仪表及控制系统出现故障时,操作人员反馈给仪表维修工的可能就是“仪表坏了"或“自控失灵了"。仪表故障的表现形式则是多种多样的,比如没有显示,调节阀不会动作,显示有波动,显示最大、最小、氧化锆分析仪氧量偏大、偏小等现象。导致仪表及控制系统出现故障的原因归纳如下。
(1)失效
失效包括早期失效和正常失效。早期失效是指仪表在投入使用之后不久就出现故障,大多是产品设计、制造过程中隐藏有缺陷,电子元件虽然经过了老化处理或检测,可能仍会有漏网情况发生,这些元件就是发生故障的元凶。电子元器件及机械零部件都有使用寿命,随着使用时间的推移,都会老化和磨损,使用年限已到或过期才损坏的则称为正常失效,仪表修工作很多时候就是在检查和修理失效的电子元器件及机械零部件。
(2)接触不良
接触不良直接与连接有关,该故障大多由接点氧化、腐蚀引起,开关和继电器触点接触不良大多南电火花引起,插头氧化、插座簧片变形也易产生接触不良及发热。多层印制电路板的连线、电路板的过孔工艺处理得不好,也会产生接触不良故障。
(3)腐蚀、泄漏及堵塞
仪表测量元件大多与高温、高压、有腐蚀.易结晶的工艺介质接触,导压管、阀门、法兰、管接头易产生泄漏或堵塞故障;温度计保护套管、传感器、变送器、氧化锆探头又都安装在现场的恶劣环境中,易受到腐蚀而损坏。所以在危废处理、化工厂、硫酸厂,一些恶劣环境,安徽美康仪表自动化推荐使用的是防腐型氧化锆探头,这样仪表使用寿命就大大的增加。
(4)焊接点
理论上讲,焊接点很可靠,但锡焊点也会损坏,焊点电阻的增大阻碍了电流的,流动,焊点虚焊或脱焊都会引发故障,焊点故障通常是生产有缺陷造成的。焊点故障比较隐蔽,过了很长时间或数年才会暴露出来。大功率元器件的工作电流大,会发热,发热也会逐渐降低焊接点的特性而出现故障。
仪表固定件与工艺设备、管道的连接都是用电、气焊接,使用时间长所引起的应力变化、工艺介质的腐蚀都有可能出现裂纹而产生泄漏。
(5)机械磨损
执行器及调节阀、走纸记录仪等都有机械部件。活动的零部件比电子元器件更容易损坏。轴承磨损、润滑油变干、齿轮损坏、塑料部件断裂都会引发故障。
(6)发热
电子元件*高温,只要过热就有可能出现故障,所以氧化锆探头在高温环境下尽量选择分体式安装。短路现象造成过大的电流所引起的过热可以迅速损坏电子元件,就是正常的热量,也会逐渐降低滤波电解电容器的性能,发热会使绝缘材料的性能下降而引发故障,过流发热也常导致发生故障。
(7)电源电压及浪涌
电源电压过高或过低对仪表或系统也会造成影响,甚至会损坏仪表及系统。太高的电压会使稳压器过热,电解电容器由于接近或超过其电压极限而损坏。有固定电压要求的电子元件如果过压也会损坏。
雷击串入电源,轻者造成仪表或控制系统局部电路的损坏,严重时可能是大面积的损坏。电源浪涌会使市电电压在瞬间升高,会对仪表或控制系统造成损坏,电源浪涌有时可能是供电的原因,但大多数可能是雷电引入的浪涌,后果是使仪表的电子元件损坏。
(8)人力故障
不慎将仪表从高处跌落;安装、维修的接线错误,信号线极性接反,补偿导线用错,变送器、显示仪表信号线被混接;液位变送器排污时造成冷凝液冲跑;无目的乱调变送器或仪表的可调部件;对某仪表的结构不熟悉而乱拆卸导致损坏;手动、自动开关的位置放错。实践证明,人为故障时有发生,误操作会引发系统故障,这是很危险的。
(9)干扰
很多仪表的故障都是干扰引起的,维修中要高度重视干扰问题,尤其是有变频器使用的场合。克服或消除干扰又比较棘手,可能要花很多的精力和时间来解决干扰问题。例如:氧化锆分析仪使用的时候经常出现死机、卡顿现象,就应该远离这些因素,更换安装点。
现场仪表容易出现故障的原因
现在使用的检测仪表和DCS的可靠性已很高,但在现场应用中还是会出现这样或那样的故障。从多年维修工作中发现,DCS和盘装显示、控制仪表的故障率很低;而现场检测仪表和控制系统,工作在恶劣的环境下,即使产品质量很好故障发生率仍较高,而且间接地影响到DCS的运行,引发现场仪表出现故障的原因如下:
(1)环境因素
①仪表密封不良引发的故障。密封问题引发的故障占有很大比例。仪表的电线进线口密封不良是导致雨水、冷凝水、粉尘、潮湿气体进入仪表内部的主要原因。不能忽视电线进线口的密封,安装、维护时要规范安装并拧紧密封接头;密葑性差可采用硅胶、玻璃胶浇灌封死接口。现场仪表维护时没有将仪表表壳拧紧,没有将密封垫圈安装到位,导致水或其他腐蚀性介质进入仪表内造成故障。维护中要将密封垫圈安装到位,或拧紧固定螺栓。仪表安装在露天、潮湿的环境要有仪表保护箱。没有条件时可采用塑料布将其包严实, 虽然美观性差,但是可以降低现场仪表故障率。要定期解开或更换包裹仪表的塑料布,打开 仪表表壳晾干里面的冷凝水,或选择外壳防护等级较高的仪表。
②仪表受腐蚀引发的故障。现场仪表都会受到各种介质的腐蚀。时间一长,表壳或螺钉拧不开的现象常发生;表壳被腐蚀坏,使表内电路板或机械部件出现故障。测量介质对导压管、阀门腐蚀造成的故障率也不低。尽量按工艺介质选择管道、阀门的材料,采取隔离措 施增强仪表的抗腐蚀性。
③环境振动引发的故障。现场仪表受环境振动的影响也会出现故障,如仪表的固定螺 栓松动,导压管卡套松动,仪表接线端子松动,焊口出现裂缝等。维护中可采取螺栓配弹簧 垫片、拧紧固定螺栓、定期检查并拧紧卡套的措施。会同工艺、设备人员采取防振动措施, 增加橡胶垫、支撑钢架来缓解振动。
④工艺、设备原因引发的故障。工艺、设备原因引发的故障常发生,如锅炉炉膛内的耐火砖脱落把热电偶保护套管打坏,导致热电偶烧坏。水泵出口振动过大使压力表指针脱落。电气设备产生的电磁场;仪表及控制系统由于干扰引发的故障也占一定比例。
(2)人为因素
①设计选型、安装不当引发的故障。仪表选型或安装方法不合理、不规范会引起仪表不能正常工作或不能长期正常工作。可根据实际情况采取一定措施或进行改造。
②维护不当引发的故障。
③人为原因引发的故障。常发生在安装及停车大检修期间。一种是设备检修工在检修中造成仪表损坏,如在塔、罐内检修把测温元件的保护套管碰弯,起吊设备时把现场仪表或仪表部件碰坏,把仪表电线、电缆损坏等;另一种是仪表的部件或电线、电缆被盗。
(3)仪表本身因素
由于仪表质量问题引发的故障在现场也是有的。有的仪表是偶然发生故障。有规律地发生故障,或者经常出现故障的仪表,应考虑该型或该批次的仪表可能存在质量问题,应重新选型,改用质量过硬的产品。