马连喜 崔树林 张登峰 石宇 袁剑
国家管网集团西气东输分公司
摘要：针对罗托克电动执行器使用过程中密封性检测的实际需求，相比于传统的浸水实验，研究新的密封性检测方案，此方案采用一种新设计的检测装置，对执行器壳体内部进行充压，通过检测壳体内压力变化趋势来判断壳体密封性能。通过实验验证，结果充分说明了此方案的正确性。
关键词：电动执行器、壳体、密封性、失效。
一、背景
罗托克电动执行器广泛的使用在天然气场站中，其中不乏露天、多雨、水下等环境。电动执行器在这样的环境中使用，其壳体的密封性就起到了至关重要的作用，众多电动执行器的制造商一再改进和提高电动执行器的密封性，目前达到IP67防护等级的产品已经非常普及，有些先进企业已经达到了IP68，甚至更高。
电动执行器壳体即使有很高的防护等级，如果壳体缺少定期检测，也无法保证壳体防护性能的有效。也就是说电动执行器一旦投入使用后，对电动执行器壳体密封性缺少可以在线测试的方法，电动执行器的壳体在使用中什么时候发生水渗漏，或者其他液体的渗漏，使用者都无法得知。电动执行器壳体一旦某处的密封失效，潮气进入壳体内，必将在内造成电路控制板或电机损坏。若潮气进入齿轮箱，还将导致减速器等机械部分零件锈蚀，增加传动阻力，加大机械磨损，极易造成部件的损坏，电动执行器部件若损坏将造成阀门无法正常开关，严重时甚至造成场站无法分输。未知的壳体密封失效情况，已经成为电动执行器可靠运行的巨大潜在障碍，如果能够研制一套检测装置，用来检测壳体密封是否完好，查找密封失效的位置，做到壳体密封失效预防性维修，就可以避免电动执行器壳体内部件因为受潮而损坏，从而避免影响安全生产的事件发生，保障站场输气平稳可靠运行。
二、传统电动执行器壳体密封性检测方法
传统电动执行器壳体密封性检测方法是依据GB/T 2423.38-2008电工电子产品环境试验第2部分：试验方法 试验R：水试验方法和导则，通过浸水试验来实现的，就是把电动执行器壳体各处密封严实后，将整个电动执器壳体完全浸入一个盛满水的池子中，用专用支架把整个电动执行器壳体完全压入水中，保持水面在外壳顶部以上至少0.15m，外壳底面在水面下至少1m，保持30分钟。待时间到后取出壳体，依次打开壳体密封处，查看壳体内是否浸水。若壳体内完全干燥，则说明壳体密封性能够达到IP67防护等级。若壳体内部进水，则说明壳体的某处密封失效，需查找原因和修复。
传统测试方法虽然成本上较低，但存在以下一些问题：
1、规律性差：只是针对个案，不能对所有电动执行器壳体进行检测。
2、主观性很强，完全依赖于操作，如果操作时不注意，就会出现疏忽，准确性差，达不到预期的检测效果。
3、局限性大，只适用于电动执行器出厂前检测，不适用于安装在现场运行的电动执行器。
三、密封性检测新方案
针对传统方检测法的劣势，利用逆向思维创新方法，采用组合、嵌套等发明原理，研制了电动执行机构密封性检测装置，该套装置主要由电气罩充压短接、电池盖充压接头、手动充气泵、压力表、单向三通阀等配件组成。
通过把该装置安装到电动执行机构上，使用手动打气泵对电动执行器壳体进行充气。在经过一个短暂的充气过程之后, 壳体内的气压达到80千帕时停止充气。由于管路上设计了单向阀功能，气体不会回流，以隔离气源和检测装置。只需要完成两个步骤的操作，就可以实现电动执行器壳体密封性能的测试。
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通过观察管路上压力表示值变化情况，判断壳体的密封是否完好。观察压力表示值10min，若压力未下降，说明壳体各处密封效果完好；若压力明显下降，说明壳体有密封失效的情况存在，使用检漏液，对电气罩、电池仓盖、接线端子盖进行检查，确定密封失效的具体位置。使用此方法可以实现对电动执行器壳体密封性的定期检测，特别是更换壳体密封相关的部件后，可以方便快捷地检测新部件与壳体的结合面密封性能是否符合要求。此方法操作方便，规律性强，显示直观，易于判断，且结果不易受外部环境影响。
该套检测工具有一个非常大的优势，就是不需要拆卸电动执行器与现场的导线和管路，能够在现场对在用的电动执行器整体进行密封性检测，代替了第三方检测机构的专业检测设备才能实现的检测功能。能够帮助检修人员快速判断密封失效部位，寻找到泄漏点，方便进行下一步的维修处理工作，做到提前发现并消除可能造成设备故障的安全隐患。
电动执行器密封检测装置的优点：
1、装置采用铝合金材质，重量轻，强度高，结实耐用，且易于加工，制作成本低。
2、装置采用组合设计，结构简单，易于操作，现场组装方便。
3、操作简便，安装方便，只需要两个步骤，就能够完成执行器整体密封性能检测。
4、检测效果好，能够非常直观地判断电动执行器壳体密封性的状况，准确定位密封失效或损坏的具体位置。
5、通用性好，该装置可以在罗托克电动执行器一代和二代产品上使用，IQ与IQT系列都能够兼容。
四、应用前景及推广
该检测装置在实验室多次成功试验后，又在生产现场抽取多台在用罗托克电动执行器进行测试，试验证明，该装置能够帮助维修人员准确查找到壳体密封性能不足的部位，为开展下一步壳体密封预防性维修处理，提供了指引。如果我们能够提前发现电动执行器密封失效的问题，就可以避免电动执行器内部元器件因受潮而发生故障的问题，做到防止因电动执行器故障导致影响安全生产事件的发生。罗托克电动执行器在国内市场占有率非常高，该检测装置应用前景非常广阔，具有非常高的推广价值。以西气东输公司为例，根据近五年的数据统计，电动执行器内的马达控制板因受潮损坏最多，平均每年损坏8件，单件采购成本6000元。使用该检测装置后，避免马达控制板因受潮损坏的故障再次发生，一年便可以节约马达控制板采购费用4.8万元。使用该装置检测的电动执行器数量越多，排除的安全隐患也越多，就可以节约大量的维修费用，达到降本增效的目的，同时保证企业安全生产平稳运行，避免发生安全生产事故，产生的社会效益是无法预估的。
参考文献
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