气动球阀自动诊断试验

学术论坛数字技术与应用1801、引言国核工程有限公司和浙江三方控制阀股份有限公司共同研制开发完成的PV40上装式偏心球阀，该气动阀门用于第三代核电AP1000项目。技术规范书规定该级别阀门要求做静态和带载诊断测试，数据采集系统要求满足精度小于1%和至少在2分钟内每秒采集100个数据能力；报告要求符合EPRIGuidelineTR107322-Air-OperatedValveEvaluationGuide要求。测试报告要求有气动阀门在斜坡信号或阶跃信号的控制下，采集气动阀门控制信号压力曲线、供气压力曲线、气室压力曲线、阀门行程曲线、阀门驱动力（推力或扭矩）曲线、阀门行程-气室压力-扭矩（推力）曲线,表1。2、试验条件及环境试验应在清洁的场地进行，试验温度为常温，试验用压力表精度不得低于1.5级。压力表的刻度范围应不小于试验压力的1.5倍，但不大于4倍，读数精度应为±1%，且在有效期内。3、设备介绍阀门诊断设备包括：TST2811信号控制系统、3个压力传感器、应变花、智能定位器（带阀位反馈）。系统原理图见图1。图1设备工作过程：通过软件设置好信号曲线，将曲线下载给TST2811信号控制系统，信号控制系统对定位器输出斜坡信号或者阶跃信号，定位器将电信号转成相应的气信号给气动执行机构，气动执行机构带动阀芯组件做90°转角运动（直行程做上下直线运动），使阀门开启或关闭。在阀门开启或关闭的过程中，信号控制系统按大于50Hz的频率不断地采集压力传感器、定位器的阀位反馈和阀杆上的应变花的信号。试验各项试验数据可以通过软件在曲线上直接提取，并生成报告。4、试验程序先将压力传感器（P1、P2、P3、P4）、位置传感器和应变花（Y）等诊断设备按图1安装在阀门上，并将其连接线接入TST2811信号控制系统。在试验前须重新检查连接线及电源线是否连接好，再用数据线将分析系统与笔记本电脑连接，然后开启电脑，再进入TST2811系统，并启动分析软件，查找到设备。分析前对应变花进行初始化，先进行通道设置、激励信号、平衡和清零，然后将应变花通道零值备份并导出。接通气源，重新进行通道设置、激励信号、平衡和清零，再导入应变花通道零值，然后可开始进行信号采集。信号比较器用于检测4~20mA电流信号故障的装置。当信号丢失或下降至低于4mA时，信号比较器将激活内部安全回路，接通或切断电源。诊断测试主要进行阶跃测试，其测试方法如下：(1)在诊断设备中设定起点（设定为0%）和终点（设定为100%），再对阀门进行测试。(2)给定值会产生两次阶跃，第一个阶跃信号在定义的终点处给出，经过一段时间（设定时间不少于10s），第二个阶跃信号从第一次阶跃的结束点开始，回到第一次阶跃的起点，然后结束测试。在测试过程中诊断系统对阀门的时间常数、时滞、上升时间、稳定时间和过冲等参数的数据进行采集，并分析后输出相应的图表，图表格式见图2。(3)将每次测试的数据存储到PC机后再进行下一次，反复进行四次。(4)在阶跃测试储存的文件夹中查看并输出数据图，同时填写相应的表格。图25、试验结果该气动阀门的运行载荷、开启载荷、关闭载荷、开启最大载荷、关闭时间、开启时间等重要数据均满足理论设计值和技术规范书的要求。气动球阀自动诊断试验陈聆(国核工程有限公司上海200233)摘要：在斜坡信号或阶跃信号的控制下，按照美国气动阀门评价指导的要求，针对第三代核电项目的气动阀门进行诊断试验。关键词：气动阀门压力传感器中图分类号：TM407文献标识码：A文章编号：1007-9416(2011)10-0180-01阀门名称：DescriptionofValve气动O型偏心球阀阀门型号：TypeofValve025HC-ZSHOE-15A驱动方式：TypeofDrive气动故障位置：Positionoffault开阀杆移动方式：Travelmodeofvalverod角行程阀门行程：Strokeofvalve90.00°执行机构供气压力：GassupplypressureofActuator350.00KPa阀杆材料：MaterialofValverod17-4PH弹性模量：ModulusofElasticity76.91GPaGPa阀杆直径：DiameterofValverod22.00mm表1