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                        化工控制閥的預見性維護

                         上海申弘閥門有限公司 

之前介紹截止閥型號含義，現(xiàn)在介紹化工控制閥的預見性維護控制閥的預見性維護
    控制閻的預見性維護采用控制閥的運行信息，對這些信息進行分析，從而確定控制閥是否處于正常運行狀態(tài)，當控制閥出現(xiàn)異常情況時，能夠及時提供報警信息，及時對控制閥進行維護，從而在保證不發(fā)生故障的前提下延長控制閥的使用壽命?？刂崎y是流程工業(yè)中采用zui多的終端控制元件，決定著過程控制是否及時有效，在整個控制回路中較為重要但又是長期以來技術(shù)比較薄弱的環(huán)節(jié)。如果控制閥出現(xiàn)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(tǒng)故障和造成難以估量的經(jīng)濟損失。用戶迫切需要對流程工業(yè)運行中的控制閥狀態(tài)進行監(jiān)測和評估即控制閥故障識別與診斷。以數(shù)字式閥門定位器為核心的控制閥數(shù)字解決方案旨在控制閥預測性維護，并實現(xiàn)執(zhí)行機構(gòu)自校準、自適應、狀態(tài)監(jiān)測、在線動態(tài)特性分析、故障識別與診斷，使之成為流程工業(yè)現(xiàn)場的智能設(shè)備。
國內(nèi)外控制閥的生產(chǎn)廠家眾多，造成控制閥品種多、規(guī)格多、參數(shù)多，質(zhì)量參差不齊；可配置的數(shù)字式閥門定位器品牌型號也比較多，集成的自診斷軟件和實現(xiàn)方式各有特點。這些不同都是大家關(guān)注的熱點。本文試對控制閥診斷-預測性維護技術(shù)以及部分廠家產(chǎn)品進行探討和細節(jié)分析。
化工控制閥的預見性維護控制閥典型維護方式
控制閥需要按照廠家要求和設(shè)備維護規(guī)程進行正常使用和有效維護，典型維護方式有：
被動性維護（Reactive Maintenance） ——計劃外隨機維護方式。當控制閥出現(xiàn)故障后才采取行動，根據(jù)發(fā)生問題大小，進行維修或更換。這種維護方式時間不確定，無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，更會擴大檢維修工作量，影響正常使用時間。

預防性維護（Preventive Maintenance） ——計劃性周期維護方式。根據(jù)技術(shù)管理經(jīng)驗制定檢維修實施計劃，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)生問題。這種維護方式簡單地給控制閥一個檢修周期，問題是沒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。若是由非廠家技術(shù)人員或未經(jīng)過專門培訓的人員解體檢修控制閥，也常出現(xiàn)檢修后還不如檢修前的尷尬情況。ARC咨詢機構(gòu)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(jié)論，這也從一個側(cè)面說明預防性維護的不足。
預測性維護（Predictive Maintenance） ——也稱為預見性維護，是使用計算機輔助故障識別和診斷技術(shù)（診斷專家系統(tǒng)）進行超前監(jiān)測和診斷預警的維護方式。采用新技術(shù)的實時在線監(jiān)測和離線測試以及專家型診斷軟件，在控制閥還沒有產(chǎn)生故障前就通過狀態(tài)參數(shù)預測可能出現(xiàn)的情況和預期的時間，通過預測控制閥設(shè)備的功能安全和時間依存性來進行維護。預測性維護注重動態(tài)管理和監(jiān)測以及設(shè)備良好運行的可持續(xù)性，從應用上位機診斷軟件到數(shù)字式閥門定位器集成診斷軟件，從傳統(tǒng)的計算機基于模型的數(shù)據(jù)處理到廣義專家系統(tǒng)模擬邏輯思維實現(xiàn)判斷和推理，使狀態(tài)監(jiān)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施。同時數(shù)字式閥門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(xiàn)場智能設(shè)備。

控制閥預測性維護的發(fā)展
上海申弘閥門有限公司主營閥門有：截止閥,電動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(shè)備，如FISHER在1990年推出的便攜式控制閥診斷系統(tǒng)FlowScanner，有較強大的診斷功能，可進行動態(tài)掃描、靜態(tài)點掃描、階躍測試和斜坡測試等，但需要專門人員花費一定的時間來安裝各種傳感器、運行測試系統(tǒng)并解讀診斷結(jié)果，而且診斷常在中斷控制閥過程使用時進行。上世紀九十年代以來，隨著數(shù)字式閥門定位器的開發(fā)使用，控制閥預測性維護所需的狀態(tài)監(jiān)測和診斷功能逐漸轉(zhuǎn)移到以數(shù)字式閥門定位器為中心的診斷體系。數(shù)字式閥門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行狀態(tài)監(jiān)測，內(nèi)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，使用專家診斷軟件和開放架構(gòu)，使控制閥通過數(shù)字式閥門定位器在線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，有顯著的經(jīng)濟效益。
    (1)在進行定期維修前的運行過程中，根據(jù)控制閥的實際運行數(shù)據(jù)判斷控制閥是否需要拆檢，實現(xiàn)減少拆檢閥門臺數(shù)的目的。
    (2)在進行定期檢修時可減少對控制閥的調(diào)試、檢查時問。
    控制閥預見性維護的信息來自現(xiàn)場總線智能閥門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(tǒng)或設(shè)備管理系統(tǒng)，用診斷和管理軟件對這些數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學的分析，獲得診斷結(jié)果。
    圖7-1是預見性維護診斷系統(tǒng)的示意圖。

    圖7-1預見性維護診斷系統(tǒng)、 電動調(diào)節(jié)閥日常維護工作內(nèi)容
調(diào)節(jié)閥日常維護工作內(nèi)容分為巡回檢查和定期維護兩部分，巡回檢查工作內(nèi)容如下。
1、向當班工藝操作人員了解調(diào)節(jié)閥的運行情況。
2、查看調(diào)節(jié)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(tǒng)運行情況。
4、檢查調(diào)節(jié)閥的各靜、動密封點有無泄漏。
5、檢查調(diào)節(jié)閥連接管線和接頭有無松動或腐蝕。
6、檢查調(diào)節(jié)閥有無異常聲音和較大振動，檢查供給情況。
7、檢查調(diào)節(jié)閥的動作是否靈活，在控制信號變化時是否及時變化
8、偵聽閥芯、閥座有無異常振動或雜音。
9、發(fā)現(xiàn)問題及時處理。
10、做好巡回檢查的記錄，并歸檔。

定期維護工作內(nèi)容如下：
1、定期對調(diào)節(jié)閥外部進行清潔工作。
2、定期對調(diào)節(jié)閥填料函和其他密封部件進行調(diào)整，必要時應更換密封部件，保持靜、動密封點的密封性。
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濾系統(tǒng)進行排污和清潔工作。
5、定期檢查各連接點的連接情況，腐蝕情況，必要時應更換連接件。

二、 調(diào)節(jié)閥的定期校驗
調(diào)節(jié)閥預見性維護工作尚未開展的單位，應對調(diào)節(jié)閥進行定期校驗。定期校驗工作是預防性維護工作。根據(jù)不同工藝生產(chǎn)過程，調(diào)節(jié)閥的定期校驗應有不同的校驗周期?？山Y(jié)合制造商提供的資料確定各調(diào)節(jié)閥定期校驗的周期。通?？稍诠に嚿a(chǎn)過程進行大修的同時進行。一些調(diào)節(jié)閥應用在高壓、高壓降或腐蝕性較強的場合時，檢驗周期要縮短。檢驗的內(nèi)容主要是調(diào)節(jié)閥靜態(tài)性能測試，必要時可增加相應的測試項目，例如調(diào)節(jié)閥流量特性的測試等。定期校驗需要有關(guān)測試設(shè)備和儀器，還需要有更換的部件，因此，通常可委托制造廠商完成。

三、 調(diào)節(jié)閥的維修
調(diào)節(jié)閥維修分應急維修、定期維修和預見性維修。應急維修是調(diào)節(jié)閥出現(xiàn)故障，不能滿足工藝操作要求時的維修。定期維修通常包括日常維修和與工藝停車大修同時進行的維修。預見性維修是根據(jù)預見性維護的分析結(jié)果，有針對性地對有關(guān)調(diào)節(jié)閥部件的維修。應急維修是調(diào)節(jié)閥發(fā)生故障后的維修，定期維修和預見性維修是調(diào)節(jié)閥發(fā)生故障前的維修。通常，調(diào)節(jié)閥的日常維修由儀表維修人員進行，與大修同時進行的定期維修由制造技術(shù)人員進行。

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