈敏度太高，則調節器輸出微小的變化或飄移，就會立即轉換成定位器輸出信號很大。致使閥振蕩。
    FESTO比例閥的磨擦力太小，如調節閥的填料裝得太少，或壓蓋沒擰緊，外界輸入信號有微小的變化或飄移，會立即傳遞給閥芯，使閥芯振動，并發出咯咯的響聲。相反，如調節閥的磨擦力太大，如填料裝得太多，壓蓋又擰得太緊，或填料函老化，干涸，則在小信號時動作不了，信號大時一經動作又產生又產生過頭的現象，會使調節閥產生遲滯性振蕩，振動曲線近似呈方形波。遇到這種情況，應當減小調節閥相應部分的阻尼來解決，如更換填料等。氣源波動使定位器輸出波動，或定位器活動部分銹蝕，不靈活，使輸入和輸出信號不對應，產生跳振蕩。此時應開啟氣源減壓閥的清洗定位器，并向活動部分涂上潤滑油，以消除磨擦力。 由于調節閥本身的不平衡力作用的結果，使調節閥芯經常產生振蕩。零點彈簧頂緊力太小，抵抗外界干擾的能力就小，在外界信號小的情況下，易使閥芯產生振動。 綜上所述，根據實踐經驗筆者診斷，在一般情況下，閥芯的振蕩對被測介質的影響總是大于整個調節閥振動對被測介質影響的，并且閥芯振蕩原因及預防措施總要比整個調節閥振蕩原因及預防措施復雜。實踐中又可以看出，這兩種振動的原因也不可能分得那么清，有時也是混雜交織在一起的
    調節閥的振動與噪聲根據其誘發因素不同，大致可分為機械振動、氣蝕振動和流體動力學振動等原因。
    1 機械振動
    FESTO比例閥機械振動根據其表現形式可以分為兩種狀態。一種狀態是調節閥的整體振動，即整個調節閥在管道或基座上頻繁顫動，其原因是由于管道或基座劇烈振動，引起整個調節閥振動。此外還與頻率有關，即當外部的頻率與系統的固有頻率相等或接近時受迫振動的能量達到、產生共振。另一種狀態是調節閥閥瓣的振動，其原因主要是由于介質流速的急劇增加，使調節閥前后差壓急劇變化，引起整個調節閥產生嚴重振蕩。
    2 氣蝕振動
    FESTO比例閥蝕振動大多發生在液態介質的調節閥內。氣蝕產生的根本原因在于調節閥內流體縮流加速和靜壓下降引起液體汽化。調節閥開度越小，其前后的壓差越大，流體加速并產生氣蝕的可能性就越大，與之對應的阻塞流壓降也就越小。
    3 流體動力學振動
    FESTO比例閥介質在閥內的節流過程也是其受摩擦、受阻力和擾動的過程。湍流體通過不良繞流體的調節閥時形成旋渦，旋渦會隨著流體的繼續流動的尾流而脫落。這種旋渦脫落頻率的形成及影響因素十分復雜，并有很大的隨機性，定量計算十分困難，而客觀卻存在一個主導脫落頻率。當這一主導脫落頻率（亦包括高次諧波）在與調節閥及其附屬裝置的結構頻率接近或一致時，發生了共振，調節閥就產生了振動，并伴隨著噪聲。振動的強弱隨主導脫落頻率的強弱和高次諧波波動方向一致性的程度而定。
    根據所配電氣閥門定位器的不同，又分為：機械式和智能型氣動調節閥。智能型比機械式的控制精度要一些。
    根據介質的不同，閥體材質也相應地有不同的選擇，常用的碳鋼，有腐蝕性的選擇不銹鋼304或者316、316L等材質，也可以選擇襯氟調節閥。
    另有幾類比較特殊的氣動調節閥：低溫調節閥、高溫調節閥、高壓調節閥、小流量調節閥等等。
    FESTO比例閥用于壓差比較小的工況，一旦壓差比較大，就可以選擇套筒調節閥或者雙座調節閥，因為雙座調節閥泄露量比較大，所以如果要求泄漏量比較小，就不適合選擇雙座調節閥了。
    FESTO比例閥用于將兩股流體合為一股或者將一路流體分為兩路。對于壓差特別大，容易產生汽蝕或閃蒸的場合，則可以選擇多級籠式調節閥，將高壓流體分級降壓，達到穩定控制之目的。
    FESTO比例閥適用于含有顆粒雜物的介質，如紙漿等，因其閥內件有剪切左右，它的流量特性是近似等百分比的，而且可調比遠遠大于一般的單座、套筒調節閥，所以，使用范圍有越來越大之趨勢。