各类常见仪表的故障分析及处理措施
自动化仪表具有测量、显示、记录、报警等功能,而在实际的生产过程中,总会伴随着工艺设备老化、陈旧、操作不当或因安装的位置、仪表的选型等因素而引起仪表故障,使仪表的测量精度有所降低或出现故障,从而导致工艺参数突然变化导致不利于生产安全。及时发现仪表故障并予以解决是首先应该考虑的问题。
仪表的故障通常表现为指示数值异常,例如指示较大、较小、无变化、异常波动等,而导致仪表故障的原因有两种:一是工艺本身设定参数不合理出现异常;二是测量环节发生故障,致使仪表显示不准。
要使仪表运行正常,需要正确诊断分析故障的原因,一是对仪表的测量原理、仪表的选型、使用的特性等具有一定了解;二是对工艺生产的流程、物料的特性、设备容器性质等有一定的了解;三是要熟悉测量系统的工作流程。
01、 自动化仪表的故障分析诊断方法
自动化仪表在使用过程中,可能会出现各种故障,为尽快处理及恢复正常,降低损失,这时就需要掌握几种基本的故障诊断方法。
1、外观检查:检查仪表的外观、仪表线缆是否破损;控制柜的按钮、旋钮是否灵敏好用。
2、内部检查:检查仪表内部的插口、针脚、接线端子是否有氧化、腐蚀、接触不良等现象;还要检查自带配备的保险丝、继电器等是否正常使用。
3、测量电压电流:用万用表测量元件的电压、电流、电阻是否正常。
02、 各类常见仪表的故障分析及处理措施
1、温度仪表
常用的温度仪表有热电偶与热电阻,其热电偶测量传输需要专门的补偿导线对应相同类型的热电偶温度计,补偿导线的混用或正负极接错会导致测量出现误差,导致工艺系统运行不稳定。
而热电阻温度计通常适用于温度不高的场所,所适用的仪表线缆有二线制、三线制和四线制。在正常生产运行中时,温度计测量出现不准或显示最大值、最小值时,应首先判断现场测量元件是否能测到电阻信号或热电势信号,然后再对线路进行测量检查是否有短路、断路、接触不良现象。
2、双法兰差压变送器测液位
双法兰差压变送器常用于测量液位,对于安装在罐体的双法兰变送器,若是在安装完成调整好参数设定的前期显示正常,在罐体投入使用后液位显示变化出现较大误差,静液面时分段显示波动,对工艺产生罐体溢流或空罐的影响。出现此类故障现象的原因主要有:
①毛细管可能破裂硅油泄露;
②毛细管受环境温度影响硅油膨胀收缩;
③介质结晶或过于粘稠;
④工艺因素导致罐内介质密度变化大。
分析此类故障时首先应考虑液位法兰处不可能产出堵塞现象,需要着重分析液位本身和介质因素,另外还需要考虑环境因素的影响。
从液位显示分段波动来看,可以初步判断由于环境温度的变化导致毛细管硅油膨胀收缩,可用保温措施将毛细管温度控制在一定范围内。
有时还会出现运行一段时间后,测量的液位与就地指示液位逐渐偏差过大,造成此类现象的原因可能是传感器零位漂移造成,这时就需要重新校准零位修正偏差。
而对于介质密度变化造成测量不准,则可以重新对变送器量程参数重新计算进行迁移即可。
3、调节阀
调节阀常见的问题主要有阀门不动作、动作缓慢、泄露量大、波动、振动大等。
①阀门不动作:首先要检查过滤减压阀排凝口处是否有气源,若没有气源排出,可能是气源阀门未开或气源压力不足;还有可能是过滤减压阀、过滤器或气源管堵塞;若气源没问题,此时需要根据故障现象进行相应检查:DCS没有指令输出,此时需要检查DCS系统;还要检查调节阀的膜头是否有漏风导致气源压力不足,致使阀门不动作;其次检查阀杆有无磨损痕迹或变形,导致阀杆卡住使阀门不动作。
②调节阀动作缓慢:阀杆或阀芯轻微变形摩擦阻力大,此时需要更换阀杆或阀芯;气动薄膜执行机构内膜片破裂导致气压失衡,此时需要更换膜片;气源压力较低,增大气源压力。
③泄漏量大:阀芯磨损内漏严重,更换阀芯;阀杆的长度不适合关不严,调整阀杆至合适位置;膜头内弹簧锈蚀变形、弹力不足,需要更换弹簧;阀体内密封件损坏,更换密封件;阀门前后压差大关不严,增大气源或改进执行机构;阀座处有异物导致阀芯关不到位,需要清理异物。
④调节阀波动大:参与控制的调节阀由于PID控制参数设定不合理导致产生波动,重新调整PID控制参数;定位器与阀杆的连接杆固定不牢固,将连接杆固定牢固;定位器输出管路漏气,消除漏气现象;信号线接触不良时断时续,查找信号线接触不良的位置重新整改。
4、流量计不显示
流量计在运行过程中突然没有流量显示,一是要检查信号线、电源线接点处是否良好,若接触不良需重新接线;二是要检查显示器插件针脚是否松动,若松动需要重新插紧;三是检查变压器或保险是否损坏,若损坏需要更换变压器或保险;四是检查信号线的负极是否有对地连接现象,需消除对地绝缘。
5、压力仪表
压力仪表通常测量液态、气态、固态的介质,当压力仪表测量出现异常时,应根据被测介质的物理状态进行针对性的分析和诊断。
①压力仪表显示波动是,首先要确认工艺参数是否有变动,因为此类情况大多是由于工艺参数调整以及PID参数异常导致。
②压力仪表显示在一个数值无变化,若工艺参数在变化的情况下,仪表数据仍然保持恒定时,通常是由于压力测量系统出现故障,这时需要检查确认引压管是否有堵塞现象,若管路堵塞需要进行清理疏通;若引压管未堵塞,需要确认压力仪表的输出模块是否正常,若不正常这时需要更换输出模块。
③压力仪表显示偏大或偏小,可能由于本身安装位置不合理,周围存在电磁干扰,造成测量精度的变化,这就需要解决电磁干扰进行相应的隔离,或远离电磁干扰的部位重新选取取压部位。
6、仪表信号线缆故障
在常用的自动化仪表中,还有一种共同的故障类型,信号线缆传输故障。通常表现为仪表线缆破损导致的短路、断路、绝缘不良的现象,造成此类现象的原因有:
①在初期铺设线缆时,由于暴力拖拽线缆,致使线缆表皮破损,经过长期的环境影响导致线缆绝缘下降;
②线缆铺设的路径设计不合理,距离高温容器设备、管道太近,致使线缆烫坏或碳化,造成短路、断路现象。
线缆的信号传输是否良好是重中之重,因此在初期施工阶段尽量避免生拉硬拽的暴力施工,同时还要规划好铺设路径,尽量将穿线管、线缆槽盒设置在距离高温容器设备、管道较远的地方,当无法避免需要铺设在高温设备附近时,应把穿线管、线缆槽盒铺设在下方或侧面。
为了确保仪表的正常运行,我们应该建立健全的仪表检修制度,并能够加以落实;在每日的工作中要做好巡检工作,及时发现仪表运行中的跑冒滴漏现象,仪表的外观应保持整洁干净,机械传动部分应保持滑动顺畅,一旦有转动不灵活或有锈蚀的现象,应及时的清理、擦拭、润滑。在具有腐蚀性强、易产生大量粉尘场所,变送器、阀门密封、插头插座等均应保持清洁,这是仪表正常工作的基础。