韦崇锋 王清晨 左敏 刘更雨 罗毅

国家管网集团西气东输公司

摘要：Shafer气液联动执行机构由于工作平稳、性能良好、故障率较低，在长输管道中的占比达到了90%以上。但由于使用年限、设计缺陷以及维护不当等原因，导致气液联动执行机构误关断的事件时有发生，给管道企业的输气安全生产带来极为不利的影响。本文针对Shafer中的10726-s型执行机构误关断的原因进行深入分析，并提出维护建议。

关键词：Shafer；10726-s；误关断；原因分析；维护建议

Shafer气液联动执行机构作为输气场站以及阀室最常见的设备，由于其控制机构不需要外界能源、关断速度快、工作平稳、性能良好、故障率较低、事故状态下能紧急切断等优点，在长输天然气管道工程中得到了广泛应用。本文针对Shafer中比较常见的10726-s型执行机构误关断的原因进行深入分析，并提出维护建议。

1  执行机构结构及工作原理

（1）执行机构结构

10726-s型Shafer气液联动执行机构主要由摆缸、气液罐、储气罐、手泵、提升阀、复位先导阀、开电磁阀、关电磁阀、限位开关、机械驱动装置、调压阀、安全阀、锁阀等组成（如图 1）。

图 1 10726-s型Shafer气液联动执行机构结构原理及主要部件介绍

10726-s型Shafer气液联动执行机构控制气路主要部件有带复位手柄的先导阀、限位开关、调压阀和开位先导阀。

（2）工作原理

10726-s型Shafer气液联动执行机构具备三种开关方式：一是现场手动和气动操作；二是远程开关控制；三是当站场ESD触发时可紧急切断。以下主要介绍远程开关控制工作原理和ESD触发时紧急切断工作原理。

在远程关阀时，电磁阀17通电闭合，红色高压气体经过梭阀26进入提升阀组件，高压气体推动提升阀活塞向左移动，锥形密封打开，高压气体进入关气液罐，推动液压油流向开气液罐，摆缸转子在液压油的驱动下带动球阀阀杆执行关阀操作。

在ESD触发时，带红色手柄的复位先导阀20关闭，C口和E口导通，与开位先导阀27以及限位开关21连接的先导气从E口泄放掉，开位先导阀27在失去先导气的情况下，P口和C口断开，锁定开阀气路。限位开关21在缺失先导气的情况下，阀芯向右移动，P口与C口导通，红色高压气体经过梭阀26进入提升阀组件，高压气体推动提升阀活塞向左移动，锥形密封打开，高压气体进入关气液罐，推动液压油流向开液压罐，摆缸转子在液压油的驱动下带动球阀阀杆执行关阀操作。当阀门关到位后，摆缸上的机械驱动装置顶住限位开关22，利用机械力的方式使P口和C口断开，关阀结束。

2  误关断原因分析

常见误关断原因包括人为误操作、关位电磁阀内漏、ESD电磁阀误动作、复位先导阀故障、控制程序或控制回路故障、限位开关阀芯内漏或限位开关故障等。造成关位电磁阀内漏原因通常包括电磁阀阀芯卡涩关不严、电磁阀阀芯密封处存在杂质、电磁阀阀芯密封圈损坏、电磁阀阀芯本体划伤等。

ESD电磁阀误动作原因一般包括ESD电磁阀控制回路存在问题、远程终端发出关阀指令、ESD电磁阀掉电、先导气压力不满足要求等。例如，调压阀故障可能导致调压后的压力过高，损坏ESD电磁阀；压力过低则无法达到ESD电磁阀的开启压力；调压阀后引压管存在泄漏也会引发问题。

复位先导阀故障原因一般包括复位先导阀弹簧失效、复位先导阀内部气路不通等。控制程序或控制回路故障原因通常包括站控系统控制程序被篡改、控制回路存在短路或断路等。限位开关阀芯内漏或限位开关故障的原因通常包括限位开关阀芯关不严、阀芯密封圈损坏、阀芯本体划伤、限位开关内部零件失效等。

3  维护建议

日常检查。重点检查各个密封部位是否存在泄漏，检查卡套连接处、丝扣连接处是否有漏气，执行机构摆缸、液压泵、消音器等是否有漏油。检查防尘帽是否堵塞，对于防尘帽堵塞、丢失、破损、弹簧无弹力的应及时更换补装，注意防尘帽应朝下或水平安装，不得朝上安装。

春秋检查。春秋检过程中检查开/关气液罐的油位是否合适，如果需要，进行调整或者添加液压油。对提升阀控制模块进行解体检查，使用煤油清洗内部的滤芯及密封件，对气液罐和执行机构摆缸本体进行排污操作，彻底清除沉淀的杂质和冷凝物，并添加新的纯净液压油。

检查电子控制单元的报警参数设置是否正确、配置文件是否丢失，并逐一测试高压、低压及压降速率的自动关断功能。如果不允许完全关闭阀门，则可以进行模拟测试或部分冲程测试。检查测试所有电子部件性能，如电磁阀、压力变送器、动力气源调压器、通讯卡、蓄电池和液晶显示器等。检查测试远程开/关阀门功能是否正常，开/关到位信号是否能够反馈到站控系统。检查阀门和执行器的全开/全关位是否一致，检测开位先导阀的性能，并更换超使用年限的密封件（油管线更换周期为15年，气管线更换周期为10年）。

年度检查维修。每年一次检测调整，包括检测二级减压阀的性能及出口压力、检测ESD电磁阀的起跳压力（起跳压力100psi以上的需立即更换）、检测远程开关电磁阀是否内漏等。远程开、关电磁阀内漏可能导致高压气异常驱动执行机构，造成阀门误关断、开关缸油位变化。检测时拆下远程开、关电磁阀出口引压管卡套后，缓慢对气缸进行充压，并使用可燃气体检测仪持续检测出口，直至气缸压力达到日常运行值。在整个充压过程中应无气体漏出，若有内漏现象，应进行更换。

作者简介：韦崇锋  1983年生，本科，助理工程师，武汉输气分公司输气工，在聘高级技师。 联系方式：18512310099，349730468@qq.com。