浅谈化工仪表常见故障及处理

浅谈化工仪表常见故障及处理

刘文梅

（滨化集团股份有限公司山东滨州256600）

摘要：自动化仪表是实现生产过程自动化必不可少的技术工具，尤其在易燃、易爆、强腐蚀的石化行业，要确保生产的安全、优质和高效，自动化仪表更成为生产装置必不可少的组成部分。作为从事自动化仪表维护、检修、调校和安装作业的仪表维修工，如何提高实际操作技能，正确判断和熟练处理现场异常问题显得尤为重要。

关键词：化工仪表；指示异常；主要故障

前言

随着我国化工领域的快速发展，化工企业已然成为了国家经济的重要组成部分，在国民生产总值中占有举足轻重的地位。化工所应用的设备对可靠性具有很高的要求。化工仪表可以简单比作化工生产的神经系统及视觉器官，仪表系统的持续正常运行可以为化工企业稳定生产带来保障。现阶段化工企业普遍正朝自动化、数字化发展，仪表系统复杂程度日趋加深，隐患与故障在所难免。所以强化仪表维护与检修，从实际工作当中总结经验，在故障发生时可以及时进行维修，这对于化工企业是非常重要的基础工作。

一、化工仪表出现指示异常的原因

由于化工生产操作管道化、流程化、连续性和全封闭等特点，工艺人员需要通过观察仪表显示的各类工艺参数状况（诸如反应温度、物料流量、容器的压力和液位、原料的成分等）来判断工艺生产是否正常，工艺参数是否在指标内，产品的质量是否合格。根据仪表指示进行加量或减产，甚至停车。仪表故障造成的指示异常，大多数来自于现场仪表，所以对现场仪表运行的维护检修就显得尤为重要。现场仪表测量参数一般分为温度、压力、流量、液位、执行器等。应根据测量参数的不同，来分析不同的现场仪表故障所在。具体思路为：

1在分析和检查现场仪表故障之前，要向中控及现场操作工人了解生产的负荷及介质的参数变化情况，查看故障仪表的历史曲线，进行综合分析，以确定仪表故障原因。

2首先确定故障的位置：用标准信号加入DCS的接线端子，若显示正确，则故障在一次表，若显示不正确，则检查DCS的组态。

3线路故障检查：断开线路与仪表设备的连接，用万用表检测线路的开路和短路以及对地电阻。

4检查过程中，用标准信号和好的仪表设备替代实际应用的仪表设备，用替代法检查。

5如果仪表历史曲线为一条直线，或曲线原来波动，现在突然变成一条直线，故障很可能在仪表系统。因为目前记录仪表大多是DCS系统，参数的变化能在计算机上非常灵敏地反应出来。此时可以关闭一下仪表前后阀门或者修改调节阀及变频器的参数，再看曲线变化情况，如不变化，基本可断定是仪表系统出了问题；如曲线可跟踪工艺参数变化，基本可排除仪表系统故障。

6若工艺参数变化时，发现记录曲线发生突变或跳到最大或最小，此时的故障也常在仪表。

7故障出现以前仪表记录曲线一直表现正常，出现波动后记录曲线变得毫无规律或控制系统难以实现自动控制，甚至手动操作也不能控制，此时故障可能是工艺操作不当造成的。

8当发现DCS显示仪表不正常时，可以到现场检查该参数现场仪表的指示值，如果二者差别很大，则很可能是仪表系统出现故障。总之，分析现场仪表故障原因时，要特别注意被控对象和控制阀的特性变化，这些都可能是造成现场仪表系统故障的原因。

二、化工仪表主要故障分析

1温度测量仪表故障

温度测量仪表故障主要表现为所指示的温度为零、偏高或者偏低。常见的温度指示仪表主要包括热电阻与热电偶，以热电偶式测量仪表为例，从补偿导线至热电偶均有可能发生故障，在进行故障判断的过程中可以从热电偶处断开，采用与热电偶的热电特性相近的补偿导线进行短接，当仪表能够显示室温的情况下说明回路是正常的。如热电势的值比实际值偏低，这是由于热电极潮湿或瓷管绝缘不良引起电极间漏电、接线盒内接线柱短路或补偿导线短路、热电偶冷接点温度过高、热电极变质或工作段霉坏等原因所致。在热电偶中存在的故障一般是短路或者断路、接线被腐蚀或者虚接等，往往工艺介质的均匀性、保护套管表层的结构、液面对热电偶的淹没都会造成热电偶自身的指示异常。

2流量测量仪表故障

流量仪表根据其本身测量原理的不同可以分为速度法、容积法和质量法等。常见的流量计有差压式流量计、电磁流量计、质量流量计、转子流量计。由于流量仪表的种类繁多并且工作原理不同，所以其出现的故障表现也十分多样。流量仪表产生的故障主要体现为显示出现波动、偏大或者偏小等。而产生故障的原因则涉及到许多方面，如介质的雷诺数、粘度、密度等能够影响仪表精确显示的参数变化，当测量气体过程中没有足够的补偿温压时，设计温度的压力与温度压力容易出现不一致的状况，从而会使流量指示出现误差；测量的传递环节出现故障；导压管发生泄漏、结晶发生堵塞、介质无法充满导管、管线发生震动等；传递信号的回路接线出现松动、腐蚀或者受到干扰等；仪表本身的电路板受到损坏或者膜盒发生变形等。

3压力测量仪表故障

压力测量仪表的工作原理是在压力发生变化的情况下，测量元件发生不同程度的应力形变，并将这种应力形变转化为电信号进行传送。膜片发生变形或者导压管出现堵塞是压力仪表经常出现的故障。膜盒卡滞、膜盒泄露硅油、平衡阀内漏、液体管道中有气体、气体管道中有液体、两边导压管之间因温度差引起的密度不同以及由于现场环境恶劣，变送器在长期运行中会出现零点漂移、温度漂移、线性度不好等现象，增大测量误差。

4液位测量仪表故障

液位测量仪表的检测原理由机械量、接触式（位移或力平衡式）发展到今天的电量以及非接触式方式，如放射性、微波、激光等，同时电容式、超声波式、雷达式、同位素放射式等液位计已广泛应用于生产。液位测量仪表经常出现的故障包括液位的波动不稳定、指示液位偏高或者偏低等。在液位测量仪表的故障处理中需要考虑到工艺介质本身的密度变化、由于沸腾所出现的虚假液位，同时要考虑到导压管结晶、堵塞和汽化等现象。

5执行器故障

调节阀作为自动控制系统的终端执行装置，接收控制信号，实现对工艺流程的调节，它的动作灵敏度直接影响调节质量。调节阀由执行机构、阀体部分及附件三部分组成。常见故障有阀不动作、动作不稳定、阀动作迟钝、泄露量大、填料及连接处泄露等。处理措施有更换调节阀各部件、重新紧固、清除阀体内异物、查找泄露源、检查气源电源等。

结束语

由于化工仪表多用在危险场合下（易燃、易爆、高温、高压）或环境恶劣（剧毒、强腐蚀、有害）的地方，所以要加强化工仪表的故障处理，积极预防重大事故的发生。预防化工故障最有效的方法是加强工作人员的责任意识，实行仪表设备的分级管理以及预防性维护。主要是根据企业具体生产状况，将仪表按照设备重要程度和危险程度分为不同等级。对于重要设备或高危险设备实行每周维护一次或周期更短，一旦发现设备有发生故障趋势或苗头，及时对设备进行维护，在保证以上设备正常工作的情况下，工作人员对其他设备进行不定期抽查维护和定期维护的方法，最大程度预防化工仪故障发生。实行分级维护后，各级工作人员分工明确，对设备的维护效率得到了提高，仪表发生故障的现象减少，间接地提高了企业的经济效益。

参考文献

[1]付宝祥.《仪表维修工》.化学工艺出版社.2009

[2]李英杰.浅谈化工仪表与工艺专业的相互联系[J].中国高新技术企业.2008（24）