提高控制閥性能
通常來(lái)說(shuō)，提高控制閥的有效性（正常運行時(shí)間）就需要加大修復性維護計劃，保證儀器的最佳性能。許多工廠(chǎng)都以逆向思維解決此問(wèn)題，改用基于設備狀況的策略，即根據控制閥的實(shí)際運行狀況調整維護工作量。該策略假定此類(lèi)“主動(dòng)防范性”維護工作遠比“被動(dòng)應急性”維護更能節省成本，這一假定得到了Factory Maintenance近期所刊文章的力證，表明被動(dòng)應急性維護的成本“是主動(dòng)防范性維護解決方案的4-10倍”。
然而，要發(fā)揮控制閥主動(dòng)防范性維護策略的優(yōu)勢，還需要依賴(lài)于另一不為人注意的重要假設條件，即工廠(chǎng)操作和維護人員能精確、實(shí)時(shí)地掌握控制閥的健康現狀，幫助對應地制定實(shí)際措施，保證設備的最高性能。“診斷”是提供此類(lèi)數據的解決方案中經(jīng)常引用的行話(huà)，但常因兩大關(guān)鍵原因而離理想目標存有較大距離。
常規控制閥診斷方法
首先，閥門(mén)和儀器診斷一貫要求停車(chē)性能檢測，而這很可能會(huì )造成重大損失。其次，檢查和維護設備中的每一個(gè)閥門(mén)也非常費時(shí)。再則，最終數據的精度會(huì )因所用裝備和執行檢測的技術(shù)員的技能而產(chǎn)生偏差。
為了解當前用于評估控制閥性能的技術(shù)水平，我們有必要回顧一下該測試的實(shí)施方法。在過(guò)去，執行閥門(mén)和儀器檢測的裝備通常包括1個(gè)高精度調壓器、一個(gè)0-0.2兆帕（Mpag）的壓力計（精度0.25%）和一個(gè)線(xiàn)性刻度盤(pán)指示表（圖1）。
圖1. 常規閥門(mén)診斷測量裝備
過(guò)去，裝備都是按照特定的工作范圍（如0.02-0.1 Mpag，或0.04-0.2 Mpag）預先校準，高精度調壓器用于模擬在工作范圍內的控制命令信號，而壓力計則用作其測量點(diǎn)�？潭缺P(pán)指示表顯示在特定信號范圍內閥門(mén)的開(kāi)度。
該流程在兩種工作方向上執行：信號關(guān)閉和信號打開(kāi)，起始閥門(mén)有50%的位移定位。執行3個(gè)連續完整周期，報告并計算重復性、遲滯以及死區，死區是指在全刻度范圍內同一輸入在上階、下階兩個(gè)輸出區間的最大差異。檢測數據隨即被應用到圖表，進(jìn)行性能分析。得到的“閥性能曲線(xiàn)”顯示控制閥和相關(guān)儀器、附件的特征信息。在這些閥門(mén)診斷檢測中捕捉到的數據為了解閥門(mén)性能退化提供了有用信息（圖2）。
圖2. 閥門(mén)現場(chǎng)診斷裝備典型應用
但是，這一診斷流程需要耗費較長(cháng)時(shí)間，要求閥門(mén)從管線(xiàn)上“停車(chē)”（即停止工作），影響了工廠(chǎng)的生產(chǎn)。除此之外，數據結果的精確性嚴重依賴(lài)于測量裝備和執行檢測的技術(shù)員的技能。
因為與各種閥門(mén)設計相關(guān)的機械元件和儀器以及附件具有其自身的復雜性，診斷數據到維護措施的轉換解析不但是一門(mén)科學(xué)技術(shù)，還是一門(mén)藝術(shù)和技巧；也就是說(shuō)它主要取決于各位技術(shù)員的經(jīng)驗和知識。
執行比修復措施更經(jīng)濟的“主動(dòng)防范性”維護，同時(shí)更有效地防止非計劃性停機時(shí)間是我們的總體目標。將診斷數據轉換成符合這些目標的可執行性維護意見(jiàn)，通常需要深入了解閥門(mén)設計的目的、制造原理和在特定工藝條件下的工作機制，由此判定閥門(mén)的行為是否“正常”。國際自動(dòng)化協(xié)會(huì )（ISA）在這方面發(fā)揮了重要角色，制定了控制閥和常規儀器的性能標準，為執行閥門(mén)相關(guān)的診斷提供綱要指導，但這些指導只涉及控制閥健康診斷的某些方面，不涉及原設備制造商（OEM）特定信息。
例如，現場(chǎng)診斷無(wú)法確定非一致性問(wèn)題，如閥門(mén)底座是否泄漏，閥座推拉力是否足夠，或為什么某一閥門(mén)需要更多維護。其中一些問(wèn)題能很快解決，如閥座推拉力是否足夠。閥座負載（Fs）計算是力的函數，基于執行機構有效面積（Af）乘以應用的負載壓力（Ps），反方向的彈簧（Pf）和執行機構彈簧剛性。但是，這一分析需要了解控制閥實(shí)際所用硬件的具體知識，如閥門(mén)執行機構的尺寸大小和所安裝彈簧的硬度。在此之外，閥座負載的通用算法可用于確認是否僅應用此力，而實(shí)際物理表面光潔度和閥芯的匹配接觸角可確定控制閥在該閥座負載下關(guān)閉是否正常。此外還必須考慮閥芯的物理設計（旋塞孔或壓力平衡）。
如今許多工廠(chǎng)的實(shí)際情況則是，大批有著(zhù)豐富知識、精湛技術(shù)的維修人員被少數對現代控制閥配置、通徑和閥芯設計了解甚淺的年輕工人所替代。另外，許多現代化設備開(kāi)始采用“資產(chǎn)管理”軟件執行繁重的任務(wù)，收集、分析和存檔控制閥診斷工具生成的大量數據。盡管這些工具可發(fā)揮重要的功能，幫助工廠(chǎng)計劃和準備檢修周期，但它們絕對不能替代對控制閥有著(zhù)豐富經(jīng)驗和知識的技術(shù)員，因為這些工具大多來(lái)自第三方提供商，而非閥門(mén)OEM，對日常維護管理的幫助非常有限。
尋找最佳答案
閥門(mén)診斷和資產(chǎn)管理工具已經(jīng)演變發(fā)展成為工廠(chǎng)運作和維護人員的有力幫手。這些工具囊括了數據管理、閥門(mén)驗證及在線(xiàn)和離線(xiàn)閥門(mén)診斷技術(shù)的最優(yōu)方法。舉個(gè)最好的例子，這些解決方案被集成進(jìn)控制閥定位器，能持續、實(shí)時(shí)地收集數據，避免在生成閥門(mén)性能曲線(xiàn)時(shí)從管線(xiàn)上拆下閥門(mén)（圖3）。這些先進(jìn)的工具提高了閥門(mén)性能，大大降低了停機時(shí)間和閥門(mén)的維護成本。
圖3. Flowserve Logix 3000系列數字閥門(mén)定位器傳感器
更重要的是，來(lái)自控制閥OEM的全新一代診斷工具基于制造商在閥門(mén)設計、制造、操作和維護上的悠久歷史。在某些情況下，這些工具甚至可以與老練的控制閥技術(shù)員的控制診斷相媲美。
如果沒(méi)有這些最新的現場(chǎng)診斷解決方案提供的信息，工廠(chǎng)需要花費許多時(shí)間和金錢(qián)，浪費在沒(méi)必要的定期性維護上，而又無(wú)法避免時(shí)常發(fā)生的非計劃性停機時(shí)間。
根據供應商和使用高級閥門(mén)診斷的終端用戶(hù)反饋，一般閥門(mén)僅需簡(jiǎn)單的閥門(mén)機械調整或儀器重新校準。例如，普通的3寸截止閥大約需要4600美元。而替換該閥門(mén)的成本遠高于將舊閥門(mén)從管線(xiàn)拆卸、使用新墊圈和密封環(huán)重新包裝和重新安裝的所有花費。所以問(wèn)題的關(guān)鍵就在于知道何時(shí)需要進(jìn)行維護。
因為新一代診斷工具直接由閥門(mén)制造商提供，所以它們能分析閥門(mén)-性能響應曲線(xiàn)，發(fā)現任何不一致的地方或模式/趨勢偏差，例如，填料和導向套引起的過(guò)高摩擦力、較高的遲滯和死區、非線(xiàn)性響應、機械失調、填料磨損引起的低摩擦、潛在的極限循環(huán)和儀器校準不到位。
這些分析方法提高了現場(chǎng)診斷的精確度，不會(huì )擾亂正常的生產(chǎn)過(guò)程，減少了診斷的時(shí)間量，而且閥門(mén)可保持工作狀態(tài)。該診斷過(guò)程可幫助工廠(chǎng)節省人力和消除儀器停機時(shí)造成的生產(chǎn)成本損失。這些解決方案可以提前通知相關(guān)人員即將發(fā)生的問(wèn)題，讓工廠(chǎng)操作員能有充裕的時(shí)間采取措施，將停機時(shí)間減少到最低或徹底避免。
因為新一代控制閥診斷工具由閥門(mén)制造商打造，所以它們能確認問(wèn)題的癥結所在，提供相應的指導和建議。使得操作員能及時(shí)發(fā)現問(wèn)題的根源并正確掌握維修流程、備件和修理時(shí)所需的特殊工具，這樣可進(jìn)一步節省工廠(chǎng)的時(shí)間和金錢(qián)。
領(lǐng)先的OEM診斷工具
總之，盡管閥門(mén)診斷解決方案存在巨大潛力，可提高工廠(chǎng)的收益率，但這種全面的潛在效益往往會(huì )受到解決方案本身的羈絆，無(wú)法收集有意義的實(shí)時(shí)診斷數據，以及根據閥門(mén)設計和服務(wù)條件的獨特組合將數據轉變成具有實(shí)施意義的維護建議。對于終端用戶(hù)來(lái)說(shuō)可喜的是，來(lái)自閥門(mén)OEM的最新一代工具彌補了這些缺口，取得了重大進(jìn)步。
閥門(mén)OEM的最佳診斷解決方案利用閥門(mén)制造商積累的知識和經(jīng)驗，克服了第三方“軟件”提供商固有的缺陷，提高了控制閥性能分析的水平以及維護意見(jiàn)的確認速度，將設備恢復到最高性能。如此一來(lái)，這些解決方案能更好地幫助工廠(chǎng)實(shí)現資產(chǎn)管理策略的初衷，即提高產(chǎn)能而又不增加維護成本和人力。
