化工閥門全生命周期狀態監測助力企業安全管理-周文川.pdf

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1、第二屆中國國際（杭州）化工過程安全管理（PSM）最佳實踐研討會2nd China International(Hangzhou)Symposium on Chemical Process Safety Managemen tPSM)Best Practices2024年10月化工閥門全生命周期狀態監測助力企業安全管理The whole life cycle status monitoring of chemical valves helps enterprise safety management周文川蘇州安特威工業智能科技股份有限公司 銷售副總第二屆中國國際（杭州）化工過程安全管理（PSM）

2、最佳實踐研討會目錄閥門可靠性保障Part 02閥門壽命等級的建立Part 01安特威智能工廠介紹Part 03全生命周期管理之壽命預測Part 04 關于安特威Part 05第二屆中國國際（杭州）化工過程安全管理（PSM）最佳實踐研討會2nd China International(Hangzhou)Symposium on Chemical Process Safety Managemen tPSM)Best PracticesPart 01全生命周期管理之閥門壽命等級Valve life rating for full life cycle management開放、可信、自強、創新第二屆

3、中國國際（杭州）化工過程安全管理（PSM）最佳實踐研討會2nd China International(Hangzhou)Symposium on Chemical Process Safety Managemen tPSM)Best Practices 閥門的壽命試驗一般指靜壓壽命試驗，在實驗室條件下模擬閥門的實際工況，對閥門進行從全開到全關的循環操作，考核其失效模式，測試閥門的壽命特性，尋找閥門的失效規律。閥門的壽命試驗，可為閥門的可維修性，可靠性設計提供現實依據，為閥門的設計優化和工藝改進提供方向。閥門壽命評價標準2nd China International(Hangzhou)Symp

4、osium on Chemical Process Safety Management(PSM)Best Practices工況未限定時，閥門無具體壽命次數要求！2nd China International(Hangzhou)Symposium on Chemical Process Safety Management(PSM)Best Practices明確具體工況后，對于壽命的需求差異非常大，石油和天然氣工業用鋼制閥門壽命要求量級普遍在千次以上，而低溫工況下，僅僅需求202次，具有明顯的行業特征。導致不同行業的從業工程師對于閥門的壽命與性能理解會有偏差。怎么提要求品牌？國別（進口國產）？

5、材質？結構？2nd China International(Hangzhou)Symposium on Chemical Process Safety Management(PSM)Best Practices閥門使用壽命（次數）壽命等級1x1022.11x1033.11x1044.11x1055.11x1066.1壽命等級劃分：某種工況下某規格的閥門壽命采用科學計數法表示為ax10b，即定義該閥門壽命在該工況下，某種配置的壽命等級為 b.a 例如:某種工況下6-300硬密封球閥的壽命為2x103次，定義該閥門壽命等級為3.2，其中第一個數3為10的指數，表征數量級，第二個數代表本數量級的倍數

6、。打消不同行業的從業工程師對于閥門的壽命的理解偏差。第二屆中國國際（杭州）化工過程安全管理（PSM）最佳實踐研討會2nd China International(Hangzhou)Symposium on Chemical Process Safety Managemen tPSM)Best PracticesPart 02全生命周期管理之可靠性保障Reliability guarantee of full life cycle management開放、可信、自強、創新第二屆中國國際（杭州）化工過程安全管理（PSM）最佳實踐研討會2nd China International(Hangzho

7、u)Symposium on Chemical Process Safety Managemen tPSM)Best Practices全生命周期管理之可靠性保障Reliability guarantee of full life cycle management生產一致性控制 閥門制造過程的穩定性控制是確保閥門產品質量和性能滿足工業應用要求的關鍵環節。以下是關于閥門制造過程穩定性控制的幾個關鍵點：1、原材料采購與檢驗：閥門制造的第一步是原材料的采購，必須按照標準進行，隨后的入廠檢驗同樣需要遵循相應的標準。原材料的質量直接影響到最終產品的性能和可靠性。2、質量控制：在各個制造階段，都必須進行嚴

8、格的質量控制，包括超聲波探傷、光譜檢驗等，以確保材料和零件的質量。對于閥桿等關鍵部件，還需進行密封面硬度檢驗和著色探傷。3、總裝與測試：將加工好的部件進行總裝，然后進行水壓試驗，以驗證閥門的密封性和強度?？傃b后的閥門需要與電動裝置或執行器進行調試，確保其性能符合要求。4、先進制造技術：采用先進的制造工藝，如數控機床加工、壓鑄、全模等高效精密成型技術，以及高精度磨床加工工藝，可以提高閥門的制造質量和一致性。5、標準化與模塊化：遵循統一的控制閥標準，實現模塊化設計，確保不同廠商生產零件能夠互換和互操作，提高零件與產品的通用性和適用性。6、智能化制造：利用人工智能技術和計算機技術，實現閥門生產的智能

9、化，提高閥門的性能和可靠性。第二屆中國國際（杭州）化工過程安全管理（PSM）最佳實踐研討會2nd China International(Hangzhou)Symposium on Chemical Process Safety Managemen tPSM)Best PracticesPart 03安特威智能工廠介紹ATW smart factory introduction開放、可信、自強、創新第二屆中國國際（杭州）化工過程安全管理（PSM）最佳實踐研討會2nd China International(Hangzhou)Symposium on Chemical Process Safet

10、y Managemen tPSM)Best Practices安特威智能工廠介紹ATW smart factory introductionu 專注工業閥門的研發及制造，580名在職員工，其中研發團隊人數占150人，快反中心（IT團隊）35人。u 從苛刻工況到常規應用，提供安全、可靠的全套閥門u 連續投資柔性產線建設，打造具備柔性生產、智能制造和在線質量控制的“互聯工廠”u 致力于為全球客戶提供卓越的流體解決方案2nd China International(Hangzhou)Symposium on Chemical Process Safety Management(PSM)Best Pr

11、actices智能制造-吳江工廠敬業精神、犧牲精神、責任感、使命感2nd China International(Hangzhou)Symposium on Chemical Process Safety Management(PSM)Best Practices年銷售額的10%以上投入到研發試驗；全數字化研發試驗平臺，遠程數據傳輸嚴格的標準化和模塊化設計 上萬次的模擬分析試驗，以及不斷優化設計 數字化研發中心2nd China International(Hangzhou)Symposium on Chemical Process Safety Management(PSM)Best Pra

12、cticesl 工人一鍵一碼，無紙化生產；l 從毛坯到成品，每一步檢測數據可視化呈現；l 自動下單、自動排產、自動采購，全流程快速反應；l 外協供應商共享標準化、數字化、信息化、智能化的生產體系。數字化生產制造中心2nd China International(Hangzhou)Symposium on Chemical Process Safety Management(PSM)Best Practices智能化質量檢測中心OQCS 線上實時質量控制系統：數字化檢測 數字化傳輸 智能化判定 數字化交付圓度儀、金屬色譜儀、多功能金屬力學測試儀、碳硫分析儀、三座標測量儀、洛氏維氏硬度儀等先進檢測

13、設備；通過ASME/API/ISO/PED等國際相關標準 2nd China International(Hangzhou)Symposium on Chemical Process Safety Management(PSM)Best Practices智能制造-常熟工廠敬業精神、犧牲精神、責任感、使命感2nd China International(Hangzhou)Symposium on Chemical Process Safety Management(PSM)Best Practices總體概況u 坐落于長江之畔、江海匯聚之地；u 全自動化、數字化柔性產線，批量化生產，質量穩定可

14、靠；u 軟密封球閥、三偏心蝶閥、襯里閥3大產品系列，600多種產品規格；u 閥門總產能：8.3萬臺套/年2nd China International(Hangzhou)Symposium on Chemical Process Safety Management(PSM)Best Practices軟密封球閥產線u 軟密封球閥產線u 18臺數控車床、2條全自動裝配測試線u 標準：美標/國標u 口徑/磅級：0.56寸/DN15150 150lb900lb/PN10PN150u 材料：WCB/CF8/CF3M u 產能：5萬臺套/年2nd China International(Hangzhou

15、)Symposium on Chemical Process Safety Management(PSM)Best Practices三偏心蝶閥產線u 三偏心蝶閥產線（迭片式&全金屬）u 4臺數控立床、8臺數控臥車、6臺立式加工中心、2臺臥式加工中心、2套全自動蝶閥測試機；u 標準：美標/國標u 口徑/磅級：424寸/DN100600 150lb900lb/PN10PN150u 材料：WCB/CF8/CF3M u 產能：0.8萬臺套/年2nd China International(Hangzhou)Symposium on Chemical Process Safety Management

16、(PSM)Best Practices襯里閥產線u 襯里閥產線（襯里球閥&襯里蝶閥）u 18臺數控車床、2條全自動裝配測試線、2套全自動注塑系統；u 標準：美標/國標u 襯里球閥口徑/磅級：0.5-6寸/DN15-150襯里球閥 150lb/PN10PN16u 襯里蝶閥口徑/磅級：4-16寸/DN100-400襯里蝶閥 150lb/PN10PN16u 材料：WCB/CF8/CF3M u 產能：2.5萬臺套/年2nd China International(Hangzhou)Symposium on Chemical Process Safety Management(PSM)Best Prac

17、tices柔性產線&智能制造l 從客戶下單到訂單交付全流程自動化、數字化；l 工人一鍵一碼生產，避免人為干預和失誤；l OQCS實時質量控制系統，批量生產一致性；l 快速生產，滿足全球客戶訂單需求。第二屆中國國際（杭州）化工過程安全管理（PSM）最佳實踐研討會2nd China International(Hangzhou)Symposium on Chemical Process Safety Managemen tPSM)Best PracticesPart 04全生命周期管理之壽命預測Life Prediction for Life Cycle Management開放、可信、自強、創新

18、第二屆中國國際（杭州）化工過程安全管理（PSM）最佳實踐研討會2nd China International(Hangzhou)Symposium on Chemical Process Safety Managemen tPSM)Best Practices全生命周期管理之壽命預測Life Prediction for Life Cycle Management美國三哩島核電站結晶工況內部粘接與外漏閥門在線狀態監測系統遠程控制閥門作為工業系統的關鍵設備之一，其運行過程中如果出現異?？蚬收隙紩е马樋芈撴i故障，嚴重時閥門卡死導致整個系統緊急停車，不僅會造成經濟損失，極端情況甚至可能引發安全

19、事故。美國三哩島核事故：關閉過程卡死影響：這是美國核電歷史上最嚴重的一次事故，被國際核事件分級表列為五級核能事故。2nd China International(Hangzhou)Symposium on Chemical Process Safety Management(PSM)Best Practices安特威對于閥門卡澀的理解：本質上是執行器在閥門啟閉過程中，由于密封副之間存在預緊力和流道壓力產生的非均勻性摩擦阻礙，產生能量積聚及釋放的過程；1、執行器的輸出力矩由于作用形式不同，呈現多樣化。2、不同類型的閥門在啟閉各個階段所需要的扭矩不同。齒輪齒條雙作用氣缸齒輪齒條單作用氣缸撥叉式單作

20、用氣缸2nd China International(Hangzhou)Symposium on Chemical Process Safety Management(PSM)Best Practices當前市場上的限位開關所傳遞的開關信號，只能表征閥門的三種物理量：0-關到位，1-開到位，t-時間（系統記錄），據此粗略判定閥門的運行狀態。結論：需要更精確、清晰、可視化的手段來監測閥門狀態！某氣動控制閥門常規開啟時間：8s某時刻中控記錄開啟時間：16s，報警，認為閥門可能有故障問題1：8s上升到16s，閥門發生了什么？是否卡澀？卡澀什么程度？問題2：簡單維修還是更換？能否預測趨勢？有沒有相應方

21、案？問題3：能否預測壽命，提前防范？2nd China International(Hangzhou)Symposium on Chemical Process Safety Management(PSM)Best Practices角角度度編編碼碼器器4 4G G/G GP PS S信信號號接接收收發發射射器器邏邏輯輯處處理理電電路路板板GPS信號角度編碼器收集角速度信息傳遞給邏輯處理芯片閥門卡澀在線監測系統安特威的解決方案：以智能閥門狀態監測器為核心的閥門卡澀在線監測系統1.接近開關：輸出開關位置信息 2.角度編碼器：采集角度與角速度信息3.PCB電路板與集成芯片：卡澀等級判定4.信號發射

22、器：GPS定位與卡澀信息發送5.云端服務：向客戶發送預警信息2nd China International(Hangzhou)Symposium on Chemical Process Safety Management(PSM)Best Practices智能運維實現路線安特威通過故障診斷和壽命預測實現智能運維數數據據采采集集：實時采集角度/位置信息特特征征提提取?。杭眲佣冉〗】悼禒顮顟B態識識別別：卡澀判定邏輯判定卡澀等級工工業業大大數數據據云云平平臺臺：數據獲取、分析、管理故障診斷實現程控閥卡澀的量化監測；安裝調試、試車、運行過程可被記錄；輸出：實時卡澀等級；閥門異常信息；定期運行報告；2

23、nd China International(Hangzhou)Symposium on Chemical Process Safety Management(PSM)Best Practices特征提取閥門卡澀本質：執行器在閥門啟閉過程中，由于密封副之間存在預緊力和流道壓力產生的非均勻性摩擦阻礙，產生能量積聚及釋放的過程。密封面受沖刷、沖蝕；啟閉件上有介質粘接；軸承、閥桿磨損；結構變形；產生局部阻力閥門出現卡澀局部阻力突變導致閥門出現卡澀，由F=ma,M=J 可知，受力狀態直接反應在加速度變化上。閥門驅動力不會發生突變，合力發生突變反應的是阻力的突變，因此可通過加速度變化的快慢對卡澀進行監測

24、。2nd China International(Hangzhou)Symposium on Chemical Process Safety Management(PSM)Best Practices2、3、4、5級卡澀等級在開關過程中變化情況&閥門卡澀等級分級卡澀等級描述建議處理方案0完全不卡澀無需關注1邏輯判定輕微卡澀，肉眼不可見無需關注2邏輯判定微卡澀，肉眼可見輕微卡澀頓挫無需關注3邏輯判定中等卡澀，肉眼可見明顯卡澀頓挫保持關注4邏輯判定嚴重卡澀，閥門嚴重卡澀頓挫嚴密關注，伺機更換5邏輯判定嚴重卡澀，閥門有卡死風險立即更換，立即搶修-卡死緊急搶修2nd China Internation

25、al(Hangzhou)Symposium on Chemical Process Safety Management(PSM)Best Practices壽命預測數數據據獲獲取?。和ㄟ^傳感器獲取對應物理信號；健健康康指指標標構構建建：提取反映裝備退化趨勢的敏感健康指標；退退化化行行為為學學習習：將健康指標輸入機器學習模型中，自動學習退化規律；剩剩余余壽壽命命預預測測：將新獲取的監測數據導入訓練好的學習模型中，預測剩余壽命。安特威基于閥門卡澀在線監測系統提出一種預測閥門剩余使用壽命RUL的模型：參參數數含含義義L初始使用壽命p壓力等級h介質硬度m腐蝕系數k卡澀等級2nd China Inter

26、national(Hangzhou)Symposium on Chemical Process Safety Management(PSM)Best Practices閥門啟閉指示及信號反饋卡澀等級判定閥門卡澀異常信息報警功能GPS定位功能 技術要求：要求供應商產品達到某壽命等級標準；采購評標：提供壽命和可靠性的評判標準；出廠驗收：增加新標準，卡澀3級不允許出廠；安裝調試：提供判定依據，卡澀3級不允許通過；周期運行：過程預警及解決建議；剩余壽命RUL：通過大數據積累可預測；安全：數據儲存在云端可信：可量化數據快速：實時獲取數據，無延遲全局：匹配裝置檢修計劃第二屆中國國際（杭州）化工過程安全管理

27、（PSM）最佳實踐研討會2nd China International(Hangzhou)Symposium on Chemical Process Safety Managemen tPSM)Best PracticesPart 05關于我們About us創造價值、創造利潤、維持生存2nd China International(Hangzhou)Symposium on Chemical Process Safety Management(PSM)Best Practices安特威企業愿景：做最好的閥門企業和流體系統解決方案的提供者，乃至整個離散制造系統解決方案的提供者安特威企業使命：聚

28、焦客戶的壓力和挑戰，讓流體控制更加簡單、更加可靠、更加智能；聚焦客戶的壓力和挑戰，讓離散制造更加簡單、更加可靠、更加智能；助您安心享受美好生活！核心價值觀：開放、可信、自強、創新我們的企業文化2nd China International(Hangzhou)Symposium on Chemical Process Safety Management(PSM)Best Practices安特威研發歷程2nd China International(Hangzhou)Symposium on Chemical Process Safety Management(PSM)Best Practice

29、s安全與可靠盤閥在線持續使用122個月，并在不斷刷新紀錄；高頻PDS閥使用壽命突破500萬次大關，遠超全球同類品牌；高溫高壓氧閥使用88個月，依然在線運行我們用可靠的產品質量，保障人身和財產安全，提高經濟效益和社會效益，助廣大化工人安心享受美好生活！2nd China International(Hangzhou)Symposium on Chemical Process Safety Management(PSM)Best Practices安全、可靠的行業解決方案煉油天然氣LNG多晶硅煤化工精細化工長輸管線石油化工2nd China International(Hangzhou)Sympo

30、sium on Chemical Process Safety Management(PSM)Best Practices合作伙伴（部分）2nd China International(Hangzhou)Symposium on Chemical Process Safety Management(PSM)Best Practices安特威-常熟航母工廠2nd China International(Hangzhou)Symposium on Chemical Process Safety Management(PSM)Best Practices安特威-常熟航母工廠2nd China International(Hangzhou)Symposium on Chemical Process Safety Management(PSM)Best Practices安特威-聯系我們蘇州安特威工業智能科技股份有限公司聯系電話：135062063032024年10月第二屆中國國際（杭州）化工過程安全管理（PSM）最佳實踐研討會2nd China International(Hangzhou)Symposium on Chemical Process Safety Managemen tPSM)Best Practices謝謝聆聽 感謝關注