1、11氣液聯動執行機構維護及故障排除方法22目錄CONTENTS第一章第二章第三章第五章第四章33第一章 概述44概述 Shafer的母公司是Emerson（艾默生）集團，Shafer的閥門執行器主要用在陸上、海上和海底的天然氣、石油和成品油管線項目。氣/液聯動的動力系統是以管道中輸送的氣體作為執行器的動力，因此無需外界再供給任何動力，作為管線的緊急切斷，氣/液聯動的動力系統是最安全和最可靠的 。旋轉葉片式執行器是Shafer公司成立60年來的專利產品。它是采用了平衡扭拒的設計，因此，閥門自全開到全關（或反之）的全過程，執行器扭拒輸出值是恒定的。它只有一個運動部件，即旋轉葉片，而且該葉片完全浸在

2、密閉的液壓油缸中，無需潤滑劑，更沒有腐蝕性問題。這樣，此種執行器在平時操作中幾乎無需維護檢修，另外，旋轉葉片執行器式直接插入閥桿，與閥桿同軸，因此沒有側向負荷，其機械效率可高達92-95%。59年前Shafer生產的第一臺旋轉葉片執行器至今仍在正常工作 55第二章 結構及工作原理66氣液聯動執行機構結構及工作原理氣液聯動執行機構結構及工作原理SHAFER氣液聯動執行機構包括三大部分，分別是： 1、控制器 2、驅動器 3、液壓操作系統 控制器的功能是：導通動力氣的引進流程、切換閥門開關方向、動力氣過濾。 驅動器功能是：將動力氣氣壓在氣液罐中變為液壓，液壓傳到液缸中推動葉輪裝置作旋轉運動，帶動閥桿

3、轉動。 液壓手動系統功能是：導通手動泵至驅動器流程，手動泵排出油壓直接作用在驅動器葉輪上，帶動閥桿轉動。 77 電子控制單元通過壓力傳感器檢測管線中氣體壓力。 電子控制單元通過ROCLINK判斷檢測壓力是否正常。 電子控制單元通過電磁閥控制氣路通斷。 當氣路壓力變化導致液缸中氣體壓力發生變化，旋轉葉片兩端壓差增大，使傳動軸轉動，帶動閥門動作。氣液聯動執行機構結構及工作原理氣液聯動執行機構結構及工作原理88氣液聯動執行機構結構及工作原理氣液聯動執行機構結構及工作原理99536421氣液聯動閥操作部件示意圖1液壓手動開閥按鈕；2液壓手動關閥按鈕；3平衡閥；4氣動開閥手柄；5氣動關閥手柄；6手動油泵

4、壓柄氣液聯動執行機構結構及工作原理氣液聯動執行機構結構及工作原理1010殼體定子轉子定子固定螺釘限位調整螺釘氣液聯動執行機構結構及工作原理氣液聯動執行機構結構及工作原理1111氣液聯動執行機構的工作原理，是在動力氣源推動或者手動泵壓力油作用下，將A罐液壓油向執行器1、2中注入，并推動轉子逆時針轉動，打開閥門；當B罐液壓油在動力氣源推動或手動泵壓力油作用下向執行器3、4中注入時，推動轉子順時針轉動，關閉閥門，從而實現閥門的開關動作。 氣液聯動執行機構結構及工作原理氣液聯動執行機構結構及工作原理1212步驟1 步驟2 步驟3步驟1中，執行器處于全 步驟2中，執行器正朝關位 步驟3中，一旦執行器到開

5、位置，液壓油無壓力， 順時針方向旋轉，高壓液體 達指定位置，液壓油壓執行器無旋轉動作。 進入關入口，壓力補償通道 力通過執行器自身控制 使得兩關閉腔體同步受壓， 得到釋放。 此時，執行器產生完全平衡 的扭拒，推動葉片轉動。氣液聯動執行機構結構及工作原理氣液聯動執行機構結構及工作原理1313lineguard2000（電子控制單元） lineguard2000內部 氣液聯動執行機構結構及工作原理氣液聯動執行機構結構及工作原理1414Lineguard2000各部件名稱氣液聯動執行機構結構及工作原理氣液聯動執行機構結構及工作原理1515 LineGuard-2200LineGuard-2200型全

6、電子式控制系統：型全電子式控制系統：它具有閥門關斷和數據采集兩種功能。控制系統每1秒鐘探測一次管線內的壓力數據，每5秒進行一次平均, “事故”數據將自動被保存。當管道爆管需要緊急切斷時，LG-2200在感測到的壓降速率或壓力及必要的延時數據后，指揮執行器迅速關斷閥門，并能記錄下管道運行的最高、最低壓力和壓降速率，這些數據也可以下載，從而使操作者對管道運行情況心中有數。數據采集功能可以“滾動”存儲當前最近時間的240240組數據。如存儲已滿240組數據，測得的最近和最新的數據將被存入，而相應最老和最早存入的數據將被自動滾動消除，以確保用戶始終掌握管線的最新數據。氣液聯動執行機構結構及工作原理氣液

7、聯動執行機構結構及工作原理1616目前天然氣管道工程氣液聯動執行機構共分四種類型，分別為： 手動閥室所使用氣液聯動執行機構 RTU閥室及過站干線所使用氣液聯動執行機構 站場進出站緊急關斷閥ESDV所使用氣液聯動執行機構 站場緊急泄放閥BDV所使用氣液聯動執行機構氣液聯動執行機構結構及工作原理氣液聯動執行機構結構及工作原理1717RTU閥室及越站干線使用氣液聯動執行機構 RTU閥室及過站干線所使用氣液聯動執行機構具有以下功能: 就地控制 遠程開關控制 ESD緊急關斷控制 電子控制單元檢測管 線壓力，自動關閥控制 ESD及電子控制單元關閥后 手動復位控制等功能氣液聯動執行機構結構及工作原理氣液聯動

8、執行機構結構及工作原理1818氣液聯動執行機構結構及工作原理氣液聯動執行機構結構及工作原理1919 本控制原理圖是應用氣/液聯動系統操作閥門的旋轉葉片執行器 原理圖，動力氣體是天然氣。在整個回路中包括閥門執行器 （1）、一套氣/液聯動罐（2）和 （3）、手 動液壓泵（4）、開關一個沖程 儲氣罐（6）、“ 閥”控制模塊（11）、兩通路通常關 閉的先導閥（18）、壓力調節器（19）、安全放空閥（21）、一組電子式爆管保護控制系統（20）、三通路通常開啟的先導閥（22）和一個三通路通常關閉的先導閥帶有鎖定功能（23）等31項內容氣液聯動執行機構結構及工作原理氣液聯動執行機構結構及工作原理2020鎖定

9、功能 （防止開閥） 當上述電子式爆管保護系統工作的時候，氣流同時通過帶有鎖定功能的先導閥（23）。此先導打開使得正常情況開啟的先導閥（22）關閉，當有 爆管關閥命令執行后，旋轉葉片執行器將使閥門繼續處于關閉狀態和位 置。這個具有鎖定功能的正常關閉的先導閥（23）連續不斷地提供了恒定信號壓力給另一個正常開啟的先導閥(22），從而防止了通過這個控制回 路去驅動旋轉葉片執行器動作進而打開閥門。這個鎖定功能解鎖，只有 通過人工進行手動復位操作，使正常開啟的先導閥（22）泄放壓力直至重新恢復正常開啟 狀態。氣液聯動執行機構結構及工作原理氣液聯動執行機構結構及工作原理2121電子式爆管保護功能 （關閥）

10、在電子控制單元 （20）中，帶有壓力傳感器，通過管路與天然氣主管線連 接以獲得壓力信號。當管線中 實際壓力數據達到并超過電子控制單元中設定 三種壓力參數中 任何一種時 （高壓關閥，低壓關閥，壓降速率關閥），并且此事件持續時間達到電子控制單元中設定 延時時間后，電子控制單元中的正常處于關閉狀態 電磁閥通電，并使氣流流向正常處于關閉狀態的先導閥（18）。 由于“ 閥”模塊 （11，14，16） 信號與動力 比是33 比1，這樣先導閥（18）打開后“ 閥”打開，容許動力氣體 從動力接口到氣缸中活塞接口（14），動力“ 子”（16）被打開，容許動 力氣流進入原來被氣缸封閉住 空間，從而進入執行器關閉閥

11、門 氣/液聯 動罐（3），氣流將進一步通過手動泵（4）和速度調節裝置（5），從而進入 旋轉葉片執行器 本體，執行器在這個動力驅使下，運動直至關閉閥門。當電子控制單元（20）中預先設定 電磁閥“待命”時間（10-255秒）完成時，此時電磁閥斷電。當先導閥關閉時，引導氣從“ 閥“模塊 （14）孔板處排出，位于“ 閥”模塊中負責關閉閥門功能 那一側 子關閉，致使負責關閉閥門 氣/液聯動罐（3）壓力降低減壓。當氣/液聯動罐（3）壓力降低全部完成，整個氣/液聯動系統重新回到初始平衡狀態。氣液聯動執行機構結構及工作原理氣液聯動執行機構結構及工作原理2222 c) 二通路電遙控 （遠程開或關閥） 開閥：當閥

12、門處于關閉狀態 位置，給正常關閉狀態電磁閥（28）帶電，該閥 打開，動力氣體通過動力接口進入提升閥模塊（11）中信號氣缸 活塞 （14）。提升閥閥（16）打開，動力氣進入原來被提升閥閥和氣缸封鎖住 空間，同時進入負責開閥功能氣/液聯動罐 （2），動力氣體驅動液壓 油經過手動泵（4）和速度調節孔板（5），進入了旋轉葉片執行器（1）內，直至執行器驅動閥門到全開位置。當閥門全開后，正常關閉電磁閥 （28）在執行器完成全部動作后斷電，系統重新回到平衡 位置。 關閥：當閥門處于開啟狀態位置，給正常關閉狀態電磁閥（27）帶電，該閥打開，動力氣體通過動力接口到它氣缸接口，經過閥（26）作用到閥模塊 （11）

13、中 信號活塞 （14），動力氣進入到原來被提升閥（16） 和氣缸封鎖住空間，進入到負責關閥功能氣/液聯動罐 （3）。動力氣體驅動液壓油經過手動泵 （4），速度調節孔板 （5）進入了旋轉葉片執行 器內，直至執行器驅動閥門到全關位置。 當閥門全關后，負責關閉功能 的正常關閉 電磁閥（27），在執行器完成全部動作后斷電。系統重新回到平衡位置。氣液聯動執行機構結構及工作原理氣液聯動執行機構結構及工作原理2323 就地手動操作開或關閥門和執行器 開閥： 拉開“ 提升閥”模塊 （11）上的開閥手柄（15），此機械式手柄直接將力作用在動力閥（16）上，使其動作打開原來被“ 提升閥”（16）和動力氣 缸活塞（

14、14）封鎖住密閉空間，使得動力氣體進入到負責開閥功能氣 /液聯動罐（2），動力氣驅動液壓油使旋轉葉片執行器動作。持續地拉住 手柄（15）直到執行器（1）驅動閥門達到全開位置。當閥門與執行器全部動作完成后，松開手柄（15），“提升閥”模塊（11）將恢復到初始全封閉位置，全部系統達到新平衡狀態。 關閥： 拉開“ 提升閥”模塊（11）上關閥手柄（15），手柄直接將力作用在動力 閥（16）上，使其動作打開原來被“ 提升閥”（16）和動力氣缸活塞（14）封鎖住密閉空間，使得動力氣體進入到負責關閥功能氣/液聯 動罐（3），動力氣驅動液壓油使旋轉葉片執行器動作。持續地拉住手柄（15）直到執行器（1）驅動閥門

15、達到全關位置。當閥門與執行器全部動作完成后，松開手柄（15）“ 提升閥”模塊（11）將恢復到初始全封閉位置，系統達到新平衡狀態。氣液聯動執行機構結構及工作原理氣液聯動執行機構結構及工作原理2424就地手動泵開/關閥門和執行器（就地液壓開關閥） 無論想開或關閥，最簡單的就是用一個手柄裝在執行器控制箱內手動泵 （4） 接口上，使用這個手柄上下壓動，將力推向泵中部。（注：標記將指明開或關閥動作方向。） 使用供貨時提供手動泵手柄，向上抬舉這個手柄時，手動泵插銷提起，使得液壓油進入手動泵，再向下推壓手柄，給液壓油加壓，使得液壓油進入執行器。重復上抬、下壓手柄 動作，直至開或關閥 過程全部完成。泵被泄壓并

16、回到初始狀態，此時任何自動控制這個執行器的功能可以被使用。 氣液聯動執行機構結構及工作原理氣液聯動執行機構結構及工作原理2525 站控系統ESD控制（站控系統對氣液聯動系統常供電，斷電關閥）正常情況下，站控系統給常開電磁閥（30）常帶電，一旦站控系統斷掉此電磁閥電源，先導閥（18）導通動力氣，驅動閥門關閉，另外，ESD 關閥同時，會觸發先導閥（22）切斷開閥控制氣路，保證在接到ESD 關閥命令同時，即使接到開閥命令也不會執行開閥操作，保證ESD關閥操作具有最高優先級。氣液聯動執行機構結構及工作原理氣液聯動執行機構結構及工作原理2626第三章 操作規程2727 1、檢查氣液聯動執行機構壓力是否正

17、常。 2、檢查閥門開關狀態是否正確。 3、檢查氣液聯動執行機構各連接點是否有漏油、漏氣。 4、有電子控制單元的執行機構需檢查電池電壓是否正常，一般為13伏左右。 5、檢查電子控制單元壓降速率是否正常。 6、檢查執行機構引壓管閥門是否打開，檢查各引壓管、截止閥完好，無泄漏、無震動、無腐蝕 。氣液聯動執行機構結構操作規程氣液聯動執行機構結構操作規程2828液壓開閥操作 開閥步驟：1、把“手動換向閥”上標有“OPEN”側的“手掌按鈕”推入，確認另一側標有“CLOSE”的“手掌按鈕”處于拉出狀態。2、拔出手動油泵操作柄的鎖銷，將專用的操作桿插入操作柄孔中，上下壓動油泵柱塞，觀察閥位指示器轉動，當指向“

18、開”位置時，即實現開閥操作。3、將油泵操作柄恢復到初始狀態。如不能恢復至原位，可按下中部平衡閥，再將操作柄復位。氣液聯動執行機構結構操作規程氣液聯動執行機構結構操作規程2929液壓關閥操作關閥步驟：1、將“手動換向閥”上標有“CLOSE”側的“手掌按鈕”推入，確認另一側標有“OPEN”的“手掌按鈕”處于拉出狀態。2、拔出手動油泵操作柄的鎖銷，將專用的操作桿插入操作柄孔中，上下壓動油泵柱塞，觀察閥位指示器轉動，當指向“關”位置時，即實現關閥操作。3、將油泵操作柄恢復到初始狀態。如不能恢復至原位，可拉起手動換向閥體上部的泄放平衡閥，再將操作柄復位。氣液聯動執行機構結構操作規程氣液聯動執行機構結構操

19、作規程3030就地氣動操作 氣動開閥步驟： 1、將梭動閥體上標記“OPEN”的操縱桿下拉，此時閥執行器執行開閥動作。 2、觀察閥位指示器轉動，當指向“開”位置時，松開操縱桿，即實現開閥操作。 氣液聯動執行機構結構操作規程氣液聯動執行機構結構操作規程3131 氣動關閥步驟：1、將梭動閥體上標記“CLOSE”的操縱桿下拉，此時閥執行器執行關閥動作。2、觀察閥位指示器轉動，當指向“關”位置時，松開操縱桿，即實現關閥操作。氣液聯動執行機構結構操作規程氣液聯動執行機構結構操作規程就地氣動操作3232執行機構開關閥部件名稱液壓開按鈕液壓關按鈕氣動開手柄氣動關手柄平衡閥氣液聯動執行機構結構操作規程氣液聯動執

20、行機構結構操作規程3333第四章 維護保養34341 1、用檢漏夜檢查各密封部位是否存在外漏、用檢漏夜檢查各密封部位是否存在外漏2 2、從外觀檢查是否存在漏油、從外觀檢查是否存在漏油3 3、保持手動泵開、關按鈕在關閉狀態，提起手柄按下，檢查手動、保持手動泵開、關按鈕在關閉狀態，提起手柄按下，檢查手動泵密封是否良好，如按不動，說明密封良好泵密封是否良好，如按不動，說明密封良好裝置的入冬前檢查和維護裝置的入冬前檢查和維護1 1、入冬前檢查在日常巡檢和維護的基礎上進行、入冬前檢查在日常巡檢和維護的基礎上進行2 2、關閉動力源根部閥，反復拉動任何一個手柄直至控制器中的余、關閉動力源根部閥，反復拉動任何

21、一個手柄直至控制器中的余氣放空，帶儲氣罐的裝置要將儲氣罐放空氣放空，帶儲氣罐的裝置要將儲氣罐放空3 3、拆除控制塊左上方和右側的螺帽，取出濾芯，檢查控制塊濾芯、拆除控制塊左上方和右側的螺帽，取出濾芯，檢查控制塊濾芯是否清潔，并用煤油進行清洗，如濾芯破損或無法清除雜物，則是否清潔，并用煤油進行清洗，如濾芯破損或無法清除雜物，則更換控制塊濾芯，吹掃引壓管。更換控制塊濾芯，吹掃引壓管。氣液聯動執行機構結構維護保養氣液聯動執行機構結構維護保養35354 4、緩慢松開儲油罐下方排污絲堵，觀察排出的油是否清潔，直到排出、緩慢松開儲油罐下方排污絲堵，觀察排出的油是否清潔，直到排出的油清潔為止的油清潔為止5

22、5、如從儲油罐排出的油含大量雜質，則待儲氣罐排污完畢后，緩慢松、如從儲油罐排出的油含大量雜質，則待儲氣罐排污完畢后，緩慢松開執行器下方的排污絲堵對擺缸進行排污，直到排出的油清潔為止開執行器下方的排污絲堵對擺缸進行排污，直到排出的油清潔為止6 6、在裝置全開位的狀態下，松開儲油罐頂部的卡套接頭和注油堵頭，、在裝置全開位的狀態下，松開儲油罐頂部的卡套接頭和注油堵頭，用標尺檢查儲油罐中油位，儲油罐液位應位于用標尺檢查儲油罐中油位，儲油罐液位應位于1/21/2罐高罐高3 3厘米，如油厘米，如油位不足則加入執行機構專用液壓油到規定的位置位不足則加入執行機構專用液壓油到規定的位置7 7、檢查、檢查LINE

23、GUARD2000LINEGUARD2000控制箱參數的設置及時間記錄。控制箱參數的設置及時間記錄。8 8、恢復裝置，進行功能測試。、恢復裝置，進行功能測試。9 9、維護工作結束后，確認裝置狀態，確認設置參數后維護人員方可離、維護工作結束后，確認裝置狀態，確認設置參數后維護人員方可離開。開。氣液聯動執行機構結構維護保養氣液聯動執行機構結構維護保養3636 氣液聯動執行器裝有兩個氣液罐，充裝液壓油的液位是罐容積的一半。每個罐內的介質都可以完成一次閥門操作，同時每個罐的剩余空間都可以容納閥門操作時排過來的介質，在氣液罐的頂端有油尺，每年春秋季應檢查氣液罐的油位是否正常，缺少的及時添加液壓油。氣液罐

24、油尺氣液聯動執行機構結構維護保養氣液聯動執行機構結構維護保養3737檢查執行機構液壓油油位執行機構的油尺氣液聯動執行機構結構維護保養氣液聯動執行機構結構維護保養3838排空步驟 在使用動力氣作動力時驅動器出現延遲動作現象或使用手動泵操作時出現軟弱無力現象時，說明驅動器內沒有完全充滿液壓油。如果驅動腔內存在氣穴，那么驅動器內液壓油壓力升到所需值之前，驅動器是不會產生運動的，因為氣穴具有可壓縮性而存在一個壓力升高過程。排氣的步驟如下：松開排氣塞，改變換向閥的閥位，操作手動泵，將液壓油注入到驅動腔內。當液壓油從排空孔中流出時，擰緊排空孔螺栓，繼續操作手動泵，液壓油在壓力作用下通過平衡管充滿對面的驅動

25、腔。當所有的氣泡和氣體被排除后，擰緊排空孔螺栓。再改變換向閥的閥位，操作手動泵，按和上面相同的順序完成排氣操作。這樣整個驅動器的排氣操作就完成了，恢復到正常工作狀態。氣液聯動執行機構結構維護保養氣液聯動執行機構結構維護保養3939排空孔4040排污步驟 驅動器應定期檢查液壓油底部是否有冷凝物質積聚，檢查維護的周期取決于動力氣的濕度和當地氣候條件。但是這項工作通常在寒冷氣候到來之前進行。驅動器的底蓋上安裝有排污孔，拆下排污孔螺栓將水和污物放掉就可以了。如果驅動器上沒有排污孔，可以使用一個虹吸管從排空孔插入。將水和污物吸出。排污完畢后要使用和排氣操作相同的方法使驅動器恢復到正常工作狀態。每年要對驅

26、動器進行防腐維修，以便減少底蓋和液缸受擦劃造成的損壞。 氣液聯動執行機構結構維護保養氣液聯動執行機構結構維護保養4141排污孔4242打開執行機構過濾器對過濾器進行清潔氣液聯動執行機構結構維護保養氣液聯動執行機構結構維護保養4343第五章 常見故障及處理4444 一、液壓油泄漏 在對氣液聯動執行機構的日常操作過程經常會出現從先導閥或者提升閥模塊泄放口噴油的現象，究其原因，是由于控制氣路限位設置不準確，在閥門開關到位后氣路限位并未到位，氣體繼續進入執行機構氣液罐，導致執行機構油位不均，過多液壓油從放空氣路排出。大量噴油時，會使得某側油罐液位過低，在緊急情況下，不能執行開關閥命令，存在安全隱患 氣

27、液聯動執行機構結構常見故障及處理氣液聯動執行機構結構常見故障及處理4545液壓油從放空口排出氣液聯動執行機構結構常見故障及處理氣液聯動執行機構結構常見故障及處理4646 導致噴油現象發生主要有以下兩種原因：1、控制氣路限位設置不準確。2、擺缸之間密封圈損壞。 解決辦法：重新調整限位器限位，在閥門開關到位后限位器也恰好達到限位位置。（1）對液聯動執行機構進行放空，打開氣液罐，檢查氣液罐油位，將液壓油油位調整在油尺油位線位置。氣液聯動執行機構結構常見故障及處理氣液聯動執行機構結構常見故障及處理4747（2）調整限位器位置。將限位器橡膠保護帽拆下，用扳手將限位器調整向外伸長3螺絲扣，將限位器重新緊固

28、。4848（3）調整完畢后安裝限位器保護帽，遠程開關氣液聯動執行機構，查看是否還向外噴油，如果還是向外噴油再向外調整限位器2-3螺絲扣，直到故障消除。4949打開此處更換濾芯將高油位倒入低油位氣液缸氣液聯動執行機構結構常見故障及處理氣液聯動執行機構結構常見故障及處理5050二、氣液聯動閥發生誤動作二、氣液聯動閥發生誤動作 氣液聯動閥發生誤動作的原因主要有以下兩大類：1、由于lineguard2000（電子控制單元）的原因觸發閥門誤動作。2、由于ESD功能的電磁閥故障的原因觸發閥門誤動作。 氣液聯動執行機構結構常見故障及處理氣液聯動執行機構結構常見故障及處理5151 由于lineguard2000（電子控制單元）的原因觸發閥門誤動作原因及解決辦法：1、壓降速率引壓管泄漏 。對于此類問題，應當在日常閥室、站場的巡檢過程中，著重對氣液聯動執行機構的壓降速率管進行仔細驗漏，發現問題及時上報處理。當然，也要注意檢查在平常運行中，引壓管根部球閥是否處于常開狀態 氣液聯動執行機構結構常見故障及處理氣液聯動執行機構結構常見故障及處理5252應重點檢查次閥門是否處于常開氣液聯動執行機構結構