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===行业动态===  

分析了电动执行器的故障特征以及在其维护保养中应注意的问题

       分析了电动执行器的故障特征以及在其维护保养中应注意的问题
  电动执行器可分为直行程和角行程两大类,它是自动控制系统中不可缺少的重要设备,其主要任务是将调节器送来的控制信号成比例的转换成直线位移或角位移去带动阀门、挡板等调节机构,以实现自动控制,因而广泛用于电力、冶金、石油、化工等工业部门的自动控制领域。近10年来,由于广泛采用和吸收微电脑控制、微机械等新技术、新成果与成熟经验,使电动执行器得到迅速发展,现在已经广泛使用“微机+随动系统"结构模式的微机型电动执行器,它由微处理器完成信号传递、调节参数切换、状态指示、控制量的输出,增强了调节系统的性能、使用及维护保养等方面的灵活性。
  一、电动执行器的故障分析 提高电动执行器的可靠性,就要尽可能减少和消除故障,而事实上这种故障是多种多样的。主要是由于某一元件失灵、系统中元件/组件综合因素、电气、二次回路以及外界因素引起的。有些故障通过调整的方法就可以解决,有的故障则是由于使用时间长、精度差,需要修配、更换部件才能恢复其性能,也有些是由于原始设计不周,需要改进才能排除。
  1.1 电动执行器的故障特征
  1 调试阶段故障 新电动执行器的故障问题比较复杂,其特征是设计、制造、安装及管理等诸多问题交织在一起。常见的故障有泄漏严重、速度难以调整稳定,脏物或油污使传动机构卡涩或动作失灵。某些组件漏装或装错弹簧、密封件,有些属于设计欠妥,元件选择不当,动作不平稳、定位精度差等,对待这类故障,应耐心细致、慎重处理,逐一排除。
  2运行初期和中期故障 调试后进入正常生产阶段的故障特征是,少数密封件由于装配质量和材料质量问题短期内损坏而漏油,同时粘附在管壁、孔壁上的毛刺、粘沙、杂质和赃物脱落导致某些元件工作不稳定。通常在运行中期,系统元件/组件处于最佳运行工作状态,故障率较低。
  3 运行后期故障 电动执行器运行一段时间后,各类元件/组件因工作频率和负载条件的差异,各易损件先后磨损超标,这个阶段的故障特征是位置反馈接触不良、定位精度差、稳定性下降、效率显著降低、故障率逐渐增加。这时应全面检查,更换失效部件,全面修复故障。否则将给运行人员带来很多不便,甚至严重影响机组的正常调节和控制。
  1.2偶发性、突发性故障这类故障在时间上表现为偶然突变,故障区域及产生原因较为明显,由非人为和人为因素造成,如位置反馈器件接触不良、刹车片磨损及“抱死"、零部件损坏、线圈烧坏、密封件失效等。
  二、电动执行器的维护保养电动执行器主要由电机、轴承、齿轮传动系统和电子部分组成。根据美国军标MIL-HDBK-338发表的可靠性数据表明,执行器故障主要集中在电机和轴承方面。在电机故障中:绕组失效占20%,轴承失效占45%,滑环、电刷、整流子损坏占5%,其它占30%;在轴承故障中:润滑剂变质、消失占45%,污染占30%,剥蚀占5%,误调占5%,腐蚀占5%,其它占10%。可见,良好的维护管理能提高电动执行器的可靠性和有效性。
  1加强润滑油的清洁度管理电动执行器的最大特点是需要使用润滑油,其粘度随油温变化。粘度过低,涡轮蜗杆及齿轮等传动部件的磨损会增大,使传动精度下降;粘度过高,动作不良。而润滑油脂的清洁度管理更为困难,涡轮蜗杆及齿轮等传动部件磨损、老化产生的杂质与水分的渗入,内部涂层的脱落、锈蚀等都会影响润滑油的清洁度。
  2及时消除润滑油脂泄漏由于电动执行器动作频率高、速度快,难以避免受冲击,这是导致润滑油脂泄漏的一个重要原因,一旦润滑油脂泄漏,需要及时加以解决。
  3改善电动执行器的工作环境和使用条件电动执行器的可靠性和寿命与它的使用情况、所处的环境、人员知识等因素有着直接的关系。只有在维护管理上改善其工作环境与使用条件,以人为本,才可能延长使用寿命。
  4故障初期特别要加强维护在电动执行器的所有故障中,初期故障的比例一般都比较高。初期故障大多是由于设计、制造、安装上的初步误差而引起的,这些初期故障的发现需要花费一定的功夫,解决也需要时间。因此,初期故障期间要特别加强维护管理。
  5做好数据管理以防偶发故障电动执行器的偶发故障一般较难预测。为了防止偶发故障,要定期检查和保养,掌握某阶段维护资料和历史档案数据,这对于准确实施故障判断和日常维护是十分重要的。
  6提高运行维护人员的专业知识运行维护人员专业知识的掌握程度直接影响维护管理。近年来,由于运行维护人员结构的变化,使他们对电动执行器的知识、技术的掌握有了较大提高,然而,仍有不少运行维护人员缺乏应有的专业知识和技术。现场运行维护人员大多对电动执行器处于“似懂非懂"的状况,这也是维护管理薄弱的环节所在。为使运行维护人员方便进行现场维护管理,在进行电动执行器系统设计时要有超前意识,充分考虑到便于维护管理的实施,努力做到:系统要简化,简单的系统故障率低,维护管理容易;标准化程度高、互换性好、容易修复;集成化、组合化,调整、检查方便;引入故障诊断和定位、容错/纠错等新技术。三、RK-Z系列智能电动执行器

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调节阀又称控制阀,是执行器的主要类型,通过接受调节控制单元输出的控制信号,借助动力操作去改变流体流量。调节阀一般由执行机构和阀门组成。如果按其所配执行机构使用的动力,调节阀可以分为气动、电动、液动三种,即以压缩空气为动力源的气动调节阀,以电为动力源的电动调节阀,以液体介质(如油等)压力为动力的电液动调节阀,另外,按其功能和特性分,还有电磁阀、电子式、智能式、现场总线型调节阀等。
  调节阀的阀体类型选择
  调节阀的阀体种类很多,常用的有直通单座、直通双座、角形、隔膜、小流量、三通、偏心旋转、蝶形、套筒式、球形等。在具体选择时,可做如下考虑:
  (1)阀芯形状结构
  主要根据所选择的流量特性和不平衡力等因素考虑。
  (2)耐磨损性
  当流体介质是含有高浓度磨损性颗粒的悬浮液时,阀的内部材料要坚硬。
  (3)耐腐蚀
  由于介质具有腐蚀性,尽量选择结构简单阀门。
  (4)介质的温度、压力
  当介质的温度、压力高且变化大时,应选用阀芯和阀座的材料受温度、压力变化小的阀门。
  (5)防止闪蒸和空化
  闪蒸和空化只产生在液体介质。在实际生产过程中,闪蒸和空化会形成振动和噪声,缩短阀门的使用寿命,因此阀门是设备和管道上的附件,阀门的维修应结合设备和管道的维修来进行。
  中石化规定的炼油厂设备维修检修规程中规定,炼油厂公称压力低于PN16MPa、介质温度低于550℃的油品、蒸汽、水及各类气体的高、中、低压阀门,其维修内容分为小修、中修、大修三大类。
  阀门包括的修理项目如下:
  阀门小修:清洗油嘴、油杯,更换填料,清晰阀杆及其螺纹,清除阀内杂物,紧固更换螺纹,配齐首轮等。
  阀门中修:包括小修的项目,接替清晰零配件,阀体修补,研磨密封件,矫直阀杆等。
  阀门大修:包括中修项目,更换阀杆,修理支架,更换弹簧与密封件等。
  注:在室内修理的阀门,一般中、小修理较普遍,但也应该解体检查和更换垫片。

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