气动阀诊断技术在核电领域应用

气动阀诊断技术在核电领域应用

马玉林

国核示范电站有限责任公司 264312

阀门是工艺系统中不可或缺的设备，用于介质隔离、调节、防逆流、泄压等，而气动阀更是由于可以远程操作、调节性能优异、设计可配置失效安全功能，在核电厂安全相关系统中应用广泛。本文介绍了常用气动阀的仪控附件、以及气动阀诊断技术和结果分析。

一、气动阀调试内容：

1. 过滤减压阀

过滤减压阀给E/P（电气转换器）、定位器和其它阀门部件提供适当压力的气源。空气由进气口进入过滤减压阀，经过滤网过滤后进入输出腔室和膜片底部。可以根据压力表来调节调压弹簧控制输出压力。

2.电磁阀

   电磁阀一般由线圈、动铁芯、阀门本体组成，基本工作原理是电磁阀线圈上电或断电，产生磁力，使铁芯动作，实现电磁阀的开关。分为直动式和先导式两种。

3.电气转换器

电气转换器将4-20ma的电信号等比例转换成3-15psi的气信号输出。工作原理：4-20mA的输入信号，控制处于永久磁场中的线圈，当流过它的电流增大时，使喷嘴与挡板之间的间隙减小，喷嘴内的背压增高，作用于气动放大器膜片上方的压力增大，膜片组件（推动阀芯向下动作，打开通道，输出气压增大；输出的另一路供给反馈波纹管，使之产生一个反作用力，当作用力和反作用力平衡时，喷嘴内压力维持稳定。

4.定位器

阀门定位器能够增大调节阀的输出功率，减少调节信号的传递滞后的情况发生，加快阀杆的移动速度，能够提高阀门的线性度，克服阀杆的摩擦力并消除不平衡力的影响，从而保证调节阀的正确定位。定位器分为智能型定位器和机械式定位器。

5.阀位变送器

阀位变送器连续监测阀位，得到阀门准确的开度。

二、气动阀诊断试验

1、诊断工作原理

备注：使用Quiklook3-FS气动阀诊断工具（检定有效期一年,精度1%）；包括主机、行程传感器、压力传感器、固定部件等。

2、阀门诊断平台搭建

3、阀门诊断数据分析

通过采集信号，进行Dynamic Scan /Step Change/Static Point测试，可以得到如下参数:

a)阀门行程；

b)阀门控制性能；

c)填料摩擦力；

d)阀门落座力；

e)气源压力；

f)Bench set值

4、数据曲线分析

1、Dynamic Scan 测试

行程—执行机构气压曲线反映的阀门本体的状态，包括阀门开关过程的摩擦力、执行机构弹簧弹性系数、弹簧设定范围（B.S）、阀门落座力等，该曲线也是阀门诊断时最为关注的曲线。

2、Step Change测试

设定阀门的初始指令、阶跃指令、阶跃指令时间长度，记录各个参数变化，软件自动作出阀门阶跃指令下阀门行程的变化情况。曲线给出控制信号和阀门行程的变化情况，并可以记录从给出控制信号发生变化到阀门动作到位的时间，即阀门的动作时间。

3、Static Point测试

设置若干阶跃指令和指令时长，检查阀门的响应和动作精度，常用的是0%-25%-50%-75%-100%-75%-50%-25%-0%，从曲线中控制信号和行程的变化情况可以直观地判断阀门对于阶跃信号的响应情况，即定位器线性度。

结论：气动阀通过控制压缩空气作用在执行机构的膜片、活塞等部件，产生推力或扭矩，通过联轴器将推力或扭矩传递至阀门阀杆，带动阀门动作；气动阀一般由气动执行机构、阀门本体、仪控附件、手轮组件等组成，不同的组合，可以满足工艺系统对于气动阀不同的功能要求，包括隔离、调节、保位等。气动阀的调试和定期诊断是保证阀门能够实现其功能的可靠手段。