[发明专利]基于加速老化技术的聚合体组件的阀预测

说明书

要求保护的方法和系统制定了用于诸如阀组件的聚合体组件等过程控制装置的组件的加速老化测试协议，其中，加速老化测试协议被特别制定来响应在过程工厂安装中的过程控制装置的操作期间使用的预期操作条件。来自制定的加速老化测试的测试数据被分析来确定组件的预期寿命配置文件，该配置文件对在这些预期操作条件下失效的组件配置文件。对于聚合体特征的特定配置文件包括氧化失效配置文件和其它疲劳条件。

相关申请

本申请要求2013年3月14日提交的，名称为“基于加速老化技术的聚合体组件的阀预测”，申请号为61/785，014的美国临时专利申请的优先权，该申请的全部内容在这里通过引用结合到本申请中。

技术领域

本公开涉及过程工厂中的过程控制装置，更具体地，涉及一种对过程控制装置进行寿命预测的技术。

背景技术

现有的过程控制系统可对例如阀等过程控制装置进行周期诊断，以确定这些装置的操作和性能。确定过程控制装置的操作可允许更好地安排过程控制装置的维护，由此减少失效发生和中断时间。这可引起增强的效率、安全和收益。该过程控制系统可使用不同传感器和其它的测量装置来观察过程控制装置的特性。例如，一些现有控制系统可使用数字阀控制器来测量和收集来自控制阀上的不同传感器的数据。

在使用从控制阀收集的数据的过程中，用户希望该数据为他们的处理工厂安排预防性维护，希望避免由意外失效而引起的非计划的维护和产品的损耗。例如，用户希望了解在需要维护之前阀的预期寿命以及哪些修理步骤和替换选择是可用的或推荐的。对于制造商来说，由于实际的过程条件在不同用户之间、或不同设施之间、甚至在一个过程工厂中也会发生很大变化，所以提供精确的寿命预测是具有挑战性的。说明书可被提供给用户，以提供一些预测数据，并有时基于设计条件来反馈用户。但是，例如温度和压力等因素通常与来自用户的设计条件中提供的因素明显不同，总之，例如流体状态(液体或水汽)和杂质(固体、液体或水汽)等其它变化条件典型地没有提供在设计条件中，或者与其它因素一样在实际使用中显著地变化。

常规地，来自用户的服务和修理历史数据将被收集来建立平均失效时间(MTTF)和平均无故障时间(MTBF)。然后，MTTF和MTBF数据可用来预测阀的使用寿命。然而，由于维护记录可能不完整或者不存在，所以使用历史数据是有限制的。而且，用户考虑到他们的操作条件可能公开给他们的竞争对手，所以不希望分享这些信息。结果是基于历史数据的MTTF和MTBF数据通常不完整并且不能充分提供信息。

用来预测MTTF和MTBF的另一种技术是通过使用尽可能接近实际寿命条件的条件中产生的实验数据。压力和温度条件通常在完备的实验室中能够轻易获得。但是，流体特性和污染物是很难模拟的，尽管基本的流体特性通常是可以获得的，即，氧化、非氧化、潮湿、干燥、润滑或者非润滑。有时候，例如通过流体流中的颗粒甚至能够获得已知的污染物。特别是在表示特定阀使用应用的例如在相同温度、压力和流体特性下的实验周期测试可以是实际现场数据的有效替代。对于受到正常机械磨损或疲劳的阀组件更是如此。

虽然对于前述和其它原因使用了实验测试，但缺乏确定MTTF和MTBF的常规测试方法。这些方法不能说明特别是与滑杆阀和旋转阀相关的影响装置寿命的变化的条件和不同因素，其中可能磨损或疲劳引起阀失效的不同组件是很多的，每个组件对于诸如温度、压力、流体等操作条件可能具有不同的反应。

发明内容