摘要：阀门作为现代工艺系统中重要的控制元件，其可靠性对整个系统的正常运行起着关键的作用。阀门故障诊断技术是通过传感器对阀门的运行参数进行监测，发现其异常情况，识别并预报阀门的故障。
关键词：故障诊断;阀门状态;可靠性为中心的维护
引言
目前工业上用的阀门种类繁多,数量庞大。在装置运行过程中,由于阀门故障引起的事故占很大比例。为了便于分析和统计阀门的故障模式,将阀门常见故障模式进行合理的分类整理是十分必要的。
1故障特点
出现故障时有突然故障与渐进故障两种形式。突然故障的特点是一种或几种给定的工作参数发生了阶跃式的变化。属于此类的具体故障模式有阀瓣与阀座粘结、电路接触受到破坏、隔膜受到破坏、阀瓣不能密封、阀瓣驱动机构或阀瓣被楔住等。渐进故障的特点是一种或几种给定参数发生逐渐的变化。具体故障模式有介质通过填料、阀体与
阀盖法兰间和管道与阀体连接法兰间产生泄漏,由于磨损、腐蚀或形成水垢而在关闭件上产生泄漏,由于阀瓣的浸蚀性磨损使调节阀水力特性改变,磨蚀性液流对阀体的磨损,零件的磨蚀性损耗,阀杆螺母或阀杆螺纹的磨损等。
2阀门故障原因分析
2.1日常维护不足
在长期应用过程中，阀门会出现一定损坏。部分情况下，阀门的损坏较小，没有精密仪器帮助很难发现这些潜在的问题。这样，阀门的故障问题在短期内没有得到有效处理，长久积累造成的损失开始不断增加，对核电工程的非转动设备机械维修进步，造成了非常严重的阻碍现象，根本无法在短期内较好的改善、解决。其次，阀门维护工作没有完善的工作体系。对于核电工程的非转动设备机械维修而言，阀门是非常具体的组成部分，当维护工作的体系表现不足后工作的开展将会遇到较多挑战，且无法在具体的效用上得到提升，后续工作也难以达到预期目标。
2.2阀门质量有待提高
（1）部分阀门生产厂商对阀门质量的重视程度不高，采用了一些技术性的手段，阀门貌似能够满足核电工程的非转动设备机械维修的要求，但是实际上工作效果只能短期维持，对于长期工作无法提供较多的支持与肯定，并由此造成一些缺失和不足。（2）阀门的生产质量提升过程中，缺少相关部门的有效监督。核电工程的非转动设备机械维修过程中，阀门质量提升涉及到很多部门，容易产生推诿现象。（3）对阀门质量的管理力度不是长期加强的，这就很容易导致阀门的质量忽高忽低，难以为核电工程的非转动设备机械维修提供长久的支持。
3阀门诊断技术的应用对策
3.1应用原则
阀门出现故障，可能对核电工程的非转动设备机械维修造成很大损失，因此必须选择合适的阀门诊断技术。选择阀门诊断技术的过程中，至少需要以下2个环节。首先，要对阀门故障类型有一个初步判断。例如：有些故障的严重程度较高，必须快速应用高精度、高可行性的诊断技术来完成；有些故障的严重程度较低，可以在深入研究或者是在相关数据仔细搜集以后，再选择诊断技术。仅从这一点来看，阀门故障的处理有一定难度，因此要在工作中保持高度的健全性。然后，应合理考虑阀门的实际工作条件、影响因素。例如：在阀门诊断技术的实施过程中，应充分结合核电工程的非转动设备机械维修的技术指标来完成，这样不仅能使整体工作得到良好的发展，同时保证后续工作的进行。
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3.2阀门故障分析及诊断技术要点
现阶段的生产、加工体系当中，阀门是重要组成部分，在其故障分析和诊断过程中，除了要选择正确的方式、方法，还必须落实在工作要点上，这样不仅能妥善安排、解决多方面的问题，还能大幅提升产品的安全性、稳定性。例如：用钳形推力传感器（C-Clamp）测量闸阀阀杆推力时，测量误差最大可达20%，往往超出了阀门执行器输出力预留的裕度。显然，此时用阀杆推力的测量结果来判断阀门的启闭性能，结果的可信度较差。在阀门故障分析过程中，需开展同类对比分析，观察其是否有“老毛病”的特点，而后再对故障做出排查，必要时更换阀门，彻底解决问题。诊断阀门故障时要选用先进的仪器和设备，最大限度提高工作的可靠性、可行性。例如，利用计算机分析技术模拟、分析故障，能够了解故障的来源和产生的具体条件，这样就能最大限度改善原有的问题，促进整体工作的进步。
3.3提高决策系统的智能性
阀门故障诊断决策系统智能性的不够主要问题在于基础故障数据较少，决策缺乏实际依据。因此必须建立阀门数据库，收集阀门运行的状态数据。国外的阀门制造商、阀门用户和研究院开始联合建立阀门数据库，但是国内还没有实施类似的计划。阀门的数据库不仅包含阀门在整个寿命过程中的运行状态数据，更包含阀门设计、加工、装配和试验各环节的数据记录。运用阀门数据库，可以综合分析影响阀门健康状态的关键因素，改进薄弱环节来提升阀门寿命。然而，建立阀门数据库是个庞大的系统工程，阀门的种类繁多，工况各异，依靠单一的力量根本无法完成。只有在行业协会领导下，各阀门制造商、设计院和阀门用户相互联合，数据共享，才能推动阀门数据库的建立，提升阀门故障诊断技术的水平。
3.4加强早期的故障诊断研究
阀门使用现场往往环境较为恶劣，如存在高温，空间狭小和有毒介质泄漏等问题，操作人员在现场进行诊断时存在一定的危险性，因此，现有阀门诊断实施的频率较低。现有的诊断一般都是在阀门出现明显故障征兆后的事后诊断，这种诊断方法很难发现早期微弱的故障。利用网络技术对阀门进行远程在线诊断，一方面可以让操作人员远离危险环境进行诊断，提高作业的安全性;另外通过组网技术，将现场的关键阀门联系起来，提高诊断的效率。更为关键的是基于网络的实时连续监测有利于早期微弱故障的发现。基于网络的远程在线诊断技术需要将现有的阀门故障诊断技术，DTU技术和网络技术相结合，在阀门使用现场设立在线监测点，采集阀门的运行数据，在技术力量较强的研究所或企业建立诊断分析中心。诊断分析中心获得远程传输的阀门运行数据后，对阀门状态进行判断，再远程提供检修建议。这在提高阀门运行的可靠性和降低阀门维护成本方面具有很大的优势。未来建立过程控制系统时将越来越多地考虑运用该项技术。
3.5提高检测结果的精度和可靠性
如果检测结果的精度和可靠性出现问题，即便后续的分析方法和决策系统再先进，诊断的结果也有可能是错误的。现有检测设备精度不高的原因主要是由检测原理本身所造成的，因此很有必要吸收利用当前摩擦学、材料学、电子学和测量学的相关先进成果，结合阀门本身的特点研发出高精度、高可靠性的检测设备。对于某些重要的阀门状态参数，可以采用不同的检测设备对其测量，以提高检测结果的可靠性。另外，多传感器融合技术也是提高检测结果可靠性的一种方法，在阀门的运行过程中，单一的故障很有可能引起多个状态参数的变化，例如，由落入异物而导致的阀门内漏，除了密封副处出现应力波信号，还会引起阀门前后压力的变化，阀杆运动不到位，甚至还伴有噪声。
结语
阀门对于核电工程的非转动设备机械维修的重要性不言而喻。目前，我国阀门的故障分析和诊断技术，都得到了较好应用，整体上没有严重的缺失和不足，提升了问题的解决效率、解决质量。未来，应继续在阀门故障方面开展深入研究，努力健全阀门诊断技术体系。
参考文献
［1］张健.城市供水干线阀门故障分析及预防措施［J］.酒钢科技，2017（3）：76-80.
［2］史晓宇.汽轮机厂房电动阀门故障原因分析［J］.电工技术，2017（7）：85-86.
论文作者:张金龙
论文发表刊物:《电力设备》2018年第25期
论文发表时间:2019/2/25
标签：阀门论文; 故障论文; 技术论文; 核电论文; 工作论文; 过程中论文; 可靠性论文; 《电力设备》2018年第25期论文;