化工控制閥的預見(jiàn)性維護

                         上海申弘閥門(mén)有限公司 

之前介紹截止閥型號含義，現在介紹化工控制閥的預見(jiàn)性維護控制閥的預見(jiàn)性維護
    控制閻的預見(jiàn)性維護采用控制閥的運行信息，對這些信息進(jìn)行分析，從而確定控制閥是否處于正常運行狀態(tài)，當控制閥出現異常情況時(shí)，能夠及時(shí)提供報警信息，及時(shí)對控制閥進(jìn)行維護，從而在保證不發(fā)生故障的前提下延長(cháng)控制閥的使用壽命?？刂崎y是流程工業(yè)中采用zui多的終端控制元件，決定著(zhù)過(guò)程控制是否及時(shí)有效，在整個(gè)控制回路中較為重要但又是長(cháng)期以來(lái)技術(shù)比較薄弱的環(huán)節。如果控制閥出現故障，控制回路將被迫中斷控制操作，有可能引發(fā)更大的系統故障和造成難以估量的經(jīng)濟損失。用戶(hù)迫切需要對流程工業(yè)運行中的控制閥狀態(tài)進(jìn)行監測和評估即控制閥故障識別與診斷。以數字式閥門(mén)定位器為核心的控制閥數字解決方案旨在控制閥預測性維護，并實(shí)現執行機構自校準、自適應、狀態(tài)監測、在線(xiàn)動(dòng)態(tài)特性分析、故障識別與診斷，使之成為流程工業(yè)現場(chǎng)的智能設備。
國內外控制閥的生產(chǎn)廠(chǎng)家眾多，造成控制閥品種多、規格多、參數多，質(zhì)量參差不齊；可配置的數字式閥門(mén)定位器品牌型號也比較多，集成的自診斷軟件和實(shí)現方式各有特點(diǎn)。這些不同都是大家關(guān)注的熱點(diǎn)。本文試對控制閥診斷-預測性維護技術(shù)以及部分廠(chǎng)家產(chǎn)品進(jìn)行探討和細節分析。
化工控制閥的預見(jiàn)性維護控制閥典型維護方式
控制閥需要按照廠(chǎng)家要求和設備維護規程進(jìn)行正常使用和有效維護，典型維護方式有：
被動(dòng)性維護（Reactive Maintenance） ——計劃外隨機維護方式。當控制閥出現故障后才采取行動(dòng)，根據發(fā)生問(wèn)題大小，進(jìn)行維修或更換。這種維護方式時(shí)間不確定，無(wú)計劃的維護常常增大維護成本和生產(chǎn)成本。而故障的誤判斷，更會(huì )擴大檢維修工作量，影響正常使用時(shí)間。

預防性維護（Preventive Maintenance） ——計劃性周期維護方式。根據技術(shù)管理經(jīng)驗制定檢維修實(shí)施計劃，安排定期維修和狀態(tài)維修，力求防止控制閥在使用中發(fā)生問(wèn)題。這種維護方式簡(jiǎn)單地給控制閥一個(gè)檢修周期，問(wèn)題是沒(méi)有人能確切地掌握哪臺控制閥需要檢修，以致全部解體檢修或輪換解體檢修，常會(huì )造成不必要的檢修或遺漏有故障隱患的控制閥。若是由非廠(chǎng)家技術(shù)人員或未經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)培訓的人員解體檢修控制閥，也常出現檢修后還不如檢修前的尷尬情況。ARC咨詢(xún)機構1999年的一份研究成果中得出“多達60%的計劃性控制閥維修是不必要的”的結論，這也從一個(gè)側面說(shuō)明預防性維護的不足。
預測性維護（Predictive Maintenance） ——也稱(chēng)為預見(jiàn)性維護，是使用計算機輔助故障識別和診斷技術(shù)（診斷專(zhuān)家系統）進(jìn)行超前監測和診斷預警的維護方式。采用新技術(shù)的實(shí)時(shí)在線(xiàn)監測和離線(xiàn)測試以及專(zhuān)家型診斷軟件，在控制閥還沒(méi)有產(chǎn)生故障前就通過(guò)狀態(tài)參數預測可能出現的情況和預期的時(shí)間，通過(guò)預測控制閥設備的功能安全和時(shí)間依存性來(lái)進(jìn)行維護。預測性維護注重動(dòng)態(tài)管理和監測以及設備良好運行的可持續性，從應用上位機診斷軟件到數字式閥門(mén)定位器集成診斷軟件，從傳統的計算機基于模型的數據處理到廣義專(zhuān)家系統模擬邏輯思維實(shí)現判斷和推理，使狀態(tài)監測和診斷技術(shù)得到細化和延伸，完成高層次的報警和預測，使控制閥預測性維護得以實(shí)施。同時(shí)數字式閥門(mén)定位器也成為基于故障識別和診斷技術(shù)的預測性維護體系的現場(chǎng)智能設備。

控制閥預測性維護的發(fā)展
上海申弘閥門(mén)有限公司主營(yíng)閥門(mén)有：截止閥,電動(dòng)截止閥早期的控制閥預測性維護是使用智能儀表和診斷設備，如FISHER在1990年推出的便攜式控制閥診斷系統FlowScanner，有較強大的診斷功能，可進(jìn)行動(dòng)態(tài)掃描、靜態(tài)點(diǎn)掃描、階躍測試和斜坡測試等，但需要專(zhuān)門(mén)人員花費一定的時(shí)間來(lái)安裝各種傳感器、運行測試系統并解讀診斷結果，而且診斷常在中斷控制閥過(guò)程使用時(shí)進(jìn)行。上世紀九十年代以來(lái)，隨著(zhù)數字式閥門(mén)定位器的開(kāi)發(fā)使用，控制閥預測性維護所需的狀態(tài)監測和診斷功能逐漸轉移到以數字式閥門(mén)定位器為中心的診斷體系。數字式閥門(mén)定位器配置安裝到控制閥，其自帶閥位（行程）、輸出、氣源等參量傳感器可以直接進(jìn)行狀態(tài)監測，內部集成的自診斷功能也日益強大，并具有通信功能（HART、PROFIBUS、FF等），支持FDT/DTM、DD/EDDL，使用專(zhuān)家診斷軟件和開(kāi)放架構，使控制閥通過(guò)數字式閥門(mén)定位器在線(xiàn)自診斷和預測性維護，提升并維持了性能，減少了運行故障和提高了使用壽命，有顯著(zhù)的經(jīng)濟效益。
    (1)在進(jìn)行定期維修前的運行過(guò)程中，根據控制閥的實(shí)際運行數據判斷控制閥是否需要拆檢，實(shí)現減少拆檢閥門(mén)臺數的目的。
    (2)在進(jìn)行定期檢修時(shí)可減少對控制閥的調試、檢查時(shí)問(wèn)。
    控制閥預見(jiàn)性維護的信息來(lái)自現場(chǎng)總線(xiàn)智能閥門(mén)定位器提供的閥位信息，或經(jīng)閥位傳感器檢測的閥位信息等。這些信息被傳送到上位機的故障診斷系統或設備管理系統，用診斷和管理軟件對這些數據進(jìn)行統計學(xué)的分析，獲得診斷結果。
    圖7-1是預見(jiàn)性維護診斷系統的示意圖。

    圖7-1預見(jiàn)性維護診斷系統、 電動(dòng)調節閥日常維護工作內容
調節閥日常維護工作內容分為巡回檢查和定期維護兩部分，巡回檢查工作內容如下。
1、向當班工藝操作人員了解調節閥的運行情況。
2、查看調節閥和有關(guān)附件的供給能源(氣源、液壓油或電源)
3、檢查液壓油系統運行情況。
4、檢查調節閥的各靜、動(dòng)密封點(diǎn)有無(wú)泄漏。
5、檢查調節閥連接管線(xiàn)和接頭有無(wú)松動(dòng)或腐蝕。
6、檢查調節閥有無(wú)異常聲音和較大振動(dòng)，檢查供給情況。
7、檢查調節閥的動(dòng)作是否靈活，在控制信號變化時(shí)是否及時(shí)變化
8、偵聽(tīng)閥芯、閥座有無(wú)異常振動(dòng)或雜音。
9、發(fā)現問(wèn)題及時(shí)處理。
10、做好巡回檢查的記錄，并歸檔。

定期維護工作內容如下：
1、定期對調節閥外部進(jìn)行清潔工作。
2、定期對調節閥填料函和其他密封部件進(jìn)行調整，必要時(shí)應更換密封部件，保持靜、動(dòng)密封點(diǎn)的密封性。
3、定期對需潤滑的部件添加潤滑油。
4、定期對氣源或液壓過(guò)濾系統進(jìn)行排污和清潔工作。
5、定期檢查各連接點(diǎn)的連接情況，腐蝕情況，必要時(shí)應更換連接件。

二、 調節閥的定期校驗
調節閥預見(jiàn)性維護工作尚未開(kāi)展的單位，應對調節閥進(jìn)行定期校驗。定期校驗工作是預防性維護工作。根據不同工藝生產(chǎn)過(guò)程，調節閥的定期校驗應有不同的校驗周期?？山Y合制造商提供的資料確定各調節閥定期校驗的周期。通?？稍诠に嚿a(chǎn)過(guò)程進(jìn)行大修的同時(shí)進(jìn)行。一些調節閥應用在高壓、高壓降或腐蝕性較強的場(chǎng)合時(shí)，檢驗周期要縮短。檢驗的內容主要是調節閥靜態(tài)性能測試，必要時(shí)可增加相應的測試項目，例如調節閥流量特性的測試等。定期校驗需要有關(guān)測試設備和儀器，還需要有更換的部件，因此，通?？晌兄圃鞆S(chǎng)商完成。

三、 調節閥的維修
調節閥維修分應急維修、定期維修和預見(jiàn)性維修。應急維修是調節閥出現故障，不能滿(mǎn)足工藝操作要求時(shí)的維修。定期維修通常包括日常維修和與工藝停車(chē)大修同時(shí)進(jìn)行的維修。預見(jiàn)性維修是根據預見(jiàn)性維護的分析結果，有針對性地對有關(guān)調節閥部件的維修。應急維修是調節閥發(fā)生故障后的維修，定期維修和預見(jiàn)性維修是調節閥發(fā)生故障前的維修。通常，調節閥的日常維修由儀表維修人員進(jìn)行，與大修同時(shí)進(jìn)行的定期維修由制造技術(shù)人員進(jìn)行。

    下面以控制閥常見(jiàn)的咬卡現象說(shuō)明預見(jiàn)性維護足如何進(jìn)行信息分析和處理的。
    圖7 2是控制閥咬卡時(shí)的閥位響應曲線(xiàn)，可以看到，當控制閥出現咬卡現象時(shí)，控制閥的閥位出現階躍變化，而正常進(jìn)行時(shí)控制閥的閥位變化是連續的，這種關(guān)系可以用圖7 3的分布圖表示，當控制閥出現咬卡時(shí)，與閥桿變化速度的均方根值相當的特征量增大，并在陰影區域出現。因此，閥桿速度均方根值對應的特征量偏離其下限值時(shí)，表示控制閥出現咬卡現象。如果發(fā)生咬卡的頻度增加，則閥桿移動(dòng)速度下降，如圖7 4所示。因此，根據閥桿移動(dòng)速度、閥位變化等信息可以預見(jiàn)控制閥是否應該進(jìn)行維護。與本文相關(guān)的產(chǎn)品有化工隔膜閥構造原理