[发明专利]用于检测控制阀部件失效的诊断方法

说明书

本申请是2010年8月30日提出的申请号为200980107133.6的“用于检测控制阀部件失效的诊断方法”的分案申请。

发明领域

本专利一般涉及在过程工厂(process plant)中实施诊断和维护，尤其是，涉及以在过程工厂中减少或防止控制阀失效的方式来在过程工厂中提供诊断能力。

背景技术

工业过程中的控制阀失效几乎一直影响着工厂运行。一般来说，控制阀失效能影响控制阀对控制信号的响应。尤其是，控制阀可能变得较少响应于或缓慢响应于控制信号，这可能导致控制性能的降低而引发过程可变性，其使得在工厂操作者方面花费很大或者更为糟糕，可能导致危险情况。因此，对控制阀劣化或损坏的早期检测可允许以防止对过程工厂的运行破坏的方式来有序安排控制阀的维护。

控制阀性能下降可能由于很多原因而发生。一般来说，部件零件的损坏可能是主要因素。然而，零件损坏典型地只在控制阀运行下降到控制阀发生故障的程度才能被检测到，该控制阀发生故障是由于，例如，部件失效而产生，而到该程度可能来不及实施预防性维护。预防性维护的一种方法可以是定期物理地检查控制阀的部件。然而，此选择代价昂贵，因为为了检查，需要使应用了控制阀的过程控制环停工和/或将控制阀移除和拆卸。

发明内容

根据一个或多个公开的实施例，要求保护的方法和系统识别过程控制阀中的部件的故障和/或损坏。在一些实施方式中，要求保护的方法和系统检测致动器弹簧、气动管道和管路以及波纹管密封件的损坏和/或故障。

在一个实施方式中，能通过监视致动器压力和致动器杆移动来检测气动控制阀中的致动器弹簧的损坏或故障。

在一个实施方式中，能通过监视波纹管室压力和阀移动来检测控制阀中的波纹管的损坏或故障。

在一个实施方式中，能识别致动器泄漏源。在一个实施方式中，能检测在仪器管道或隔膜中的一个中的泄漏。

附图说明

图1示出了控制阀；

图2示出了控制阀的横截面图；

图3A示出了直接作用阀(direct-acting valve)构造；

图3B示出了反向作用阀(reverse-acting valve)构造；

图4A示出了控制阀的一实施方式，该控制阀配置成确定弹簧损坏；

图4B示出了用于检测弹簧损坏的一过程实施方式；

图5A示出了安装在控制阀中的波纹管密封；

图5B示出了用于检测波纹管失效的一过程实施方式；

图6A示出了适合于识别气动致动器中泄漏的控制阀的一实施方式；

图6B示出了用于识别致动器泄漏部件的一过程实施方式；

图7示出了气动致动器的构造，在该气动致动器中，定位器的排气口流体地耦合到致动器的排气口；

图8示出了泄漏检测系统的一实施方式，该泄漏检测系统使用了改进的双作用定位器；

图9示出了计算设备，该计算设备可用于实现检测算法；

图10示出了检测模块的一实施方式；以及

图11示出了可实现一个或多个控制阀和检测模块的过程工厂的过程控制系统。

具体实施方式

图1示出了控制阀组件10，其能用于过程控制系统，例如，处理工厂。控制阀组件10包括阀12、致动器22和控制阀仪器或定位器34。阀12包括阀体14、进口16、出口18，并且致动器22包括阀盖20和气动隔膜盒(pneumatic diaphragm casing)40。阀杆32可以贯穿阀盖20设置，该阀杆32可用于操作阀12。轭30能被连接到阀盖20或者和阀盖20一起被提供。尽管轭30能被连接到阀盖20，如图1所示，但是轭30在其他实施方式中能被安装到阀体14的另一零件上。能使用轭30将气动隔膜盒40耦合到阀体14。阀杆32能形成阀杆组件15的一部分，这将在下文中进一步描述，并且阀杆32能适合于将来自气动隔膜盒40的力传递到阀12，从而控制阀12的操作。

气动定位器34能被连接到轭30。可以使用定位器34来控制致动器22。一般来说，诸如定位器34的定位器可以是电-气动的，并且可以用于过程控制环，以便以规定的方式操作控制阀组件10。即，定位器34可以通过在I/P(电流到压力)阶段(部件未示出)接收电输入信号以便将电输入信号转换成气动输出信号来运行，该气动输出信号可以驱动致动器22。可以将输出压力信号直接应用于气动隔膜盒，气动隔膜盒则将气动信号耦合到阀，以便以与电输入信号成比例的方式来控制流量。