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（1.克拉瑪依職業(yè)技術(shù)學(xué)院石油工程系；2.中國石油天然氣股份有限公司新疆油田油氣儲運分公司；3.中國石油天然氣股份有限公司管道廊坊輸油氣分公司）

新疆某油庫在工藝改造中，戶外新增安裝的Hite well VAD系列智能型電動執(zhí)行機構(gòu)（以下簡稱電動執(zhí)行器）主要分布在混油泵區(qū)、綜合閥組區(qū)和罐區(qū)，原油工藝上有117個、消防系統(tǒng)上有8個，共計125個。新投用的電動執(zhí)行器先后有30多個電動閥出現(xiàn)故障，共發(fā)生故障約60次，直接影響配比、進站越站生產(chǎn)，帶來安全隱患。為了實現(xiàn)連續(xù)、安全、穩(wěn)定生產(chǎn)，筆者調(diào)查分析了電動執(zhí)行器頻繁出現(xiàn)的故障。

1 故障統(tǒng)計

某油庫工藝改造新增的電動執(zhí)行器由電機、蝸輪蝸桿傳動機構(gòu)及集成控制電路等組成［1］。投用后125個電動執(zhí)行器故障的現(xiàn)場調(diào)查情況匯總?cè)鐖D1所示。

從圖1中可以看出，站場電動執(zhí)行器故障頻數(shù)65次，故障率52.0%，主要是限位丟失、機油泄漏、開關(guān)電機異響、轉(zhuǎn)換手柄切換到手動不動作及自動關(guān)斷等故障［2～4］。

由現(xiàn)場統(tǒng)計結(jié)果可以看出，限位丟失和機油泄漏是電動執(zhí)行器故障率高的主要原因，這兩項因素共占電動執(zhí)行器故障因素的80.0%。如果限位丟失和機油泄漏故障次數(shù)降低，那么電動執(zhí)行器的故障率就會大幅降低。

2 故障原因分析

分析電動執(zhí)行器限位丟失和機油泄漏故障的原因，首先需要分析造成兩類故障的末端因素，具體如下：

a.造成限位丟失故障的末端因素主要是電控系統(tǒng)不穩(wěn)定；

b.造成機油泄漏故障的末端因素主要是密封件存在問題，檢修、保養(yǎng)計劃不健全；

c.造成故障的外在因素主要是天氣惡劣、配件質(zhì)量差，人為因素主要是相關(guān)人員責(zé)任心差，而且管理部門對相關(guān)員工的培訓(xùn)不到位。

2.1 電控系統(tǒng)不穩(wěn)定

該油庫使用的電動執(zhí)行器中安裝的是第二代電控系統(tǒng)（增加了漢化功能），陸續(xù)投用后，發(fā)現(xiàn)電控系統(tǒng)存在不穩(wěn)定情況。一些執(zhí)行器投用不久就出現(xiàn)限位丟失故障，次數(shù)較多，都不在合理損壞周期內(nèi)，而且在正常操作的情況下，時常出現(xiàn)死機、遲緩現(xiàn)象［5］。

故障統(tǒng)計結(jié)果見表1。

從表1可以看出，電動執(zhí)行器使用時間不長，而且出現(xiàn)故障次數(shù)多，說明電控系統(tǒng)不穩(wěn)定是造成限位丟失的主要原因。

2.2 密封件問題

投用不久的多個電動執(zhí)行器密封漏油屬于不正常現(xiàn)象。解體其中一個執(zhí)行器后發(fā)現(xiàn)電控系統(tǒng)里有泄漏的機油，仔細檢查發(fā)現(xiàn)潤滑油腔殼體與其他部件接觸面有細小的砂眼，是砂眼造成電控系統(tǒng)里有滲漏的機油。檢查所有電動執(zhí)行器，發(fā)現(xiàn)潤滑油腔殼體與其他部件接觸面有砂眼的共45個，占電動執(zhí)行器總數(shù)的36%。投用時間不長，沒有在合理損壞周期內(nèi)，且數(shù)量較多［4］。

2.3 檢修、保養(yǎng)計劃不健全

閥門機械傳動部分與電動執(zhí)行器傳動相輔相成。如果閥桿缺少潤滑油脂潤滑，機械傳動吃力，電動執(zhí)行器動作頻率高、速度快，難以避免地受到?jīng)_擊，不但易導(dǎo)致機械傳動部位出現(xiàn)問題［4］，也會導(dǎo)致執(zhí)行器潤滑油脂泄漏。因此，檢修計劃不周全、定期潤滑保養(yǎng)不到位、配件更換不及時，都會導(dǎo)致執(zhí)行器不確定性漏油、配件損壞等故障的發(fā)生。

經(jīng)調(diào)查，沒有較為切實可行的電動執(zhí)行器檢修、保養(yǎng)計劃?，F(xiàn)場存在機械故障部位缺油、漏油現(xiàn)象。檢查發(fā)現(xiàn)，先后有11個安裝電動執(zhí)行器的閥門閥桿缺少潤滑油脂潤滑，開關(guān)吃力，其中有5個電動執(zhí)行器故障漏油（這5個電動執(zhí)行器潤滑油腔殼體與其他部件接觸面沒有砂眼），占缺油閥門的45%。由此可見，閥門缺油致使電動執(zhí)行器故障漏油。

3 整改措施

3.1 改造、更換電控系統(tǒng)

電動執(zhí)行器的工作原理如圖2所示。安裝在馬達輸出軸上的力矩傳感器利用壓電原理把電機蝸桿反作用推力直接轉(zhuǎn)換成電信號且與輸出力矩成比例。利用霍爾效應(yīng)的磁性脈沖計數(shù)器，可以精確測量執(zhí)行機構(gòu)的行程，無需使用任何齒輪和開關(guān)。計數(shù)器接收到的脈沖信號最終轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號［6］。

圖2 電動執(zhí)行器的工作原理

控制系統(tǒng)。遠程控制輸入采用光電隔離接口，能抵御2kV高壓。執(zhí)行機構(gòu)內(nèi)部供電控制電源24V（DC）。 “ON”最小電壓 20V，“OFF”最大電壓3V，信號最短時間150ms。遠程模擬量控制可以按比例控制閥門開度。

經(jīng)與Hite well上海分公司技術(shù)人員聯(lián)手，研制出第三代電控系統(tǒng)，主要的改造部件見表2［7］。改造前后的電控系統(tǒng)如圖 3、4所示。

表2 第三代電控系統(tǒng)主要改造部件

圖3 第二代電控系統(tǒng)

圖4 第三代電控系統(tǒng)

第三代電控系統(tǒng)研制成功后，先對1#混油泵進出口閥上安裝的兩個電動執(zhí)行器（2011#、2012#）更換第三代電控系統(tǒng)。經(jīng)過兩個月的觀察，系統(tǒng)運行較穩(wěn)定，只出現(xiàn)1次限位丟失故障［8，9］。實際應(yīng)用表明：第三代電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更合理、控制程序穩(wěn)定、漢化系統(tǒng)功能加強，遠紅外功能穩(wěn)定，也更適應(yīng)新疆極端惡劣氣候。

3.2 修復(fù)潤滑油腔殼體的砂眼

解體一個漏油的電動執(zhí)行器，蝸輪蝸桿傳動機構(gòu)在執(zhí)行器內(nèi)部中間，里面充溢著潤滑油。電動執(zhí)行器的法蘭接口如圖5所示，紅色箭頭指示的部位是其潤滑油腔殼體與其他部件的接觸面。仔細檢查滲漏機油部位，在潤滑油腔殼體與其他部件接觸面找到幾處極細小的砂眼。

圖5 電動執(zhí)行器法蘭接口

經(jīng)研究，對有砂眼的45個電動執(zhí)行器內(nèi)的潤滑油腔殼體與其他部件接觸面涂抹粘膠，經(jīng)過兩個月的觀察，沒有出現(xiàn)漏油現(xiàn)象。為避免其他執(zhí)行器出現(xiàn)此種情況，剩余的80個電動執(zhí)行器內(nèi)都涂抹了粘膠。

3.3 制定檢修保養(yǎng)計劃

針對檢修、保養(yǎng)計劃不健全的問題，結(jié)合實際，制定切實可靠的檢修保養(yǎng)計劃［10］。

首先，指定專人負責(zé)針對電動執(zhí)行器和閥門相輔相成的特性制定相應(yīng)的檢修、保養(yǎng)計劃，并規(guī)定：

a.每個月檢查電動執(zhí)行器部件是否完好、機油是否變質(zhì)；

b.每隔3個月保養(yǎng)所有閥門，清洗并加注閥桿潤滑油脂；

c.下雪后及時清除電動執(zhí)行器上的積雪，保證電器元件不因受潮而發(fā)生腐蝕。

制定好檢修、保養(yǎng)計劃后，要求全體油庫人員遵照執(zhí)行，并按時做好檢修保養(yǎng)記錄。

4 結(jié)束語

對Hite well電動執(zhí)行器進行了為期兩個月的整改效果檢查，采取整改措施后，電動執(zhí)行器限位丟失故障只發(fā)生了1次，機油泄漏故障再未發(fā)生。此次改造，降低了電動執(zhí)行器的故障率，延長了電動執(zhí)行器配件的使用壽命，節(jié)約了維修成本；消除了安全隱患，避免了事故帶來的直接或間接的經(jīng)濟損失，降低了操作工的勞動強度，保證了輸油生產(chǎn)的穩(wěn)定運行，保障實現(xiàn)了全年安全生產(chǎn)。