气动阀门在线诊断测试原理与展望

孙旺成

摘要：气动阀门在大大提升工作效率的同时还降低了工作的强度，从而减少了所需的人力及时间。为此，本文从气动阀门在线诊断测试原理出发，包括气动两位阀在线诊断测试原理以及气动调节阀在线诊断测试原理两个方面，然后对气动阀门在线诊断测试实践运用案例进行了较为深入的分析。最后全面阐述了气动阀门在线诊断测试技术的发展和应用展望。其写作的主要目的在于为气动阀门在线诊断测试技术在实践工作中发挥出更好的运用效果奠定一个具有参考价值的文献基础。

关键词：气动阀门;在线诊断测试技术;未来展望

1.气动阀门在线诊断测试原理

1.1气动两位阀在线诊断测试原理

气动两位阀主要是为了在紧急状态下实现安全功能，大都是用来控制流体通断的截止阀。就核电站而言，气动两位阀在线诊断测试的重点在于密封面、弹簧设置、手轮中性点设置以及隔膜完整性等等方面，检查的方法主要是通过解体之后的目视检查，常用的诊断工具是在通过解体目视前后对气关和气开隔离阀气动头定值调整[1]。

一般情况下，气动两位阀测试系统分为气动式和机械式。对于机械式而言，由于使用到了油压千斤顶提供校准载荷，可以借助于设置气动装置弹簧的预紧力及编码器测量和辅助性操作实现对阀门行程的调节。这时，还需要使用应力传感器来完成阀门密封接触的校验工作。但是，机械式测试系统的局限性也较为明显，尤其体现在只能够测量失气关阀[2]。而失气开阀门往往使用气动式测试系统，与机械式测试系统不同的是校准载荷使用现场压缩空气的方式。

1.2气动调节阀在线诊断测试原理

与气动两位阀在线诊断测试着重点不同，气动调节阀在线诊断测试侧重于反应气动调节阀及其附件定位器、电气转换器等性能的特征参数，诊断调节阀及其附件的调节性能和密封性，同时也校验系统各方面的性能是否能够满足设计的要求。但是，气动调节阀在进行一段时间的运行之后，有降质的问题。

气动调节阀在线诊断测试原理首先是根据特定的测量目的，通过计算机向电气转换器给出一个特征波电流，这里需要根据不同的项目使用不同的特征波电流。项目主要包括基本性能试验、磁带试验、阶跃敏感性测试、频谱相应测试、死区测试等等[3]。之后，需要检测定位器的供气气压、隔膜气压、阀杆行程及推力响应信号。然后根据采集到的反馈数值及曲线计算出阀门性能的参数，从而判断阀门是否存在运行障碍，诸如机械卡死现象、阀杆不对中等故障、阀门泄露等等。

2.气动阀门在线诊断测试实践运用案例分析

大亚湾核电站是我国最早在现场使用阀门诊断技术的核电站。在建造期间，一直是法国设备供应商在为大亚湾核电站提供相应的气动阀门诊断工具，随后大亚湾核电站一直沿用法国的方法，同时结合实践情况作了一些调整。大亚湾核电站在线诊断技术主要包括了电动阀门在线诊断测试技术和气动阀门在线诊断测试技术[4]。其中，气动阀门在线诊断测试技术在每次大修诊断及常规性项目上使用较多。通过气动阀门在线诊断测试技术，可以清楚的了解大亚湾核电站的工作状况，从而最大程度上纠正相当数量的阀门在插入力和开关设置中存在的问题。由于大亚湾核电站在阀门诊断技术应用上取得了非常好的实践效果，随后的一段时间内在秦山一期、二期、三期及田湾核电站得到了推广。

3.气动阀门在线诊断测试技术的发展和应用展望

气动阀门在线诊断测试技术顺应了时代的需求，可以提升系统设备的安全可靠性、机组的可用率，从而保障企业对设备状态的了解时实化与定量化。另外，气动阀门在线诊断测试技术也强化了检修的目的性，从而尽可能的降低了阀门的维修成本。更重要的是，气动阀门在线诊断测试技术的应用，促进了阀门及系统的安全性、可靠性。对于气动阀门在线诊断测试技术未来的发展方向，主要体现在以下几个方面：

首先，气动阀门在线诊断测试技术进一步强化在线监测发展。其基本的思路是通过在系统上安装相应的传感器和记录装置，使得阀门在正常使用的过程中全面详细的测量阀门参数，从而为后期企业监测的需要，借助于现场有线及无线端口的接入，随时将阀门参数取出，进行分析。这样可以避免由于测量而造成系统运行中断的问题，提升整个系统运作的效率。

其次，智能化气动阀门的推广运用。在基于现状维修策略的指导下，新型气动阀门设计中全面考虑到阀门制造的智能化部件，其运用功能表现为气动阀门具有自我检测、评估、故障处理等等方面的能力。这种发展趋势势必会加强气动阀门运行的安全性，提升阀门使用的效率。

4.结语

国外关于阀门检测技术的研究较早，出现于20世纪80年代。其研究的关键在于通过测量阀门的相关特征参数，完成特征曲线，进而判定阀门操作性能状况。其中，美国对核电站中的气动阀的设计审查、试验确认、检测诊断、基础条件等等上面早在1989年的89-10号公报“与核安全相关的气动阀试验和检查”上就已经做了详细的说明，主要是为了提升气动阀运行的可靠性和优化相关的检修工作。

从当前我国的实际情况来看，气动阀门在大大提升工作效率的同时还降低了工作的强度，从而减少了所需的人力及时间。近20年以来，气动阀诊断技术相继在美国、英国、法国、日本等国家得到广泛的应用之后，近些年在我国也得到了较为普遍的运用，成为了提升阀门运行可靠性的重要保障。为此，本文从气动阀门在线诊断测试原理出发，包括气动两位阀在线诊断测试原理以及气动调节阀在线诊断测试原理两个方面，然后对气动阀门在线诊断测试实践运用案例进行了较为深入的分析。最后全面阐述了气动阀门在线诊断测试技术的发展和应用展望。其写作的主要目的在于为气动阀门在线诊断测试技术在实践工作中发挥出更好的运用效果奠定一个具有参考价值的文献基础。

参考文献：

[1]戴斌.气动阀门诊断技术研究[J].核动力运行研究，2004，12（11）：123-124.

[2]刘志铭.核电厂智能化部件开发应用的综述[J].核电，2010，10（02）：43-45.

[3]李宏利.阀门诊断技术面临的问题分析[J]. 核动力运行研究，2007，12（06）：323-324.

[4]张扬.核电站与普通电站气动阀标准的比较研究[J].核电，2009，13（05）：354-356.