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本文针对船舶控制空气压力超压导致安全阀频繁起跳、主空压机持续运转的故障，从先导活塞式膜片减压阀的结构、工作原理、常见故障及日常维护等方面展开系统分析，为船舶设备运维提供参考。

一、基础信息

（一）介绍对象

先导活塞式膜片减压阀（船舶控制空气系统专用）

（二）工作介质

压缩空气

（三）核心功能

将船舶空气瓶中约 2.5Mpa 的高压空气，降低并稳定至 0.7Mpa 左右的安全出口压力，保护下游设备，保障船舶控制空气系统安全稳定运行。

二、内部构造

船舶设备说明书及管路图中未对该减压阀结构进行介绍，以下为结合实物整理的内部构造（含示意图与实物图），核心部件及通道如下：

部件编号	部件名称	核心作用
1	调节螺钉	设定出口压力，控制调压弹簧压缩量
2	调压弹簧	给膜片提供向下压力，平衡出口反馈压力
3	膜片	感知出口压力变化，联动导阀芯调节
4	导阀座	与导阀芯配合，控制先导阀开度
5	导阀芯	调节先导减压后的空气量，控制主阀活塞腔压力
6	导阀弹簧	辅助导阀芯复位，维持先导阀基础开度
7	滤器	过滤进口高压空气杂质，保护先导阀与主阀
8	滤器旋塞	便于滤器拆装清洁
9	活塞	受先导空气压力驱动，控制主阀芯开度
10	主阀座	与主阀芯配合，控制主阀减压效果
11	主阀芯	核心减压部件，调节高压空气降压幅度
12	主阀弹簧	辅助主阀芯复位，平衡活塞向下推力
A	进气通道	引导进口高压空气至先导阀
B	反馈通道	将出口压力传导至膜片下方，实现稳压

三、工作原理

先导活塞式膜片减压阀通过“先导减压 – 主阀减压 – 反馈稳压” 的联动机制实现压力控制，具体过程分为四个阶段：

（一）初始状态

阀门未工作时，调压弹簧（2）处于自由伸展状态，导阀芯（5）在导阀弹簧（6）推力、主阀芯（11）在主阀弹簧（12）推力及进口高压空气压力共同作用下保持关闭，下游无压力输出。

（二）压力设定与开启（建压阶段）

1.顺时针转动调节螺钉（1），压缩调压弹簧（2），推动膜片（3）下移，顶开导阀芯（5）；

2.进口高压空气经进气通道（A）进入，经滤器（7）过滤后到达先导阀，形成初步减压后的控制空气；

3.控制空气进入主阀活塞（9）上部腔室，产生向下的推力，克服主阀弹簧（12）的向上弹力及进口压力对主阀芯（11）的向上作用力；

4.主阀活塞（9）带动主阀芯（11）下移，主阀打开，高压空气经主阀芯（11）减压后形成稳定的出口压力。

（三）稳压过程（平衡阶段）

出口压力通过反馈通道（B）传导至膜片（3）下方，对膜片产生向上的推力；当该推力与调压弹簧（2）向下的压力达到平衡时，导阀芯（5）保持固定开度，主阀芯（11）也维持对应开度，进出口压力稳定在设定值，系统进入平稳运行状态。

（四）动态调节过程（自适应阶段）

1. 出口压力过高时的调节

·出口压力上升→膜片（3）下方压力同步上升→膜片下方推力大于调压弹簧压力→膜片上移；

·导阀芯（5）在导阀弹簧（6）作用下趋向关闭→流向主阀活塞（9）上方的控制空气压力降低；

·主阀活塞（9）与主阀芯（11）在主阀弹簧（12）作用下上移，主阀芯开度减小→阀后压力下降→直至膜片上下压力重新平衡。

2. 出口压力过低时的调节

·出口压力下降→膜片（3）下方压力同步下降→膜片下方推力小于调压弹簧压力→膜片下移；

·膜片带动导阀芯（5）下移，先导阀开度增大→流向主阀活塞（9）上方的控制空气压力升高；

·主阀活塞（9）带动主阀芯（11）下移，主阀芯开度增大→阀后压力上升→直至膜片上下压力重新平衡。

四、常见故障及原因分析

结合船舶实际运维经验，减压阀常见故障分为三类，具体原因如下：

（一）出口无压力或压力过低

故障原因	影响机制
调压螺钉锁母松动	振动导致调节螺钉（1）移位，调压弹簧（2）压缩量不足，无法推动膜片（3）顶开导阀芯（5）
调压弹簧异常（断裂、疲劳）	调压弹簧无法提供足够向下压力，膜片（3）无法有效联动导阀芯（5）
导阀通道（A）/ 反馈通道（B）脏堵	通道堵塞导致控制空气无法到达主阀活塞（9），或出口压力无法反馈至膜片（3），无法建压或稳压
膜片破裂 / 失去弹性	膜片无法感知出口压力变化，无法联动导阀芯（5）调节，导致压力失控
阀前过滤网（7）脏堵	进口空气无法正常进入先导阀，无控制空气驱动主阀打开

（二）出口压力持续升高（超压故障）

1.导阀芯（5）与导阀座（4）密封不良：密封面有异物、结垢或磨损，导致导阀关闭不严，控制空气持续进入主阀活塞（9）上部腔室，主阀芯（11）开度过大，出口压力持续上升；

2.主阀活塞（9）卡滞：活塞因油污、杂质卡滞无法灵活移动，主阀芯（11）无法随压力变化调节开度，导致压力失控；

3.主阀芯（11）密封不良：主阀芯与主阀座（10）密封面磨损或有杂质，高压空气未经充分减压直接流向出口，导致压力升高。

（三）下游压力波动不稳

1.主阀活塞（9）卡滞：活塞移动不顺畅，主阀芯（11）开度无法稳定，导致出口压力波动；

2.活塞（9）阻尼孔不通畅：阻尼孔堵塞或不畅，无法缓冲控制空气压力变化，导致活塞动作不稳定；

3.先导阀杆活塞结垢：先导阀部件卡滞，无法精准控制控制空气量，影响主阀开度调节；

4.膜片（3）疲劳拉伸：膜片弹性下降，对压力变化的敏感度降低，无法及时联动导阀芯调节；

5.调压弹簧（2）异常：弹簧刚度变化或变形，无法提供稳定的向下压力，膜片平衡状态易被打破。

五、日常维护与优化措施

结合船舶环境特点（空气含油、含水较多，易导致部件污染卡滞），制定针对性维护方案，具体如下：

（一）压力调节操作规范

·升压操作：顺时针缓慢转动调节螺钉（1），观察出口压力表，直至达到设定值（船舶控制空气系统通常为 0.7Mpa）；

·降压操作：逆时针缓慢转动调节螺钉（1），避免压力骤降影响下游设备运行；

·调节后需锁紧调压螺钉锁母，防止振动导致螺钉移位。

（二）核心维护：污染防控（关键措施）

船舶减压阀故障多由空气携带的滑油、水分污染导致，需重点做好以下防控：

1.定期清洁部件：

（1）根据空气质量弹性调整维保周期（热带地区空气湿度大，建议缩短至 1-2 个月 / 次）；

（2）拆开减压阀，清洁膜片（3）、导阀芯（5）、主阀芯（11）、活塞（9）等核心部件，疏通进气通道（A）、反馈通道（B）及活塞阻尼孔；

（3）清洁滤器（7）及阀前过滤网，去除油污、杂质，必要时更换滤网.

2.回装注意事项：

（1）禁止涂抹牛油、机油（使用后会变质形成污染源）；

（2）仅在主阀活塞（9）的两道 O 型圈处涂抹少量凡士林，起到润滑密封作用；

（3）金属膜片（3）需注意安装方向：凸起面朝向调压弹簧（2）一侧（若装反，需更大出口压力才能推动膜片平衡，导致调压失效），安装前需仔细辨别（使用过的膜片凸起可能不明显，需借助光线观察）。

（三）运维优化：加装放残装置（实践验证有效）

1.改造方案：拆除减压阀前过滤器端盖的堵头，加装一个小型球阀，用铜管连接至就近的放残地漏；

2.操作要求：每日巡班时打开球阀放残（开度无需过大，避免干扰系统压力），排出过滤器内积聚的油、水；

3.实践效果：在“大富轮” 改造前，控制空气减压阀因油污、水分污染频繁出现安全阀起跳故障，多次拆装更换部件仍无法根治；加装放残球阀并每日放残后，安全阀起跳问题彻底解决，设备稳定性显著提升。

（四）应急处理：主阀芯备件替代方案

若主阀芯（11）损坏且无原厂备件，可临时用尼龙棒加工替代，但需注意：

·尼龙阀芯与金属主阀座（10）为硬接触密封，受部件磨损影响，无法保证 100% 密封；

·若该减压阀为常用阀，临时替代可满足基本使用需求；若为备用阀，需关闭进口端截止阀，防止缓慢漏气导致系统压力损耗。

（五）维保记录与备件管理

1.建立减压阀专项维保记录，记录每次清洁、调节、故障处理的时间、内容及效果；

2.提前储备易损件（膜片、O 型圈、滤网易损件等），避免故障时因缺件导致运维被动。

六、结语

船舶控制空气减压阀组虽未在设备说明书及管系图中详细标注，且常被运维人员忽视，但却是保障控制空气系统稳定的关键部件。其故障多由污染导致，通过“定期清洁 + 加装放残装置 + 规范操作” 可有效降低故障概率。本文基于实际运维经验整理，若存在不足，欢迎同行指正交流。