阀门性能管理

全面的阀门性能管理为整个过程或设施中的阀门提供监视和服务。美卓流体控制美国公司性能解决方案负责人George Buckbee在网络研讨会上描述了该方法的工作原理。

Buckbee表示，典型控制阀的总拥有成本不仅仅包括阀本身的成本（参见表）。

Buckbee说，根据他的经验，大约30％的控制阀在使用时会出现机械方面的问题。阀门可能太大了，一直都在以2％到3％的容量运行，因此无法进行太多控制。阀门也可能太小，因此它需要一直处于100％打开的状态，根本不能进行任何流量控制。

另一个问题可能是阀卡住了-具有“粘滞”，即卡住和摩擦的结合。它在控制下来回循环，不必要地磨损阀部件（密封件，填料和阀本身）。这会缩短阀门的使用寿命，从而影响可靠性。静摩擦也会对过程产生有害影响。当阀门来回运动时，它会改变流程的流量。通常可以通过例如调节填料的密封性和对阀门进行一些简单的维护（例如检查空气供应和端口是否堵塞）来轻松地消除静摩擦。

这些问题可能会影响阀门或阀门所服务过程的一个或多个潜在的昂贵方面：寿命，可靠性或过程质量和生产。

保持阀门性能

公司如何跟踪这些问题？自从控件数字化以来，已经有很多数据可用。不过，Buckbee说，大多数加工业中的工厂并未有效地使用其数据。来自智能定位器的数据甚至模拟数据都可以证明是有价值的。研究表明，在分析或至少查看制造企业可用数据的一半以内，无法确定趋势。

阀门性能管理的想法是利用可用数据。 Buckbee为阀门性能管理提供了四个目标。

1. 改善阀门的性能
   观察阀门是否已打开到所指示的程度，并应尽快打开。它应该准确地保持其位置。它不应不规则地移动。对于其分配的功能，它不应太小或太大。
2. 延长阀门的使用寿命
   从管线上拆下阀门并进行修理或更换非常昂贵。可以采取任何延长阀寿命的措施来节省金钱并提高可靠性。
3. 最大限度地减少计划外的停机时间
   可靠性是关键。通过分析可用数据，通常可以识别和预测阀门何时出现严重问题，并可能以计划外的方式发生故障。
4. 集中维护资源
   在大多数工厂中，维护人员要做的事太多，没有足够的时间。理想情况下，应根据指示哪个阀可能首先发生故障或哪个阀的性能最差的数据来决定在下一次停机期间要维修哪个阀。

Buckbee说：“阀门性能管理是将所有信息汇总在一起以实现这四个目标。”这是怎么发生的？与过去大多数公司的工作方式相比，阀门性能管理有何不同？他概述了使其工作的三个因素。

工具：使用工具（主要是软件）来收集和检查有关阀门及其性能以及过程变量的数据。这些工具虽然很重要，但并不是全部，Buckbee说。有人需要使用该软件并对数据进行某些处理。

组织和技能：下一个要求是人。他们需要以一种使他们能够使用工具并做出正确决策的方式来组织和提供结构。 Buckbee说，这没有任何处方。每个工厂都不一样。

最佳做法和工作流程：谁应该看一下工具，以及多久看一次？他们应该如何处理这些信息？工厂中事物的发生方式可能是偶然的-操作员可能会记录问题，但信息可能会或可能不会传达给有能力做某事的人。 Buckbee说：“这是关于一致性和后续行动，以确保在正确的时间将正确的信息传递给正确的人。”

现实世界中的阀门性能管理

当阀门性能管理系统的各个部分协同工作时，会发现问题并及时进行处理，从而防止意外停机，延长阀门寿命并改善工厂流程。Buckbee给出了一些例子。

示例：控制回路分析

在一家炼油厂中，一个已知存在先前问题的阀门在其指令位置周围演示了许多运动，正负10％。这产生了波动的工艺流速（图1）。解决方案是重新调整控制回路，并对定位器进行少量调整。结果是阀的运动更少，流量更稳定，阀的寿命更长（图2）。阀门本身不需要维修或更换。

示例：阀门分析

在制浆厂中，监控软件会自动检测到阀门在持续振荡，从而使通过阀门的流量突然发生变化，高于和低于所需水平。 Buckbee说，这种行为是阀门发粘的特征。但是，在这种特殊情况下，除了阀门发粘之外，还发现执行器隔膜中有泄漏。下次工厂停工时，阀门和执行器均被更换。之后，阀门控制和所产生的流量变得更加平滑。 Buckbee说：“对阀门和过程都更好。”

示例：阀门磨损

工程师检查了智能定位器的数据后发现，打开阀门的负载有所下降（图3）。 Buckbee说，这将是一个问题，这是违反直觉的，因为通常人们可能会发现负载增加表明阀已损坏。但是，此处的下降表明阀座存在问题。阀门的检查显示一些阀门座已经腐蚀掉（图4）。这导致打开阀所需的力较小。用于该阀的诊断来自智能定位器，该定位器不仅提供有关阀位置的数据，而且还提供有关空气供应以及打开和关闭阀所需的负载的数据。发生故障之前可以进行维修或更换。

示例：避免停机

监视软件检测到阀门移动量突然增加的问题（图5）。检查发现执行器几乎没有拧紧。将执行器固定在阀上的四个螺栓中，两个完全松开，另外两个则部分松开。执行器本身正在关闭阀门。如果未检测到问题，则执行器可能会完全掉下来，从而使阀门保持在其碰巧的任何位置。解决问题的方法是简单地固定螺栓，包括施加螺纹锁定粘合剂。

Buckbee说，在另一家工厂的类似情况下，执行器的确从阀上掉落并导致停机。工厂经理去了可以使用监控软件的人员处，以查明发生这种情况的原因。事实证明，监控软件已将该阀门标记为工厂两个星期内的头号问题。但是什么都没做，因为没有制定工作计划和程序来引起某人的注意并进行后续活动。

如示例所示，收集数据很重要，但及时解释数据并具有适当的工作流程以确保纠正问题也很重要。

显著节省和改进

由于阀门性能几乎会影响过程中的所有方面，包括电动机和泵以及过程本身，因此，估算投资回报可能很困难。首先，请看一下当前情况以及如何加以改善。投资回报率可能很高，取决于你从哪里开始。

Buckbee表示，根据他的经验，“在拥有数百到数千个控制阀的大型工厂中，将阀门性能管理的三个部分落实到位，在避免停机和停机方面，收益已达到数百万美元或欧元。提高生产率。”这些数字非常可观，特别是与实施阀门性能管理程序的成本相比时，这是可实现的节省和改进的一小部分。