電磁閥介紹
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電磁閥為現場儀器儀表控制的重要元件，被廣泛用于石油、化工、電力、供水等重要行業。電磁閥的現場使用維護往往直接影響到整個系統或裝置的正常運行，根據我們長期安裝使用和運行維護過程中的觀察分析，雖然導致其故障發生原因是多種多樣的，但可以通過對各類主要故障現象進行歸納總結，將有利于產品在現場安裝、使用和維護過程中嚴格地按照規范操作，盡量避免故障的頻繁發生。
2．電磁閥的主要型式及其常見故障
電磁閥主要有兩部分組成：線圈(電控部分)和閥體(機械部分)，即線圈在電的控制下，通過產生的磁場來控制動鐵心(閥芯)運動，從而控制閥的開啟與關閉。電磁閥是閥門的一種，是實現自動化控制的重要儀表元件，被廣泛應用于各行業的液路和氣路控制上。
2位2通電磁閥(2／2)——有一個進口和一個出口，用來開啟或關閉管道內流體介質的，有常開型(NO)、常閉型(NC)兩種工作狀態。常開型電磁閥斷電時閥開啟，當線圈通電時閥關閉。常閉型電磁閥斷電時閥關閉，當線圈得電時閥開啟。
2位3通電磁閥(3／2)——有三個管接口，一個進口，一個出口，一個排口。這類閥有常閉、常開或通用結構(可常閉或常開)三種工作狀態。三通閥通常用來驅動一個單作用缸，作大型控制閥的先導閥。
2位4通和2，3位5通電磁閥(4，5／2，5／3)——通常有四個或五個管接口，一個用于壓力口(進口)，一個排出口(四通)或兩個排出口(五通)，剩下的兩個口聯接到雙作用缸的兩個口上，控制缸的換向作用，因此沒有常開、常閉之分。四通和五通電磁閥常被用作大型控制閥的先導閥。
電磁閥又可分為直動式操作結構和先導式操作結構，先導式操作結構有內置式先導和外置式先導兩種。直動式操作結構電磁閥的控制完全由線圈產生的磁力帶動閥芯來開啟或關閉閥門；先導式操作結構還要依靠其他輔助力才能使電磁閥動作，依賴電磁閥內部壓差來輔助控制的為內置式先導，若需外接壓力來輔助開啟或關閉閥門的則為外置式先導結構電磁閥。
上述電磁閥的分類和不同結構，所發生故障的原因也不盡相同，常見的電磁閥故障現象主要有以下三種：a)不動作；b)泄漏；c)噪音。
本文根據長期以來的現場安裝、使用和環境因素影響的了解和分析，以及電磁閥故障的檢測、維修，對造成上述幾種故障現象主要原因進行綜合分析。
3．常見故障分析
3．1 導致電磁閥不動作的故障原因
導致電磁閥不動作故障的主要原因包括：
(1)無電壓，即電磁閥沒有供電或接線不正確，在現場需要檢測接線是否正確。
(2)壓降過大，現場檢測電壓衰減情況。通常電磁閥的電壓波動范圍在+10％～一15％之間，不同電磁閥的要求可能有所差異。
(3)電壓不正確，根據現場電磁閥的具體電壓配置電源，或者電磁閥選型時一定要與現場提供的電源一致的電磁閥。
(4)線圈燒毀，常表現為線圈電阻值為零(短路)或無窮大(斷路)(但本安型線圈除外)，也可通電測試電磁閥是否有吸合聲來確認。
根據線圈加工、制造和所用的漆包線不同，線圈所能承受的溫度絕緣等級也不同。導致線圈燒毀的最終原因是溫度過高，也可以說是產生的熱量過多，而散熱條件差，引起線圈溫度持續升高超過了其能承受的最高極限，從而使得線圈短路或斷路。
熱量計算：
Q=Pt=UIt=U2t/R=I2Rt(1)
式中：Q——電磁閥通電后產生的熱量，J；
P——電磁閥功率，w；
U——電磁閥電壓，V；
I——電路的電流，A；
t——通電時間，s；
R——線圈電阻，Ω。
此處需要說明的是，由于電磁閥所能夠承受的最高溫度是一定的，所以線圈一旦制成，其電阻也即隨之確定。
表1表示了線圈的最大耐溫。F級線圈的最大耐溫為155℃，當線圈功率為10.1瓦時，通電后的溫升約為40℃：，若現場環境溫度50℃，那么最終線圈的溫度則為兩者之和，約為90℃：，其冗余量還剩65℃。
同時，還應當注意線圈散熱的情況，如果線圈散熱條件差，導致通電產生的熱量不能及時散發出去，會使得溫度持續升高。比如線圈沒有斷電就把線圈從閥體上取下來，便打破散熱的條件，就很容易造成線圈燒毀
另外，電磁閥的IP等級與使用現場條件不匹配，或者線圈進水也很容易造成線圈通電時燒毀。如室外露天場合，產品應滿足IP65以上。
現場條件所造成的參見故障主要包括：
(1)進口壓力太小，不滿足電磁閥的最小操作壓差要求(對于內置先導式操作結構)。
(2)流量太小，尤其是大口徑或大流量電磁閥，特別是靠壓差控制的內置先導操作電磁閥，閥前后不允許安裝截流元件，如：速度或流量測試儀表，直角彎頭、擴徑、縮徑等變徑也會造成流量損耗(注：流量與壓力和通徑成正比)。
(3)各種雜質的存在可能卡死閥芯或堵塞通路。由于電磁閥內部結構存在先導孔、泄壓孔等微小支路，要求介質不能含有雜質。雜質是造成電磁閥故障的重要原因，通過電磁閥的介質必須要經過過濾，對于氣體介質，電磁閥前需加裝過濾減壓閥；對于液體介質，比須加裝管道過濾裝置。通常電磁閥對介質的要求為雜質顆粒直徑不允許超過25微米，不同結構電磁閥要求可能更嚴格，可參閱具體電磁閥使用維護說明書。另外，對于電磁閥的排氣口，一定要加裝防塵帽或消聲器，避免外部雜質從排氣口進入電磁閥。
(4)零件銹蝕和缺損也會導致故障的發生。線圈銹蝕可能引起通電時線圈燒毀；閥體進水銹蝕也會導致電磁閥不動作。零件變形或損壞可導致閥體卡死不動作；在解體電磁閥時要注意零件不能丟失，重新裝配時要按照原樣或參照隨閥所附的安裝維護說明書操作。
(5)現場電磁閥安裝、操作不正確或不到位。如：帶自鎖功能的手動操作旋鈕一旦鎖住，給線圈通電時電磁閥是不動作的。
3．2 電磁閥泄漏的原因
如圖5所示，雜質造成內部零件密封劃傷、破損或雜質卡在密封面上是導致泄漏的主要原因。
如圖6所示，對于螺紋連接的接頭或配管，安裝不符合規范。常用的螺紋有G、E、NPT三種管螺紋，G螺紋為55°非密封性管螺紋，E螺紋為55°密封性管螺紋，NPT螺紋為60°密封性管螺紋。通?，F場接螺紋是都要在螺紋處纏密封帶或涂有密封用的膠，尤其是G螺紋，否則會因密封不嚴而泄露。在纏密封帶或涂密封膠時，規范操作應該從螺紋端頭留有2個牙不要纏密封帶或涂密封膠，否則內外牙鉸接時多余的將被吹到閥腔內成為雜質。
對于先導式操作結構電磁閥的參見故障主要原因分析如下：
(1)壓力不滿足操作壓差要求，導致密封不嚴而泄漏。
(2)流量太小，不能在瞬間將閥桿或活塞推到位，特別是316系列和344系列電磁閥等靠壓差控制的內置先導操作的大流量電磁閥。
(3)電磁閥進出口方向裝反。電磁閥是有流向要求的，進口接管和出口接管不能接錯，可參照電磁閥樣本資料上的簡化符號。如圖7所示，該簡化符號表示：兩位兩通、常閉型、直動式操作結構電磁閥，1口為進口 2口為 出口，線圈斷電時彈簧復位，電磁閥截止。
(4)對于3，4，5通先導式操作、壓差結構電磁閥，出氣口必須連接氣缸或用絲堵住，形成閉合回路。
(5)安裝時丟失零件。
(6)現場電磁閥安裝不正確或不到位，現場安裝時應特別注意其定位裝置。
3．3 電磁閥通電后產生噪音的原因
噪音是零件間摩擦或振動造成的，同時伴隨產生熱量，若該熱量傳遞到線圈上將導致線圈因溫升過高而燒毀，這也是造成線圈燒毀的主要原因之一。以下幾種可能會導致電磁閥通電后產生噪音：
(1)雜質粘在動鐵芯和靜鐵芯的接觸面，使得閥芯通電吸合不到位或者不能緊緊與靜鐵芯接觸。
(2)現場通電電壓與電磁閥線圈電壓不吻合。
(3)對于先導式操作結構電磁閥，介質壓力不滿足最小操作壓差要求或不穩定。
(4)零件變形、松動或沒有裝配到位。
(5)電磁閥的內部零件損壞。
4．結論
綜上所述，雖然導致電磁閥現場故障的原因是多種多樣的，但根據我們長期安裝使用和運行維護過程中，常見的主要故障現象基本可歸納為上述幾類情況，需要我們在產品的現場安裝、使用和維護過程中，嚴格地按照產品目錄和說明書要求規范操作，才能盡量避免電磁閥故障的頻繁發生及無端消耗大量的人力和物力，并達到產品的運行和使用的最佳效果
電磁閥為現場儀器儀表控制的重要元件，被廣泛用于石油、化工、電力、供水等重要行業。電磁閥的現場使用維護往往直接影響到整個系統或裝置的正常運行，根據我們長期安裝使用和運行維護過程中的觀察分析，雖然導致其故障發生原因是多種多樣的，但可以通過對各類主要故障現象進行歸納總結，將有利于產品在現場安裝、使用和維護過程中嚴格地按照規范操作，盡量避免故障的頻繁發生。
2．電磁閥的主要型式及其常見故障
電磁閥主要有兩部分組成：線圈(電控部分)和閥體(機械部分)，即線圈在電的控制下，通過產生的磁場來控制動鐵心(閥芯)運動，從而控制閥的開啟與關閉。電磁閥是閥門的一種，是實現自動化控制的重要儀表元件，被廣泛應用于各行業的液路和氣路控制上。
2位2通電磁閥(2／2)——有一個進口和一個出口，用來開啟或關閉管道內流體介質的，有常開型(NO)、常閉型(NC)兩種工作狀態。常開型電磁閥斷電時閥開啟，當線圈通電時閥關閉。常閉型電磁閥斷電時閥關閉，當線圈得電時閥開啟。
2位3通電磁閥(3／2)——有三個管接口，一個進口，一個出口，一個排口。這類閥有常閉、常開或通用結構(可常閉或常開)三種工作狀態。三通閥通常用來驅動一個單作用缸，作大型控制閥的先導閥。
2位4通和2，3位5通電磁閥(4，5／2，5／3)——通常有四個或五個管接口，一個用于壓力口(進口)，一個排出口(四通)或兩個排出口(五通)，剩下的兩個口聯接到雙作用缸的兩個口上，控制缸的換向作用，因此沒有常開、常閉之分。四通和五通電磁閥常被用作大型控制閥的先導閥。
電磁閥又可分為直動式操作結構和先導式操作結構，先導式操作結構有內置式先導和外置式先導兩種。直動式操作結構電磁閥的控制完全由線圈產生的磁力帶動閥芯來開啟或關閉閥門；先導式操作結構還要依靠其他輔助力才能使電磁閥動作，依賴電磁閥內部壓差來輔助控制的為內置式先導，若需外接壓力來輔助開啟或關閉閥門的則為外置式先導結構電磁閥。
上述電磁閥的分類和不同結構，所發生故障的原因也不盡相同，常見的電磁閥故障現象主要有以下三種：a)不動作；b)泄漏；c)噪音。
本文根據長期以來的現場安裝、使用和環境因素影響的了解和分析，以及電磁閥故障的檢測、維修，對造成上述幾種故障現象主要原因進行綜合分析。
3．常見故障分析
3．1 導致電磁閥不動作的故障原因
導致電磁閥不動作故障的主要原因包括：
(1)無電壓，即電磁閥沒有供電或接線不正確，在現場需要檢測接線是否正確。
(2)壓降過大，現場檢測電壓衰減情況。通常電磁閥的電壓波動范圍在+10％～一15％之間，不同電磁閥的要求可能有所差異。
(3)電壓不正確，根據現場電磁閥的具體電壓配置電源，或者電磁閥選型時一定要與現場提供的電源一致的電磁閥。
(4)線圈燒毀，常表現為線圈電阻值為零(短路)或無窮大(斷路)(但本安型線圈除外)，也可通電測試電磁閥是否有吸合聲來確認。
根據線圈加工、制造和所用的漆包線不同，線圈所能承受的溫度絕緣等級也不同。導致線圈燒毀的最終原因是溫度過高，也可以說是產生的熱量過多，而散熱條件差，引起線圈溫度持續升高超過了其能承受的最高極限，從而使得線圈短路或斷路。
熱量計算：
Q=Pt=UIt=U2t/R=I2Rt(1)
式中：Q——電磁閥通電后產生的熱量，J；
P——電磁閥功率，w；
U——電磁閥電壓，V；
I——電路的電流，A；
t——通電時間，s；
R——線圈電阻，Ω。
此處需要說明的是，由于電磁閥所能夠承受的最高溫度是一定的，所以線圈一旦制成，其電阻也即隨之確定。
表1表示了線圈的最大耐溫。F級線圈的最大耐溫為155℃，當線圈功率為10.1瓦時，通電后的溫升約為40℃：，若現場環境溫度50℃，那么最終線圈的溫度則為兩者之和，約為90℃：，其冗余量還剩65℃。
同時，還應當注意線圈散熱的情況，如果線圈散熱條件差，導致通電產生的熱量不能及時散發出去，會使得溫度持續升高。比如線圈沒有斷電就把線圈從閥體上取下來，便打破散熱的條件，就很容易造成線圈燒毀
另外，電磁閥的IP等級與使用現場條件不匹配，或者線圈進水也很容易造成線圈通電時燒毀。如室外露天場合，產品應滿足IP65以上。
現場條件所造成的參見故障主要包括：
(1)進口壓力太小，不滿足電磁閥的最小操作壓差要求(對于內置先導式操作結構)。
(2)流量太小，尤其是大口徑或大流量電磁閥，特別是靠壓差控制的內置先導操作電磁閥，閥前后不允許安裝截流元件，如：速度或流量測試儀表，直角彎頭、擴徑、縮徑等變徑也會造成流量損耗(注：流量與壓力和通徑成正比)。
(3)各種雜質的存在可能卡死閥芯或堵塞通路。由于電磁閥內部結構存在先導孔、泄壓孔等微小支路，要求介質不能含有雜質。雜質是造成電磁閥故障的重要原因，通過電磁閥的介質必須要經過過濾，對于氣體介質，電磁閥前需加裝過濾減壓閥；對于液體介質，比須加裝管道過濾裝置。通常電磁閥對介質的要求為雜質顆粒直徑不允許超過25微米，不同結構電磁閥要求可能更嚴格，可參閱具體電磁閥使用維護說明書。另外，對于電磁閥的排氣口，一定要加裝防塵帽或消聲器，避免外部雜質從排氣口進入電磁閥。
(4)零件銹蝕和缺損也會導致故障的發生。線圈銹蝕可能引起通電時線圈燒毀；閥體進水銹蝕也會導致電磁閥不動作。零件變形或損壞可導致閥體卡死不動作；在解體電磁閥時要注意零件不能丟失，重新裝配時要按照原樣或參照隨閥所附的安裝維護說明書操作。
(5)現場電磁閥安裝、操作不正確或不到位。如：帶自鎖功能的手動操作旋鈕一旦鎖住，給線圈通電時電磁閥是不動作的。
3．2 電磁閥泄漏的原因
如圖5所示，雜質造成內部零件密封劃傷、破損或雜質卡在密封面上是導致泄漏的主要原因。
如圖6所示，對于螺紋連接的接頭或配管，安裝不符合規范。常用的螺紋有G、E、NPT三種管螺紋，G螺紋為55°非密封性管螺紋，E螺紋為55°密封性管螺紋，NPT螺紋為60°密封性管螺紋。通?，F場接螺紋是都要在螺紋處纏密封帶或涂有密封用的膠，尤其是G螺紋，否則會因密封不嚴而泄露。在纏密封帶或涂密封膠時，規范操作應該從螺紋端頭留有2個牙不要纏密封帶或涂密封膠，否則內外牙鉸接時多余的將被吹到閥腔內成為雜質。
對于先導式操作結構電磁閥的參見故障主要原因分析如下：
(1)壓力不滿足操作壓差要求，導致密封不嚴而泄漏。
(2)流量太小，不能在瞬間將閥桿或活塞推到位，特別是316系列和344系列電磁閥等靠壓差控制的內置先導操作的大流量電磁閥。
(3)電磁閥進出口方向裝反。電磁閥是有流向要求的，進口接管和出口接管不能接錯，可參照電磁閥樣本資料上的簡化符號。如圖7所示，該簡化符號表示：兩位兩通、常閉型、直動式操作結構電磁閥，1口為進口 2口為 出口，線圈斷電時彈簧復位，電磁閥截止。
(4)對于3，4，5通先導式操作、壓差結構電磁閥，出氣口必須連接氣缸或用絲堵住，形成閉合回路。
(5)安裝時丟失零件。
(6)現場電磁閥安裝不正確或不到位，現場安裝時應特別注意其定位裝置。
3．3 電磁閥通電后產生噪音的原因
噪音是零件間摩擦或振動造成的，同時伴隨產生熱量，若該熱量傳遞到線圈上將導致線圈因溫升過高而燒毀，這也是造成線圈燒毀的主要原因之一。以下幾種可能會導致電磁閥通電后產生噪音：
(1)雜質粘在動鐵芯和靜鐵芯的接觸面，使得閥芯通電吸合不到位或者不能緊緊與靜鐵芯接觸。
(2)現場通電電壓與電磁閥線圈電壓不吻合。
(3)對于先導式操作結構電磁閥，介質壓力不滿足最小操作壓差要求或不穩定。
(4)零件變形、松動或沒有裝配到位。
(5)電磁閥的內部零件損壞。
4．結論
綜上所述，雖然導致電磁閥現場故障的原因是多種多樣的，但根據我們長期安裝使用和運行維護過程中，常見的主要故障現象基本可歸納為上述幾類情況，需要我們在產品的現場安裝、使用和維護過程中，嚴格地按照產品目錄和說明書要求規范操作，才能盡量避免電磁閥故障的頻繁發生及無端消耗大量的人力和物力，并達到產品的運行和使用的最佳效果