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    使用IIOT检测不锈钢压力表空化的基础内容

    返回列表发布日期:2019-09-27 13:36:08    |    


          在加工和制造工厂中使用的不锈钢压力表通常易于因空化而失效。过去,在发生重大损害之前很难发现空化的早期迹象,但是使用创新技术的新的工业内联网/物联网(IIoT)系统解决了这个问题。通过早期检测,工厂人员可以发现问题并采取适当的纠正措施,以避免不锈钢压力表损坏或完全失效。
          通过该系统,高灵敏度差压变送器可从不锈钢压力表的吸入侧收集未过滤的压力数据。高级分析提取了这种差压数据,以创建可操作的信息,并找出不锈钢压力表空化现象的合理根本原因。 
          系统自动监测未过滤的压力数据,以检测微小的波动 - 这是更严重的空化问题的前兆。通过数据驱动的信息,维护工程师可以为可靠性计划制定最佳的预防性维护计划,以改善不锈钢压力表的运行。
          IIoT系统有效地应用高级分析,以便能够及早发现不锈钢压力表空化,并应用这些策略可改善过程操作,降低维护成本并避免计划外?;?。 
          让我们首先看一下典型的过程工厂不锈钢压力表操作,以及空化事件的影响。
    不锈钢压力表运行不良的问题和原因
          过程工业工厂是复杂的操作,使用昂贵的设备来安全地反应并将原料和产品移动到整个工厂现场和存储区域。不锈钢压力表是用于处理这些工厂中的过程流体的关键旋转设备。对于关键服务应用,操作必须不间断,因此工厂中最重要的不锈钢压力表通?;嶂馗?,因为故障或减少操作会导致生产率显着降低或工厂停工。
          于不锈钢压力表内不希望的压力分布,空化是不锈钢压力表叶轮附近的气泡内爆。这种气泡破裂在叶轮表面上施加能量,并被检测为冲击,噪音和/或振动。这些内爆可以施加足够的能量来侵蚀叶轮表面的金属。
    图1.不锈钢压力表中空化发展的阶段和相应的警告标志。
          如图1所示,存在各种空化阶段,并且早期检测是困难的。通常,在操作或维护人员注意到声学或振动异常之前,不会发现气穴现象。到那时,不锈钢压力表发生了很大的破坏,并且经常发生连接设备,例如驱动不锈钢压力表的电机,本地监控仪器以及上游和下游管道。 
          气蚀是不锈钢压力表的主要问题,因此工艺设备可以防止这种情况发生。然而,加工操作,资产条件和环境随时间而变化,为空化发展提供了机会。此外,工厂人员的不当行为可能引发或促成空化事故。为了?;げ恍飧盅沽Ρ?,需要一种更好的监测方法 - 一种侧重于理解压力分布变化。
    先进的空化检测系统概述
          即使使用手持式振动监测设备,也很难检测到早期的空化事件??栈慷榷ㄒ迕挥幸话阒副?,但已知压力分布的微小变化是空化诱导条件的早期标志。
          检测管道和加工设备内的条件可为操作和维护人员提供更好的洞察力。如图2所示,能够检测压力的微小变化的先进差压变送器连接到不锈钢压力表的吸入侧,并且变送器通过高速数字通信链路将数据发送到控制器。 变送器使用硅谐振传感器检测微小的压力变化,这种高精度数据采集可实现空化检测。实时执行空化检测需要控制器从变送器采集100毫秒循环数据,以及控制器中的高速实时计算功能。
          控制器分析由差压变送器产生的关于不锈钢压力表和连接管道中的压力分布的内部未过滤数据。它还应用空化检测逻辑将原始数据转换为可操作的信息。通过IIoT连接,压力/气穴信息被发送给维护和可靠性工程师,以便通过PC或其他设备站进行查看,以便及早发现气穴现象。 
          由于控制器包含Web服务器,因此可以将信息发送到任何能够支持Web浏览器的设备。此信息通过互联网或公司内部网传输?;蛘?,可以通过Modbus将信息发送到PC。
          这种实时信息揭示了非常早期的空化条件。更重要的是,该信息可用于解决根本原因。先进的分析功能可以解释由空化事件引起的精细压力变化,并在发现振动或噪声事件之前向用户发出警报。
          空化可能造成的损坏程度与压力曲线随时间的变化程度直接相关。有了这段历史,可靠性和维护人员就可以识别和分类关键事件。使用数据驱动的信息,维护工程师可以实施预防方法,以避免将来发生事故。
    预防性维护策略和行动计划
          通过数字化和IIoT,预防性维护包括先进的因子分析和其他预测分析技术,以提高工厂设备和操作的可靠性和安全性。先进的预防性维护策略侧重于关键服务不锈钢压力表的早期空化检测。预防性维护策略的关键步骤包括:
    步骤1.空化检测
          通过预测性维护策略,早期警告和检测可提供有价值的信息。在线监测是在损坏发生之前注意到最早的空化事件开始的有效手段。更重要的是,早期检测可以实现快速干预,减少操作中断,并最大限度地减少维护维修和成本。计划维护减少了获取材料和进行维修的时间,降低了所需的维修水平,并减少了更换不锈钢压力表的可能性。
    第2步。高级因子分析
          检测到空化正在发生并不足以?;す丶墓こё什筒僮?,因为产生空化条件的原因和方法同样重要。先进的因子分析提供了有关在工艺流体中引发气泡形成的过程或操作变化所需的见解。操作和维护人员可以检查空化历史,操作数据和其他事件,以识别和分类根本原因。
          管道堵塞,阀门打开,流量变化等可能是工艺流体中气泡形成的根本原因。找出造成气穴现象的正当原因很有价值,但这种事件往往是看不见的,听不见,因此需要进行高级分析。
    步骤3.调查根本原因和行动计划制定
          先进的因子分析提供数据驱动的信息,以识别问题,调查根本原因并制定不锈钢压力表操作和维护的改进计划。通过实时历史信息,操作和维护工程师可以连接引发早期空化事件的因果动作。操作员或处理操作操作的变化可能会无意中引入升级为不利条件的异常情况。使用数据趋势,可以使用高级因子分析工具来揭示和突出与气蚀直接相关的精确状态变化。通过确定真正的根本原因,可以应用更好的策略来预防未来事件。
    步骤4.实施行动计划
          基于数据驱动的信息和积累的知识,工厂工作人员可以审查程序,以最大限度地减少并可能消除引起空化的条件??梢允凳┳罴言し?预测措施,以避免引起空穴现象。
    提高技能
          流程工业公司面临着更大的压力,需要优化运营,增加利润并降低运营和维护成本。更好的预防/预测措施至关重要,因为它们可以控制维护成本并最大限度地减少设备和设备的不可用性,尤其是意外?;???煽啃怨こ淌Ω涸鹗凳┱庑└慕胧??;诙嗄甑木?,这些工程师开发了一些程序来延长关键服务设备的使用寿命,并安排预防性维护,以最大限度地减少意外?;?。
          但是,随着更多经验丰富的可靠性和维护人员退休,更多地捕获和保留他们的专业知识变得至关重要 解决方案是改进的IIoT和预测分析工具,为维护工程师提供更多的实时知识,以支持关键服务设备。
          这些工具缩短了从数据提取到持续价值创造的时间周期。先进的因子分析工具和压力监测系统能够识别和区分早期空化事件与其他原因。
    图3.早期空化检测和分析提供了缓解发展问题的选项。
          高级警告可能是在有限的生产中断和总不锈钢压力表故障之间进行小修,导致严重的单元或工厂?;涞牟钜欤?)。理解和解释整个事件链可以推动发现真正的根本原因。 
    结论
          预防性维护利用IIoT来?;ず脱映す丶套什氖褂檬倜?,例如过程工厂中使用的不锈钢压力表。采用先进差压变送器的新预防性/预测性维护方法使用IIoT以及先进的因子分析工具来监测和报告关键服务不锈钢压力表的精细压力异常。早期发现气蚀诱发条件使维护和操作工程师能够采取适当的纠正措施,改善过程操作,降低维护成本并避免意外?;?。 

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