基于FMEDA的气动薄膜调节阀可靠性研究

论文摘要

调节阀又称为控制阀,是过程控制系统中用动力操作去改变流体流量的装置,也是流体机械中控制通流能力的关键部件。气动薄膜调节阀作为最常见的调节阀,广泛应用于石化企业中。其的正常工作对保证工艺装置长期、安全、高效运行都有着现实的积极意义。本文主要针对气动薄膜调节阀采用了FMEDA方法来对其可靠性进行分析研究。主要工作和成果如下:（1）把气动薄膜调节阀作为一个系统,进行故障模式影响及诊断性分析（FMEDA）,得出整个气动薄膜调节阀系统的危害性风险矩阵图,同时获得联锁功能的可靠性数据,为SIL评估提供数据支持;（2）对某炼油厂现场使用的气动薄膜调节阀进行故障调查,通过概率论及统计学的方法,运用Weibull 7++软件的概率图法来研究其故障率分布类型,并在此基础上求出气动薄膜调节阀的寿命方程;（3）应用了蒙特卡洛方法得出气动薄膜调节阀的寿命方程,研究事后维修和预防性维修两种不同维修策略下,其故障率随时间变化的曲线。本文不仅从理论上把气动薄膜调节阀作为一个系统进行可靠性分析,而且的结合现场工程师的经验,使计算结果更具有可信性。同时把FMEDA方法引入到具体设备的可靠性研究中,使可靠性数据更加丰富,进一步规范了阀门的可靠性研究。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景及意义
• 1.1.1 调节阀的应用与发展
• 1.1.2 调节阀可靠性研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 调节阀可靠性研究发展
• 1.2.2 FMEDA 技术
• 1.3 存在的问题
• 1.4 本文研究内容
• 第2章 气动薄膜调节阀的 FMEDA 分析
• 2.1 气动薄膜调节阀
• 2.1.1 调节阀的构成
• 2.1.2 气动薄膜调节阀的执行机构
• 2.1.3 气动薄膜调节阀的调节机构
• 2.1.4 气动薄膜调节阀的附件
• 2.2 FMEDA 分析方法
• 2.2.1 FMEDA 的基本定义
• 2.2.2 FMEDA 的基本原理
• 2.2.3 FMEDA 应用分析流程
• 2.2.4 FMEDA 的几个重要参数
• 2.3 FMEDA 的应用分析
• 2.3.1 明确分析范围
• 2.3.2 系统任务分析
• 2.3.3 系统性能参数表
• 2.3.4 建立系统可靠性框图
• 2.3.5 FMEDA 分析表格
• 2.3.6 绘制危害性矩阵图
• 2.4 安全联锁功能的可靠性指标
• 2.4.1 可靠性
• 2.4.2 平均修复时间
• 2.4.3 检测到和未检测到的失效及诊断覆盖
• 2.4.4 安全失效概率和指令失效概率
• 2.4.5 平均无故障时间
• 2.4.6 平均无安全故障时间
• 2.4.7 马尔科夫模型
• 2.5 气动薄膜调节阀的调查问卷设计
• 2.6 本章小结
• 第3章 气动薄膜调节阀失效数据统计分析
• 3.1 截尾数据处理
• 3.1.1 寿命数据分类
• 3.1.2 右截尾数据分析
• 3.2 概率纸图估计
• 3.2.1 正态概率纸
• 3.2.2 对数正态概率纸
• 3.2.3 威布尔概率纸
• 3.3 气动薄膜调节阀寿命方程
• 3.4 本章小结
• 第4章 气动薄膜调节阀的故障率研究
• 4.1 复杂设备的故障率曲线
• 4.2 气动薄膜调节阀的故障率计算
• 4.2.1 蒙特卡洛方法的思想和步骤
• 4.2.2 气动薄膜调节阀的事后维修
• 4.2.3 气动薄膜调节阀的预防性维修
• 4.3 本章小结
• 第5章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 攻读学位期间参加的科研项目和成果