韋崇鋒 王清晨 左敏 劉更雨 羅毅

國家管網(wǎng)集團(tuán)西氣東輸公司

摘要：Shafer氣液聯(lián)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)由于工作平穩(wěn)、性能良好、故障率較低，在長輸管道中的占比達(dá)到了90%以上。但由于使用年限、設(shè)計缺陷以及維護(hù)不當(dāng)?shù)仍�因，�?dǎo)致氣液聯(lián)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)誤關(guān)斷的事件時有發(fā)生，給管道企業(yè)的輸氣安全生產(chǎn)帶來極為不利的影響。本文針對Shafer中的10726-s型執(zhí)行機(jī)構(gòu)誤關(guān)斷的原因進(jìn)行深入分析，并提出維護(hù)建議。

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

Shafer氣液聯(lián)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)作為輸氣場站以及閥室最常見的設(shè)備，由于其控制機(jī)構(gòu)不需要外界能源、關(guān)斷速度快、工作平穩(wěn)、性能良好、故障率較低、事故狀態(tài)下能緊急切斷等優(yōu)點，在長輸天然氣管道工程中得到了廣泛應(yīng)用。本文針對Shafer中比較常見的10726-s型執(zhí)行機(jī)構(gòu)誤關(guān)斷的原因進(jìn)行深入分析，并提出維護(hù)建議。

1  執(zhí)行機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)及工作原理

（1）執(zhí)行機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)

10726-s型Shafer氣液聯(lián)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要由擺缸、氣液罐、儲氣罐、手泵、提升閥、復(fù)位先導(dǎo)閥、開電磁閥、關(guān)電磁閥、限位開關(guān)、機(jī)械驅(qū)動裝置、調(diào)壓閥、安全閥、鎖閥等組成（如圖 1）。

圖 1 10726-s型Shafer氣液聯(lián)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)原理及主要部件介紹

10726-s型Shafer氣液聯(lián)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制氣路主要部件有帶復(fù)位手柄的先導(dǎo)閥、限位開關(guān)、調(diào)壓閥和開位先導(dǎo)閥。

（2）工作原理

10726-s型Shafer氣液聯(lián)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)具備三種開關(guān)方式：一是現(xiàn)場手動和氣動操作；二是遠(yuǎn)程開關(guān)控制；三是當(dāng)站場ESD觸發(fā)時可緊急切斷。以下主要介紹遠(yuǎn)程開關(guān)控制工作原理和ESD觸發(fā)時緊急切斷工作原理。

在遠(yuǎn)程關(guān)閥時，電磁閥17通電閉合，紅色高壓氣體經(jīng)過梭閥26進(jìn)入提升閥組件，高壓氣體推動提升閥活塞向左移動，錐形密封打開，高壓氣體進(jìn)入關(guān)氣液罐，推動液壓油流向開氣液罐，擺缸轉(zhuǎn)子在液壓油的驅(qū)動下帶動球閥閥桿執(zhí)行關(guān)閥操作。

在ESD觸發(fā)時，帶紅色手柄的復(fù)位先導(dǎo)閥20關(guān)閉，C口和E口導(dǎo)通，與開位先導(dǎo)閥27以及限位開關(guān)21連接的先導(dǎo)氣從E口泄放掉，開位先導(dǎo)閥27在失去先導(dǎo)氣的情況下，P口和C口斷開，鎖定開閥氣路。限位開關(guān)21在缺失先導(dǎo)氣的情況下，閥芯向右移動，P口與C口導(dǎo)通，紅色高壓氣體經(jīng)過梭閥26進(jìn)入提升閥組件，高壓氣體推動提升閥活塞向左移動，錐形密封打開，高壓氣體進(jìn)入關(guān)氣液罐，推動液壓油流向開液壓罐，擺缸轉(zhuǎn)子在液壓油的驅(qū)動下帶動球閥閥桿執(zhí)行關(guān)閥操作。當(dāng)閥門關(guān)到位后，擺缸上的機(jī)械驅(qū)動裝置頂住限位開關(guān)22，利用機(jī)械力的方式使P口和C口斷開，關(guān)閥結(jié)束。

2  誤關(guān)斷原因分析

常見誤關(guān)斷原因包括人為誤操作、關(guān)位電磁閥內(nèi)漏、ESD電磁閥誤動作、復(fù)位先導(dǎo)閥故障、控制程序或控制回路故障、限位開關(guān)閥芯內(nèi)漏或限位開關(guān)故障等。造成關(guān)位電磁閥內(nèi)漏原因通常包括電磁閥閥芯卡澀關(guān)不嚴(yán)、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電磁閥誤動作原因一般包括ESD電磁閥控制回路存在問題、遠(yuǎn)程終端發(fā)出關(guān)閥指令、ESD電磁閥掉電、先導(dǎo)氣壓力不滿足要求等。例如，調(diào)壓閥故障可能導(dǎo)致調(diào)壓后的壓力過高，損壞ESD電磁閥；壓力過低則無法達(dá)到ESD電磁閥的開啟壓力；調(diào)壓閥后引壓管存在泄漏也會引發(fā)問題。

復(fù)位先導(dǎo)閥故障原因一般包括復(fù)位先導(dǎo)閥彈簧失效、復(fù)位先導(dǎo)閥內(nèi)部氣路不通等。控制程序或控制回路故障原因通常包括站控系統(tǒng)控制程序被篡改、控制回路存在短路或斷路等。限位開關(guān)閥芯內(nèi)漏或限位開關(guān)故障的原因通常包括限位開關(guān)閥芯關(guān)不嚴(yán)、閥芯密封圈損壞、閥芯本體劃傷、限位開關(guān)內(nèi)部零件失效等。

3  維護(hù)建議

日常檢查。重點檢查各個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(zhí)行機(jī)構(gòu)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、彈簧無彈力的應(yīng)及時更換補(bǔ)裝，注意防塵帽應(yīng)朝下或水平安裝，不得朝上安裝。

春秋檢查。春秋檢過程中檢查開/關(guān)氣液罐的油位是否合適，如果需要，進(jìn)行調(diào)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(nèi)部的濾芯及密封件，對氣液罐和執(zhí)行機(jī)構(gòu)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(shù)設(shè)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關(guān)斷功能。如果不允許完全關(guān)閉閥門，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、動力氣源調(diào)壓器、通訊卡、蓄電池和液晶顯示器等。檢查測試遠(yuǎn)程開/關(guān)閥門功能是否正常，開/關(guān)到位信號是否能夠反饋到站控系統(tǒng)。檢查閥門和執(zhí)行器的全開/全關(guān)位是否一致，檢測開位先導(dǎo)閥的性能，并更換超使用年限的密封件（油管線更換周期為15年，氣管線更換周期為10年）。

年度檢查維修。每年一次檢測調(diào)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(yuǎn)程開關(guān)電磁閥是否內(nèi)漏等。遠(yuǎn)程開、關(guān)電磁閥內(nèi)漏可能導(dǎo)致高壓氣異常驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，造成閥門誤關(guān)斷、開關(guān)缸油位變化。檢測時拆下遠(yuǎn)程開、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?xì)怏w檢測儀持續(xù)檢測出口，直至氣缸壓力達(dá)到日常運行值。在整個充壓過程中應(yīng)無氣體漏出，若有內(nèi)漏現(xiàn)象，應(yīng)進(jìn)行更換。

作者簡介：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。