数字阀门控制器（精选7篇）
数字阀门控制器 篇1
引言
目前, 现代化大型化工企业实现了生产过程的自动化控制, 许多工艺过程, 尤其是在化学工业或石油天然气工业里的工艺过程都涉及到固有的危险因素。
费希尔FIELDVUE®DVC6000系列数字式阀门控制器提供了安全仪表系统 (SIS) 的解决方案。使用DVC6000系列仪表允许阀门部分行程动作以保证阀门的可利用程度, 从而避免发生重大事故。部分行程动作是用一个小的步长来测试阀门的动作, 该步长应足够小以不影响生产, 但同时要足够大以确保阀门正常工作。紧急停车解决方案中的DVC6000系列仪表提供了最新的测试方法, 这些方法可以减少测试和维护时间、降低设备初始投资、改善系统并提供诊断功能。根据多年的使用经验, 本文浅谈DVC6000系列数字式阀门控制器特点。
一、FIELDVUE DVC6000系列数字式阀门控制器特点
DVC6000系列数字式阀门控制器是可以通讯的、基于微处理器的电-气转换仪表。除了能把电流输入信号转换成气动输出信号这一传统功能外, DVC6000系列数字式阀门控制器还可通过HART通讯协议进行通讯 (375型现场通讯器) 。DVC6000系列数字式阀门控制器是为直接取代现有的气动或电-气阀门定位器而设计的, 其功能特点如下:
1、提高系统的可利用程度
简单而可靠的部分行程动作方法允许用户更加经常地进行阀门机械运动测试, 这种方法减小了紧急需要时失效的概率, 由于测试过程是灵活的, 在任何时间都可以进行, 因此就提高了系统在需要时就可使用的可能性。另外用AMS Value Link®软件 (是基于Windows的软件包, 可以让用户随意访问由DVC6000系列数字式阀门控制器得到的信息) 可对阀门进行连续地监测, 维护人员能够了解阀门的运行状态。为了确保阀门的可利用程度, 数字式阀门控制器会不断地检查它所有的零件是否在正常工作。
2、减少投资成本、节省测试时间
较低的基础设备投资、测试时间和人工的减少, 使得这种解决方案非常经济可行。远程测试功能可以使维护人员远程检查每一个仪表、校验它的标定、查看储存的维修记录以及其它信息来迅速调试好回路, 减少去现场检查的次数;或利用AMS Valve Link软件的批处理功能建立一个自动测试程序, 它提供按程序依次执行多个任务而不需干扰的能力, 这允许用户在批处理执行任务时可以做其他事情, 因此可以节约大量的时间。
3、实现预防性维护且维护容易
ESD解决方案中的DVC6000系列仪表可用AMS Value Link软件进行“阀门性能退化分析”。这对用于紧急停车系统的关键阀门是很重要的, 同时也可减少有计划的维护量。DVC6000系列数字式阀门控制器是模块化的设计, 单个主模块可以从仪表壳体中拆下而无需拆开现场接线、气动接管或阀杆连杆, 使部件的拆卸简单快速容易。
4、阀门粘住报警
当进行部分行程动作测试时, 如果因任何原因阀门粘住了, 数字式阀门控制器不会将执行机构气压全部释放, 这是为了保证一旦该阀门不再粘住, 阀门也不会发生突然关上的现象。而且, 数字式阀门控制器将放弃测试, 并通过HART通讯器或AMS Value Link软件发送出一个表示阀门已粘住的报警信号。
5、系统记录跟踪
AMS Value Link软件会自动地在所有的参数和报告上表上时间和日期。
6、核实查证
AMS Value Link提供了对诊断数据进行比较和解释的功能。
7、生产运行时进行行程动作测试
DVC6000系列仪表可进行阀门部分行程动作测试, 即让阀门运动一个很小的行程, 小的而不会影响生产, 但大的足以确认阀门在工作, 以保证安全系统的可利用程度。
8、内置冗余
用于ESD解决方案中的DVC6000系列数字式阀门控制器提供了一个固有的冗余气体通道。如果一个紧急情况发生, 执行机构的压力总会通过电磁阀或数字式阀门控制器而释放, 使得阀门动作到安全位置。
二、DVC6000系列仪表在ESD系统中的安装
ESD解决方案中的DVC6000系列仪表可以安装到任何类型的阀门上, 包括使用弹簧膜片式执行机构、弹簧复位气缸式执行机构或双作用气缸式执行机构的直通阀、旋转阀等。通过安装组件可应用于不同厂家生产的各种执行机构, 这就为低成本地用于生产装置提供了条件。可采用两种接线形式:
1、4-线制系统 (如图1)
将阀门控制器连接到一个4-线制系统中需要逻辑控制器提供两路独立的电源:一路供给电磁阀的24伏直流电源和一路供给数字式阀门控制器的4—20m A的直流信号源。
2、2-线制系统 (如图2)
逻辑控制器提供一路24伏直流电源同时供给电磁阀和数字式阀门控制器供电。
三、结束语
本文论述了基于费希尔FIELDVUE®DVC6000系列数字式阀门控制器用于安全仪表系统 (SIS) 的解决方案。利用HART通信协议或AMS Valve Link软件在现场或控制室内可以很容易的访问每一台仪表, 利用AMS Valve Link软件可以轻松地完成阀门的阶跃响应测试和阀门特征性能测试, 确保系统的稳定可靠, 其强大的功能和特点使得推广应用成为可能。
数字电气阀门定位方法 篇2
电气阀门定位器的基本功能是将控制中心输出的调节阀阀位给定值与调节阀阀位反馈值之间的偏差, 按照预先设定的算法去控制气动执行机构和调节阀开度 (流量) , 同时阀位反馈单元反馈实时阀位值, 因此电气阀门定位器与气动执行机构、调节阀组成了一个闭环回路。阀门定位器增大了气动执行机构的输出功率, 减少了信号传递的滞后, 能够有效克服调节阀移动中产生的摩擦力和阀芯不平衡力, 提高了调节阀的精度。近十年来, 气动执行器技术领域的技术进步主要体现在阀门定位器方面的改进。发达国家的电气阀门定位器已升级到基于电平衡原理, 国内的定位器开始从机械平衡原理逐步向电气平衡过渡。数字电气阀门定位器以微处理器为核心, 具有调节阀整体的多种流量特性以及自动调校、人机交互、工作参数组态设置、故障诊断等一系列技术特征, 与传统的基于力平衡原理的电气阀门定位器相比, 其技术指标前进了一大步。
数字电气阀门定位器的体系结构虽然日臻完善, 但是仍有不足之处。首先, 控制系统以调节阀固有流量特性为设计依据, 而调节阀投运后所处的实际工况与固有流量特性测试条件相距甚远, 无视调节阀工作流量特性畸变的客观事实, 必然导致控制品质的下降;其次, 调节阀阀位采用5接点开关控制算法, 虽然具有良好的鲁棒和快速动态响应性能, 但存在阀位稳态跟踪精度欠佳的缺点。此外, 人机交互中键盘输入方式的故障率较高, 阀位移/电气转换采用接触式电位器的稳定性和可靠性差强人意。一旦故障排除则调节阀全关 (气关阀) 或全开 (气开阀) , 不仅使气动执行器工况剧然波动, 而且就整个控制系统而言无疑也是重大干扰, 甚至引进安故事故。
该项发明的目的是提供一种数字电气阀门定位方法。数字电气阀门定位方法通过Fuzzy-PI双模无扰切换方法控制调节阀开度, 误差较大时采用Fuzzy方法, 误差较小时则采用PI方法, Fuzzy-PI双模无扰切换方法是由Fuzzy-PI判别模块选择, Fuzzy-PI双模方法结果由无扰切换模块处理后, 以不同宽度的脉冲形式输出至I/P电气转换单元的固态继电器G3F/G3FD, 控制压电阀的占空比;无扰切换模块消除了Fuzzy-PI模式切换时对调节阀开度以及控制系统的干扰。通过阀工作流量特性畸变的校正, 使校正之后的工作流量特性与控制系统设计时所依据的阀固有流量特性吻合方面改善了控制系统品质, 另一方面调节阀能在较低压降比下运行, 可大大降低能耗。Fuzzy-PI双模无扰切换算法, 兼顾了阀位控制对动静态两方面指标的要求, 无扰切换模块确保两种模式切换时不会对阀位和控制系统造成干扰。触摸屏和无接触式磁敏电位器的应用, 则提高了阀门定位器的稳定性、可靠性和定位器的气密性;解卡操作时提供的由用户选择释放或部分释放膜头压力功能, 消除了安全隐患, 进一步改善了阀位和控制系统的控制品质。
联系人:吴宁宁
地址:浙江省杭州市西湖区浙大路38号
油品入库阀门质量控制措施 篇3
阀门是管路流体输送系统中的控制部件, 是油气田工艺管网重要的受压元件。阀门主要用来改变通路断面和介质流动方向, 具有导流、截止、调节、节流、止回、分流或溢流卸压等功能, 是受压元件结构最为复杂的机械单元, 如果阀门出现卡阻、关闭不严和裂纹等质量问题, 将会造成油气外泄等故障, 甚至酿成环境污染、火灾和爆炸等恶性事故。为了确保阀门质量, 采取入库质量检验等手段, 取得了较好效果。本文针对阀门入库检验, 发现的质量问题进行分类、汇总和分析, 提出了相应的对策措施。
2 油品入库阀门质量问题
阀门入库质量检验的基本程序是:来样登记与核对、资料审查、外观检验、结构尺寸检验、硬度测定、壁厚测定、强度试验、密封试验、记录整理、报告出具、结果反馈、结算付款等, 对检验出的不合格品及时通知供货厂商并以书面形式向上级主管部门汇报。阀门入库检验所发现的质量问题可分为质量行为问题和实体质量问题。
2.1 质量行为问题
(1) 部分阀门生产标准与合同约定的执行标准不一致 (出厂检验报告依据的标准与购销合同规定的检验标准不一致) , 没有按照合同约定的标准制造和出厂检验。
(2) 出厂检验报告的某些数据 (如壁厚、结构尺寸等) 与实际测量不符, 有的实际测量数据甚至低于标准要求。
(3) 装箱单、合同约定与实际供货的阀门型号不能完全对应, 有混装、错装或漏装等现象, 有的供货商提供的阀门型号是阀门执行机构型号, 没有按照相关标准的要求进行编制。
(4) 阀门出厂检验报告中的出厂编号与阀门实体编号不一致, 出厂编号简单重复, 不能体现出厂编号的唯一性。有的阀门没有出厂编号, 给质量追溯和管理带来较大的影响。
2.2 实体质量问题
在对11.4万只阀门进行入库检测时, 其中有1585只阀门存在质量缺陷, 主要是孔眼类缺陷、裂纹类缺陷、结构尺寸缺陷及运输不当造成的二次缺陷。其中, 孔眼类缺陷所占比例最大, 约为75.03%, 其次是运输不当造成的二次缺陷, 约为13.7%。
(1) 孔眼类缺陷主要包括气孔、缩孔、疏松、渣孔、砂眼和铁豆等。它们可能在使用中扩展成隐患。气孔多数分布于铸铁表面或近表面, 呈球状或梨状, 渣孔形状不规则, 表面粗糙, 呈各种不同颜色。缩孔和疏松呈倒锥形, 多分布在铸造体轴心部位, 有的分布于表面, 砂眼和铁豆则多散布在铸铁表面。孔眼类缺陷是由于砂模不规则或有大量杂质混铸所造成。
(2) 裂纹类缺陷主要是指铸造、锻造和焊接时产生的裂纹, 分为热裂纹和冷裂纹。热裂纹是在高温下形成的, 裂口表面呈氧化色, 裂纹形状曲折而不规则。冷裂纹是在冷却低温下形成的, 裂纹呈轻微氧化色, 裂纹较直, 没有分叉。裂纹产生的主要原因是铸 (锻) 造、焊接工艺不当, 造成局部应力集中, 当拉应力超过材料的抗拉强度时, 将产生局部开裂。由于裂纹类缺陷具有扩展性, 是最危险的缺陷之一, 因此该类缺陷应引起高度重视, 需严格予以防止。
(3) 结构尺寸缺陷是指在阀门铸造、加工过程中由于工艺不当而造成结构、形状、几何尺寸不符合标准要求。铸造结构尺寸缺陷是由于浇筑工艺不符合要求, 模样尺寸存在误差, 砂型 (芯) 起模时部分砂块粘附在模样或芯盒上所引起的铸件相应部位多肉、浇不足、落砂、变形及损伤而造成结构尺寸不符合标准要求。机械加工缺陷是在对阀瓣或密封面机加工时, 加工过量、加工不足、精度不符以及未及时清理阀门腔内铁屑等残留物, 造成阀门关闭不严, 阀瓣无法打开等问题。
(4) 二次缺陷是阀门包装、装卸和运输过程中, 开关位置不符合要求, 因碰撞等外力作用造成手轮断裂、阀杆变形、阀体开裂、阀瓣及密封面划伤等损伤, 其中径向密封面划伤是出现较多的二次缺陷, 其严重影响阀门装配的密封性。
3 阀门质量控制措施
3.1 加强阀门制造质量控制
阀门产品的质量优劣究其源头在制造厂, 因此阀门在生产加工阶段的质量控制尤为重要。作为阀门生产单位, 应当严格执行被认定的质量管理体系进行生产, 制定适宜本单位产品的质保手册。
(1) 由于阀门属于压力管道元件, 制造厂应按照TSG D2001-2006的相关要求取得生产许可证, 并在许可范围内生产相应类型和规格的阀门, 严禁超范围生产。
(2) 制造厂严格控制材料质量, 对进厂原材料及时进行取样复验, 禁止不合格材料用于阀门的生产制造。
(3) 制造厂严格按照相应标准规范、制造工艺以及订货合同约定的技术要求生产阀门。
(4) 严格执行出厂检验制度, 杜绝一切不合格阀门出厂。
3.2 规范阀门技术规格书
阀门的技术规格书一般包括介质性质及工艺参数、技术要求、供货范围、检验与测试、标志标识、喷漆、包装和运输、质量保证、技术服务和培训等。阀门技术规格书的填写要细致且全面, 如果漏项, 将会给采购工作带来重大失误甚至影响到工程建设的进度。这是阀门采购的核心部分, 特别是对于能否正确而经济的选购合适的阀门产品来说尤为重要。
3.3 阀门采购过程控制
(1) 使用单位提出采购要求 (即采购计划单) , 采购部门应审查采购计划单的准确性, 技术要求应从工作环境、公称通径、公称压力、驱动形式及材料的选用等方面考虑。
(2) 根据产品质量、价格、服务、业绩和规模等选择供应商, 并建立供应商网络。
(3) (在技术服务协议或阀门买卖合同中, 明确阀门设计、制造、检验标准以及特殊阀门的技术要求, 并监督阀门制造厂严格按照约定要求进行设计、制造和出厂检验。
(4) 定期或不定期到阀门制造厂家巡查, 获取阀门制造质量控制情况的真实信息, 以确定阀门质量是否处于受控状态。
3.4 规范厂商经营行为
(1) 防止发生供货商以次充好, 如为了逃避入库检验或降低不合格率, 将未检阀门或检验不合格阀门与检验合格的阀门进行换货等。
(2) 防止发生供应商外购阀门后贴挂本厂铭牌未经出厂检验就转供使用单位, 该行为是造成阀门不合格增加的重要原因。
(3) 对于阀体出现气孔、砂眼等坑状缺陷且检验不合格的阀门, 要求供货商换货后进行复检。
3.5 阀门配套产品的性能
阀门的动作由配套在阀门上的执行机构来完成, 执行机构较为复杂, 如采用电-液联动, 气-液联动、气动、电动、涡轮传动等, 阀门执行机构和紧固件的性能也非常重要。检验时重点对阀门执行器的精度和外购配套件的质量进行控制。
3.6 阀门的主体材质和表面质量
阀门内部控制调节流体, 介质产生的腐蚀问题不容忽视;外部与大气直接接触, 会受到各种气体或水分的侵蚀, 要求阀门的主体材质应当具有良好的机械性能和合格的化学成分, 阀门焊缝无缺陷和表面平整光滑。重点是要求阀门供应商具有特种设备制造许可证, 提供材料质量证明书, 必要时对材料进行复检。
3.7 加强装卸运输管理
阀门供货商必须采取措施, 防止阀门在装卸、包装和运输过程中造成阀门损坏和二次缺陷发生。
(1) 阀门出厂检验合格后, 内部应清理干净, 阀门两端应加防护盖。阀门运输之前, 两端法兰应设轻质堵板固封, 中、小口径阀门应以草绳捆扎, 并以集装箱方式运输为宜, 大口径阀门亦采用简易木条框架固体包装, 以免运输过程中碰损, 阀门在保管运输过程中, 不得将索具直接拴绑在手轮上或将阀门倒置。
(2) 阀门装卸时, 应轻拿轻放, 严禁抛掷, 对于较重的阀门应采用吊装机械吊装。
3.8 严格施工安装要求
(1) 阀门安装之前, 施工单位应按照施工规范要求进行外观检查和压力试验, 不合格阀门禁止安装到工程上。
(2) 安装方向有要求的阀门, 必须方向正确, 避免阀门损坏和腐蚀, 如截止阀、止回阀应按照介质流向安装, 在水平管道安装的阀门, 阀杆应垂直向上, 不宜将阀杆向下安装等。
(3) 对于大口径阀门, 应设置阀门支撑装置, 避免阀门因过重造成阀门变形和开裂。
(4) 在施工中严禁强力组装阀门, 应确保阀门相连的管道在水平及垂直方向上都能自由伸缩膨胀。
结语
阀门作为管道系统中的控制枢纽, 其质量控制是实现安全、及时和经济供应的重要内容。
在阀门制造过程中, 制造单位应加强阀体的铸造、锻造及焊接等工艺管理, 不断进行工艺革新, 严格出厂检验, 降低不合格率。开展入库检验是提高阀门质量的关键环节。通过入库检验, 不但可以检出不合格产品, 起到质量把关的作用, 更重要的是能够对制造、监造和采购等环节起到监督、约束和制约作用。物资采购部门应选择资质级别高、实力强、价格合理的供应商, 必要时到制造厂家进行调研核实。
参考文献
[1]SH3518-2000, 阀门检验与管理规程〔S〕.
[2]TSG D2001-2006, 压力管道元件制造许可规则〔S〕
油田阀门质量控制要点分析 篇4
1 阀门的质量控制
阀门产品的质量优劣究其源头在制造厂,因此阀门在生产加工阶段的质量控制尤为重要。作为阀门生产单位,应当严格执行被认定的质量管理体系进行生产,制定适宜本单位产品的质保手册。然而仅仅依靠制造单位自身的质保体系并不能完全保障阀门质量,阀门产品的用户,也应当积极寻求阀门的检测技术和手段,规范采购并制定详细的阀门检验质量控制体系。针对已出厂产品的质量控制,应由用户和检验单位共同监督完成。双方保证按照事先的约定,及时通报产品的情况,并促使产品的按期交付,以及交付合格的产品。
虽然阀门产品已经纳入特种设备,但还没有像压力容器那样实行政府质量监督部门的监督机制,目前阀门生产过程中的质量控制仅在极个别地方进行试点。因此,用户、检验单位和阀门生产厂家应在协商合作的基础上,尽可能实现阀门产品质量控制的最大化。
2 质量控制的具体措施
2.1 规范阀门采购技术说明、应用标准
用户应当归纳出本单位常用阀门的类型,包括各种类型、结构、尺寸和材质的阀门。普通阀门和特种阀门应当区分开,针对不同厂家其主导产品不一样的问题,发技术标书的时候必须分开提出。
阀门应用标准包括制造标准、检验和试验标准、材料标准等。仅美标阀门的检查和试验标准一项,就有多个标准,而国内阀门采用不同的检验标准,其要求是不同的,反映在阀门的具体参数也不尽相同。除制造标准、检验和试验、材料标准等这些基本标准以外,产品所涉及的其他标准在采购时也一定要填写全,否则可能会因此带来麻烦和失误。例如埋地阀门的防腐和保温,当阀门为对焊连接时,还应给出其接管应用标准、接头焊缝坡口的标准等。
2.2 规范阀门技术规格书
阀门的技术规格书一般包括介质性质及工艺参数、技术要求、供货范围、检验与测试、标志标识、喷漆、包装和运输、质量保证、技术服务和培训等。阀门技术规格书的填写要细致且全面,如果漏项,将会给采购工作带来重大失误甚至影响到工程建设的进度。这是阀门采购的核心部分,特别是对于能否正确而经济的选购合适的阀门产品来说尤为重要。
2.3 制造单位资质审查
资质审查是采购初期的一个重要环节。通过资质审查能够了解制造单位的生产能力和产品质量状况,确定其是否能够满足技术要求。从全国几千家阀门厂商中筛选出具备生产资质、质量可靠的企业,其工作难度较大,应从以下两点着手:
2.3.1 认清厂家的优势产品
在采购过程中需要认清制造商的优势产品。优势产品是一个企业最具有代表性的、最有市场竞争力的产品,其往往能反映出这个企业的某些特征。
2.3.2 对厂家生产资质审查
目前,阀门制造商进行无证生产,超出特种设备制造许可证范围生产、异地贴牌生产,提供虚假制造许可证书的现象经常发生,我们在进行阀门资质审查的时候就遇见过几次厂家提供虚假证件,以假乱真的事情,也发现过贴牌生产的阀门。为了能够从源头斩断这些作假手段,我们必须要了解阀门产品的制造检验认证体系。
目前国内外都比较流行第三方认证的质量管理模式,例如ISO 9000质量体系认证的管理模式。如果一个制造商早期就获得了第三方的质量认证,并证明在生产中一直严格地按所认定的质量管理体系操作,将增加我们对其产品质量的信心。
还有许多制造商获得了许多行业或协会的某些特许认证,如ASME认证、核工业部门认证、船舶和电力工业部门认证等。
还有一个国家级权威认证“特种设备制造许可证”,该证书是由国家质检总局颁发的。这个是阀门生产厂家必须具备的证书,没有实力的小制造厂或者不具备制造某类阀门资格的,产品比较单一的阀门厂,是不能取得比较全的许可证书的。我们通过查询这个许可证简单快捷有效的筛掉不具备资格的阀门厂家。
我们可以通过中国特种设备检测研究院的网站进行免费查询,通过登陆此网站可以查询到证书的编号和发证期,还有有效期和备案日期。可以将厂家提供的证书号输入后,辨别真伪,确定其生产范围。
随着《压力管道元件制造许可规则》的出台,阀门被纳入全面的国家制造质量监督检验。在以后的采购中,只有获取了特种设备制造许可证的企业才能接受制造监督检验。每只阀门或者每个批次的阀门都会有监督检验证书才能出厂,在采购前,应该要求制造企业必须将制造监督检验证书随出厂质量证明书一起交付并经审查合格后,才能接受该批产品。
3 阀门成品质量控制要点
阀门出厂后,检验单位在检查阀门时应充分考虑到阀门的使用条件和技术要求,阀门检测项目繁多,通过以下几方面阐述阀门在使用前进行质量控制的要点。
3.1 阀门的结构和可靠性
对于流体输送系统,尤其是长输管线而言,阀门通常处于常开或常闭状态,在事故状态时才动作,因此要求各类阀门不论在什么环境状态和工作条件下,都能正常、有效、准确地动作,具有极高的可靠性。质量检验时重点对阀门结构是否满足用户的条件要求进行审查和试验,消除事故隐患。
3.2 阀门的强度、密封性能和使用寿命
油田生产环境复杂,阀门工作条件比较恶劣,环境温度变化大,地质条件和管线应力复杂,如有突发状况后阀门如何保持良好的强度、密封性能以及突发状况对阀门使用寿命的影响。检验时,重点对阀门进行压力再试验;必要时可进行静压寿命试验,以确保整体质量。
3.3 阀门配套产品的性能
阀门的动作由配套在阀门上的执行机构来完成,执行机构较为复杂,如采用电—液联动,气—液联动、气动、电动、涡轮传动等,阀门执行机构和紧固件的性能也非常重要。检验时重点对阀门执行器的精度和外购配套件的质量进行控制。
3.4 阀门的主体材质和表面质量
阀门内部控制调节流体,介质产生的腐蚀问题不容忽视;外部与大气直接接触,会受到各种气体或水分的侵蚀,要求阀门的主体材质应当具有良好的机械性能和合格的化学成分,阀门焊缝无缺陷和表面平整光滑。重点是要求阀门供应商具有特种设备制造许可证,提供材料质量证明书,必要时对材料进行复检。
3.5 公称通径与结构形式
一种阀门用超速控制单元 篇5
阀门在国民经济各个领域中有着广泛的应用。在各种管路系统中, 阀门用于控制流体的压力、流量和流向。随着社会各个领域技术不断发展和进步, 对阀门的技术参数和技术性能也提出新的要求, 阀门逐步向功能多样化、操作更加自动化的方向发展。目前, 大多数阀门设计往往着眼于阀门本身功能的提升和结构的优化, 而忽视了阀门对管线系统的反应能力[1,2,3,4,5]。本文介绍一种阀门用超速控制单元, 通过与阀门联动来实现对管道中介质流速的控制, 使介质流速控制在安全的范围内, 在爆管事故情况下, 能实现智能关阀。
1 结构与原理
1.感应板2.密封座3.传动轴4.感应杆5.密封套6.行程开关7.自润滑轴承8.可调节重锤9.管道
阀门用超速控制单元主要有感应板、传动轴、密封座、密封套、感应杆、可调节重锤和行程开关等组成, 其结构如图1所示, 三维外形图如图2所示。感应板、传动轴与重锤通过机械方式连接在一起, 当感应板受力转动时, 感应杆也随之转动。
该控制单元安装在阀门上游或下游管道均可, 当介质通过管道时, 不同的流速, 感应板所受水的作用力是不同的, 感应杆转动角度也不同, 管道中介质的流速增大, 感应杆转动角度也随之增大, 此时感应杆仍在安全的转角下转动, 当流速达到或超过设计安全流速时, 感应杆转动角度进一步增大, 感应杆转到设定角度同时触发行程开关并发出信号传输到阀门控制系统, 阀门控制系统接收到信号即执行关阀操作, 以此来达到控制管道中介质流速、保护管线的目的, 或在爆管工况条件下, 阀门快速关闭以最大限度减少损失。
2 性能与应用
阀门用超速控制单元采用机械式的感应机构和与阀门相同密封结构, 具有以下特点和性能:1) 可与蝶阀、球阀和止回阀等多种阀门的液控或电控执行机构配套使用, 同时, 通过调节重锤位置, 可适用多种工况流速, 单元适用性强。2) 与介质接触部分采用机械感应和传动, 安全可靠。3) 密封部位采用与阀门相同的密封结构, 密封牢靠, 同时, 和阀门检修周期相同, 无需单独停车检修。4) 传动部位采用自润滑轴承, 检修周期内免维护, 同时, 自润滑轴承传动摩擦力小, 感应流速的变化灵敏、无卡滞, 能及时准确地传递管道内的流速变化情况。5) 阀门用超速控制单元材质采用与阀门主体材质相同的原则, 使用寿命与阀门使用寿命相当, 使用寿命长。
3 结论
阀门用超速控制单元采用机械式自润滑结构, 实现了阀门用超速控制单元在较小的摩擦力下随流速变化而转动, 保证了阀门用超速控制单元长期运行的灵活性和可靠性, 为阀门智能控制提供了一种解决方案, 可与多工况、多种阀门组成超速控制阀门, 使阀门本身具有了快速反应能力, 智能保护管道及其设备, 尤其在管线爆管的事故工况下, 阀门用超速控制单元能快速反应, 使阀门快速关闭, 最大限度减小损失。阀门用超速控制单元是一种新型、感应灵敏、密封可靠、适用性强 (可调节) 、使用寿命长的控制单元。
摘要：介绍了一种阀门用超速控制单元, 并给出其特点、结构、工作原理及性能。
关键词：阀门,超速,智能控制,爆管
参考文献
[1]孙丽, 陈立龙.我国阀门行业现状与发展趋势[J].机电工程, 2009 (10) :103-104.
[2]颜炳良, 国产智能阀门定位器技术发展趋势与产品规划[J].仪器仪表用户, 2015 (3) :23-25.
[3]宋银立.我国电力阀门现状及发展前景[J].通用机械, 2014 (7) :24-26.
[4]韩斐, 宋笔锋, 喻天翔, 等.阀门可靠性技术研究现状和展望[J].机床与液压, 2008 (9) :138-144.
控制阀细节分析之阀门导向 篇6
1 阀门导向的技术细节
作为终端控制元件的控制阀, 主要由阀、执行器及附件组成。阀起流体控制作用, 执行器起推动作用。阀是由阀体、阀盖、阀内件组成。其中阀内件是指与流体直接接触, 有改变流通截面积和截流件导向等作用的零部件的总称。阀芯、阀座、减噪器、抗空化气蚀部件等都可以叫阀内件, 还包括套筒、导向等。其中阀门导向用于阀芯和阀座的对中配合。
控制阀的生产厂家很多, 产品类型和结构多种多样, 随着科技发展和工业过程需求而不断更新换代和变化。仅阀门导向这个细节而言, 不同厂家的产品就有不同的设计和考虑。
直通单座球形控制阀的导向可分为:
顶部导向
顶部底部导向
阀杆导向
阀芯导向
阀座导向
顶部导向采用阀盖上导向套或阀内件导向部件 (带导向套的导向架或支撑架/套筒) 实现导向。
顶部底部上下导向增加了下阀盖导向套 (架) 实现导向, 对大口径或特殊工况用途常采用顶部底部导向。
阀杆导向采用上阀盖上的导向套与阀座环对中, 用轴套与阀杆实现导向;阀芯导向是在阀芯上部设导向段, 再与导向套/导向架配合, 也常被厂家称为顶部导向。
阀座导向在小流量控制阀中被采用, 它用阀座直接进行对中。此外, V形开口阀芯在其下部与阀座配合也具有导向作用。另外, 直通型套筒控制阀是采用阀芯的外表面与套筒的内表面进行导向方式, 具有自对中性能。
多数厂家的直通单座球形控制阀导向采用顶部导向设计, 对于较大口径和高压等工况的阀增加有底部导向或导向套, 此外, V形开口阀芯与阀座配合也具有导向作用。
下面就几个不同生产厂家的控制阀导向进行分析说明。
1.1 萨姆森 (SAMS ON) 公司240/250系列控制阀的阀门导向
德国萨姆森 (SAMSON) 公司240/250系列控制阀主要为顶部阀杆导向, 其240系列中3241型直通单座球形控制阀 (DN15…30 0/P N1 0…4 0) , 模块化设计, 阀部件数量少。阀盖与支架一体化和阀芯阀杆一体化结构, 阀杆导向套嵌入在阀盖下部, 导向位置较低, 抗抖动震动性能好。导向套材料为经热处理的X 12 Cr M o S 17 (1.4 10 4) 和X10Cr Ni Mo Ti18 10 (1.4571) 不锈钢。导向套与阀盖紧配合设计, 必须考虑好尺寸、公差、材料处理, 要求部件加工精度高, 嵌入装配要到位又不能产生应力和形变。阀盖决定垂直对中, 整体配合难度加大。阀杆导向直接接触流体介质, 必须考虑和防止在流体压力下由阀杆动作带入介质引起导向处锈蚀结垢卡堵现象, 稍有设计、加工、装配、选用不慎, 就会出现问题。这是此种结构的薄弱点。但从工业过程现场实际使用情况看, SAMSON公司的240/250系列控制阀在这个部位很少出现上述问题。
1.2 费希尔 (FISHER) 公司控制阀的阀门导向
美国艾默生 (EMERSON) 集团费希尔 (FISHER) 公司) EZ系列控制阀是顶部阀芯/杆导向, 其导向套设计在阀座压紧套筒上, 标准型的导向套材料为17-4-PH不锈钢。直行程导向段设计在阀芯上, 导向套直径较大, 位置较低, 导向作用比较好, 阀芯不易抖动。该控制阀是快换式阀内件, 结构较复杂。压紧套筒夹紧固定方式, 导向套自适应对中, 阀体装配要求高一些。导向套与阀芯导向段的间隙略大, 易出现卡堵加大摩擦力现象。快换式结构的密封件较螺纹旋入式阀座类型要多一点, 相对来说检修周期短和维护成本高。近年推出的GX控制阀为顶部阀杆导向, 其导向套设计在填料上部, 其上加一组弹簧片后, 再用带螺纹的填料压盖旋紧, 标准型的导向套材料为304L不锈钢。特点是:导向套非固定式、自适应对中、在填料之上, 不与流体介质直接接触, 由填料先阻断和减小流体对导向的压力并尽量避免阀杆带入介质使导向套处锈蚀结垢卡堵等情况发生。但导向位置较高阀芯/阀杆抖动震动倾向则加大;由于弹簧片组并没有多大的力和调整余量, 若填料压盖旋紧不到位或弹簧片失效或填料磨损老化而出现松动, 也会导致导向套松动。每次更换填料时都要先取出弹簧片组和导向套才能进行, 略感不便, 回装步骤必须按厂家要求及认真小心。
1.3 工装 (KOSO) 公司501T控制阀的阀门导向
日本工装公司501T型控制阀 (DN15…2 00/P N1 6…1 0 0) 为顶部阀芯/杆导向。其DN1 00以下阀型设计将导向套嵌入上阀盖, DN125及以上阀型采用导向套在夹紧式导向架上, 导向套材料为经热处理的SUS440B。由于是阀芯/杆导向, 设计的导向套直径较大, 导向面积大, 具有抗震性强的特点。同时考虑到导向套受压及流体杂质带入, 该阀在这里作了压力平衡处理, 由此也引发平衡孔阻塞影响压力平衡效果甚至压力平衡失效的讨论。还有导向架这种结构现已被很多厂家改掉, 进而采用新的技术。
2 结语
从控制阀导向这个技术细节看, 目前控制阀已走向快速设计技术RDT (Rapid Design Technology) 的模块化设计。阀内件不断优化改进, 降低产品复杂程度, 减少部件数量, 增加通用性, 提高可靠性和功能安全及方便维护。阀芯阀杆一体结构越来越多, 同时使用阀杆导向和导向面积减小。各控制阀厂家都在技术进步, 更加注重技术细节, 阀门导向设计多样化和精细化。
细节决定成败。以整体优化为出发点多个考虑细致、创新技术、功能优化、质量可靠的细节就能组成应用方便、灵活、安全、用户易于接受并满意的好产品。研究分析技术细节, 向用户宣传产品的特点、技术细节, 有助于产品的推介和销售。
摘要：控制阀的阀门导向对于流体控制和阀门关闭非常重要, 从控制阀导向的设计细节分析入手, 看不同厂家对控制阀导向的设计及区别。
关键词：控制阀,阀芯导向,细节分析,区别
参考文献
[1]萨姆森 (SAMSON) 公司240/250系列控制阀资料.
[2]费希尔 (FISHER) 公司控制阀资料.
基于质量控制视角的核电阀门设计 篇7
1 核电阀门设计的特点
核电阀门是核电站流体管路的控制装置, 其基本功能是接通或切断管路介质的流通, 改变介质的流动方向, 调节介质的压力和流量, 保护管路和设备的正常运行, 核电站用的阀门具有对介质流体管路的隔离屏障、阻隔放射性载热剂的作用, 因此, 对核电站的安全运行至关重要[1]。概括来讲, 核电阀门具有如下特点:
1.1 设计标准高。
由于核电阀门是组成核电站的不可或缺的设备, 因而在其安全运行的过程中占据关键性地位。高标准的设计要求表现为核电阀门必须在具备普通阀门设计理念的基础之上, 同时能够在核电泄露时进行及时有效的制约, 这就为要求其不断提升自身的质量控制水平 (见图1) 。
1.2 质量要求高。
核电阀门是核电站流体管路的控制装置, 具有数量多、品种多、可靠性高的特点, 对核电站的安全运行至关重要, 如果核电站阀门系统出现问题, 将影响核电站的安全运行[2]。高度的质量标准需要核电阀门不仅仅在材料选取上使用环保型材料, 还要求对其的质量控制能够不断满足核电阀门未来发展的高技术、可持续方向。
2 实现质量控制的建议
虽然我国技术管理的发展取得了显著成就, 但是不可否认的是, 当前在核电阀门设计领域仍存在一些技术性难题等待相关技术人员攻克。作为主要的质量控制环节, 广泛探讨质量控制技术设计具有很强的技术性, 创新控制办法对于促进核电阀门的发展具有巨大的促进贡献。当前我国核电阀门的总体水平仍然落后于世界先进水平, 重要的配套装置自动化程度低、可靠性差, 制造工艺比较落后, 管理水平也比较薄弱[3]。要针对当前核电阀门质量控制中所存在的各类型难题, 借助质量控制原理来分析问题产生的原因, 作出正确行为选择的判断, 实现有效控制, 具体举措如下所述。
2.1 多种标准相结合。
伴随着核电阀门设计中的技术更新换代速率的增快, 质量控制者要不断学习相关理论知识, 熟悉核电阀门选择与使用方法, 在了解的基础上对其进行合理利用。将传统的核电阀门设计方法与新型的设计手段相结合, 着力发挥核电阀门在促进工业发展、减少成本投入中的作用, 不断提升质量控制的管理水平。为有力推动核电阀门设计与使用的优化调整, 还要密切关注各种核电阀门制成材料, 采取节能减排的运转渠道、环保先进的使用技术、循环迅速的设备配置等。一方面最大限度的晋升核电阀门设计对于核电行业发展的进阶功效。另一方面, 更好的实现科学技术为提升环境生态效益的水准, 这就需要在技术的支持下, 将核电阀门设计进行成本的压缩, 进而在寻找安全保障与经济最大化的契合点的基础上, 保证核电事业的可持续发展。在设计核电阀门时, 要考虑到影响核电阀门质量的多类型指标, 依据实际操作需要的标准来选择适合指标要求的核电阀门, 更好地保证核电阀门的质量。
2.2 拓展质量控制综合体系。
在新时期, 伴随着核电行业管理体系的完善, 也需要核电阀门的质量控制体系及时适应环境变化的需要, 在传统质量控制的基础工作之上加入更多的创新管理内容, 构造包含完善的设计规划目标管理、跟踪反馈管理、质量的监督保障管理等内容在内的系统化的管理体系。具体而言, 完整可行的质量体系应该包括如下三个组成部分。首先, 要根据核电阀门的发展制定切实可行的质量控制规划, 因为完善管理规划能够促进阀门设计与行业发展相统一, 结合多元化与差异化的设计理念, 形成富有质量控制价值与实际发展情况相适应的独特质量控制方法。其次, 要在质量控制各个环节中贯穿能动性管理, 将质量管理作为一个系统性工程来实施, 既发挥自上而下的指导作用又发挥自下而上的能动作用, 协调好对各类型资源的设计与使用权利, 发挥整体的能动性, 通过设立相关规范并严格执行来提高资源的利用率, 最大限度地利用资本。最后, 还要在可靠性的质量控制平台基础上致力于优化各个阀门设计环节的构成, 借助灵活科学的人员配置与组织规划建设有利于企业可持续发展的管理流程与决策方式。适当增加应急管理, 在整个阀门设计的实施过程当中, 要将安全设计、核电阀门的质量责任落实到每个技术控制领域中。由于核电阀门的质量控制与有效的质量管理之间具有密切的共生关系, 所以企业质量控制体系的设立要包含可行性高的质量控制危机管理制度。危机管理体系的构造一方面要通过强化整体的质量控制危机管理意识来提升对核电阀门质量处理的关注度, 从而为建立创新的质量问题处理体系提供坚实的基础, 真正做到防微杜渐。另一方面, 还要巧妙地运用多种形式的危机管理方法来构造全方位、多层次的质量监控模式, 即在质量控制处理的前期设立及时的预警制度, 以便有效的发现核电阀门设计进程中存在的弊端予以及时有力的调整, 避免危机的出现。在质量问题发生的时刻, 要借助及时的质量控制反馈体制来处理危机, 依据不同质量问题的性质与可能造成的后果启动多样化的应急方案, 防止质量问题的蔓延与扩散。
2.3 重视质量管理。
一方面要对核电阀门设计中的设备进行定期的检验与维修, 借助定期维护来提高阀门的使用寿命。另一方面, 还要加强对技术操作人员的培训, 使其掌握规范化的操作, 积极推动以智能型试验为基础的新式信息收集方式, 将核电阀门设计的数据诊断与问题的探究作为一个系统性工程处理, 在大量数据的支撑下提出可行性的质量控制方法。利用智能手段与新式方法实现核电阀门设计的质量控制及联网控制, 在切实改善当前我国核电阀门行业现状的同时, 大力发展多元化的质量控制技术, 实现对核电阀门安全的有效控制。
总而言之, 伴随着世界经济贸易的急速发展, 我国核电行业也融入到经济全球化的潮流之中, 为了更好地应对挑战, 及时有效的适应发展的需要, 实行质量管理需要进行管理体制的创新与更替。构建科学合理的质量控制体制对于应对我国核电阀门设计所面临的复杂多样的局势具有不可替代的作用, 要实现整体质量控制体制的提升就要明确质量控制理念, 将质量控制上升到企业的长久战略规划中, 把行业发展多元化需求的满足与企业质量控制目标的规划统一起来;依据自身特点制定符合实际的策略, 制定合理的发展目标, 实行灵活多变、多元化多渠道的质量控制模式;科学搭配全面的质量控制体制与危机管理对于企业健康稳定发展的保障性效用, 最大限度的提升核电阀门设计中各个参与主体对企业的认同感、幸福感和归属感。通过多元化质量控制体制的和谐统一构建, 最终实现为推动企业可持续发展助力的目标。
摘要：能否切实实现核电阀门的质量控制, 不仅仅直接关系到我国社会主义经济能否永续发展, 更间接的影响到居民的生命财产安全。本文通过分析核电阀门设计中存在的问题, 结合质量控制的相关理论提出可行的政策建议, 扩展核电阀门对我国经济发展的贡献作用。
关键词：核电阀门,质量控制,设计管理
参考文献
[1]张勇.核电阀门制造质量控制分析[J].设备监理, 2014 (2) :60-61.
[2]王忠诚.核电阀门的技术现状及发展方向[J].科技创新与应用, 2013 (19) :89-90.