化工控制阀的预见性维护

                         上海申弘阀门有限公司 

之前介绍截止阀型号含义，现在介绍化工控制阀的预见性维护控制阀的预见性维护
    控制阎的预见性维护采用控制阀的运行信息，对这些信息进行分析，从而确定控制阀是否处于正常运行状态，当控制阀出现异常情况时，能够及时提供报警信息，及时对控制阀进行维护，从而在保证不发生故障的前提下延长控制阀的使用寿命。控制阀是流程工业中采用zui多的终端控制元件，决定着过程控制是否及时有效，在整个控制回路中较为重要但又是长期以来技术比较薄弱的环节。如果控制阀出现故障，控制回路将被迫中断控制操作，有可能引发更大的系统故障和造成难以估量的经济损失。用户迫切需要对流程工业运行中的控制阀状态进行监测和评估即控制阀故障识别与诊断。以数字式阀门定位器为核心的控制阀数字解决方案旨在控制阀预测性维护，并实现执行机构自校准、自适应、状态监测、在线动态特性分析、故障识别与诊断，使之成为流程工业现场的智能设备。
国内外控制阀的生产厂家众多，造成控制阀品种多、规格多、参数多，质量参差不齐；可配置的数字式阀门定位器品牌型号也比较多，集成的自诊断软件和实现方式各有特点。这些不同都是大家关注的热点。本文试对控制阀诊断-预测性维护技术以及部分厂家产品进行探讨和细节分析。
化工控制阀的预见性维护控制阀典型维护方式
控制阀需要按照厂家要求和设备维护规程进行正常使用和有效维护，典型维护方式有：
被动性维护（Reactive Maintenance） ——计划外随机维护方式。当控制阀出现故障后才采取行动，根据发生问题大小，进行维修或更换。这种维护方式时间不确定，无计划的维护常常增大维护成本和生产成本。而故障的误判断，更会扩大检维修工作量，影响正常使用时间。

预防性维护（Preventive Maintenance） ——计划性周期维护方式。根据技术管理经验制定检维修实施计划，安排定期维修和状态维修，力求防止控制阀在使用中发生问题。这种维护方式简单地给控制阀一个检修周期，问题是没有人能确切地掌握哪台控制阀需要检修，以致全部解体检修或轮换解体检修，常会造成不必要的检修或遗漏有故障隐患的控制阀。若是由非厂家技术人员或未经过专门培训的人员解体检修控制阀，也常出现检修后还不如检修前的尴尬情况。ARC咨询机构1999年的一份研究成果中得出“多达60%的计划性控制阀维修是不必要的”的结论，这也从一个侧面说明预防性维护的不足。
预测性维护（Predictive Maintenance） ——也称为预见性维护，是使用计算机辅助故障识别和诊断技术（诊断专家系统）进行超前监测和诊断预警的维护方式。采用新技术的实时在线监测和离线测试以及专家型诊断软件，在控制阀还没有产生故障前就通过状态参数预测可能出现的情况和预期的时间，通过预测控制阀设备的功能安全和时间依存性来进行维护。预测性维护注重动态管理和监测以及设备良好运行的可持续性，从应用上位机诊断软件到数字式阀门定位器集成诊断软件，从传统的计算机基于模型的数据处理到广义专家系统模拟逻辑思维实现判断和推理，使状态监测和诊断技术得到细化和延伸，完成高层次的报警和预测，使控制阀预测性维护得以实施。同时数字式阀门定位器也成为基于故障识别和诊断技术的预测性维护体系的现场智能设备。

控制阀预测性维护的发展
上海申弘阀门有限公司主营阀门有：截止阀,电动截止阀早期的控制阀预测性维护是使用智能仪表和诊断设备，如FISHER在1990年推出的便携式控制阀诊断系统FlowScanner，有较强大的诊断功能，可进行动态扫描、静态点扫描、阶跃测试和斜坡测试等，但需要专门人员花费一定的时间来安装各种传感器、运行测试系统并解读诊断结果，而且诊断常在中断控制阀过程使用时进行。上世纪九十年代以来，随着数字式阀门定位器的开发使用，控制阀预测性维护所需的状态监测和诊断功能逐渐转移到以数字式阀门定位器为中心的诊断体系。数字式阀门定位器配置安装到控制阀，其自带阀位（行程）、输出、气源等参量传感器可以直接进行状态监测，内部集成的自诊断功能也日益强大，并具有通信功能（HART、PROFIBUS、FF等），支持FDT/DTM、DD/EDDL，使用专家诊断软件和开放架构，使控制阀通过数字式阀门定位器在线自诊断和预测性维护，提升并维持了性能，减少了运行故障和提高了使用寿命，有显著的经济效益。
    (1)在进行定期维修前的运行过程中，根据控制阀的实际运行数据判断控制阀是否需要拆检，实现减少拆检阀门台数的目的。
    (2)在进行定期检修时可减少对控制阀的调试、检查时问。
    控制阀预见性维护的信息来自现场总线智能阀门定位器提供的阀位信息，或经阀位传感器检测的阀位信息等。这些信息被传送到上位机的故障诊断系统或设备管理系统，用诊断和管理软件对这些数据进行统计学的分析，获得诊断结果。
    图7-1是预见性维护诊断系统的示意图。

    图7-1预见性维护诊断系统、 电动调节阀日常维护工作内容
调节阀日常维护工作内容分为巡回检查和定期维护两部分，巡回检查工作内容如下。
1、向当班工艺操作人员了解调节阀的运行情况。
2、查看调节阀和有关附件的供给能源(气源、液压油或电源)
3、检查液压油系统运行情况。
4、检查调节阀的各静、动密封点有无泄漏。
5、检查调节阀连接管线和接头有无松动或腐蚀。
6、检查调节阀有无异常声音和较大振动，检查供给情况。
7、检查调节阀的动作是否灵活，在控制信号变化时是否及时变化
8、侦听阀芯、阀座有无异常振动或杂音。
9、发现问题及时处理。
10、做好巡回检查的记录，并归档。

定期维护工作内容如下：
1、定期对调节阀外部进行清洁工作。
2、定期对调节阀填料函和其他密封部件进行调整，必要时应更换密封部件，保持静、动密封点的密封性。
3、定期对需润滑的部件添加润滑油。
4、定期对气源或液压过滤系统进行排污和清洁工作。
5、定期检查各连接点的连接情况，腐蚀情况，必要时应更换连接件。

二、 调节阀的定期校验
调节阀预见性维护工作尚未开展的单位，应对调节阀进行定期校验。定期校验工作是预防性维护工作。根据不同工艺生产过程，调节阀的定期校验应有不同的校验周期。可结合制造商提供的资料确定各调节阀定期校验的周期。通常可在工艺生产过程进行大修的同时进行。一些调节阀应用在高压、高压降或腐蚀性较强的场合时，检验周期要缩短。检验的内容主要是调节阀静态性能测试，必要时可增加相应的测试项目，例如调节阀流量特性的测试等。定期校验需要有关测试设备和仪器，还需要有更换的部件，因此，通常可委托制造厂商完成。

三、 调节阀的维修
调节阀维修分应急维修、定期维修和预见性维修。应急维修是调节阀出现故障，不能满足工艺操作要求时的维修。定期维修通常包括日常维修和与工艺停车大修同时进行的维修。预见性维修是根据预见性维护的分析结果，有针对性地对有关调节阀部件的维修。应急维修是调节阀发生故障后的维修，定期维修和预见性维修是调节阀发生故障前的维修。通常，调节阀的日常维修由仪表维修人员进行，与大修同时进行的定期维修由制造技术人员进行。

    下面以控制阀常见的咬卡现象说明预见性维护足如何进行信息分析和处理的。
    图7 2是控制阀咬卡时的阀位响应曲线，可以看到，当控制阀出现咬卡现象时，控制阀的阀位出现阶跃变化，而正常进行时控制阀的阀位变化是连续的，这种关系可以用图7 3的分布图表示，当控制阀出现咬卡时，与阀杆变化速度的均方根值相当的特征量增大，并在阴影区域出现。因此，阀杆速度均方根值对应的特征量偏离其下限值时，表示控制阀出现咬卡现象。如果发生咬卡的频度增加，则阀杆移动速度下降，如图7 4所示。因此，根据阀杆移动速度、阀位变化等信息可以预见控制阀是否应该进行维护。与本文相关的产品有化工隔膜阀构造原理