南方臨海石油化工企業(yè)儀表自動化設備的故障預防與維護措施

常鵬瑞

（中國石油天然氣股份有限公司廣東石化分公司，廣東 揭陽 515200）

現(xiàn)階段，隨著我國石油化工產業(yè)的不斷發(fā)展，推動著我國社會經(jīng)濟的快速前進，石油化工單位不管是在生產規(guī)模還是生產質量方面都有了明顯的提升。在科技技術日益發(fā)展和完善的背景下，石油化工儀表自動化設備也得到了一定的升級和改造，儀表系統(tǒng)不斷朝著智能化網(wǎng)絡化的方向發(fā)展，大大提高了化工企業(yè)單位自動化控制工作效果，以及生產工作的安全性。但是，我國南方臨海地區(qū)的石油化工單位，由于受到雷雨天氣環(huán)境因素的影響，經(jīng)常會出現(xiàn)自動化儀表設備受到雷擊產生故障，同時，還會受到周圍臨海環(huán)境的影響，造成儀表自動化設備出現(xiàn)各種腐蝕問題，直接影響了整個設備的安全性和穩(wěn)定性。相關部門針對這一問題展開了針對性研究和分析，并且提出了針對性的預防故障工作策略，有效提高了化工單位自動化儀表的工作性能。

1 雷電問題對石油化工儀表自動化設備產生的影響和預防措施

1.1 雷電對化工儀表自動化設備的影響形式

雷電是一種非常常見的自然現(xiàn)象，雷電的產生經(jīng)常會帶有非常強烈的陣風以及暴雨等，是自然界中比較常見的災害之一。在雷電產生過程中，會伴隨著高溫以及猛烈的沖擊波，會形成強烈的電磁輻射，對人們的生命安全以及電力系統(tǒng)的正常工作都形成了重大的威脅。我國南方某些地區(qū)石油化工單位在生產過程中，經(jīng)常會受到雷電天氣的影響，造成工業(yè)儀表自動化設備產生各種故障問題，對化工儀表產生的影響分為以下幾種：首先，是雷電直擊。所謂雷電直擊主要指的是在雷雨天氣條件下，雷電直接擊中了石油化工單位的自動化控制設備，造成了各種儀表設備和自動化控制設備直接損壞。其次，是雷電感應影響。雷電感應又稱為感應雷，在雷電產生過程中會出現(xiàn)高強度的放電現(xiàn)象，同時，附近的導體會產生相應的靜電感應以及電磁感應，在受到雷電感應過程中，經(jīng)常會造成設備金屬內部的部件相互之間產生強烈火花，甚至會損壞設備的正常功能。針對石油化工單位的儀表設備來講，在產生強大的雷電感應環(huán)境下，會在引線內部，通過強大的瞬間電流生成相應的電磁場，電磁場通過電阻耦合電容耦合以及電感耦合等相關作用，會造成儀表設備內部的瞬態(tài)電壓急劇上升。通過內部的管道和電纜等介質，直接傳輸?shù)交x表系統(tǒng)中，對整個系統(tǒng)造成了嚴重的干擾和破壞。最后，雷電反擊。如果化工單位防雷裝置使用的是接單的處理方法，如果產生雷電，變送器周圍的設備以及建筑物等，都會受到強大的雷電襲擊的影響。當雷電擊中建筑體的外部設施情況下，低電位的浮動會造成變聲器和內部的控制系統(tǒng)之間形成較大的電位差，最大的電位差超過幾千甚至上萬伏以上，大大超過了化工儀表系統(tǒng)的承受極限。因此，會直接造成石油化工儀表被擊穿，化工儀表設備無法正常工作和使用。

1.2 雷電預防措施

在石油化工單位的儀表自動化控制設備的防雷處理工作中，主要采用了以下幾種方式進行預防：（1）分流與接閃。要想對直接雷擊進行防護處理，主要是通過建筑體內部的防雷設施來實現(xiàn)。針對石化儀表系統(tǒng)的防雷裝置來講，主要是和周圍的機泵、換熱器、儲存罐等相關設施同步進行防雷設計，而對于一些重要的通道結構，則需要采用直接接地的方法有效預防雷電的直接襲擊。在設計工作中，需要保證接地的位置不能少于兩處，同時，接地點相互之間的距離不能超過30m。對于一些處于高處或者是在一些比較空曠內置的石化儀表設備來講，更容易受到雷電的直接襲擊，因此，儀表的位置設定，需要盡可能對儀表的高度進行控制，同時，還需要充分做好儀表箱的接地工作，安裝相應的避雷針有效預防自動化儀表設備受到雷電的直接破壞。（2）接地預防措施。在我國南方臨海地區(qū)由于受到頻繁雷電天氣的影響，相關石油化工單位對儀表自動化設備主要采用的是伏地和多點接地的防雷處理方法，其中伏地處理主要保護儀表的工作接地和建筑體接地系統(tǒng)的絕緣效果，有效防止建筑體內部的接地系統(tǒng)所產生的電磁影響，不會直接傳輸?shù)絻x表的中樞系統(tǒng)中。通過這種預防控制方法，有效降低了雷電對儀表系統(tǒng)所產生的影響。除此之外，還可以將儀表備DCS、PLC等相關設備工作接地與保護接地進行分離設計，并且實現(xiàn)就近接地處理，有效防止出現(xiàn)雷電襲擊現(xiàn)象。

2 石油化工企業(yè)儀表自動化設備的腐蝕問題和維護措施

2.1 腐蝕問題的主要表現(xiàn)形式

在我國一些南方臨海地區(qū)，石油化工單位內部儀表自動化設備，經(jīng)常會出現(xiàn)不同程度的腐蝕現(xiàn)象，具體表現(xiàn)為以下幾個方面：首先，自動化儀表會出現(xiàn)不同程度的電化學腐蝕問題，這種腐蝕現(xiàn)象主要指的是金屬材料和金屬之間產生電化學反應作用，進而造成了不同程度的腐蝕問題。金屬的腐蝕問題大多是因為電化學腐蝕所造成，并且由于化工儀表自動化控制設備外殼，基本上都是通過不同的金屬材料所制成，因此，在使用過程中，會受到外部環(huán)境因素的影響，產生不同程度的電化學腐蝕問題，這也是石油化工儀表產生失效問題的重要影響因素。其次，化學腐蝕問題主要指的是儀表自動化設備的材料，和外部的潮濕空氣或者與一些非電解質溶液，比如，苯、甲苯、乙醇等材料產生作用，進而造成直接化學腐蝕現(xiàn)象。同時，還存在儀表自動化設備，由于物理和機械作用效果，造成儀表材料產生不同程度的腐蝕現(xiàn)象。比如，在化工生產合成氨工作過程中，由于高壓閥芯受到氣蝕作用產生不同程度的損壞，儀表設備使用的非金屬材料，由于受到壓力和外部介質的作用，產生膨脹、溶解等都會造成自動化設備出現(xiàn)故障和失效問題。

2.2 化工儀表自動化設備的防腐蝕處理措施

（1）防腐蝕材料的選用。針對石油化工單位儀表自動化設備的防腐蝕處理工作，必須對儀表的耐腐材料進行針對性選擇，這是提高儀表自動化設備防腐蝕性能的重要措施。在選擇耐腐蝕儀表材料過程中，要對材料自身的特性以及材料的供應狀況進行明確，要對儀表自動化設備的后續(xù)工作環(huán)境進行準確的判斷。主要是檢查環(huán)境中是否存在明顯的腐蝕物質、環(huán)境溫度以及其他具有腐蝕性物質的濃度等進行充分了解，有效結合儀表自動化設備的使用壽命成本投入量以及后續(xù)工作要求等重點因素，提出有效的防腐蝕處理方案來進行保障。防腐蝕材料的設計工作是儀表自動化設備防腐蝕處理工作的重點環(huán)節(jié)，只有研發(fā)出性能更高的耐腐蝕材料，才可以從本質上提高儀表自動化設備的防腐蝕工作效果，將腐蝕問題的影響降到最低?，F(xiàn)階段，在我國石油化工單位中，制造閥芯閥座的材料使用的是更先進的司欽萊合金、鈷鎢合金鋼和硬化工具鋼等，所表現(xiàn)出的防腐蝕功能效果非常明顯。

（2）隔離措施。在石油化工儀表自動化設備的防腐蝕處理工作中，隔離措施的應用至關重要，可以運用儀表和腐蝕介質之間進行隔離的方法，來防止儀表設備產生不同程度的腐蝕問題。在隔離的方式和方法上，主要包含液體隔離、應用防護層隔離以及注氣保護隔離等。使用液體隔離主要是預防腐蝕介質和儀表設備之間直接進行接觸，通過采用液體隔離的方法，主要是對被測的腐蝕液體和儀表的重要工作系統(tǒng)之間進行分割，同時，隔離的物質不能和腐蝕性物質之間形成化學反應，也不會對儀表測量系統(tǒng)造成腐蝕問題。對于液體隔離工作來講，經(jīng)常被用在壓力儀器設備、流量儀器設備以及液位測量儀器設備的管線防腐蝕工作中，通過采取管內管外雙重隔離的方法，大大提高了設備的防腐蝕功能效果。

3 結語

綜上所述，對于我國南方部分臨海地區(qū)的石油化工單位來講，在日常的生產工作過程中，必須充分做好儀表設備的防雷電處理工作，做好防雷接地和防護措施，保證儀表設備不會受到雷電的直接影響。同時，還要對設備的防腐蝕問題重視，提高化工單位的生產效益。