Prosessiventtiilien automaattisen koeponnistusjärjestelmän kehittäminen

This Master's Thesis was made for Metso Automation PLC valve assembly factory. Job objective was to construct new automatic functions to the old test bench, to develop pressure control system and examine the possibility of automatically determine the integrity of the valve body and find the appropriate flow meter. The work starts with a brief statement of Metso's test procedure. After that has been done literature review about hydraulic elasticity, influence of temperature and measuring of flows to seek a suitable meter to measure the leak flow. The development and automation of test bench was designed to be operated by three options, the selected one was controlling a pump based system. Body integrity was examined on the basis of good literature review for hydraulic elasticity. The test apparatus was built to a small segment valve test bench. The device was made to work with hydraulic valves alternately laboratory and production use. Automation was implemented with (USB) connected data acquisition interface and graphical programming language Labview. With program was built a simple interface, which made possible to control all of the functionality of the device. The pump system proved to be effective solution, and the pressure control worked as expected. Correcting the pressure of the valve caused by the leak of the valve was stable basis of the test results, and the desired pressure level at pressure test was reached quickly. It is possible to check the integrity of the valve by following the decrease of body pressure basis on initial test results, but test bench mechanical properties must be developed. With segment valves leakage may be limited on the surface of the valve, not any drops but only wet surface. The change of temperature causes problems too, when testing integrity of the body. Solution may be increased test time or use of more accurate meters. Tested leak flow measuring Coriolis massflowmeter works fine as part of test bench system.Diplomityö tehtiin Metso Automation Oyj:n venttiilien kokoonpanotehtaalle. Työn tavoitteena oli konstruoida vanhaan koeponnistuspenkkiin automaattisia toimintoja, kehittää paineenhallintamenetelmä ja tutkia mahdollisuutta selvittää venttiilin pesän eheys automaattisesti sekä löytää sopiva vuotovirtamittari. Työn alussa on lyhyt selostus Metson koeponnistuskäytännöstä. Sen jälkeen on tehty kirjallisuusselvitystä hydraulijärjestelmän joustosta, lämpötilan vaikutuksesta sekä virtausten mittaamisesta venttiilin vuotovirran mittaamiseen soveltuvien mittareiden löytämiseksi. Koeponnistuslaitteiston kehittämiseksi ja automatisoimiseksi on suunniteltu kolme vaihtoehtoa, joista toteutettavaksi valittiin pumpun ohjaamiseen perustuva järjestelmä. Pesän eheyden selvittämistä on tutkittu kirjallisuusselvityksen perusteella hyvältä vaihtoehdolta vaikuttavan hydraulisen jouston perusteella. Testilaitteisto rakennettiin pienten segmenttiventtiilien koeponnistuslaitteistoon. Laite saatiin toimimaan hydrauliventtiilien avulla vuorottain laboratorio- ja tuotantokäytössä. Automatisointi toteutettiin usb-liitäntäisen tiedonkeruukortin ja graafisen ohjelmointikielen Labviewin avulla. Ohjelmalla rakennettiin yksinkertainen käyttöliittymä, jolla on mahdollista ohjata kaikkia laitteen toimintoja. Pumpun ohjaamiseen perustuva järjestelmä osoittautui toimivaksi ratkaisuksi, ja paineen hallinta sillä toimii odotusten mukaisesti. Venttiilin vuodosta aiheutuvan paineen laskun korjaaminen on testitulosten perusteella vakaata, ja haluttu painetaso painetestissä saavutetaan nopeasti. Venttiilin pesän eheys on mahdollista selvittää alustavien tutkimusten perusteella seuraamalla paineen laskua, mutta koeponnistuslaitteen mekaanisia ominaisuuksia pitää kehittää. Segmenttiventtiileillä vuoto saattaa olla vähäistä, eikä venttiilin pinnalle muodostu pisaroita vaan venttiili ainoastaan kostuu. Myös lämpötilan muutos aiheuttaa hankaluuksia pesän eheyttä testattaessa. Ratkaisuksi voidaan pidentää testausaikaa tai käyttää tarkempia mittareita. Testattu vuotovirtaa mittaava Coriolis massavirtausmittari toimii hyvin osana koeponnistusjärjestelmää