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一、什么是部分行程測(cè)試（PST-Paitial Stroke Testing）

所謂ESD閥的部分行程測(cè)試（PST-Paitial Stroke Testing）是作為一種緊急切斷（ESD-Emergency Shutdown）閥的一種安全措施，在ESD閥系統(tǒng)中檢測(cè)故障的方法，就是讓ESD閥做周期性的部分行程動(dòng)作。例如：ESD閥從全開(kāi)位置部分關(guān)閉10-30%行程，按一定的時(shí)間間隔設(shè)定周期性的動(dòng)作，以便更好地檢查其閥桿移動(dòng)情況，判斷其功能的工作狀態(tài)是否正常。PST是一種不影響ESD閥正常運(yùn)行的可靠的檢測(cè)方法。

二、PST部分行程測(cè)試在緊急切斷閥上的應(yīng)用

工藝生產(chǎn)裝置正常運(yùn)行中，ESD閥通常處于全開(kāi)狀態(tài)，在PST測(cè)試中，萬(wàn)一導(dǎo)致ESD閥誤關(guān)閉，則將使生產(chǎn)裝置故障停車而造成事故。因此，對(duì)于ESD閥的開(kāi)度要有限制，防止ESD閥誤關(guān)閉。一般情況下，根據(jù)ESD閥的流量特性，PST測(cè)試時(shí)，ESD閥的開(kāi)度多設(shè)定在70-90%（即關(guān)閉行程10%-30%），可以用很多方法實(shí)施PST，這里僅以帶氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的ESD閥進(jìn)行PST測(cè)試，介紹如何進(jìn)行PST測(cè)試的具體方法。

    本文介紹的氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)型PST部分行程測(cè)試，由于該系統(tǒng)其簡(jiǎn)單獨(dú)特的機(jī)械系統(tǒng)，不含電子設(shè)備（微處理器），無(wú)需控制軟件。該氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)附加PST功能，成為整個(gè)系統(tǒng)的特點(diǎn)。

⒈  直行程氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)型PST部分行程測(cè)試的原理介紹（見(jiàn)圖1.）：

電磁閥長(zhǎng)期失電，處于常通狀態(tài)，氣缸常開(kāi)（有桿腔通氣）；

適用于直行程緊急切斷閥，當(dāng)做部分行程檢測(cè)時(shí)，擰動(dòng)鑰匙閥，這時(shí)鑰匙閥換位處于排氣狀態(tài)，氣控閥換向，執(zhí)行器朝關(guān)閉方向移動(dòng)，當(dāng)執(zhí)行器移動(dòng)到設(shè)定位置時(shí)，預(yù)設(shè)撞塊會(huì)碰到凸輪閥，這時(shí)凸輪閥換向，儀表氣通過(guò)凸輪閥給鑰匙閥一個(gè)氣壓信號(hào)，鑰匙閥就會(huì)恢復(fù)到初始位置保持進(jìn)氣狀態(tài)，氣控閥復(fù)位，執(zhí)行器快速朝打開(kāi)方向移動(dòng)，恢復(fù)至測(cè)試前的狀態(tài)，完成部分行程的檢測(cè)過(guò)程。本系統(tǒng)除了具有部分行程檢測(cè)功能外，還附加斷氣保護(hù)回路，確保在供氣故障時(shí)整個(gè)系統(tǒng)的安全性，其工作原理是：平時(shí)正常工作時(shí)，一路氣通過(guò)三通閥經(jīng)過(guò)濾減壓閥向主回路供氣；另一路是輔助回路，通過(guò)過(guò)濾器經(jīng)單向閥向儲(chǔ)氣罐充氣，當(dāng)出現(xiàn)供氣故障時(shí)，氣動(dòng)型三通閥（在彈簧力作用下）自動(dòng)換向，改由儲(chǔ)氣罐供氣，完成故障停車前的工藝操作，來(lái)滿足生產(chǎn)的需求。

以下圖2、圖3、圖4分別為PST在直行程ESD閥上的應(yīng)用實(shí)例。

    圖1 直行程氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)型PST在ESD閥上應(yīng)用的氣控原理圖

圖2 直行程氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)型PST在ESD閥的應(yīng)用

圖3 PST應(yīng)用于ESD閥的車間組裝現(xiàn)場(chǎng)

 圖4 PST在某大型煉油廠ESD閥上的實(shí)際應(yīng)用

⒉  角行程氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)型PST部分行程測(cè)試的原理介紹（見(jiàn)圖5.）：

適用于回轉(zhuǎn)型緊急切斷閥，并能夠進(jìn)行部分行程檢測(cè)，氣路圖電磁閥為非勵(lì)磁狀態(tài)，閥門狀態(tài)為關(guān)閉。采用2位3通帶手動(dòng)復(fù)位的電磁閥，在開(kāi)啟閥門時(shí)要確認(rèn)電磁閥的手動(dòng)按鈕是否在復(fù)位狀態(tài)，氣控閥用于快速進(jìn)氣和排氣，實(shí)現(xiàn)緊急切斷閥門，失電失氣閥門關(guān)閉。

當(dāng)需要做部分行程檢測(cè)時(shí)，只需擰到鑰匙閥，這時(shí)鑰匙閥換位處于排氣狀態(tài)，氣控閥、執(zhí)行器排氣，ESD閥逐漸關(guān)閉，當(dāng)執(zhí)行器運(yùn)動(dòng)到設(shè)定位置時(shí)，執(zhí)行器轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)會(huì)帶動(dòng)凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)凸輪曲線轉(zhuǎn)到設(shè)定點(diǎn)時(shí),會(huì)碰到預(yù)設(shè)位置的凸輪閥閥桿，這時(shí)使凸輪閥換向，儀表氣通過(guò)凸輪閥給鑰匙閥一個(gè)氣壓信號(hào)，鑰匙閥就會(huì)恢復(fù)到初始位置保持進(jìn)氣狀態(tài)。氣缸供氣，恢復(fù)至閥門打開(kāi)狀態(tài)，完成部分行程的檢測(cè)過(guò)程。為防止雨水、雜質(zhì)進(jìn)入鑰匙閥，可將鑰匙閥放入氣控箱，起到更好地保護(hù)作用。

圖6.是角行程氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)型PST的一體化應(yīng)用實(shí)例

圖5 角行程氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)型PST在ESD閥上應(yīng)用的氣控原理圖

圖6 角行程氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)型PST的一體化應(yīng)用

三、ESD閥PST部分行程測(cè)試時(shí)的優(yōu)缺點(diǎn)

⒈ESD閥部分行程測(cè)試的優(yōu)點(diǎn)

①  部分行程測(cè)試（PST）減少了風(fēng)險(xiǎn)，較之全行程測(cè)試，降低了PFD（失效概率）值，導(dǎo)致SIL(高安全完整性等級(jí))提高，增加了ESD閥的可靠性；

②  部分行程測(cè)試能夠延長(zhǎng)全行程測(cè)試的時(shí)間間隔，但它不能取代全行程測(cè)試（FST）,只是對(duì)全行程測(cè)試的一個(gè)補(bǔ)充；

③  提供維修依據(jù)；

④  由于進(jìn)行了PST測(cè)試，ESD閥的旁路閥存在取消的可能性；

⑤  減少測(cè)試成本；

⑥  自動(dòng)化部分行程測(cè)試能夠增強(qiáng)測(cè)試的安全性，降低由于手動(dòng)測(cè)試造成的人為誤差的概率；

2.ESD閥部分行程測(cè)試的缺點(diǎn)

①  PST測(cè)試不能檢測(cè)ESD全部故障，有些故障要靠全行程測(cè)試(FST)來(lái)解決；

②  裝置運(yùn)行不正常，導(dǎo)致ESD閥震蕩，這種情況不適于PST測(cè)試；

③  PST測(cè)試通常只做20%的行程測(cè)試，如果情況需要增加，則測(cè)試行程也只能增加10%。

參考文獻(xiàn)

［1］  陽(yáng)憲惠，郭海濤，安全儀表系統(tǒng)的功能安全.  清華大學(xué)出版社

［2］  劉建候. 功能安全技術(shù)基礎(chǔ). 機(jī)械工業(yè)出版社