计划内的维护可以防止液压执行器故障、高昂的维修成本和停机时间。
作者：Ralf Bentfeldt and Volker Tenhaeff
图1.应当定期检查和维护用于燃气轮机和蒸汽轮机的液压执行器。
80%的发电厂操作员没有意识到如果让液压执行器的密封件磨损顺其自然地走下去会带来什么危险。本实用指南说明了如何通过预测性计划经济有效地防止损坏和生产停机。
为了使燃气轮机和蒸汽轮机以正确的输出速度和转速发电，必须精确控制介质的供应。液压执行器确保对阀门的精确控制。在发生故障的情况下，它们还可以发挥重要的安全功能，即通过弹簧力将阀门机械地移动到安全位置，以中断介质流动或重新定向。为了长期确保这一点，至关重要的是，应根据相关法律法规和制造商的建议，定期检查和维护用于燃气轮机和蒸汽轮机的液压执行器。原因：每个液压执行器-无论质量如何-都会由于操作原因而出现磨损。磨损开始于密封件，维护缺失的情况下，可能会扩展到其他组件。忽视此问题并等待直到出现明显故障的任何人都将面临高昂的维修成本和漫长的等待时间，直到可以恢复不受限制的生产。各种事件都可能导致执行器损坏，例如逐渐老化和磨损，维护错误或过热和放电。同样，维护不善可能会导致质量控制下降，甚至对机器完整性造成永久性损害。为了降低成本并避免损坏或延长机器的停机时间，建议进行长期维护计划和测试。
如果不遵守操作说明和安全手册中的规范（例如，维护要求和检验间隔），或者在某些情况下，如果未正确使用执行器，则驱动器将失去其SIL合格性，进而影响和安全相关的应用。不当使用包括使用肮脏或受污染的液压油。这可能导致电磁阀和插装阀故障，以及活塞杆密封件和活塞杆上的磨损增加。此外，不适当地放置在泄漏的蒸汽中可能会因过热（在下一节中进一步讨论）而造成损坏，进而导致对与安全相关的组件（如电磁阀和插装阀，活塞杆和弹簧组件）的强烈腐蚀。最后但并非最不重要的一点是，缺乏调节或控制会对SIL性能造成风险，因为不允许的振荡可能会在短时间内造成严重磨损。 图2.无法从外部识别，自然的老化过程使内部的密封变脆且多孔。短行程范围内的永久操作会进一步限制密封效果。如果未按执行机构的时间表更换活塞和活塞杆密封件（最迟六年后），则磨损将导致功能受损。首先，发生泄漏。后来，活塞和活塞外壳受到损坏。根据情况，这直接导致故障。一方面，由于密封材料的老化过程而导致的磨损与产品质量无关，其逐渐变脆和多孔，因此密封效果降低。另一方面，运动变化的频率与行程长度一起起作用。因此，行程由控制系统确定，以确保足够的润滑膜，从而确保密封件的低磨损运行。
在短行程范围内，持续运行会导致密封件磨损增加，并损坏配合表面。特别是在高频短行程的情况下，可以大大减少维护计划中建议的密封件更换间隔。定期监控至关重要。对于仅短行程或较长时间保持在一个位置上的执行器-根据应用情况，可能是数周或数月-分离的密封颗粒大部分保留在腔室内，因为几乎没有换油。因此，缸内部的污染物会堆积，密封环的磨损会更快。
除了磨损，维护或组装错误也可能是执行器永久损坏的原因。常见的误差来源是与蒸汽或燃气阀的对准。如果阀和活塞杆未正确对准，则作用在联轴器上的侧向力会在导向带上施加压力。因此，导向带和密封件过度磨损。由于处理不当而造成损坏的另一个原因是用不正确的液体填充液压系统。这会触发密封件和流体之间的化学反应，从而加速磨损过程。
 图3.发生故障时，气缸内的弹簧组件将阀门纯粹地机械地带入安全位置。如果由于腐蚀而破裂，执行器将失去其安全功能。通过蒸汽发电的电厂操作人员还应注意蒸汽阀在气缸方向上的密封性。如果热介质（高于500°C）在执行机构的外涂层上流动足够长的时间，则涂层会“烧掉”，并且表面会被腐蚀。除了这种明显的损坏外，缸内的弹簧组件也可能损坏，如果发生故障，则在锁定位置，纯机械地使阀承受最大400 kN的力。
在电枢的接口（联轴器）上，环境温度不得超过200°C。由于过热的影响，现有的防腐蚀涂层（由Belleville弹簧垫圈系统上的一层蜡组成）可能会损坏。如果生锈的弹簧杯破裂，执行器将失去其安全功能。在这种情况下，该组件需要立即在制造商认证的服务中心进行大修。
另外，由于液压油的温度在循环中不得超过70°C，因此不受控制的蒸汽排放会由于液压油过热而损坏执行器。如果系统无法补偿热量的流入，则液压油将“燃烧”。这意味着它会变得粘稠。密封件磨损增加，同时阀门和其他组件失去其运动和功能的自由度。
即使在密封件由于持续磨损而失去其最初的预期功能之前，内部或外部泄漏的增加也会导致能量损失。随之而来的温度升高会加剧液压系统其他区域的磨损。泄漏增加的另一个结果是控制质量下降。因此，在某些情况下，该系统将不再能够以足够的精度来调节汽轮机的所需性能。
如果密封系统的损坏恶化到导致活塞杆和油缸壳体之间机械接触的程度，则主要部件将遭受永久性损坏。由于发生泄漏，执行器将无法正常执行其调节功能。尽管这与完好无损的Belleville弹簧垫圈系统无关，但造成的损失更大。密封件磨损增加，同时阀门和其他组件失去其运动和功能的自由度。原因：执行器的主要部件，例如油缸壳和活塞，由于差异较大，通常对于制造商来说不是库存产品。有些零件甚至必须铸造然后再加工。在最坏的情况下，这可能需要数周或数月的时间。如果等待期发生在旺季，操作员可能必须接受痛苦的带病运行。
为了以节省成本的方式避免出现最坏的情况，操作员不仅应遵守维护规则和说明，还应及时安排大检查。这样，制造商就有足够的时间提供必要的零件，进行维修并执行最终的功能测试。如果必须维修执行器，则至关重要的是，发电厂操作员应确保最终检查还包括安全功能，并且所有内容均已详细记录在案。这是确保发生故障时执行器能够完美运行并保持SIL能力的唯一方法。但是，只有原始制造商才能保证这一点，因为它们具有原始规格，例如弹簧张力。替代提供者不能保证这一点，因为它们没有相同的材料，例如，他们也没有有关刚性的特定信息。只有正确组合液压油，活塞杆，弹簧组件，防腐蚀剂等，制造商才能达到与初次交付时相同的寿命和安全等级。
为确保五年后（至少每六年一次或运行50,000小时后）的长期SIL符合性，必须进行一次证明测试。在此测试期间，制造商会根据维护要求检查所有与安全相关的组件。如果发现功能受限的组件，或在预防性维护期间，将对其进行更换。此外，始终要根据系统调试及其安全相关功能的说明以及制造商的操作说明和文档进行功能测试。执行器的测试与系统初次调试时相同。原因是，在每次重新调试之前，都要求用户验证安全功能，包括安全系统的安全期限，并对其进行追溯记录。
在最大程度降低风险方面，采用密封件更换的标准大修应该是顺理成章的事情-每两到六年，这取决于维护计划和负载压力。电厂运营商应在此措施期间计划大约10个工作日，包括功能测试，运输以及从该国的进出口（视情况而定）。如果随附的检查发现执行器损坏，则制造商将通知客户相应的照相证明并提交后续报价。进一步的程序将共同讨论。如果仍然有维修时间，则可以在早期订购或制造替换零件，以进行后续维护。除了定期更换密封件外，弹簧组件的状况应成为主要重点。这可以在专业人员进行维护操作之前完成，检查弹簧力和外观状况（例如，生锈）。
图5.通过正确组合液压油，活塞杆，弹簧组件和防腐蚀保护，制造商可以获得与首次交付时相同的寿命和安全级别。进行大修或维修的好时机是在电厂的低负荷阶段-在春季，夏季或冬季，具体取决于地理位置。检修后，OEM制造商通常会对整个驱动器提供12个月的保修。
如果过去没有进行过维护，则操作员应立即花费时间并立即与制造商联系。与专家讨论问题可以更好地评估执行器的状况，从而最大程度地减少时间和财务风险。通常，制造商首先会告知技术上的相互关系，然后说明采取的各种措施。现在，根据使用年限和维护历史记录，可以确定是否需要退回设备进行标准大修，或者是否足以在现场访问电厂的范围内检查设备。现场服务专家在那里评估系统的当前状况，并在必要时执行其他测量。如果在同一发电厂中有多个相同类型的执行器，则在某些情况下，值得购买备用设备以弥补维护时间的不足。- 拆卸：缸体，活塞杆，活塞，弹簧单元，附加组件和测量单元
- 根据设计要求，缸体，活塞杆和活塞以及工作表面的测量和对允许磨损极限的粘附性以及最小厚度的镀铬层
- 弹簧单元：目视检查Belleville弹簧垫圈和保护管
- 使用经过认证的OEM备件重新密封气缸和所有组件的密封元件，从而确保操作安全
- 通过更换密封件，过滤器元件和堵塞指示器来维护过滤器
- 更换所有易损件，例如空气过滤器，测量口，堵头螺钉，螺栓，锁紧环和导向环。
- 根据指定标准对所有组件进行功能测试，并在首次交付时进行设置，以确保操作安全
结论建议使用蒸汽或燃气阀的电厂操作员保护液压执行器以防意外停机，并避免随之而来的成本。最简单的方法是从生产的第一天开始遵守制造商的维护时间表。此外，现场服务专家的定期状况分析可以帮助发现异常的损坏和错误源，并立即采取对策或及时计划。如果发生维护积压，强烈建议立即与制造商联系，以共同评估情况并讨论下一步。这确保了发电厂的运行可以不受限制地进行或按计划进行维护。
 Ralf Bentfeldt是博世力士乐股份公司液压系统维护和现场管理服务的高级经理。他在电子设计，工程和应用领域拥有20年的经验，在工业用液压驱动系统方面拥有超过10年的服务经验。 Bentfeldt是一位电气工程师。 Volker Tenhaeff是博世力士乐工业液压服务销售支持负责人。他在冶金，船舶和发电等各个行业的液压驱动系统的销售，服务和应用工程领域拥有八年以上的全球经验。他拥有德国慕尼黑技术大学的机械工程学硕士学位。Volker Tenhaeff是博世力士乐工业液压服务销售支持负责人。他在冶金，船舶和发电等各个行业的液压驱动系统的销售，服务和应用工程领域拥有八年以上的全球经验。他拥有德国慕尼黑技术大学的机械工程学硕士学位。
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