何玉英
（中国石化中原油田普光分公司采气厂，四川宣汉 636156）
摘 要：电控气动阀门广泛应用于油气开采行业，尤其是高风险油气田。而大多数油气开采在野外，环境恶劣，气动阀门出现故障的情况较多，因此本文对野外电控气动阀门的常见故障进行分析并提出防护要点，供经验借鉴。
关键词：野外 气动阀门 防护
1 概述
电控气动阀因造价较低，运行可靠，且可以在断电极端条件下按照预设的功能使阀门紧急动作，一般广泛使用于安全控保系统中，同时也大量运用于工业生产现场。但是该类阀门在野外或者腐蚀性环境运行过程中，受各种因素影响，将出现不同于其他阀门状况的故障，本文通过分析电控气动阀门故障，总结出该类阀门在野外运行时的故障防护要点。
2 电控气动阀的原理及作用
电控气动阀门一般是通过气体驱动阀门运转，然后在阀门气路上设置电磁阀、调节阀或者喷嘴等调节器，可对气体流向及流量进行控制，达到驱动气体开关阀门或调整开度的目的。因为电控气动阀门可以在达到迅速开关的同时，设置失电故障位，使阀门在气源、电源供应中断后转动到安全的状态，因此该类阀门常被设置为安全控保阀门或者重要工艺调整的执行器，对现场生产工序的稳定调控具有重要作用。但是，在野外运行过程中，电控气动阀门经常出现三类故障，导致阀门失效，第一类是两位控制阀在控制气体排尽后无法转动到安全位；第二类是气动阀门远程阀位反馈信号与阀门实际状态有偏差；第三类是气动调节阀调整开度与给定信号不符。阀门失效主要受运行环境、安装测试以及后期维护等三个方面原因引起。
3 常见故障分析
3.1 设备腐蚀、锈蚀
野外环境主要影响因素是空气湿度、温度，温湿度过高、过低以及变化较大都可能对设备造成影响，进而缩短设备寿命[1]。电控气动阀门外壳防护主要靠色漆保护，因为运行环境影响，其防护及防爆等级均较高，因此环境对阀门壳体的腐蚀、锈蚀一般不影响其正常运行。参考电动气控阀设备腐蚀、锈蚀实际案例，受影响的设备，其主要腐蚀、锈蚀点发生于电控接线内部，究其原因，是因为其设备防护等级达不到现场要求，导致外部环境中的腐蚀性气体、液体通过各种通道直接与电气设备接触引起的腐蚀、锈蚀现象。这种现象在有腐蚀性粉尘存在的工厂或者位于湖海畔工厂中尤为明显。
造成这种现象的原因，主要有四个方面[2]。其一是设备本身防护等级达不到现场运行要求，外壳尺寸公差过大。其二是安装施工时，受施工过程中未按照相关标准，严格对进线口、外壳密封进行封堵或者封堵不严密。其三是在后期运维过程中，检修人员因检修需要，多次拆装导致仪表接线盒密封件变形、损坏并最终失效，其四是长期受日照、浸水影响，导致外壳塑性变形。
3.2 小动物侵入引起阀门故障
野外安装的气动控制阀门如果使用在重要联锁系统上，这些阀门在现场正常运行时开关频率一般较低，导致了气路长期停用。又因其排气阀管线一般为敞口或者部分敞口，导致筑巢类昆虫在管道内筑巢，最终堵塞排气管线。一旦需要使用这些自控阀门时，因为排气管线堵塞，将导致阀门开关失灵，可能导致不能及时切断工艺流程，增加故障处理难度，严重的可能加深事故后果。
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图1 阀门管线堵塞
3.3 仪表风气质不纯堵塞通道
在工业生产中，需要对重要设备的仪表风供气系统进行长期的监控。因为一旦气质出现问题，如仪表风带液或者仪表风内固体颗粒较多，将导致设备故障，严重的可能导致设备自带调压阀阀芯堵塞或者锈蚀，最终使该气动阀门失效。这种现象一般在工程项目投产初期，仪表管线吹扫不彻底时尤为突出。
3.4 仪表风可动部件缺少润滑
部分电控气动阀门气动系统中设置有润滑组，包括了过滤杯、清油杯（油雾器）。主要作用是通过仪表风气体定期将润滑液雾化后随仪表风带入润滑可动部件，可以减少相对运动件间的摩擦力，减少密封材料的磨损，防止仪表风管道及金属件的腐蚀，降低了阀门故障概率。但是安装过程中，部分工程施工单位未按照要求添加润滑油，导致了油杯缺油无法实现润滑，加速了阀芯的老化损坏。
3.5 阀位设定不当及维护不当
部分电控气动阀为PID回路的输出，当PID参数设置不当时，可能导致阀门动作频率远远超出需求量，导致了阀门寿命的缩短，部分阀门在全开、全关位时设定有故障保位选项，例如费希尔6000型气控阀利用磁感应定位阀门开度，一旦阀门频繁开关导致连接感应片松动而没有整定时，可能导致了阀门感应开度超出范围，进而锁定阀门导致控制失效。
上文提到，检修不彻底或者检修完成后恢复阀门外壳防护不彻底也将导致阀门故障的出现，在实际运行过程中，该类原因导致的故障频率较高，但是因为故障形成时间较长，可能前期检修数月后才会出现故障，反而不受检修人员注意。同时，部分成套包或者撬块设备内电控气动阀受到空间限制，其仪表风管线紧凑，因此在检修时施工人员因为缺少检修空间从而遗漏或者取消维护，导致了阀门缺少定期维护。
4 野外电控气动阀门防护措施
4.1 锈蚀、腐蚀防护措施
目前对电控气动阀门的防护措施主要可以参考电动板防护措施，将其设备接线盒进行防锈漆处理，在安装设备验收时应重点检查电缆接线盒进出口封堵情况。如果环境湿度较大且昼夜温差大的环境中，可视情况在接线盒内放置吸水干燥剂，如果阀门所处环境可能有某些特定腐蚀气体存在，也可针对该气体放置吸附剂并定期更换。
在设备后期运维中，运维人员应定期检查阀门电气接口密封情况，准备充足的密封件进行替换，并更换失效的吸水干燥剂。
4.2 小动物侵入防护措施
针对小动物侵入，主要需要对电控气动阀排气口进行检查防护。其次应该分析工厂所在位置有哪些昆虫，阀门堵塞集中发生在哪个时间段内，然后再采取必要防护手段。例如，增加防虫罩，定期检查防虫罩，清除蜘蛛网，对长期不动作阀门加强检查等手段。需要注意的是，一旦气路堵塞，在对阀门拆卸检修前，应该考虑到气管线带压的可能，防止检修人员损伤。
4.3 施工前期维护及运行保养
对电控气动阀门的施工标准同样重要，要保证仪表风管线干燥吹扫合格后才能接入，特别是对改扩建工程时，部分仪表风管线处于运行状态仍然需要考虑设备接入点仪表风情况，防止液体及异物进入阀门气控部分导致故障。
在施工过程中，也应考虑到阀门操作、后期维护、拆卸、更换等可能的施工，并尽可能的预留以上施工作业空间，特别是野外运行时，阀门本体和执行器、定位器的拆装应分开考虑。在施工过程中应尽量保证仪表风管平直，减少弯管，降低拆卸难度，调整仪表风面板朝向开阔空间，留出后期检修空间。
4.4 测试
对于电控气动阀门来说，应该制定一系列规定措施，确保其能够在一定的周期内开展至少半行程的测试。一般阀门生产、组装厂家会提供一种或多种阀门测试方法来供使用单位选用,根据测试方法选择的不同，可能需要阀门处于不同的运行状态，对生产造成一定的影响，因此对于使用方来说，制定符合现场生产计划的测试方法及周期显得尤为关键。
5 结论
综上，在对野外电控气动阀门设备的防护，主要应注意从气源、环境两方面入手进行考虑，可通过多种方式进行防护或者消减。具体措施应根据现场实际情况以及设备运行要求及功能来制定，不当的防护措施可能反而加快电控气动阀门的损坏，甚至导致设备、人员的伤害。
参考文献
[1]辛君亮，颜大军，姜喜胜等.环境试验应用于油田仪器仪表检验[J].油气田地面工程，2007.1：54-55.
[2]孙浩儒，宁书志，郭志佳.浅析防爆电气设备的外壳防护[J].电气防爆，2012，3：22-24.