我公司尿素装置是一种引进的氨汽提节能工艺装置，而调节阀HV-09203是尿素合成塔的出口控制阀。由于该调节阀多次出现故障造成停车，严重影响了尿素装置安全稳定运行。
一、阀门参数
阀门类型 蝶阀
执行机构 气动薄膜执行机构输送介质 尿液
工作温度 188℃
入口压力 15.05MPa出口压力 14.53MPa作用形式 正装气开
阀体材质 尿素级316L
二、问题分析
调节阀（图1）自1989年使用以来，多次出现阀杆断裂，销钉脱落，密封面腐蚀严重，性能不能满足生产要求等问题，造成系统周期性停车，影响系统安全稳定生产。根据多次出现的故障进行分析，阀杆断裂有许多原因。①阀杆直径尺寸偏小，机械强度不能满足要求。②由于蝶板与阀杆系销钉连结，阀杆在钻孔和销钉装入后产生长期的应力，造成阀杆因应力而产生裂纹。③阀杆单向定位不好，造成阀杆窜动而使蝶板与阀体产生摩擦，从而产生的作用力作用在阀杆上，造成阀杆断裂。另外，执行机构输出力不够，稳定性差，造成高温高压介质高频振动直接作用在阀杆与蝶板配合系上，造成阀杆和蝶板配合系失效。
1 上填料压盖 2 四氟填料 3 上填料底环 4 柱销 5 蝶板 6 阀杆 7 下填料底环 8 下压盖
图1 调节阀改进前结构
三、改进
通过分析和比较，对调节阀结构做了改进（图2）。
① 阀杆选用25-22-2CrNiMo不锈钢，增加阀杆定位台阶和阀杆固定销钉。将原来的销钉定位改为台阶定位，使蝶板在阀腔定位更准确。从而避免了销钉剪切造成蝶板脱落的可能性和对阀杆的不平衡力。同时优化了蝶板与阀杆配合间隙，增加了阀杆与阀体定位轴套，使新阀杆具有双向定位台阶。另外，通过加大阀杆直径，阀杆截面积增加了36%，减少了阀杆断裂造成事故的机率。
1 填料压盖 2 四氟填料 3 上填料底环 4 柱销 5 蝶板 6 带定位台阶阀杆 7 下填料底环 8 下压盖
图2 调节阀改进后结构
②通过计算将蝶板外径尺寸由的Φ105mm改为Φ100mm，使蝶板在阀腔内可以360°轴向转动（在阀杆上有蝶板位置指示标记），且蝶板材质选用25-22-2CrNiMo，并氮化处理，使其配合面产生硬度差。即消除了蝶板与阀体的相对摩擦，又避免了蝶板腐蚀。
③结合阀杆直径加大，阀体上填料函下端导入孔由原来的20mm加大到23mm，使两端填料函的填料底环对阀杆起到双向定位作用。确保了阀杆定位准确。
④执行机构由角行程气动薄膜式改为气动活塞式。因为气动薄膜执行机构由于膜片承受的压力较低，又加上有平衡弹簧抵消了大部分作用了。因此输出力较小。而采用气动活塞执行机构，其压力可达0.5MPa，而且无弹簧抵消推力，输出力大，适用大口径，高静压蝶阀，确保了工作的稳定性。
四、结论
调节阀改进后，使用效果良好，满足了生产的需要，使用周期由原来的3个月延长到一年以上，为尿素系统安全稳定生产创造了条件。
