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化工控制閥的預(yù)見(jiàn)性維護(hù)
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之前介紹截止閥型號(hào)含義，現(xiàn)在介紹化工控制閥的預(yù)見(jiàn)性維護(hù)控制閥的預(yù)見(jiàn)性維護(hù)
控制閻的預(yù)見(jiàn)性維護(hù)采用控制閥的運(yùn)行信息，對(duì)這些信息進(jìn)行分析，從而確定控制閥是否處于正常運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)控制閥出現(xiàn)異常情況時(shí)，能夠及時(shí)提供報(bào)警信息，及時(shí)對(duì)控制閥進(jìn)行維護(hù)，從而在保證不發(fā)生故障的前提下延長(zhǎng)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(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(zhǎng)期以來(lái)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(jì)損失。用戶迫切需要對(duì)流程工業(yè)運(yùn)行中的控制閥狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和評(píng)估即控制閥故障識(shí)別與診斷。以數(shù)字式閥門(mén)定位器為核心的控制閥數(shù)字解決方案旨在控制閥預(yù)測(cè)性維護(hù)，并實(shí)現(xiàn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)自校準(zhǔn)、自適應(yīng)、狀態(tài)監(jiān)測(cè)、在線動(dòng)態(tài)特性分析、故障識(shí)別與診斷，使之成為流程工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的智能設(shè)備。
國(guó)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(mén)定位器品牌型號(hào)也比較多，集成的自診斷軟件和實(shí)現(xiàn)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(duì)控制閥診斷-預(yù)測(cè)性維護(hù)技術(shù)以及部分廠家產(chǎn)品進(jìn)行探討和細(xì)節(jié)分析。
化工控制閥的預(yù)見(jiàn)性維護(hù)控制閥典型維護(hù)方式
控制閥需要按照廠家要求和設(shè)備維護(hù)規(guī)程進(jìn)行正常使用和有效維護(hù)，典型維護(hù)方式有：
被動(dòng)性維護(hù)（Reactive Maintenance） ——計(jì)劃外隨機(jī)維護(hù)方式。當(dāng)控制閥出現(xiàn)故障后才采取行動(dòng)，根據(jù)發(fā)生問(wèn)題大小，進(jìn)行維修或更換。這種維護(hù)方式時(shí)間不確定，無(wú)計(jì)劃的維護(hù)常常增大維護(hù)成本和生產(chǎn)成本。而故障的誤判斷，更會(huì)擴(kuò)大檢維修工作量，影響正常使用時(shí)間。
預(yù)防性維護(hù)（Preventive Maintenance） ——計(jì)劃性周期維護(hù)方式。根據(jù)技術(shù)管理經(jīng)驗(yàn)制定檢維修實(shí)施計(jì)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(hù)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(tái)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。若是由非廠家技術(shù)人員或未經(jīng)過(guò)專門(mén)培訓(xùn)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(jī)構(gòu)1999年的一份研究成果中得出“多達(dá)60%的計(jì)劃性控制閥維修是不必要的”的結(jié)論，這也從一個(gè)側(cè)面說(shuō)明預(yù)防性維護(hù)的不足。
預(yù)測(cè)性維護(hù)（Predictive Maintenance） ——也稱為預(yù)見(jiàn)性維護(hù)，是使用計(jì)算機(jī)輔助故障識(shí)別和診斷技術(shù)（診斷專家系統(tǒng)）進(jìn)行超前監(jiān)測(cè)和診斷預(yù)警的維護(hù)方式。采用新技術(shù)的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)和離線測(cè)試以及專家型診斷軟件，在控制閥還沒(méi)有產(chǎn)生故障前就通過(guò)狀態(tài)參數(shù)預(yù)測(cè)可能出現(xiàn)的情況和預(yù)期的時(shí)間，通過(guò)預(yù)測(cè)控制閥設(shè)備的功能安全和時(shí)間依存性來(lái)進(jìn)行維護(hù)。預(yù)測(cè)性維護(hù)注重動(dòng)態(tài)管理和監(jiān)測(cè)以及設(shè)備良好運(yùn)行的可持續(xù)性，從應(yīng)用上位機(jī)診斷軟件到數(shù)字式閥門(mén)定位器集成診斷軟件，從傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)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(shí)現(xiàn)判斷和推理，使?fàn)顟B(tài)監(jiān)測(cè)和診斷技術(shù)得到細(xì)化和延伸，完成高層次的報(bào)警和預(yù)測(cè)，使控制閥預(yù)測(cè)性維護(hù)得以實(shí)施。同時(shí)數(shù)字式閥門(mén)定位器也成為基于故障識(shí)別和診斷技術(shù)的預(yù)測(cè)性維護(hù)體系的現(xiàn)場(chǎng)智能設(shè)備。
控制閥預(yù)測(cè)性維護(hù)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(yù)測(cè)性維護(hù)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(qiáng)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(cè)試和斜坡測(cè)試等，但需要專門(mén)人員花費(fèi)一定的時(shí)間來(lái)安裝各種傳感器、運(yùn)行測(cè)試系統(tǒng)并解讀診斷結(jié)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(jì)九十年代以來(lái)，隨著數(shù)字式閥門(mén)定位器的開(kāi)發(fā)使用，控制閥預(yù)測(cè)性維護(hù)所需的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和診斷功能逐漸轉(zhuǎn)移到以數(shù)字式閥門(mén)定位器為中心的診斷體系。數(shù)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(jiān)測(cè)，內(nèi)部集成的自診斷功能也日益強(qiáng)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(kāi)放架構(gòu)，使控制閥通過(guò)數(shù)字式閥門(mén)定位器在線自診斷和預(yù)測(cè)性維護(hù)，提升并維持了性能，減少了運(yùn)行故障和提高了使用壽命，有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
(1)在進(jìn)行定期維修前的運(yùn)行過(guò)程中，根據(jù)控制閥的實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)判斷控制閥是否需要拆檢，實(shí)現(xiàn)減少拆檢閥門(mén)臺(tái)數(shù)的目的。
(2)在進(jìn)行定期檢修時(shí)可減少對(duì)控制閥的調(diào)試、檢查時(shí)問(wèn)。
控制閥預(yù)見(jiàn)性維護(hù)的信息來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)總線智能閥門(mén)定位器提供的閥位信息，或經(jīng)閥位傳感器檢測(cè)的閥位信息等。這些信息被傳送到上位機(jī)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(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)的分析，獲得診斷結(jié)果。
圖7-1是預(yù)見(jiàn)性維護(hù)診斷系統(tǒng)的示意圖。
圖7-1預(yù)見(jiàn)性維護(hù)診斷系統(tǒng)、 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥日常維護(hù)工作內(nèi)容
調(diào)節(jié)閥日常維護(hù)工作內(nèi)容分為巡回檢查和定期維護(hù)兩部分，巡回檢查工作內(nèi)容如下。
1、向當(dāng)班工藝操作人員了解調(diào)節(jié)閥的運(yùn)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(yùn)行情況。
4、檢查調(diào)節(jié)閥的各靜、動(dòng)密封點(diǎn)有無(wú)泄漏。
5、檢查調(diào)節(jié)閥連接管線和接頭有無(wú)松動(dòng)或腐蝕。
6、檢查調(diào)節(jié)閥有無(wú)異常聲音和較大振動(dòng)，檢查供給情況。
7、檢查調(diào)節(jié)閥的動(dòng)作是否靈活，在控制信號(hào)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(xiàn)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(hù)工作內(nèi)容如下：
1、定期對(duì)調(diào)節(jié)閥外部進(jìn)行清潔工作。
2、定期對(duì)調(diào)節(jié)閥填料函和其他密封部件進(jìn)行調(diào)整，必要時(shí)應(yīng)更換密封部件，保持靜、動(dòng)密封點(diǎn)的密封性。
3、定期對(duì)需潤(rùn)滑的部件添加潤(rùn)滑油。
4、定期對(duì)氣源或液壓過(guò)濾系統(tǒng)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(yīng)更換連接件。
二、 調(diào)節(jié)閥的定期校驗(yàn)
調(diào)節(jié)閥預(yù)見(jiàn)性維護(hù)工作尚未開(kāi)展的單位，應(yīng)對(duì)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行定期校驗(yàn)。定期校驗(yàn)工作是預(yù)防性維護(hù)工作。根據(jù)不同工藝生產(chǎn)過(guò)程，調(diào)節(jié)閥的定期校驗(yàn)應(yīng)有不同的校驗(yàn)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(yàn)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(diào)節(jié)閥應(yīng)用在高壓、高壓降或腐蝕性較強(qiáng)的場(chǎng)合時(shí)，檢驗(yàn)周期要縮短。檢驗(yàn)的內(nèi)容主要是調(diào)節(jié)閥靜態(tài)性能測(cè)試，必要時(shí)可增加相應(yīng)的測(cè)試項(xiàng)目，例如調(diào)節(jié)閥流量特性的測(cè)試等。定期校驗(yàn)需要有關(guān)測(cè)試設(shè)備和儀器，還需要有更換的部件，因此，通?？晌兄圃鞆S商完成。
三、 調(diào)節(jié)閥的維修
調(diào)節(jié)閥維修分應(yīng)急維修、定期維修和預(yù)見(jiàn)性維修。應(yīng)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(shí)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(shí)進(jìn)行的維修。預(yù)見(jiàn)性維修是根據(jù)預(yù)見(jiàn)性維護(hù)的分析結(jié)果，有針對(duì)性地對(duì)有關(guān)調(diào)節(jié)閥部件的維修。應(yīng)急維修是調(diào)節(jié)閥發(fā)生故障后的維修，定期維修和預(yù)見(jiàn)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(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(xiàn)象說(shuō)明預(yù)見(jiàn)性維護(hù)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(yīng)曲線，可以看到，當(dāng)控制閥出現(xiàn)咬卡現(xiàn)象時(shí)，控制閥的閥位出現(xiàn)階躍變化，而正常進(jìn)行時(shí)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(dāng)控制閥出現(xiàn)咬卡時(shí)，與閥桿變化速度的均方根值相當(dāng)?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(duì)應(yīng)的特征量偏離其下限值時(shí)，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(dòng)速度下降，如圖7 4所示。因此，根據(jù)閥桿移動(dòng)速度、閥位變化等信息可以預(yù)見(jiàn)控制閥是否應(yīng)該進(jìn)行維護(hù)。與本文相關(guān)的產(chǎn)品有化工隔膜閥構(gòu)造原理
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