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    電磁流量計(jì)故障檢查分析和排除的實(shí)踐

    2021-11-23 22:13:51張俊慧
    商品與質(zhì)量 2021年39期
    關(guān)鍵詞:雜質(zhì)電磁介質(zhì)

    張俊慧

    無錫市計(jì)量測試院 江蘇無錫 214000

    電磁流量計(jì)的結(jié)構(gòu)簡單。只要被測介質(zhì)的最小電導(dǎo)率滿足測量條件,它幾乎適用于所有導(dǎo)電液體。它具有無阻力、無壓力損失、無機(jī)械慣性、響應(yīng)靈敏、范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于政府供水工程、石油化工、金屬冶煉、工業(yè)制藥、電力生產(chǎn)等行業(yè)。雖然電磁流量計(jì)有很多優(yōu)勢,在實(shí)際的使用過程中,如果有選擇不當(dāng)、不合理的安裝和非標(biāo)準(zhǔn)使用等問題,它也會導(dǎo)致儀表的指示值不穩(wěn)定,甚至導(dǎo)致儀器的損壞。

    1 電磁流量計(jì)分析

    電磁流量計(jì)是石化生產(chǎn)設(shè)備中最常用的測量儀器,在化工裝置自動控制系統(tǒng)中起著測量、記錄、控制和調(diào)節(jié)管道中循環(huán)介質(zhì)的作用。它可以測量和記錄介質(zhì)的液體流動過程,以滿足需求的現(xiàn)場監(jiān)測,同時,電磁流量計(jì)4-0mA可以輸出標(biāo)準(zhǔn)的電流信號,數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄,通過集中控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對管道介質(zhì)的調(diào)節(jié)和控制功能。

    2 電磁流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)以及故障主要原因

    電磁流量計(jì)具有無阻力、無壓力損失的特點(diǎn),常用于某些污水和復(fù)雜流體的測量。電磁流量計(jì)的測量直徑大,但是壓力損失很小,而且測量精度和靈敏度高。電磁流量計(jì)結(jié)構(gòu)簡單。電磁流量計(jì)雖然有很多優(yōu)點(diǎn),但是在實(shí)際的使用過程中,如果出現(xiàn)選擇不正確、安裝不合理、使用不規(guī)范等問題,儀器的指示值就會不穩(wěn)定,誤差就會增大,甚至可能損壞儀器。電磁流量計(jì)上裝有智能中文液晶顯示器,可滿足生產(chǎn)現(xiàn)場顯示讀數(shù)的功能。功能齊全實(shí)用,顯示直觀,易于維護(hù)人員操作使用。電磁流量計(jì)輸出小,易受干擾。電磁流量計(jì)與介質(zhì)流體應(yīng)保持相同電位,以免電極腐蝕損傷,保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此,電磁流量計(jì)的測量穩(wěn)定性與電磁流量計(jì)的接地方式有很大關(guān)系。電磁流量計(jì)之所以能得到很多工業(yè)廠家的青睞,是因?yàn)槠錅y量結(jié)果精度高,在使用過程中不易改變功能。具體來說,流量計(jì)主要用于檢測以下物質(zhì):一種是酸性液體,一種是堿性液體,三種是含鹽量高的液體,四種是纖維液體。因此,企業(yè)在實(shí)際使用過程中應(yīng)指派專業(yè)負(fù)責(zé)人員定期對流量計(jì)進(jìn)行檢查和測試,以確定是否存在故障問題或可能發(fā)生故障的預(yù)警因素,避免化工廠在運(yùn)行中出現(xiàn)質(zhì)量問題,最后給產(chǎn)品的生產(chǎn)帶來極大的不利。

    電磁流量計(jì)在生產(chǎn)操作中會出現(xiàn)各種故障。一是由于儀器本身的故障引起的儀器指示錯誤,包括儀器的結(jié)構(gòu)或部件的損壞;第二個是失敗造成的儀器安裝環(huán)境或非標(biāo)準(zhǔn)安裝,如直管道的安裝傳感器的上游和下游部分不符合要求。

    3 常見故障分析

    3.1 管路風(fēng)管報警故障分析及處理

    電磁流量計(jì)在運(yùn)行過程中可能出現(xiàn)管道空管報警,如管道中流體未充注、未按要求安裝、被測流體電導(dǎo)率過低等。儀表維護(hù)中變頻器元件的損壞也會引起空中交通管制報警。因此,有效區(qū)分轉(zhuǎn)爐的工況并及時更換是關(guān)鍵。

    3.2 傳感器內(nèi)壁結(jié)垢

    電磁流量計(jì)的內(nèi)壁和電極污垢導(dǎo)致儀表故障是很常見的。某污水處理廠用于測量涌水量的DN100電磁流量計(jì)有3臺送到無錫市計(jì)量測試院驗(yàn)證并投入使用。儀器在使用初期工作正常。隨著時間的流逝,工廠發(fā)現(xiàn)儀器的流動數(shù)據(jù)變得越來越小,明顯偏離初始數(shù)據(jù),然后停止檢驗(yàn),發(fā)現(xiàn)流量計(jì)的內(nèi)壁均勻附著了一層厚厚的縮放、清洗后流量計(jì)恢復(fù)正常運(yùn)行。隨著運(yùn)行時間的積累,電磁流量計(jì)的內(nèi)壁由于介質(zhì)的特性,經(jīng)過一段時間后,會引起污垢粘附。覆蓋電極后,流量顯示波動較大,流量不顯示。

    3.3 外部電磁干擾

    某單位一臺用于檢測工廠水量的DN300電磁流量計(jì)已正常運(yùn)行6年。在實(shí)際的工作過程中,負(fù)責(zé)流量計(jì)的值班人員報告流量計(jì)不準(zhǔn)確,比之前的數(shù)據(jù)小很多。白天對便攜式超聲流量計(jì)流量測量值進(jìn)行在線比較,未發(fā)現(xiàn)任何異常。經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)查,值班人員表示,該流量計(jì)白天可以正常運(yùn)行,夜間流量會明顯減少。管道的流量相對穩(wěn)定。調(diào)查人員檢查了現(xiàn)場環(huán)境,在設(shè)計(jì)之初由于場地限制,在電磁流量計(jì)附近約10米處有一臺其他機(jī)組的變壓器。初步判斷可能是變壓器造成的電磁干擾。調(diào)查人員參觀了該單位,了解到他們最近安裝了幾臺大型負(fù)載設(shè)備。根據(jù)當(dāng)?shù)赜嘘P(guān)電力法規(guī),它們只能在晚上運(yùn)行。通過比較時的電磁流量計(jì)流開始下降,操作的設(shè)備的時候,發(fā)現(xiàn)兩者的時間恰逢對方,這是判定有問題在電磁流量計(jì)的接地,工作人員檢查后,確認(rèn)接地已被腐蝕損壞。再次接地后,電磁流量計(jì)將恢復(fù)正常工作。每臺電磁流量計(jì)應(yīng)單獨(dú)良好接地,安裝時應(yīng)選擇無強(qiáng)磁源的地方。

    3.4 電磁流量計(jì)安裝、試驗(yàn)失效

    儀器性能的調(diào)試工作一般在設(shè)備安裝前進(jìn)行,而不是投入運(yùn)行。如果在此時間段內(nèi)出現(xiàn)故障,稱為安裝測試故障。產(chǎn)生此類故障的原因如下:一是安裝時沒有合理考慮周圍環(huán)境條件,或有較大的磁場干擾,或有電流干擾;二是儀器安裝沒有嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行;三是儀器沒有安裝在指定的位置;第四是對當(dāng)前機(jī)體功能特性的變化進(jìn)行對比測試。

    原因不同故障現(xiàn)象也呈現(xiàn)出自己的特點(diǎn),所以我們可以通過故障現(xiàn)象來判斷故障的原因。例如,測量介質(zhì)的特性屬于氣液兩相條件。測量介質(zhì)中的微小氣泡在開始時不會影響電磁流量計(jì)的功能。但是當(dāng)介質(zhì)的氣相達(dá)到一定程度時,儀器信號會出現(xiàn)較大的波動,導(dǎo)致無法獲得準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù)結(jié)果。另外,如果傳感器沒有嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)安裝,管道內(nèi)的流體不能注滿,就會出現(xiàn)相應(yīng)的故障問題。

    3.5 儀表正常操作后的故障

    安裝調(diào)試完成后,即可開始試運(yùn)行。如果沒有問題,就可以投入正常使用。由于儀器在運(yùn)行過程中會或多或少地受到環(huán)境條件和運(yùn)行時間的影響,如果由于這兩個因素而發(fā)生故障,則該故障與前面描述的故障不一致。

    3.6 儀表無流量信號輸出

    一般情況下,如果儀表設(shè)備中沒有顯示信號結(jié)果,可能是由以下原因造成的:一是電源設(shè)備故障;二是電纜線路故障;三是液體不能按原方向流動;四是管道中的流體介質(zhì)不滿意。根據(jù)這些因素,相關(guān)負(fù)責(zé)人員應(yīng)定期檢查儀器電源是否正常,電纜線路是否連接良好(這個因素主要從兩個方面來衡量:管路通暢,連接方式準(zhǔn)確),液體是否沿正確的方向流動,管路中是否還有閑置空間。當(dāng)液體流動時,管道中還有閑置空間的原因是沒有滿,因?yàn)閭鞲衅靼惭b沒有嚴(yán)格遵守相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)管道充滿液體而沒有任何空閑空間時,故障問題將得到解決而沒有任何阻塞。如果管道中的液體未滿,仍有閑置空間,或存在大量氣泡,則儀器顯示的數(shù)據(jù)可能會有較大的波動。解決辦法是將流量計(jì)安裝在較低的位置。然后判斷周圍環(huán)境是否有干擾。確定流量計(jì)與地面的接觸程度,可以在很大程度上避免干擾源。

    3.7 儀表輸出信號顯示超過全值

    首先,由專門負(fù)責(zé)檢查工作的相關(guān)人員檢查電纜線路是否連接良好,是否有不當(dāng)?shù)牡胤?;檢查信號電路是否連接正確。通常情況下,如果電纜線路中途斷開,信號電路也會斷開,從而影響輸出信號的結(jié)果。接下來,檢查變頻器和傳感器是否處理不當(dāng),所選型號是否正確,參數(shù)設(shè)置是否合適。

    3.8 電磁流量計(jì)在工作時信號變小或突然下降

    電磁流量計(jì)工作信號會減小或減小的原因主要有以下兩個原因:一是電極不再具有良好的絕緣,二是短路現(xiàn)象。具體來說,由于導(dǎo)管內(nèi)壁附著的雜質(zhì)較多,無法及時清洗干凈。在這種情況下,導(dǎo)管內(nèi)的保溫對象不能很好地發(fā)揮其功能,應(yīng)予以更換。電磁流量計(jì)的運(yùn)行環(huán)境如為強(qiáng)酸或強(qiáng)堿,接收信號的設(shè)備和線路或多或少會受到腐蝕,應(yīng)由負(fù)責(zé)人在最短的時間內(nèi)將其拆除。

    3.9 流量測量值與實(shí)際值的偏差

    電磁流量計(jì)另一個容易發(fā)生的故障是測量值與實(shí)際值不太一致,總是會有或多或少的偏差。面對這種現(xiàn)象,相關(guān)負(fù)責(zé)人應(yīng)考慮安排專門的檢查員檢查相關(guān)設(shè)備部件連接是否良好。首先,找出設(shè)備部件的出廠參數(shù),判斷設(shè)定值是否與設(shè)定值一致。在此過程中,可以通過智能手段消除可能出現(xiàn)的誤差。然后,要確定傳感器是否嚴(yán)格按照規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)要求安裝,管道中應(yīng)無閑置空間或大量氣泡。另外,如果電纜線路連接有問題,儀器設(shè)備顯示的數(shù)據(jù)結(jié)果就會不準(zhǔn)確,偏差較大,應(yīng)及時更換。

    3.10 儀表正常操作后的故障

    由于環(huán)境變化和長期運(yùn)行都會影響儀器的運(yùn)行狀態(tài)。一般來說,電磁流量計(jì)的缺點(diǎn)包括積累的污垢內(nèi)壁致使流量傳感器失靈,儀器環(huán)境條件的變化引起的故障等。電磁流量計(jì)后投入運(yùn)行,經(jīng)過一段時間的操作,附件中的流體介質(zhì)積累層內(nèi)壁上的傳感器,從而導(dǎo)致故障出現(xiàn)。如果流體介質(zhì)的積累是絕緣的,過多的雜質(zhì)積累會導(dǎo)致整個電極電路開路;相反,如果流體介質(zhì)累積附著層的整體電導(dǎo)率,積累過多會導(dǎo)致電極電路短路。以上兩種情況均會導(dǎo)致儀器運(yùn)行不正常。因此,電磁流量計(jì)投入使用后,有必要定期清理測量管內(nèi)附著的污物層。另一方面,電磁流量計(jì)運(yùn)行環(huán)境的變化對儀器的影響也不容忽視。調(diào)試過程中沒有干擾源并不意味著運(yùn)行環(huán)境沒有干擾。例如電磁流量計(jì)在運(yùn)行過程中,附近管道、大型電機(jī)或變壓器等電磁設(shè)備的焊接操作會干擾電磁流量計(jì)的正常運(yùn)行,電磁流量計(jì)的輸出信號會波動。此外,雷擊等惡劣的天氣環(huán)境也會影響儀器的正常運(yùn)行。例如,在儀表線路中容易產(chǎn)生雷擊、高電壓和浪涌電流等。它們大多通過電力線和流動信號線進(jìn)入儀器,導(dǎo)致儀器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的損壞。在生產(chǎn)控制過程中,電磁流量計(jì)因其精度高、耐腐蝕性強(qiáng)而得到廣泛的應(yīng)用。但是在實(shí)際測量中,電磁流量計(jì)容易出現(xiàn)各種故障,因此有必要采取合理的檢測方法,對各種故障提出可行的解決方案。

    3.11 儀器輸出信號超出刻度值上限

    可以通過逐步檢測來檢查故障原因。首先檢查流量計(jì)的電纜連接,確定是否有連接錯誤;然后檢查信號電路連接。一般情況下,斷開連接線纜會導(dǎo)致信號電路斷開,因此輸出信號指示超過滿值的最大值。在此基礎(chǔ)上,對傳感器與傳感器模型的匹配、變頻器的參數(shù)設(shè)置進(jìn)行逐步的檢驗(yàn)。實(shí)際上,由于電磁流量計(jì)轉(zhuǎn)換器的輸出信號往往被傳送到流量積分器和計(jì)算機(jī),因此,電路儀表的安全門和流量積分器的故障也會導(dǎo)致流量計(jì)的最大輸出值。

    3.12 使用過程中出現(xiàn)故障

    傳感器內(nèi)表面粘有雜質(zhì)由于電磁流量計(jì)的使用場所比較復(fù)雜,被測流體往往不單一、不簡單,內(nèi)部部件往往含有各種雜質(zhì)。電磁流量計(jì)在長期的測量和使用過程中,這些雜質(zhì)很容易進(jìn)入傳感器內(nèi)表面并粘附在傳感器內(nèi)表面,使傳感器無法正常工作,最終損壞。這些雜質(zhì)的電導(dǎo)率與流體的電導(dǎo)率之間的差異決定了這些雜質(zhì)對傳感器的影響。如果雜質(zhì)的導(dǎo)電性與流體的導(dǎo)電性大致相同,電磁流量計(jì)的測量結(jié)果不會有明顯的差異。當(dāng)雜質(zhì)的電導(dǎo)率高于流體的電導(dǎo)率時,內(nèi)部電路會發(fā)生短路,導(dǎo)致電流過大,測量結(jié)果突然波動較大。最后,如果雜質(zhì)的導(dǎo)電性遠(yuǎn)低于流體的導(dǎo)電性甚至不導(dǎo)電,內(nèi)部電路就會完全無法運(yùn)轉(zhuǎn),導(dǎo)致電磁流量計(jì)無法測量。因此,在電磁流量計(jì)的應(yīng)用中,特別是對于那些電導(dǎo)率高的雜質(zhì),應(yīng)及時對其內(nèi)表面的雜質(zhì)進(jìn)行處理,以免影響電磁流量計(jì)的測量結(jié)果。

    4 日常維護(hù)和檢查方法

    一是觀察傳感器的電力電纜和傳輸電纜(或電線)是否有損壞或老化,電纜外的橡膠護(hù)套是否有保護(hù)作用;二是要定期(一般半年)清洗變送器管內(nèi)壁污垢層,用軟布清洗電極表面,清除污垢或沉積物;三是在生產(chǎn)實(shí)踐中對儀器的定期檢查是保證電磁流量計(jì)顯示精度的關(guān)鍵。四是在實(shí)際應(yīng)用中總結(jié)經(jīng)驗(yàn),完善改進(jìn)方案,使電磁流量計(jì)的應(yīng)用更加完善,并保證其測量精度;五是對管道內(nèi)壁進(jìn)行清洗,不得附著任何雜質(zhì),以提高保溫性能;六是要定期檢查電磁流量計(jì)是否有問題或隱患,以確保流量計(jì)總是能顯示出更準(zhǔn)確可靠的結(jié)果,特別是界面的密實(shí)度好;要盡量避免儀器被碰撞損壞,保證流量計(jì)與地面有良好的接觸。

    5 結(jié)語

    電磁流量計(jì)是現(xiàn)實(shí)生活中經(jīng)常使用的一種測量工具。如果不能保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性,就無法獲得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)源,影響實(shí)際生產(chǎn)。因此,有必要充分了解電磁流量計(jì)的一些常見故障及應(yīng)對措施,并在使用過程和調(diào)試期間根據(jù)相應(yīng)的條件采取相應(yīng)的措施,從而最終使電磁流量計(jì)的測量結(jié)果準(zhǔn)確電磁流量計(jì)廣泛應(yīng)用于大型化工企業(yè)。電磁流量計(jì)故障檢查分析和排除的實(shí)踐工作在實(shí)際工作過程中還需要工作人員進(jìn)一步創(chuàng)新和完善,找到更好的方法解決相應(yīng)的問題。從而更好地促進(jìn)其使用,進(jìn)而對人們的生活帶來更大的幫助。

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