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，當控制閥出現異常情況時，能夠及時提供報警信息，及時對控制閥進行維護，從而在保證不發生故障的前提下延長控制閥的使用壽命。控制閥是流程工業中采用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比較薄弱的環節。如果控制閥出現故障，控制回路將被迫中斷控制操作，有可能引發更大的系統故障和造成難以估量的經濟損失。用戶迫切需要對流程工業運行中的控制閥狀態進行監測和評估即控制閥故障識別與診斷。以數字式閥門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，并實現執行機構自校準、自適應、狀態監測、在線動態特性分析、故障識別與診斷，使之成為流程工業現場的智能設備。
國內外控制閥的生產廠家眾多，造成控制閥品種多、規格多、參數多，質量參差不齊；可配置的數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方式各有特點。這些不同都是大家關注的熱點。本文試對控制閥診斷-預測性維護技術以及部分廠家產品進行探討和細節分析。
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備維護規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。當控制閥出現故障后才采取行動，根據發生問題大小，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。根據技術管理經驗制定檢維修實施計劃，安排定期維修和狀態維修，力求防止控制閥在使用中發生問題。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。若是由非廠家技術人員或未經過專門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，這也從一個側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（診斷專家系統）進行超前監測和診斷預警的維護方式。采用新技術的實時在線監測和離線測試以及專家型診斷軟件，在控制閥還沒有產生故障前就通過狀態參數預測可能出現的情況和預期的時間，通過預測控制閥設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家系統模擬邏輯思維實現判斷和推理，使狀態監測和診斷技術得到細化和延伸，完成高層次的報警和預測，使控制閥預測性維護得以實施。同時數字式閥門定位器也成為基于故障識別和診斷技術的預測性維護體系的現場智能設備。

控制閥預測性維護的發展
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，可進行動態掃描、靜態點掃描、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、運行測試系統并解讀診斷結果，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，隨著數字式閥門定位器的開發使用，控制閥預測性維護所需的狀態監測和診斷功能逐漸轉移到以數字式閥門定位器為中心的診斷體系。數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，使用專家診斷軟件和開放架構，使控制閥通過數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，有顯著的經濟效益。
    (1)在進行定期維修前的運行過程中，根據控制閥的實際運行數據判斷控制閥是否需要拆檢，實現減少拆檢閥門臺數的目的。
    (2)在進行定期檢修時可減少對控制閥的調試、檢查時問。
    控制閥預見性維護的信息來自現場總線智能閥門定位器提供的閥位信息，或經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行統計學的分析，獲得診斷結果。
    圖7-1是預見性維護診斷系統的示意圖。

    圖7-1預見性維護診斷系統、 電動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、動密封點有無泄漏。
5、檢查調節閥連接管線和接頭有無松動或腐蝕。
6、檢查調節閥有無異常聲音和較大振動，檢查供給情況。
7、檢查調節閥的動作是否靈活，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、發現問題及時處理。
10、做好巡回檢查的記錄，并歸檔。

定期維護工作內容如下：
1、定期對調節閥外部進行清潔工作。
2、定期對調節閥填料函和其他密封部件進行調整，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、 調節閥的定期校驗
調節閥預見性維護工作尚未開展的單位，應對調節閥進行定期校驗。定期校驗工作是預防性維護工作。根據不同工藝生產過程，調節閥的定期校驗應有不同的校驗周期。可結合制造商提供的資料確定各調節閥定期校驗的周期。通常可在工藝生產過程進行大修的同時進行。一些調節閥應用在高壓、高壓降或腐蝕性較強的場合時，檢驗周期要縮短。檢驗的內容主要是調節閥靜態性能測試，必要時可增加相應的測試項目，例如調節閥流量特性的測試等。定期校驗需要有關測試設備和儀器，還需要有更換的部件，因此，通常可委托制造廠商完成。

三、 調節閥的維修
調節閥維修分應急維修、定期維修和預見性維修。應急維修是調節閥出現故障，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。預見性維修是根據預見性維護的分析結果，有針對性地對有關調節閥部件的維修。應急維修是調節閥發生故障后的維修，定期維修和預見性維修是調節閥發生故障前的維修。通常，調節閥的日常維修由儀表維修人員進行，與大修同時進行的定期維修由制造技術人員進行。

    下面以控制閥常見的咬卡現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，當控制閥出現咬卡現象時，控制閥的閥位出現階躍變化，而正常進行時控制閥的閥位變化是連續的，這種關系可以用圖7 3的分布圖表示，當控制閥出現咬卡時，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，表示控制閥出現咬卡現象。如果發生咬卡的頻度增加，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。與本文相關的產品有化工隔膜閥構造原理