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1、电气仪表石油化工仪表常见故障诊断及维修李吉文建设公司电仪安装公司2015年6月20日 电话：石油化工仪表常见故障诊断及维修摘要：化工仪表在化工生产中的作用是测量温度、压力、流量、液位等工艺参数，并对这些参数进行自动的控制。自动化仪表系统的使用，极大的节省了化工生产的人力物力。同时，仪表也容易出现故障，严重的话甚至会导致生产装置停车。为了快速准确的判断仪表故障原因，解决仪表各种故障问题，本文对各类问题进行分析总结，以利于在今后的工作中提高效能。关键词：仪表故障 诊断 维修一仪表故障诊断思路仪表信号回路是一个从现场检测、信号传输、到操作室显示的信号链。任何一个环节出问题都会导致这个信号回路无法正常
2、工作。因此对故障进行诊断是处理问题的前提和关键，熟悉各个环节的工作原理也是顺利处理故障的基础。仪表显示异常时（指示偏高、偏低，不变化，不稳定等），原因有两种：一是工艺因素，仪表正确的反映出工艺的异常情况；二是仪表本身因素，由于仪表（检测环境）某一环节出现故障导致工艺参数指示与实际不符。这两种因素总是混淆在一起，很难马上判断出故障到底出现在哪里。仪表维护人员要提高仪表故障判断能力，除了对仪表原理、结构、性能特点熟悉外，还需熟悉测量系统中的每一个环节，同时，对工艺流程及工艺介质的特性、化工设备的特性应有所了解，这能帮助仪表维护人员拓展思路，由助于分析和判断故障现象。二各类仪表故障判断步骤2.1温度
3、仪表故障判断步骤故障现象：温度指示不正常，偏高或偏低，或变化缓慢甚至不变化等。以热电阻作为测量原件进行说明。首先是应了解工艺状况，应询问工艺人员被测介质的情况及仪表安装位置，是在气相还是液相或其他的工艺状况。因为是正常生产中的故障，不是新安装的热电阻，是用可以排除热阻线极性接反。排除上述因素后可以按图2-1的思路进行判断和检查。（1）检查显示仪表输入信号（2）DCS控制，查输入端口检查热电阻接线盒（1）是否透水（2）接线柱之间是否短路（3）端子是否锈蚀仪表显示正常调校显示仪表测量热电阻信号抽出热电阻检查（1）保护套内渗透工艺介质（2）热电阻是否损坏检查导线是否绝缘老化工艺原因（1）如被检测管道
4、温度由于工艺、设备原因造成温度不均匀（2）如被检测介质温度超出热阻测量范围（3）热电阻保护套管损坏严重处理调节温度变送器处理更换导线 表示是； 表示否。 图2-1 温度检测故障判断2.2流量仪表故障判断步骤故障现象：流量指示不正常，偏高或偏低，或指示为零、指示波动。以差压流量变送器为例（孔板流量计）仪表维护人员在处理故障时，应向工艺操作人员了解情况，了解工艺情况，如被测介质的情况，机泵情况以及工艺流程等。通过对工艺开车情况的详细了解，故障处理可以按图2-2所示思路进行判断和检查。 检查显示仪表输入信号:420 mA（1）DCS查输入端口仪表显示正常（1）再校显示仪表工艺原因（1）被测介质的流量
5、太大，超过变送器的范围。（2）工艺管道有堵塞现象。调零点平衡阀是否内漏（1）打开排污阀排污（2）重新加隔离液（1）送校验室校对（2）检查信号波动检查变送器零位（关正负压截止阀，开平衡阀）检查三阀组（1）检查导压管是否堵塞（2）冷凝液是否冲走（1）调校差压变送器（2）检查电源系统 图2-2 流量检测故障判断2.3压力仪表故障判断步骤故障现象：某泵出口指示不正常，偏高或偏低，或指示为零或不变化。以电动压力变送器为例(3051C)。首先应了解被测介质是气体还是液体，了解工艺开车情况和简单工艺流程，根据对工艺情况的了解和仪表故障现象来进行仪表故障判断和处理。有关故障判断及处理可按图2-3的思路来进行检
6、查（1）检查显示仪表输入信号（2）若使用DCS控制，检查输入接口检查压力变送器零位，关取压阀，打开排污阀，或松开取压接头检查取压管线：测气体：堵，有冷凝液;测蒸汽：堵，测液体：堵。隔离液冲走调校压力变送器工艺原因：和工艺人员商讨裁决，仪表无故障。调校显示仪表调零点分别进行处理指示恢复正常 图2-3 压力检测故障判断2.4液位检测故障判断步骤故障现象：液位指示不会变化，偏高或偏低，或无指示。以双法兰液位变送器为检测仪表。首先要了解工艺状况、工艺介质，被测对象是原稳塔、还是储罐(槽)、反应器。用双法兰液位变送器测量液位，往往同时配置就地显示液位计，工艺操作人员以就地显示液位计为参照判断差压式液位变
7、送器所测量值指示偏高或偏低，因为就地显示液位计比较直观。而仪表维护人员应根据工艺状况和仪表故障现象进行判断和检查。有关液位(物位)检测故障判断思路可以参照图2-4进行。（1）检查显示仪表输入信号（2）若使用DCS控制，检查输入接口检查双法兰液位变送器零点，关闭取压阀，打开排污阀检查液位变送器连接管线及取压气源管线和法兰连接是否泄露。调校液位变送器工艺原因：工艺介质密度有较大的变化调校显示仪表调零点消除泄露指示恢复正常消除假液位现象 图2-4 液位检测故障判断2.5简单控制系统故障判断步骤故障现象：控制系统不稳定，输入信号波动大。以流量简单控制系统为例，控制系统由双法兰液位变送器、单回路调节器和
8、带电气阀门定位器的气动薄膜调节阀组成。在处理这类故障时，仪表维护人员应很清楚该流量控制系统的组成情况，要了解工艺情况，如工艺介质，简单工艺流程，是加料流量还是出料流量或是塔的回流量。处理故障步骤详见图2-5。把调节器由自动操作切换到手动操作，记录曲线较正常波动。检查差压变送器输出是否波动(1)检查导压管液体是否汽化（2）隔液是否冲走（1） 调节阀是否出现震荡现象工艺原因：（1）泵故障（2）流量出现脉冲等重新整定PID参数调校或更换调节器调校差压变送器，检查接线端子是否松动（1）检查保湿系统（2）重新隔液（1）检查气、电阀门定位器（2）打开旁路阀观察（3）更换调节阀控制系统稳定图2-5 控制系统
9、故障判断2.6调节阀常见故障及原因分析在石油化工生产过程中，调节阀的结构相对于自动调节系统的其他环节较为简单，但是它直接与工艺介质接触，因而故障率较高。调节阀在使用过程中有以下几种常见故障：(1) 调节阀不动作：原因可能是没有信号压力或虽有信号压力但膜片裂损，膜片漏气。也可能是阀芯与阀座或衬套卡死，阀杆弯曲。(2) 调节阀动作正常，但不起调节作用：原因是阀芯脱落，此时，虽然阀杆动作正常，但阀芯不动，因此无调节作用。一般表现为，对于正作用气关阀和反作用气开阀，调节阀总处于关闭状态，无法开启；对于正作用气开阀，调节阀总处于全开状态，无法关闭。另外，管道堵塞也会出现调节阀不起调节作用的现象。(3)
10、调节阀不稳定或产生振荡：原因可能是调节阀口径选得过大，经常在小开度下工作，或单座阀介质在阀内流动方向与关闭方向相同。在阀芯与衬套严重磨损的情况下，也可使调节阀在任何开度都发生振荡。附近有振荡源，是调节阀振荡的一个外界因素。(4) 调节阀动作迟钝或跳动：由于密封填料老化或干枯，使阀杆与填料的干摩擦增大，会造成动作迟钝或跳动。有时也可能因阀体内含有粘性大的污物以及堵塞、结焦等情况而引起的。膜片及“O”型密封圈等处泄漏也会引起动作迟钝，但这往往表现为单方向动作迟钝。(5) 调节阀泄漏量大：主要原因是阀芯与阀座腐蚀、磨损而造成。有时也可能因阀体内有异物，阀芯被垫住关不严，造成泄漏量大。(6) 其它原因
11、：调节阀阀门定位器故障或调节器故障也可能引起调节阀不动作等其它的故障。三仪表故障诊断方法3.1电压测量法按照仪器的原理图对其各级电压点测量其相对应电压值。如果测得各处的电压与使用说明书所列的相差很大,则就是故障所在。如果所测的电压与使用说明书相差不大，则说明电路静态工作是正常的。这种方法不论在电子管、晶体管或集成电路中都是很有效的。3.2简易干扰法这种方法特别适用于分析仪器的记录仪、数字处理仪，用小螺丝刀碰撞讯号输入端时，观察其指针有无移动。采用此方法，可以在送电情况下逐级进行，从后级逐步向前做碰撞，碰到哪一级没有反映，说明故障就在哪一级。3.3输入信号法使用外部的不同信号源作为检测信号，并利
12、用本机的终端指示器表明测试的结果。即利用外部的相应讯号源从待修的仪器终端指示器的输入端开始注入，然后依次序向前级电路推移，注入测试信号到各级电路的输入端，同时观察仪器终端指示器有无反应作为确定故障存在的部位和分析故障发生的原因。依据讯号注入到哪一级，终端指示器如果无反应，故障就在哪一级。这也是比较简单的，行之有效的方法。3.4示波器法这主要是在动态测量时采用比较多，即对于被修仪器静态测量正常，而又未找到故障部位时就应采用动态测量。利用示波器对照原理图进行逐步观测，对照有关位置的波形进行分析，也可以找到故障的确切位置。在检修自动化仪表的电子放大部分常采用此方法，那是很成功的。但这方法要求维修人员
13、对所修理的仪器电路原理和波形变化要熟悉，而且要求熟练操作和正确地使用示波器观察各种不同变化规律的信号。3.5器件替代法当不能确定仪器故障的大致范围时，可采用单元替代或单板替代法。注意，最好不要拆动电路中的元器件，特别是精密仪器，更不允许随便拆动。可以先使用相同型号、相同规格、相同结构的器件。单元插接部件来临时替代有疑问的部分，观察其对故障的影响。如果故障消失了，就表明被替代部分有故障。这种方法特别适宜于电子管电路或印刷路线板电路、集成电路。3.6逐级断开法有些仪器仪表的电路组成比较复杂，涉及的元器件比较多，并且互相影响或多方面有影响。有的仪器故障表现为某一级，而故障的真正部分却在下一级。例如在
14、计数电路中，由于下一级输入阻抗对上一级的负载作用过大，停止计数。检修这一类仪器时就可以将各级由后向前分别脱离，直到发现故障为止。在运用这一方法时，一定要选择好断开点的位置，只有做到合理断开，才可迅速确定故障的部位。同时还要防止由于脱开某一部分，而使其它部位出现电压过高、过低现象。四仪表常见故障处理实例在石油化工生产过程中，仪表检测所涉及的工艺参数比较多，为了更好的说明怎样判断和处理仪表故障，在这里以生产过程中所处理的温度和液位的一些故障实例为例来进行说明。4.1 温度仪表常见故障分析实例。（1）温度突然增大：此故障多为热电阻（热电偶）断路、接线端子松动、（补偿）导线断、温度失灵等原因引起，这时
15、需要了解该温度所处的位置及接线布局，用万用表的电阻（毫伏）档在不同的位置分别测量几组数据就能很快找出原因。（2）温度突然减小：此故障多为热电偶或热电阻短路、导线短路及温度失灵引起。要从接线口、导线拐弯处等容易出故障的薄弱点入手，一一排查。现场温度升高，而总控指示不变，多为测量元件处有沸点较低的液体（水）所致。（3）温度出现大幅度波动或快速震荡：此时应主要检查工艺操作情况（参与调节的检查调节系统）。4.2压力仪表常见故障分析实例。(1) 压力突然变小、变大或指示曲线无变化：此时应检查变送器引压系统，检查根部阀是否堵塞、引压管是否畅通、引压管内部是否有异常介质、排污丝堵及排污阀是否泄漏等。冬季介质
16、冻也是常见现象。变送器本身故障可能性很小。(2) 压力波动大：这种情况首先要与工艺人员结合，一般是由操作不当造成的。参与调节的参数要主要检查调节系统。4.3流量仪表常见故障分析实例。（1）流量指示值最小：一般由以下原因造成：检测元件损坏（零点太低。；显示有问题；线路短路或断路；正压室堵或漏；系统压力低；参与调节的参数还要检查调节器、调节阀及电磁阀。（2）流量指示最大：主要原因是负压室引压系统堵或漏。变送器需要调校的可能不大。（3）流量波动大：流量参数不参与调节的，一般为工艺原因；参与调节的，可检查调节器的PID参数；带隔离罐的参数，检查引压管内是否有气泡，正负压引压管内液体是否一样高。4.4液
17、位仪表常见故障分析实例。（1）液位突然变大：主要检查变送器负压室引压系统是否堵、泄漏、集气、缺液等。灌液的具体方法是：按照停表顺序先停表；关闭正负压根部阀；打开正负压排污阀泄压；打开双室平衡容器灌液丝堵；打开正负压室排污丝堵；此时液位指示最大。关闭排污阀；关闭正负压室排污丝堵；用相同介质缓慢灌入双室平衡容器中，此时微开排污丝堵排气；直至灌满为止，此时打开正压室丝堵，变送器指示应回零位。然后按照投表顺序投用变送器。（2）液位突然变小：主要检查正压室引压系统是否堵、漏、集气、缺液、平衡阀是否关死等。检查引压系统是否畅通的具体方法是停变送器，开排污阀，检查排污情况(不能外泄的介质除外)。（3）总控室
18、指示与现场液位不相符：首先判断是不是现场液位计故障，此时可以人为增大或降低液位，根据现场和总控指示情况具体分析问题原因（现场液位计根部阀关闭、堵塞、外漏易引起现场指示不准）。可以通过检查零点、量程、灌液来恢复液位正常。如果仍不正常，可通知工艺人员现场监护拆回变送器打压调校。（4）液位波动频繁：首先和工艺人员结合检查进料、出料情况，确定工艺状况正常后，可通过调整PID参数来稳定。具体方法是：调节阀投手动状态，先调整设定值与测量值一致，使液位波动平稳下来，再慢慢调整调节阀开度，使液位缓慢上升或下降，达到工艺要求，再调整设定值与测量值一致，待参数稳定后调节阀投自动。五结论从以上的分析来看，尽管仪表的
19、种类不同，出现问题时处理的程序和方法大同小异，具有相通性。首先根据问题的特征粗略判断原因所在，然后逐级断开，查找问题的具体位置，这是处理问题的基础环节，找出原因后再对症下药。当然，仪表的种类繁多，故障的原因也有所不同，还要把握好具体问题具体分析的方法。通过对故障的原因分析，逐级判断，分层展开，抓住症结所在，定能让问题迎刃而解。参考文献1 史峰旭. 关于自动化仪表常见故障的分析J；电源技术应用；2013年05期2 刘运松，张洪剑.关于自动化仪表的一些问题和维护的探讨J；中国科技投资；2012年21期3 张毅. 自动检测技术几仪表控制系统. 北京：化学工业出版社，2005.4 侯志林.过程控制与自动化仪表. 北京：机械工业出版社，2003.5 王俊杰.检测技术及仪表. 武汉：武汉理工大学出版社，2002.