阀门的动作特性直接决定阀门的服役性能,是除流量特性之外最重要的性能之一。为推动团队阀门动作性能测试方法在实际工程中的应用,获取真实工况下的实验数据。近日,团队前往某核电阀门制造企业开展核电重要阀门动作性能试验,并配合企业完成检测工作。
动作性能测试是本次实践的核心任务,成员们针对20余台核电气动阀门进行了全方位的“体检”。测试涵盖了空载(无介质压力)与带载(模拟工况压力)两种关键状态下的启闭全过程。
为了捕捉毫秒级的动作细节,采用了多传感器融合技术:
·高精度传感器阵列部署:在阀门关键部位布置传感器,实时捕捉阀杆位移、驱动扭矩、执行机构气压以及开关信号多维数据。
·智能化数据采集与分析:依托 VALVEMASTER3.0智能诊断仪,我们实现了对电动阀(MOV)和气动阀(AOV)动作过程的在线采集 。
·全过程诊断逻辑:系统通过算法模型,对采集到的“过程量”进行深度分析,不仅能判断阀门动作是否完全、过程是否流畅,还能通过波形特征敏锐筛查出阀门本体或配套执行器存在的潜在性能缺陷 。

角行程位移夹片、限位开关传感器


阀杆应变片扭矩测量
VALVEMASTER3.0智能诊断仪:ValveMaster®3.0是浙江大学特种控制阀研究团队与产业化公司联合开发,用于工业阀门的便携式离线性能检测与诊断设备,在获取和分析电动阀(MOV)和气动阀(AOV)的数据,允许通过算法模型自动诊断阀门故障问题,自动输出专业的性能检测与诊断报告,相关检测性能指标全面对标国外产品,致力于为工业阀门提供专业的健康诊断服务。

在测试过程中,成员们利用诊断仪成功捕获了一台存在启闭不完全故障的气动球阀。
故障现象:通过拆解检查发现,该球阀的阀芯球面与阀座密封面存在明显的物理擦伤痕迹。从数据曲线上看,这表现为动作过程中的扭矩异常突增,执行机构输出力矩不足以克服摩擦阻力,最终造成阀门卡涩,进而导致气膜压力跃动,以传递更大扭矩实现阀杆动作。
原因分析:结合现场研判,主要诱因在于加工环节的精度控制问题。密封面加工光洁度不足或几何公差超标,导致阀门在装配后的初始配合间隙异常。在高压差动作过程中,这种微观形貌的缺陷演变为宏观的金属干涉与磨损,进而破坏了密封副的完整性。这一案例生动展示了“加工工艺对最终动作性能的决定性影响”。
某台启闭不完全的气动球阀:阀芯和阀座由于加工环节导致的密封面擦伤。

本次实践不仅是一次工程服务,更是一次宝贵的科研数据积累过程:成员们圆满完成了多台气动球阀的动作性能出厂测试,并输出了可视化的数据分析报告 。这一工作直接帮助企业及时发现了部分存在功能缺陷的阀门设备,在产品出厂前消除了质量隐患,切实保障了用户的经济效益与品牌信誉。
现场捕获的真实故障样本(如密封面擦伤、力矩异常),为团队的“阀门健康诊断算法”提供了极其珍贵的训练数据。它验证了我们基于阀杆应变片扭矩测量和磁通量限位开关传感器的监测方法的有效性。这些来自一线的工程问题,将进一步指导我们优化理论模型,使我们的科研工作真正做到“从工程中来,到工程中去”。