韋崇鋒 王清晨 左敏 劉更雨 羅毅

國家管網(wǎng)集團西氣東輸公司

摘要：Shafer氣液聯(lián)動(dòng)執行機構由于工作平穩、性能良好、故障率較低，在長(cháng)輸管道中的占比達到了90%以上。但由于使用年限、設計缺陷以及維護不當等原因，導致氣液聯(lián)動(dòng)執行機構誤關(guān)斷的事件時(shí)有發(fā)生，給管道企業(yè)的輸氣安全生產(chǎn)帶來(lái)極為不利的影響。本文針對Shafer中的10726-s型執行機構誤關(guān)斷的原因進(jìn)行深入分析，并提出維護建議。

關(guān)鍵詞：Shafer；10726-s；誤關(guān)斷；原因分析；維護建議

Shafer氣液聯(lián)動(dòng)執行機構作為輸氣場(chǎng)站以及閥室最常見(jiàn)的設備，由于其控制機構不需要外界能源、關(guān)斷速度快、工作平穩、性能良好、故障率較低、事故狀態(tài)下能緊急切斷等優(yōu)點(diǎn)，在長(cháng)輸天然氣管道工程中得到了廣泛應用。本文針對Shafer中比較常見(jiàn)的10726-s型執行機構誤關(guān)斷的原因進(jìn)行深入分析，并提出維護建議。

1  執行機構結構及工作原理

（1）執行機構結構

10726-s型Shafer氣液聯(lián)動(dòng)執行機構主要由擺缸、氣液罐、儲氣罐、手泵、提升閥、復位先導閥、開(kāi)電磁閥、關(guān)電磁閥、限位開(kāi)關(guān)、機械驅動(dòng)裝置、調壓閥、安全閥、鎖閥等組成（如圖 1）。

圖 1 10726-s型Shafer氣液聯(lián)動(dòng)執行機構結構原理及主要部件介紹

10726-s型Shafer氣液聯(lián)動(dòng)執行機構控制氣路主要部件有帶復位手柄的先導閥、限位開(kāi)關(guān)、調壓閥和開(kāi)位先導閥。

（2）工作原理

10726-s型Shafer氣液聯(lián)動(dòng)執行機構具備三種開(kāi)關(guān)方式：一是現場(chǎng)手動(dòng)和氣動(dòng)操作；二是遠程開(kāi)關(guān)控制；三是當站場(chǎng)ESD觸發(fā)時(shí)可緊急切斷。以下主要介紹遠程開(kāi)關(guān)控制工作原理和ESD觸發(fā)時(shí)緊急切斷工作原理。

在遠程關(guān)閥時(shí)，電磁閥17通電閉合，紅色高壓氣體經(jīng)過(guò)梭閥26進(jìn)入提升閥組件，高壓氣體推動(dòng)提升閥活塞向左移動(dòng)，錐形密封打開(kāi)，高壓氣體進(jìn)入關(guān)氣液罐，推動(dòng)液壓油流向開(kāi)氣液罐，擺缸轉子在液壓油的驅動(dòng)下帶動(dòng)球閥閥桿執行關(guān)閥操作。

在ESD觸發(fā)時(shí)，帶紅色手柄的復位先導閥20關(guān)閉，C口和E口導通，與開(kāi)位先導閥27以及限位開(kāi)關(guān)21連接的先導氣從E口泄放掉，開(kāi)位先導閥27在失去先導氣的情況下，P口和C口斷開(kāi)，鎖定開(kāi)閥氣路。限位開(kāi)關(guān)21在缺失先導氣的情況下，閥芯向右移動(dòng)，P口與C口導通，紅色高壓氣體經(jīng)過(guò)梭閥26進(jìn)入提升閥組件，高壓氣體推動(dòng)提升閥活塞向左移動(dòng)，錐形密封打開(kāi)，高壓氣體進(jìn)入關(guān)氣液罐，推動(dòng)液壓油流向開(kāi)液壓罐，擺缸轉子在液壓油的驅動(dòng)下帶動(dòng)球閥閥桿執行關(guān)閥操作。當閥門(mén)關(guān)到位后，擺缸上的機械驅動(dòng)裝置頂住限位開(kāi)關(guān)22，利用機械力的方式使P口和C口斷開(kāi)，關(guān)閥結束。

2  誤關(guān)斷原因分析

常見(jiàn)誤關(guān)斷原因包括人為誤操作、關(guān)位電磁閥內漏、ESD電磁閥誤動(dòng)作、復位先導閥故障、控制程序或控制回路故障、限位開(kāi)關(guān)閥芯內漏或限位開(kāi)關(guān)故障等。造成關(guān)位電磁閥內漏原因通常包括電磁閥閥芯卡澀關(guān)不嚴、電磁閥閥芯密封處存在雜質(zhì)、電磁閥閥芯密封圈損壞、電磁閥閥芯本體劃傷等。

ESD電磁閥誤動(dòng)作原因一般包括ESD電磁閥控制回路存在問(wèn)題、遠程終端發(fā)出關(guān)閥指令、ESD電磁閥掉電、先導氣壓力不滿(mǎn)足要求等。例如，調壓閥故障可能導致調壓后的壓力過(guò)高，損壞ESD電磁閥；壓力過(guò)低則無(wú)法達到ESD電磁閥的開(kāi)啟壓力；調壓閥后引壓管存在泄漏也會(huì )引發(fā)問(wèn)題。

復位先導閥故障原因一般包括復位先導閥彈簧失效、復位先導閥內部氣路不通等�？刂瞥绦蚧蚩刂苹芈饭收显�因通常包括站控系統控制程序被篡改、控制回路存在短路或斷路等。限位開(kāi)關(guān)閥芯內漏或限位開(kāi)關(guān)故障的原因通常包括限位開(kāi)關(guān)閥芯關(guān)不嚴、閥芯密封圈損壞、閥芯本體劃傷、限位開(kāi)關(guān)內部零件失效等。

3  維護建議

日常檢查。重點(diǎn)檢查各個(gè)密封部位是否存在泄漏，檢查卡套連接處、絲扣連接處是否有漏氣，執行機構擺缸、液壓泵、消音器等是否有漏油。檢查防塵帽是否堵塞，對于防塵帽堵塞、丟失、破損、彈簧無(wú)彈力的應及時(shí)更換補裝，注意防塵帽應朝下或水平安裝，不得朝上安裝。

春秋檢查。春秋檢過(guò)程中檢查開(kāi)/關(guān)氣液罐的油位是否合適，如果需要，進(jìn)行調整或者添加液壓油。對提升閥控制模塊進(jìn)行解體檢查，使用煤油清洗內部的濾芯及密封件，對氣液罐和執行機構擺缸本體進(jìn)行排污操作，徹底清除沉淀的雜質(zhì)和冷凝物，并添加新的純凈液壓油。

檢查電子控制單元的報警參數設置是否正確、配置文件是否丟失，并逐一測試高壓、低壓及壓降速率的自動(dòng)關(guān)斷功能。如果不允許完全關(guān)閉閥門(mén)，則可以進(jìn)行模擬測試或部分沖程測試。檢查測試所有電子部件性能，如電磁閥、壓力變送器、動(dòng)力氣源調壓器、通訊卡、蓄電池和液晶顯示器等。檢查測試遠程開(kāi)/關(guān)閥門(mén)功能是否正常，開(kāi)/關(guān)到位信號是否能夠反饋到站控系統。檢查閥門(mén)和執行器的全開(kāi)/全關(guān)位是否一致，檢測開(kāi)位先導閥的性能，并更換超使用年限的密封件（油管線(xiàn)更換周期為15年，氣管線(xiàn)更換周期為10年）。

年度檢查維修。每年一次檢測調整，包括檢測二級減壓閥的性能及出口壓力、檢測ESD電磁閥的起跳壓力（起跳壓力100psi以上的需立即更換）、檢測遠程開(kāi)關(guān)電磁閥是否內漏等。遠程開(kāi)、關(guān)電磁閥內漏可能導致高壓氣異常驅動(dòng)執行機構，造成閥門(mén)誤關(guān)斷、開(kāi)關(guān)缸油位變化。檢測時(shí)拆下遠程開(kāi)、關(guān)電磁閥出口引壓管卡套后，緩慢對氣缸進(jìn)行充壓，并使用可燃氣體檢測儀持續檢測出口，直至氣缸壓力達到日常運行值。在整個(gè)充壓過(guò)程中應無(wú)氣體漏出，若有內漏現象，應進(jìn)行更換。

作者簡(jiǎn)介：韋崇鋒  1983年生，本科，助理工程師，武漢輸氣分公司輸氣工，在聘高級技師。 聯(lián)系方式：18512310099，349730468@qq.com。