常規(guī)儀表的故障分析與判斷教材

1、常規(guī)儀表的故障分析與判斷常規(guī)儀表的故障分析與判斷思路1、要處理好常規(guī)儀表故障所在，必須具備以下知識：儀表的工作原理、儀表所在的回路組成和回路接線，以及簡單的儀表安裝知識2、學習工藝流程，了解工藝狀況3、 注意外界因素影響：1）天氣、氣溫變化：如雷電、暴雨、高溫、冰凍天氣對儀表測量的影響。2）工藝控制方案發(fā)生改變而導致儀表測量顯示值與以前 不同3）周圍其它施工作業(yè)導致的儀表損傷4、儀表設計選型不當導致的儀表測量不準自動化儀表分類與簡單介紹：自動化儀表簡單地分為檢測儀表、顯示儀表、控制儀表和執(zhí)行器四大類。檢測儀表包括溫度、壓力、流量、物位、成分分析、和軸系儀表；顯示儀表包括指示儀、記錄儀、累計器、

2、信號報警器和屏幕顯示器；控制儀包括調(diào)節(jié) 器、可編程控制器 PLC、集散控制系統(tǒng) DCS和安全檢測系統(tǒng) FSC等。執(zhí)行器由執(zhí)行機構和調(diào)節(jié)閥兩部分組成。執(zhí)行機構按能源劃分有氣動執(zhí)行器、電動 執(zhí)行器和液動執(zhí)行器，按結構形式可以分為薄膜式、活塞式（氣缸式）和長行程執(zhí)行機構。調(diào)節(jié)閥根據(jù)其結構特噗和流量特性不同進行分類，按結構特點 分通常有直通單座、直通雙座、三通、角形、隔膜、蝶形、球閥、偏心旋轉(zhuǎn)、套筒（籠式）、閥體分離等，按流量特性分為直線、對數(shù)（等面分比）、拋 物線、快開等?，F(xiàn)根據(jù)測量參數(shù)的不同和控制的關聯(lián)性，來分析不同的現(xiàn)場儀表故障所在。1、常用的溫度檢測儀表有雙金屬溫度計、熱電偶和熱電阻1）雙金屬

3、溫度計屬現(xiàn)場指示表， 根據(jù)現(xiàn)場工藝介質(zhì)類型、 壓力、溫度、管道大小等來選擇不同型號規(guī)格A、根據(jù)現(xiàn)場工藝介質(zhì)類型、壓力、溫度來確定溫度計的材質(zhì)；B、根據(jù)指針盤與保護管的連接方向來選擇軸向型、徑向型、萬向型；C、根據(jù)表盤大小可分為C 50、C 100、電150,根據(jù)溫度大小來選擇不同量程范圍的溫度計；D、 根據(jù)現(xiàn)場工藝介質(zhì)類型、壓力、溫度大小決定連接方式：M2 7X 2螺紋連接和不同壓力等級的法蘭連接；E、根據(jù)管道大小來確定插深長度。總之，一臺雙金屬溫度計的型號規(guī)格里包含了：材質(zhì)、指針盤方向、表盤大小、溫度量程范圍、連接方式、插 深以及防爆等級。2）常用熱電阻為鉑電阻，常用在溫度范圍為100度以下

4、，如機組測溫。型號規(guī)格里包含了 ：材質(zhì)、保護管尺寸、連接方式（螺紋連接、法蘭連接、直插式指機組瓦溫）插深、電氣接口規(guī)格、以及防爆等級。3）常用熱電偶：A、根據(jù)熱偶絲材質(zhì)類型有 K型、E型、T型、B型、S型；B、根據(jù)熱偶裝配結構分為鎧裝熱偶和普通熱偶；C、根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境要求熱偶保護套管及熱偶的類型又分為隔爆型熱偶、熱套式熱偶、防腐熱偶、耐磨熱偶、耐高溫耐腐蝕熱電偶D、根據(jù)熱偶絲數(shù)量又分為單絲、雙絲和多芯（用于反應器床溫），總之，一熱偶的型號規(guī)格里包含了：熱偶絲型號、熱偶絲對數(shù)、保護管材質(zhì)、保護管尺寸、連接方式（螺紋連接、法蘭連接和焊接）插深、接線盒要求（普通、防水、防爆等）、 電氣接口規(guī)格、以及防

5、爆等級 。下圖為耐腐熱電偶和耐磨熱電偶111600 C,具有良好的耐高溫、抗氣流沖擊、壽 下圖為耐高溫耐腐蝕熱電偶：以特殊金屬陶瓷材料作為外保護套管，采用復合型結構，使用溫度 抗氧化性能。主要用于高溫加熱爐、裂解爐、尾氣焚燒爐、焦化爐等裝置的測溫。F圖為WR系列隔爆熱電偶F圖為套管式熱電阻:2、常用的流量檢測儀表V錐等測量元件來檢測）、轉(zhuǎn)子流量計、電磁流量計、超聲波流量、質(zhì)量流量計、渦輪流量計、橢圓差壓式流量計（主要是靠孔板、噴嘴、文丘里管、 齒輪流量計、渦街流量計等。下圖為法蘭取壓楔式流量計F圖為一體化差壓式流量計上圖為文丘利管上圖為噴嘴F圖為成套節(jié)流裝置ii3、常用的物位檢測儀表 有：玻璃

6、板、差壓液位（包括雙法蘭）、單法蘭液位計、浮球液位計、浮筒液位計、磁翻板液位計、電接點液位計、超 聲波液位計、雷達液位計、光纖液位計、音叉料位計、射線料位計、射頻導鈉料位計等。4、 常用的壓力檢測儀表:膜盒式壓力表、波紋管壓力表、彈簧壓力表、電接點壓力表、壓力開關等5、 分析儀表 煉廠常用的分析儀表為氧化鋯、色譜分析儀。熱電廠微量氧量分析儀、溶解氧分儀、濁度儀、PH值、電導儀、硅酸根、磷酸根、鈉離 子、煙氣分析儀等。6、 軸系儀表包括振動、位移、轉(zhuǎn)速、偏心、鍵相、脹差、蓋振、撞擊子、熱膨脹等，軸系儀表屬關鍵儀表。儀表單回路接線及在線故障檢查儀表接線標記方式：本位號、同位號、呼應號二、接線要求:

7、1. 根據(jù)回路特性、容量等選擇合適的導線、電纜、接線鼻子、開關端子、保險、安全柵等回路所用材料2. 接線應保證橫平豎直，無毛刺、無傷痕。3. 接線端子應巧用力，避免螺絲擰滑扣4. 接地要牢靠，匯流條接地鼻子要用不同規(guī)格的園鼻子，螺絲要加彈簧墊（電纜的屏蔽單端接地宜在控制室一側接地）5. 信號電纜敷設前須對整盤電纜進行絕緣測試，絕緣電阻符合要求方可敷設；屏蔽線只能單點接地， 儀表電纜不能與電氣電纜混在一起敷設，防止電磁干擾。6. 儀表所在的回路組成1）.對于所有的兩線制的輸出為42 0mA儀表的測量回路其組成環(huán)節(jié)都是相同的。24V-變送器24V+匯流條2502）對于所有DCS的420mA輸出回路

8、都由下面的環(huán)節(jié)組成。DCS輸出模件三、常見故障分析及處理方法：一塊表或一個溫度出現(xiàn)問題時，不能單一的就表或溫度本身來分析處理問題，要從整個回路來分析檢查問題，其中電纜斷路或接地是一個非常重要的環(huán)節(jié)。現(xiàn)場儀表無指示時，如果沒有檢查發(fā)現(xiàn)其它的故障，則可能電纜線有斷裂現(xiàn)象時要用兆歐表來測量電纜線是否導通，操作時先把電纜的一頭短在一起，另 一頭用兆歐表搖，如電阻值偏大，則證明電纜線有斷開現(xiàn)象。當然，現(xiàn)場無指示的原因可能還有輸入安全柵壞、室內(nèi)開關端子故障、保險壞等導致電無法 外供。二現(xiàn)場有指示，操作室指示偏高：當現(xiàn)場儀表有指示，但操作室卻偏高，電纜則可能是絕緣不好，當絕緣不好時，則會產(chǎn)生一個線間電阻，則

9、同時會產(chǎn)生一個電流與現(xiàn)場送過來的420mA的信號一同送到操作室（I總=1現(xiàn)+ 1）,這樣就會出現(xiàn)操作室數(shù)值比現(xiàn)場高的故障，檢查電纜絕緣性時也要用兆歐表。（一般檢查芯線之間，芯線與地之間，其阻值一般為應大于 5M?。三現(xiàn)場有指示，操作室指示偏低或無指示:24V+COMCOM（四）當現(xiàn)場儀表有指示，但操作室偏低或無指示時，電纜故障則可能是有接地現(xiàn)象，當指示偏低說明電纜線沒有完全接，因為對地產(chǎn)生了一個電阻， 同時也產(chǎn)生一個電流I（ I總=1地-I）這樣當現(xiàn)場送出的 420mA信號到接地處會有一部分電流流失，所以就出現(xiàn)了指示偏低，同樣完全對地就會出現(xiàn)無指 示。在檢查電纜絕緣性時用兆歐表，同樣查對地也是

10、用兆歐表。常見現(xiàn)場儀表的故障分析與判斷溫度儀表系統(tǒng)故障分析步驟：分析溫度控制儀表系統(tǒng)故障時，首先要注意兩點：該回路系統(tǒng)包含了哪些儀表來進行測量、指示、控制；該系統(tǒng)儀表的測量往往滯后較大。(1) 溫度儀表系統(tǒng)的指示值突然變到最大或最小，一般為儀表系統(tǒng)故障。因為溫度儀表系I統(tǒng)測量滯后較大，不會發(fā)生突然變化。此時的故障原因多是熱電偶、熱電阻、補償導線斷線或變送器放大器失靈造成。(2) 溫度控制儀表系統(tǒng)指示出現(xiàn)快速振蕩現(xiàn)象，多為控制參數(shù)PID調(diào)整不當造成。(3) 溫度控制儀表系統(tǒng)指示出現(xiàn)大幅緩慢的波動，很可能是由于工藝操作變化引起的，如當時工藝操作沒有變化，則很可能是儀表控制系統(tǒng)本身的故障。(4) 溫

11、度控制系統(tǒng)本身的故障分析步驟：檢查調(diào)節(jié)閥輸入信號是否變化，輸入信號不變化，調(diào)節(jié)閥動作，調(diào)節(jié)閥膜頭膜片漏了；檢查調(diào)節(jié)閥定位器輸入 信號是否變化，輸入信號不變化，輸出信號變化，定位器有故障；檢查定位器輸入信號有變化，再查調(diào)節(jié)器輸出有無變化，如果調(diào)節(jié)器輸入不變化，輸出 變化，此時是調(diào)節(jié)器本身的故障實例:熱電偶測溫回路故障檢查與處理一)處理熱電偶故障步驟(1) 穿好勞保服及工作鞋，帶齊勞保用品及所需工具、儀器。JHA分析單并要求工藝開具危險作業(yè)票(2) 向工藝人員詢問儀表位號及故障現(xiàn)象，并由工藝人員確認現(xiàn)場位置。查看現(xiàn)場環(huán)境后填寫(3) 如該點溫度帶控制，則要求工藝改手動控制。(4) 如該點溫度帶聯(lián)鎖

12、，則需聯(lián)系工藝主管和車間主管人員到場確認，并開具切除聯(lián)鎖作業(yè)票(5) 堅持倆人工作制，并要求工藝監(jiān)護人員到現(xiàn)場監(jiān)護。(6) 所有作業(yè)條件具備及落實安全措施后，判斷故障原因并排除故障。(7) 處理完故障并投用后告之工藝人員，由其進行相應操作。二)、熱電偶使用時的故障判斷、原因及其處理方法1判斷熱電偶故障思路溫度指示不正常，偏高或偏低，或變化緩慢甚至不變化等時，首先應了解工藝狀況?？梢栽儐柟に嚾藛T，被測介質(zhì)的情況及儀表的 安裝位置，在氣相還是液相。因為是正常生產(chǎn)過程中的故障，不是新安裝的熱電偶，所以可以排除熱電偶和補償導線極性接反、熱電偶或補償導線不配套等因素。排除上述因素后，可按圖三思路逐步進行

13、判斷和檢查。2.熱電偶常見故障原因及其處理方法由于熱電偶的選型、安裝、老化等一些原因，常導致熱電偶在使用過程中測量不準。其常見故障原因及其處理方法如圖四所示故障現(xiàn)象可能原因處理方法熱電勢比實際值?。@示儀 表指示值偏低）1熱電極短路2. 熱電偶的接線柱處積灰，造成短路。3. 補償導線線間短路.4. 熱電偶電極變質(zhì)。5. 補償導線與熱點偶極性接反。6補償導線與熱電偶不配套。7.熱電偶安裝位置不當或插入深度不 符合要求。1. 找出原因，如因潮濕所致，則需進行干燥；如因絕緣子損壞所致，則需更換絕緣子2. 清掃積灰。3.找岀短路點，加強絕緣或更換補償導線。4.在長度允許的 情況下，剪去變質(zhì)段重新焊接，

14、或更換新熱偶。5.重新接正確。6.更換相配套的補償導線。7.重新按規(guī)定安裝。熱電勢比實際值大（顯示儀 表指示值偏高）1. 熱電偶與顯示儀表不配套。2. 補償導線與熱電偶不配套。3. 有直流干擾信號進入。1.更換熱電偶或顯示儀表使之相配套。2.更換相配套的補償導線。3.排除直流干擾。熱電勢輸岀不穩(wěn)定1. 熱電偶接線柱與熱電極接觸不良。2. 熱電偶測量線絕緣損壞，引起短路或接地。3.熱電偶安裝不牢或外部振動。4.熱電極將斷未斷。5.外界干擾（交 流漏電，電磁場感應等）.1.將接線柱螺絲擰緊。2.找岀故障點，修復絕緣。3.緊固熱電偶，消除震動或采取減震措施。4.修復或更換熱點偶。5.查岀干擾源，采取

15、屏蔽措施。熱電偶熱電勢誤差大1. 熱電極變質(zhì)。2. 熱電偶安裝位置不當。3. 保護管表面積灰。1.更換熱電極。2.改變安裝位置。3.清除積灰。流量儀表系統(tǒng)故障分析步驟：(1)流量控制儀表系統(tǒng)指示值達到最小時，首先檢查現(xiàn)場檢測儀表，如果正常，則故障在顯示儀表。當現(xiàn)場檢測儀表指示也最小，則檢查調(diào)節(jié)閥開度，若調(diào)節(jié)閥開度為零，則常為調(diào)節(jié)閥到調(diào)節(jié)器之間故障。當現(xiàn)場檢測儀表指示最小，調(diào)節(jié)閥開度正常，故障原因很可能是系統(tǒng)壓力不夠、系統(tǒng)管路堵 塞、泵不上量、介質(zhì)結晶、操作不當?shù)仍蛟斐?。若是儀表方面的故障，原因有：孔板差壓流量計可能是正壓引壓導管堵；差壓變送器正壓室漏；機械式 流量計是齒輪卡死或過濾網(wǎng)堵等。(

16、2) 流量控制儀表系統(tǒng)指示值達到最大時，則檢測儀表也常常會指示最大。此時可手動遙控調(diào)節(jié)閥開大或關小，如果流量能降下來則一般為工藝操作原因造成。若流量值降不下來，則是儀表系統(tǒng)的原因造成，檢查流量控制儀表系統(tǒng)的調(diào)節(jié)閥是否動作；檢查儀表測量引壓系統(tǒng)是否正常；檢查儀表信號傳送 系統(tǒng)是否正常。(3) 流量控制儀表系統(tǒng)指示值波動較頻繁，可將控制改到手動，如果波動減小，則是儀表方面的原因或是儀表控制參數(shù)PID不合適，如果波動仍頻繁,則是工藝操作方面原因造成。實例：差壓變送器常見故障分析及處理匯總故障現(xiàn)象原因分析預測處理差壓變送器指示逐漸下降直至回零 變送器供電電壓太低或掉電。 被測氣體帶液嚴重 正壓引壓系統(tǒng)

17、逐漸堵塞 工藝管路后路不通檢查回路輸入安全柵，電源保險，電源線。排放積液，最好將表頭移至管道上方。 疏通引壓堵塞處，使之暢通 交工藝查流程處理，使介質(zhì)流動順暢電動差壓變送器現(xiàn)場指示零下 無電或電源電壓或負載電阻不對 引壓管正壓堵；正引壓導管泄漏；正負引 壓導管接管錯誤 表頭零位不準。 接線時線接反。 電流指示表損壞。 表頭膜盒壞。 變送器電子部件故障 查明無供不上電的原因。 疏通正壓。 回零檢查，校準零位。 接線對調(diào)重接。 更換電流表。 更換變送器。帶沖洗油系統(tǒng)的測量重油介質(zhì)的變送器指示 不準有重油進入表頭聯(lián)系工藝改手動控制，打沖洗油或其它辦法清理干凈被測介質(zhì)應無流量，F(xiàn)CX變送器仍有指示零位

18、不準；聯(lián)校時變送器認為輸出一固 定值未消除回零檢查，消除固定輸出值差壓變送器指示偏低 三閥組正壓閥門或引壓管泄漏。 平衡閥漏 零位和量程錯誤 消漏。 堵漏或更換三閥組 設置或校正準確的零位和量程差壓變送器指示偏高 負壓引壓管路泄漏或不暢 零位和量程錯誤 消漏、疏通。 設置或校正準確的零位和量程一次表測量回路電山型差壓變送器。當工藝管 道內(nèi)介質(zhì)流量發(fā)生明顯變化時，測量儀表不能 及時跟蹤變化 一次表阻尼過大，由于阻尼作用，流量值 變化遲緩，當流量變化幅度較小時， 甚至反 映不岀流量變化。 一次表引壓管線不暢通，造成測量誤差。 表膜盒臟，不能及時反映工藝管線內(nèi)介質(zhì) 壓力變化。 一次表存在電路故障 聯(lián)

19、校時變送器認為輸岀一固定值未消除 調(diào)整一次表阻尼，使其反應速度加快。 用不易凝結液體沖洗引壓管并在一次表引壓管內(nèi)灌隔離液。疏通引壓 管。 拆卸一次表膜盒并清洗。 更換一次表電路部分或送修 消除固定輸出值流量控制回路采用電山型差壓變送器，電動調(diào) 節(jié)器及氣動薄膜調(diào)節(jié)閥工作，投自動控制后流 量值波動較大 調(diào)節(jié)器PID參數(shù)設置不正確。 調(diào)節(jié)閥動作不靈敏。 一次表阻尼設置不當。 處理調(diào)節(jié)閥及附件的故障 聯(lián)系工藝根據(jù)工藝參數(shù)調(diào)整 PID參數(shù)，使之控制成減幅震蕩，最終達到 穩(wěn)定。 調(diào)整調(diào)節(jié)閥盤根松緊或在盤根處加適量潤滑油，增加調(diào)節(jié)閥活動的靈活性。 調(diào)整一次表阻尼或更改 PID參數(shù)消除故障。 氣源供氣量不足，

20、調(diào)節(jié)閥動作過慢，引起震蕩，檢查供氣管線是否暢通 或?qū)㈦?氣轉(zhuǎn)換器改為電-氣閥門定位器微差壓測流量測量不準只要引壓管中有氣泡，或者甘油灌注左右不巧妙排氣；正確灌甘油均勻就會造成測量不準節(jié)流式流量計常見故障分析總結:渦街流量計常見故障處理超聲波流量計常見故障11雙法蘭測流量：當正壓法蘭膜室的硅油流失時，測量值偏低，硅油流失越多，測量誤差越大，并且達不到最大測量值；當負壓法蘭膜室的硅油流失時，測量值偏 高，硅油流失越多，測量誤差越大，并且達不到最小測量值。壓力儀表系統(tǒng)故障分析步驟：壓力控制系統(tǒng)儀表指示出現(xiàn)快速振蕩波動時，首先檢查工藝操作有無變化，這種變化多半是工藝操作和調(diào)節(jié)器PID參數(shù)整定不好造成。

21、（2）壓力控制系統(tǒng)儀表指示出現(xiàn)死線，工藝操作變化了壓力指示還是不變化，一般故障出現(xiàn)在壓力測量系統(tǒng)中，首先檢查測量引壓導管系統(tǒng)是否有堵的現(xiàn)象，不堵，檢查壓力變送器輸出系統(tǒng)有無變化，有變化，故障出在控制器測量指示系統(tǒng):實例：壓力變送器常見故障分析及處理匯總 器常見故障分析及處理匯總故障現(xiàn)象原因分析預測及處理無顯示1. 檢察電源輸入是否正常，電源接線是否正確，輸入安全柵是否故障2. 檢查儀表是否有輸岀，引壓系統(tǒng)是否正常（一次伐、二次伐是否打開，新安裝變送器腰形法 蘭連接處密封蓋是否去掉）3. 檢查儀表是否電子部件故障。（如雷擊）4. 變送器膜盒是否腐蝕穿顯示偏高1. 檢查儀表零位及量程是否正確。2.

22、 檢查儀表導壓管是否堵。3. 檢查儀表導壓管是否重介質(zhì)沉淀。4. 檢查儀表現(xiàn)場設定于 DCS室設定一致顯示偏低1. 檢察電源輸入是否正常，線路絕緣情況。2. 檢查儀表零位及量程是否正確。3. 檢查儀表導壓管是否堵或泄漏。4. 變送器膜盒是否腐蝕老化輸岀不準確或波動1. 檢查工藝流體介質(zhì)密度是否改變.2. 檢查工藝流體介質(zhì)是否氣液混合。3. 引壓系統(tǒng)是否暢通，4. 調(diào)節(jié)閥是否波液位儀表系統(tǒng)故障分析步驟：(1)液位控制儀表系統(tǒng)指示值變化到最大或最小時，可以先檢查檢測儀表看是否正常，如指示正常，將液位控制改為手動遙控液位，看液位變化情況。如液位可以穩(wěn)定在一定的范圍，則故障在液位控制系統(tǒng)；如穩(wěn)不住液位

23、，一般為工藝系統(tǒng)造成的故障，要從工藝方面查找原因。(2) 差壓式液位控制儀表指示和現(xiàn)場直讀式指示儀表指示對不上時，首先檢查現(xiàn)場直讀式指示儀表是否正常，如指示正常，檢查差壓式液位儀表的負壓導壓管封液是否有滲漏；若有滲漏，重新灌封液，調(diào)零點；無滲漏，可能是儀表的負遷移|量不對了，重新調(diào)整遷移量使儀表指示正常。(3) 液位控制儀表系統(tǒng)指示值變化波動頻繁時，首先要分析液面控制對象的容量大小，來分析故障的原因，容量大一般是儀表故障造成。容量小的首先 要分析工藝操作情況是否有變化，如有變化很可能是工藝造成的波動頻繁。如沒有變化可能是儀表故障造成。(4) 工藝介質(zhì)密度是否與設計相符實例:一、電動浮筒液位變送

24、器常見故障及維護1. 安裝扭力管彎曲或中心不重合會產(chǎn)生測量誤差。貼臂將輸出不變化。2. 電源不在1230V3. 筒重與扭力管初細不匹配，無法使用。4. 扭力管破，輸出將不變化或無輸出。5. 新表校驗時輸出不變化則可能是被鎖住，表頭切換開關置前面為鎖緊狀態(tài)，置后面為使用狀態(tài)6 零位、量程校驗不準7. 沉筒太臟或嚴重結垢，導致測量失靈(最常見的故障，因此，停工檢修前吹掃徹底相當重要！ ！)8. 新安裝的沉筒內(nèi)筒上的防震橡膠圈未取掉，導致校不準，誤認為表壞。9. 開工初期，介質(zhì)密度與沉筒校驗值差別較大，導致測量結果與玻璃板對不上。10. 沉筒脫落、差壓液位變送器常見故障故障現(xiàn)象原因扌曰示偏高1、負壓封液未滿2、負壓堵3、正壓漏4、遷移、量程、介質(zhì)變化5、線路故障；6介質(zhì)密度與設計不符指示波動1、引壓管不暢或一邊堵2、變送器本身波動3、線路接觸不良三、雙法蘭測液位常見故障:1、膜盒太臟2、遷移量設置