隨時監(jiān)測泵的狀態(tài)可以提高裝置的可靠性和效率，同時降低維修成本。本文介紹了一種活塞泵的聲學(xué)在線診斷系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以盡早地發(fā)現(xiàn)閥門的損壞。使用診斷系統(tǒng)可以優(yōu)化維護(hù)。
　　
　　在過去幾年里，降低化學(xué)工程設(shè)施成本的需求日益高漲，同時引發(fā)對泵的安全標(biāo)準(zhǔn)、效率、可靠性、可利用性和診斷手段的更高要求。這些標(biāo)準(zhǔn)直接關(guān)系到停車后的生產(chǎn)損失、零部件更換、維護(hù)和維修成本。
　　
　　在線工況監(jiān)測方法允許針對損壞情況的維修，延長運(yùn)行時間，減少停車和相應(yīng)的成本損失。
　　
　　對于活塞泵，只有開發(fā)泵閥的聲學(xué)在線監(jiān)測系統(tǒng)才可以針對設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行維護(hù)。密封區(qū)中的固體雜質(zhì)或者閥座磨損造成的泄漏可能影響泵的輸出，甚至導(dǎo)致整個單元的停產(chǎn)。本文介紹的聲學(xué)在線監(jiān)測系統(tǒng)可以盡早地發(fā)現(xiàn)閥門的泄漏。
　　
　　聲波發(fā)射分析的診斷
　　
　　泄漏通常發(fā)生在湍流區(qū)域，尤其在高壓條件下出現(xiàn)氣蝕時，這時會產(chǎn)生聲波或超聲波，可以在閥門外安裝傳感器進(jìn)行探測。聲級是泄漏的測量單位。對診斷系統(tǒng)的要求有：
　　
　　觀察泵的所有排出閥。
　　
　　盡早發(fā)現(xiàn)泄漏。
　　
　　不受泵正常操作時噪聲的干擾。
　　
　　可以在較寬的泵沖程頻率范圍內(nèi)使用。
　　
　　可以在較寬的壓力范圍內(nèi)使用。
　　
　　允許由于密封區(qū)短時間附著固體造成的暫時泄漏。
　　
　　安裝簡單。
　　
　　參數(shù)化簡單。
　　
　　產(chǎn)生所監(jiān)測的聲波發(fā)射源的診斷信息。
　　
　　除監(jiān)測閥門之外，還可以監(jiān)測隔膜和油溫。
　　
　　在線診斷系統(tǒng)SitransDA（Siemens和Feluwa共同提出這個理念，共同試驗(yàn)，由Siemens開發(fā)）滿足這些要求。聲波發(fā)射傳感器安裝在閥門的外面，對泄漏信號高度敏感，而對泵的運(yùn)行信號不敏感。對信號的適當(dāng)處理使測量結(jié)果自動適應(yīng)負(fù)荷條件的變化，如壓力或沖程數(shù)。操作工只需要設(shè)定報(bào)警值。
　　
　　維護(hù)優(yōu)化
　　
　　迄今為止，排出閥的泄漏或故障只能通過流速等泵性能的降低發(fā)現(xiàn)，然后必須仔細(xì)查找問題的原因，有時需要拆卸和修改所有的閥門，人們不得不接受由此造成的泵效率的降低。
　　
　　軟管隔膜活塞泵排出閥的使用壽命特征。在第三階段，磨損使閥門的狀況惡化，需要維修。閥門磨損造成泄漏，且泄漏量越來越大。在zui初階段，只有閥座被損壞，后來閥球也損壞了。閥門zui早出現(xiàn)磨損到發(fā)生故障的時間取決于閥門的實(shí)際負(fù)荷、工作壓力和輸送流體，也許在5～60天之內(nèi)。從第二階段到第三階段的過渡時間由閥門的負(fù)荷決定，可能會由于密封區(qū)暫時附著固體等原因而加速泄漏。因此很難預(yù)測閥門出現(xiàn)故障的準(zhǔn)確時間，以及是否活塞泵的所有閥門都受到同樣的磨損。
　　
　　泵的維護(hù)基于以下三個方案：基于時間的方案；補(bǔ)救性維護(hù)的方案；基于狀況的方案。
　　
　　根據(jù)不同的裝置決定哪一種方案適用，并決定是否需要工況監(jiān)測系統(tǒng)。
　　
　　基于時間的維護(hù)不需要工況監(jiān)測系統(tǒng)。磨損件在出現(xiàn)故障前就被更換了。維修間隔短導(dǎo)致維修頻繁，維修成本高，但是避免了非正常停車，可以計(jì)劃裝置的停車時間。
　　
　　補(bǔ)救性維護(hù)允許泵一直運(yùn)行到出現(xiàn)故障為止；其zui大缺點(diǎn)是非計(jì)劃停車維修。
　　
　　基于狀況的維護(hù)要求監(jiān)測裝置或者操作單元的工況，其優(yōu)點(diǎn)是：裝置出現(xiàn)故障前發(fā)現(xiàn)損壞，可以制定停車維修計(jì)劃，成本高昂的損壞出現(xiàn)之前已得到維修，延長零部件的使用壽命，裝置或單元的自動檢查。
　　
　　一年前開始的在線診斷系統(tǒng)Sitrans DA的現(xiàn)場測試證明該系統(tǒng)可以提供排出閥損壞狀況的可靠檢測。舉例說明了對Feluwa軟管隔膜活塞泵的泄漏檢測。輸送介質(zhì)是壓力為150bar的懸浮液。測量顯示在泵頭2的吸入閥處聲級突然提高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于報(bào)警值。大約兩小時后，泵停了下來，閥門被更換，然后測量值回落。由于監(jiān)測到損壞后泵還可以zui多運(yùn)行兩周，因此在線診斷系統(tǒng)為計(jì)劃停車提供了充裕的時間。
　　
　　是同樣性能的三種不同類型的泵的投資和維修壽命周期成本。利用在線監(jiān)測系統(tǒng)可以將30年的累積成本減少50%。此外還應(yīng)當(dāng)考慮圖5中的效率損耗。
　　
　　總結(jié)：在線診斷系統(tǒng)SitransDA的應(yīng)用測試表現(xiàn)出了對活塞泵排出閥泄漏的早期診斷，對泵的維護(hù)很有裨益，因?yàn)闄z查自動進(jìn)行，從而可以預(yù)先制定停車維修計(jì)劃。有時甚至不必安裝備用泵。在線診斷系統(tǒng)使泵的維護(hù)具有預(yù)見性和經(jīng)濟(jì)性。
　　
　　該監(jiān)測系統(tǒng)不僅可以用于泵的排出閥，還可以用于監(jiān)測調(diào)節(jié)閥、開關(guān)閥和壓縮機(jī)的排出閥等的泄漏。