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    YJ-LDE系列電磁流量計故障檢查與案例分析之三

    第六節 流量測量值與實際值不符的檢查和采取措施

    電磁流量計

    一、故障原因

    引起測量流量與實際測量不符的故障原因,大體上可歸納成以下6個方面。

    (1)轉換器設定值不止確;

    (2)傳感器安裝位置不妥,未滿管或液體中含有氣泡:

    (3)未處理好信號電纜或使用過程中電纜絕緣下降:

    (4)傳感器下游流動狀況不符合要求;

    (5)傳感器電極間電阻變化或電極絕緣下降;

    (6)所測量管系存在未納入考核的流入/流出值。

    二、比對的參照系

    在檢查本身故障現象之前,首先要評估與電磁流量計測量流量比對的實際流量(即各參照系推導出來的參比流量)的準確性和正確性。人們用作參照流量常從以下3個方面獲得:

    (1)從流程系統的物料平衡,即進入系統的量與流出系統的量之間作比較;

    (2)與其他流量測量值之間的比對,如與水池容器的體積或外夾裝式超聲流量汁的流量相比較;

    (3)與歷史測量值相比較。

    流程現場工藝運行人員按這些參照系,根據他們的經驗提出流量儀表測量值不準確的看法,儀表工程師要了解與分析運行人員作出判斷的依據,過程和數據,了解流程必要時去現場勘察,確認其正確后才作下一步檢查。

    現例舉用得較多的夾裝式超聲流量計作比對參照時,準確性評估中的幾點常見失誤。(1)作流量計算時流通面積未實例測量管段的外徑和壁厚,僅按所查得鋼管規格表中名義尺寸代入,由于外徑和壁厚的允差,帶來流通面積的計算誤差。例如DN200-DN500無縫熱軋鋼管流通面積可能相差±(3.4-3.2)%;即使外徑用圓周法實測而壁厚未測而用名義尺寸,流通面積也可能相差±(1.25-1)%。(2)在現場測量聲波傳播距離如有(1-2)%誤差,即會給流量測量帶來(1-2)%的誤差。(3)沒有計入水泥襯里層厚度,舊管銹蝕層或污積層厚度。

    又如水廠經常用清水池體積作比對參照,要評估水池面積的準確性。經常發生計算水池面積僅按設計圖或竣工圖數據,由于竣工圖僅按工程要求而未按計量要求丈量,必然會帶來誤差;還有可能未減去水池中隔墻、管線所占去的體積,以及旁路管線流出/流入的體積。并要確認在試驗時間內閥門的密封性等等,均應作復核評估。

    三、檢查程序

    圖7所示是檢查電磁流量計測量流量與實際流量不符的流程。先按流程全面考慮作初步調查和判斷,然后再逐頃細致檢查和試排除故障。流程所列檢查順序的先后原則是:(1)可經觀察或詢問了解而毋須作較大操作的在前,即先易后難;(2)按過去現場檢查修經驗,出現頻度較高今后出現概率較高者在前;(3)檢查本身的先后要求。若經初步調全確認足后幾項故障原因,亦可提前作細致檢查。

    四、故障檢查和采取措施

    本小節分別討論圖7-7所示6個方面故障原因檢查和采取措施。

    1、復核轉換器設定值和檢查零點、滿度值

    檢查流程圖第1項。首先檢查相配套傳感器和轉換器的編號是否對號。當代大部分電磁流量計在制造廠實流校準后在傳感器名牌(或/和隨表附《使用說明書》,標明校準的儀表常數,并在所配套的轉換器內設定好。因此新安裝內儀表調試前首先要復核儀表常數,或者傳感器編號和轉換器編號是否配對。因為這類失配的事件經常發生,還需復核口徑、量程和計量單位等設定值。用模擬信號器)通常要按所用電磁流量計型號向制造廠訂購)檢查轉換器零點和量程。

    2、查管道充液狀況和含有氣泡

    檢查流程圖第2項。本類故障主要是管網工程設計不良或相關設備不完善所引起的,可參閱第9頁第四節中"2、管道未充滿液體或液體小有含有氣泡"一節。


    電磁流量計1
    圖 7 電磁流量計測量值與應用參比值不符檢查流程

    3、檢查信號電纜系統

    檢查流程圖第 3 項,查連接電纜匹配是否適當?連接是否正確?絕緣是否下降?

    通常人們檢查電磁流量計測量流量不符的故障原因,往往忽視連接傳感器和轉換器之間的電纜系統,而從制造廠去現場服務調試或檢查過程的故障事例中,實際上出現連接電纜的原因頻度頗高。例如經常遇到以下事例:(1)將所附整根電纜割斷后重新連接,使用一階段后連接處吸入潮氣,絕緣下降;(2)信號線末端未處理好,內屏蔽層、外屏蔽層和信號芯相互間有短接,或與外殼短接;(3)不用規定型號(或所附)的電纜;(4)電纜長度超過受液體電導率制約束的長度上限;(5)液體電導率較低而傳感器和轉換器相距較遠,未按規定用驅動屏蔽電纜,有些型號儀表電纜長度超過 30m,電導率低于10-4S/cm時就需用2芯雙重屏蔽的驅動屏蔽層。上述5種事例中(3)-(5)只會出現在初裝調試期,(2)也較多出現于初裝調試期。

    4、調查傳感器上游流動狀況,檢查傳感器測量道道內壁狀況

    檢查流程圖第4項。傳感器上游流動狀況常因受安裝空間限制,偏離規定要求,如接近產生擾流的阻流件而無足夠長度的直管段,這些會引入影響測量準確的因素。特別是接近傳感器上游設置調節閥或未全開的閘閥,能完滿解決的唯一辦法足改動傳感器的安裝位置;在上游直管段長度不足的情況下,安裝流動調整器也只能作部分改善。

    測量內壁存在淤積層或管壁被磨損,從而改變流通面積,影響測量值。這類故障的出現只有在運行一段時期后才會出現,請參閱故障案例8。

    流量傳感器上游流動狀況偏離要求的原因絕大部分是工程設計將傳感器安裝在不適當位置所致;但也發生過工程設計的安裝情況良好,但運行一段時間后,卻出現較大誤差,按常識判斷為流動狀況不善,似乎足不可能的,但也確實發生過,請參閱故障案例1。

    5、檢測電極與液體間接觸電阻和電極絕緣

    檢查流程圖第5項。電極與液體接觸電阻值主要取決于接觸面積和液體電導率。一般結構電極在測量電導率為5×10-6S/cm的蒸餾水時電阻值為350kD,電導率為150×10-6S/cm的生活和工業用水約為15kn,電導率為1×10-2S/cm的鹽水約為200n。

    用萬用表在充滿液體時測量電極接觸電阻,雖然只是確定大體的值,卻是判斷管壁狀況較方便的方法。準確的測量則必須用交流電橋,如"Kohlraush 電橋"等測量。

    電磁流量傳感器的電極接觸電阻最好在新裝儀表調試時即測量并記錄在案,以后每次維護時均作測量(作分析比較測得各次電阻值,必須是用同一型號萬用表,同一測量檔的測量值),分析比較將有助于今后判斷儀表故障,省略從管道上卸下流量傳感器進行檢查。

    如所測電極接觸電阻值比以前增加,說明電極表面被絕緣層覆蓋或部分覆蓋;如比以前電阻值減少,說明電極和襯里表面附著導電沉積層。

    通常要求電極絕緣電阻大于100Mn,若檢查結果確實是絕緣破壞只能調換傳感器。檢查電極絕緣的方法是先卸下流量傳感器,放空液體,用布擦干襯里內表面,不留液(水)漬,干燥之。然后用500VDC兆歐表,分別測試兩電極對地電阻。然而絕緣下降的原因,往往是接地線柱等浸水受潮所致,有時候用熱吹風排除潮氣即可恢復絕緣。

    6、檢查有否未納入考核的歧管流出或流入

    檢查流程圖第6項。當流程工藝人員發現測量流量與參照量有較大差別時,分析各種原因常聚焦于流量儀表方面而忽略測量管道歧管流出/流入的原因。工藝操作人員與去現場服務儀表工程師討論時,常常有把握地說無歧管流出或流入。然而現場服務經驗表明,作了全面檢查并排除其他各種故障可能性后,最后常是有歧管流出或流入導致測量流量與所謂"實際測量"不符,這種實例不是個別的。因此有否歧管亦應作為一個方面進行調查。例如調查在作為參照量(如超聲流量計、容器和水池等)測量點與電磁流量計之間的管道有否歧管,閥門是否緊閉,此外也應檢查容器或水池是否連有其他流出流入源。

     ①流動調整器(流動整流器)是置于管道內的多孔板或由較小管束(或格柵板)組成的一種管件,用來減少(或消除)漩渦和改善流速分布畸變,以達到縮短直管段長度的目的。


    電磁流量計2

    圖 8 電磁流量計輸出信號超滿度值檢查流程



    第七節 電磁流量計輸出信號超滿度值檢查和采取措施



    一、故障原因

    輸出信號超滿度值的故障原因來自4個方面,即:傳感器方面、連接電纜方面、轉換器方面、連接于轉換器輸出的后位儀表方面。每個方面又各有多種原因,其主要如下所列:

    (1)傳感器方面--電極間無液體連通,從液體引入電干擾;

    (2)連接電纜方面--電纜斷開,接線錯誤;

    (3)轉換器方面--與傳感器配套錯誤,設定錯誤

    (4)后位儀表方面--未電隔離,設定錯誤。

    二、檢查程序

    圖8所示是檢查輸出信號超滿度值的流程。檢查首先足判別故障原因來自轉換器之前(即流量信號上游)還足在轉換器以及其后之后位儀表,然后按流程全面考慮作初步調查和判斷,再逐項細致檢查和試排除故障。流程所列檢查項目順序的先后原則是:(1)可經觀察或詢問了解毋須較大操作在前,即先易后難;(2)按過去現場檢修經驗,出現頻度較高而今后可能出現概率較高者在前;(3)檢查本身的先后要求。若經初步調查確認是后幾項故障原因,亦可提前檢查。

    三、故障檢查和采取措施

    本小節分節討論上述來自4個方面故障原因的檢查方法和采取措施。

    1、判別故障原因在轉換器之前還是在轉換器及其后之下位儀表

    檢查流程圖第1項。故障在轉換器之前,即在傳感器和傳感器/轉換器之間的信號電纜(一體型電磁流量計信號連接線,在儀表內部,一般極少出現故障);之后即在傳感器本身及其后積算器或流量計算機等下位儀表。

    先在管系和流量傳感器內通水,靜止無流動狀態下將轉換器兩信號端子和功能地或保護地端子短路,觀察轉換器輸出信號足否到零。若能到零,則可初步判斷故障在轉換之前而不在轉換器本身及后位儀表,下一步可先重點檢查連接電纜和傳感器(即流程圖第2項);若不能到零,則檢查重心應在轉換器和后位儀表(即流程圖第 3、4、6、7 項)。

    2、確認信號電纜完好性和兩電極場與液體充分接觸

    檢查流程圖第2項。若信號回路斷開,輸出信號將超滿度值,因此本檢查項目主要是核實流量信號回路完整通暢。信號回路包括電纜及其連接端子,流量傳感器一對電極和電極間液體。除檢查電路通斷外,還應核實電纜型號,各接點的連接正確性,絕緣是否達到要求等。流量傳感器電極末接觸到液體(兩電極均末接觸到液體或一只電極末接觸到,同樣也斷開了信號電纜,必須如圖3所示將流量傳感器改裝到能充滿液體位置等排除電極與液體末接觸的原因。

    3、復核轉換器設定值的正確性,核查零點和滿點

    檢查流程圖第3項。分離型電磁流量計出廠時,一般轉換器和傳感器按合同規定口徑及流量及設定參數實流校準,傳感器和轉換器必須一一對應。因此,先檢查配套是否正確,再檢查轉換器儀表常數和各參數是否符合。然后再用模擬信號器復查零點。一體型儀表毋需檢查本項。

    4、檢查下(后)位儀表

    檢查流程圖第4項。電磁流量轉換器輸出流量信號傳送給流量積算器,流量計算機等下位儀表。若后位儀表帶電連接(即有源負載),負載上電源回授損壞轉換器輸出電路,出現輸信號超滿度值現象,要采取電隔離措施。

    轉換器輸出回路有允許接地和不允許接地兩種類型。若是允許接地者,輸出仍超過滿度值,轉換器有故障;若是不允許接地者誤接地,只要去除接地就可運行正常。

    5、檢查從液體引入電干擾

    檢查流程圖第5項。在無激磁電流情況下,用萬用電表或示波器在兩電極檢測干擾電勢。這一故障現象常出現于制堿工業氯化納電解工序等和陰極保護管線上,可采取將電磁流量傳感器與管線絕緣的措施,使電極與液體處于同電位。請參見案例12(第 24 頁)。

    6、查轉換器本身

    轉換器本身故障引起輸出信號超滿度值的原因較為復雜,它可由轉換器內各單元線路中某一環節引起的,因類型(模擬式或數字式)而有較大差別。對于一般使用單位;可利用當代電磁流量計線路板分成可互換相互獨立的單元,采取試換備用線路板(或臨時借用同型號其他運行正常儀表的線路板)以替代法檢查判別。

    先檢查流程圖第6項,即查輸入/輸出電路。按模擬電路轉換器或數字電路轉換器兩種類型各自特點上,著重檢查幾個環節,對模擬電路轉換器應從反饋回路是否開路,輸出回路有否損壞為主;對數字電路轉換器應從 ND 轉換電路和輸出回路分析為主要檢查環節。然后檢查流程圖第 7 項,即查轉換器其他電路。

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