現(xiàn)場儀表常見的故障及處理

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  儀表出現(xiàn)問題，原因比較復(fù)雜，很難一下找到癥結(jié)，這時要冷靜沉著，分段分析，首先分析原因出在那一單元，大致可分為三段：現(xiàn)場檢測、中間變送、終端顯示；同 時還要考慮季節(jié)原因，夏天防溫度過高，冬天防凍；參與調(diào)節(jié)的參數(shù)出現(xiàn)異常時，首先將調(diào)節(jié)器轉(zhuǎn)換至手動狀態(tài)，觀察分析是否調(diào)節(jié)系統(tǒng)的原因，然后再一一檢查其 他因素。

無論哪類儀表出現(xiàn)故障，我們首先要了解該儀表所處安裝位置的生產(chǎn)工藝狀況及條件，了解該儀表本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及性能；維修前要與工藝人員結(jié)合，分析判斷出儀表故障的真正原因；同時還要了解該儀表是否伴有調(diào)節(jié)和連鎖功能。綜合考慮、仔細(xì)分析，維修過程中要盡可能保持工藝穩(wěn)定。

一、現(xiàn)場測量儀表。一般分為溫度、壓力、流量、液位四大類

一)：溫度儀表系統(tǒng)常見故障分析

（1）：溫度突然增大：此故障多為熱電阻（熱電偶）斷路、接線端子松動、（補(bǔ)償）導(dǎo)線斷、溫度失靈等原因引起，這時需要了解該溫度所處的位置及接線布局，用萬用表的電阻（毫伏）檔在不同的位置分別測量幾組數(shù)據(jù)就能很快找出原因。

（2）：溫度突然減?。捍斯收隙酁闊犭娕蓟驘犭娮瓒搪?、導(dǎo)線短路及溫度失靈引起。要從接線口、導(dǎo)線拐彎處等容易出故障的薄弱點(diǎn)入手，一一排查?，F(xiàn)場溫度升高，而總控指示不變，多為測量元件處有沸點(diǎn)較低的液體（水）所致。

（3）：溫度出現(xiàn)大幅度波動或快速震蕩：此時應(yīng)主要檢查工藝操作情況（參與調(diào)節(jié)的檢查調(diào)節(jié)系統(tǒng)）。

二)：壓力儀表系統(tǒng)常見故障及分析

（1）：壓力突然變小、變大或指示曲線無變化：此時應(yīng)檢查變送器引壓系統(tǒng)，檢查根部閥是否堵塞、引壓管是否暢通、引壓管內(nèi)部是否有異常介質(zhì)、排污絲堵及排污閥是否泄漏等。冬季介質(zhì)凍也是常見現(xiàn)象。變送器本身故障可能性很小。

（2）：壓力波動大：這種情況首先要與工藝人員結(jié)合，一般是由操作不當(dāng)造成的。參與調(diào)節(jié)的參數(shù)要主要檢查調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

三)：流量儀表系統(tǒng)常見故障及分析

（1）：流量指示值zui小：一般由以下原因造成：檢測元件損壞（零點(diǎn)太低。；顯示有問題；線路短路或斷路；正壓室堵或漏；系統(tǒng)壓力低；參與調(diào)節(jié)的參數(shù)還要檢查調(diào)節(jié)器、調(diào)節(jié)閥及電磁閥。

（2）：流量指示zui大：主要原因是負(fù)壓室引壓系統(tǒng)堵或漏。變送器需要調(diào)校的可能不大。

（3）：流量波動大：流量參數(shù)不參與調(diào)節(jié)的，一般為工藝原因；參與調(diào)節(jié)的，可檢查調(diào)節(jié)器的PID參數(shù)；帶隔離罐的參數(shù)，檢查引壓管內(nèi)是否有氣泡，正負(fù)壓引壓管內(nèi)液體是否一樣高。

四)：液位儀表系統(tǒng)常見故障及分析

（1）: 液位突然變大：主要檢查變送器負(fù)壓室引壓系統(tǒng)是否堵、泄漏、集氣、缺液等。灌液的具體方法是：按照停表順序先停表；關(guān)閉正負(fù)壓根部閥；打開正負(fù)壓排污閥泄 壓；打開雙室平衡容器灌液絲堵；打開正負(fù)壓室排污絲堵；此時液位指示zui大。關(guān)閉排污閥；關(guān)閉正負(fù)壓室排污絲堵；用相同介質(zhì)緩慢灌入雙室平衡容器中，此時微 開排污絲堵排氣；直至灌滿為止，此時打開正壓室絲堵，變送器指示應(yīng)回零位。然后按照投表順序投用變送器。

（2）：液位突然變?。褐饕獧z查正壓室引壓系統(tǒng)是否堵、漏、集氣、缺液、平衡閥是否關(guān)死等。檢查引壓系統(tǒng)是否暢通的具體方法是停變送器，開排污閥，檢查排污情況(不能外泄的介質(zhì)除外)。

（3）： 總控室指示與現(xiàn)場液位不相符：首先判斷是不是現(xiàn)場液位計故障，此時可以人為增大或降低液位，根據(jù)現(xiàn)場和總控指示情況具體分析問題原因（現(xiàn)場液位計根部閥關(guān) 閉、堵塞、外漏易引起現(xiàn)場指示不準(zhǔn)）?？梢酝ㄟ^檢查零點(diǎn)、量程、灌液來恢復(fù)液位正常。如果仍不正常，可通知工藝人員現(xiàn)場監(jiān)護(hù)拆回變送器打壓調(diào)校。

4）： 液位波動頻繁：首先和工藝人員結(jié)合檢查進(jìn)料、出料情況，確定工藝狀況正常后，可通過調(diào)整PID參數(shù)來穩(wěn)定。具體方法是：調(diào)節(jié)閥投手動狀態(tài)，先調(diào)整設(shè)定值與 測量值一致，使液位波動平穩(wěn)下來，再慢慢調(diào)整調(diào)節(jié)閥開度，使液位緩慢上升或下降，達(dá)到工藝要求，再調(diào)整設(shè)定值與測量值一致，待參數(shù)穩(wěn)定后調(diào)節(jié)閥投自動。

總之，一旦發(fā)現(xiàn)儀表參數(shù)有些異常，首先與工藝人員結(jié)合，從工藝操作系統(tǒng)和現(xiàn)場儀表系統(tǒng)兩方面入手，綜合考慮，認(rèn)真分析，特別要考慮被測參數(shù)和控制閥之間的關(guān)聯(lián)，將故障分步分段判定，也就很容易找出問題所在，對癥下藥解決問題。

二、現(xiàn)場控制儀表主要是閥類

閥類安作用和用途可分為以下幾種:

1：排氣閥：排除管道中多余的氣體,提高管道使用效率及降低能耗。

2：分流閥：分配、分離或混合管道中的介質(zhì)。

3：安全閥：防止管道或裝置中的介質(zhì)壓力超過規(guī)定數(shù)值，從而達(dá)到安全保護(hù)的目的。

4：止回閥：防止管道中介質(zhì)倒流。

5：截斷閥：接通或截斷管道中的介質(zhì)流通。

6：調(diào)節(jié)閥：調(diào)節(jié)介質(zhì)的壓力、流量等參數(shù)。

現(xiàn)在主要介紹一下自立式調(diào)節(jié)閥和氣動調(diào)節(jié)閥。

一)、自力式壓力調(diào)節(jié)閥

1、自力式壓力調(diào)節(jié)閥工作原理（閥后壓力控制）

工 作介質(zhì)的閥前壓力P1經(jīng)過閥芯、閥座后的節(jié)流后，變?yōu)殚y后壓力P2。P2經(jīng)過控制管線輸入到執(zhí)行器的下膜室內(nèi)作用在頂盤上，產(chǎn)生的作用力與彈簧的反作用力 相平衡，決定了閥芯、閥座的相對位置，控制閥后壓力。當(dāng)閥后壓力P2增加時，P2作用在頂盤上的作用力也隨之增加。此時，頂盤的作用力大于彈簧的反作用 力，使閥芯關(guān)向閥座的位置，直到頂盤的作用力與彈簧的反作用力相平衡為止。這時，閥芯與閥座的流通面積減少，流阻變大，從而使P2降為設(shè)定值。同理，當(dāng)閥 后壓力P2降低時，作用方向與上述相反，這就是自力式（閥后）壓力調(diào)節(jié)閥的工作原理。

2、自力式壓力調(diào)節(jié)閥工作原理（閥前壓力控制）

工 作介質(zhì)的閥前壓力P1經(jīng)過閥芯、閥座后的節(jié)流后，變?yōu)殚y后壓力P2。同時P1經(jīng)過控制管線輸入到執(zhí)行器的上膜室內(nèi)作用在頂盤上，產(chǎn)生的作用力與彈簧的反作 用力相平衡，決定了閥芯、閥座的相對位置，控制閥前壓力。當(dāng)閥前壓力P1增加時，P1作用在頂盤上的作用力也隨之增加。此時，頂盤的作用力大于彈簧的反作 用力，使閥芯向離開閥座的方向移動，直到頂盤的作用力與彈簧的反作用力相平衡為止。這時，閥芯與閥座的流通面積減大，流阻變小，從而使P1降為設(shè)定值。同 理，當(dāng)閥前壓力P1降低時，作用方向與上述相反，這就是自力式（閥前）壓力調(diào)節(jié)閥的工作原理。

3、自力式流量調(diào)節(jié)閥工作原理

被 控介質(zhì)輸入閥后，閥前壓力P1通過控制管線輸入下膜室，經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流后的壓力Ps輸入上膜室，P1與Ps的差即△Ps=P1-Ps 稱為有效壓力。P1作用在膜片上產(chǎn)生的推力與Ps作用在膜片上產(chǎn)生的推力差與彈簧反力相平衡確定了閥芯與閥座的相對位置，從而確定了流經(jīng)閥的流量。當(dāng)流經(jīng) 閥的流量增加時，即△Ps增加，結(jié)果P1、Ps分別作用在下、上膜室，使閥芯向閥座方向移動，從而改變了閥芯與閥座之間的流通面積，使Ps增加，增加后的 Ps作用在膜片上的推力加上彈簧反力與P1作用在膜片上的推力在新的位置產(chǎn)生平衡達(dá)到控制流量的目的。反之，同理。

二)、氣動調(diào)節(jié)閥

氣動調(diào)節(jié)閥就是以壓縮空氣為動力源，以氣缸為執(zhí)行器，并借助于電氣閥門定位器、轉(zhuǎn)換器、電磁閥、限位閥等附件去驅(qū)動閥門，實現(xiàn)開關(guān)量或比例式調(diào)節(jié)，接收工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的控制信號來完成調(diào)節(jié)管道介質(zhì)的：流量、壓力、溫度及液位等各種工藝參數(shù)。

1：氣動調(diào)節(jié)閥的分類。

氣 動調(diào)節(jié)閥動作分氣開型和氣關(guān)型兩種。氣開型（Air to Open） 是當(dāng)膜頭上空氣壓力增加時，閥門向增加開度方向動作，當(dāng)達(dá)到輸入氣壓上*，閥門處于全開狀態(tài)。反過來，當(dāng)空氣壓力減小時，閥門向關(guān)閉方向動作，在沒有輸 入空氣時，閥門全閉。故有時氣開型閥門又稱故障關(guān)閉型（Fail to Close FC）。氣關(guān)型（Air to Close）動作方向正好與氣開型相反。當(dāng)空氣壓力增加時，閥門向關(guān)閉方向動作；空氣壓力減小或沒有時，閥門向開啟方向或全開為止。故有時又稱為故障開啟 型（Fail to Open FO）。氣動調(diào)節(jié)閥的氣開或氣關(guān)，通常是通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)的正反作用和閥態(tài)結(jié)構(gòu)的不同組裝方式實現(xiàn)。

2：常見的幾個專業(yè)術(shù)語

調(diào) 節(jié)閥有執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥體部件兩部分組成。調(diào)節(jié)閥一般采用氣動薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其作用方式有正，反兩種。信號壓力增大時，推干下移的為正作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)，信號壓力 增大時，推干上移的為反作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)。閥體部件分為正，反裝兩種。閥桿下移時，閥芯與閥座流通面積減少的為正裝式，反之為反裝式。調(diào)節(jié)閥的作用方式分為氣 開和氣關(guān)兩種，氣開、氣關(guān)是由執(zhí)行機(jī)構(gòu)的正、反作用和閥體部件的正反裝組合而成。

而調(diào)節(jié)閥的氣開還是氣關(guān)是多方面綜合考慮的首先是以工藝安全為主考慮，在確定了氣關(guān)還是氣開后，再確定執(zhí)行機(jī)構(gòu)的作用，zui后再確定閥體的正反裝組合方式正如上所述。

正 作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)是指當(dāng)膜片上氣體壓力的增加時,執(zhí)行機(jī)構(gòu)推桿朝向閥體運(yùn)動；反作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)是指當(dāng)膜片上氣體壓力增加時,執(zhí)行機(jī)構(gòu)推桿遠(yuǎn)離閥體運(yùn)動；和氣開 (air to open),氣閉(air to close)型閥門*是不同的兩個概念。正作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)和正裝（反裝）的閥門得到氣關(guān)（氣開）；反之，反作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)和反裝（正裝）的閥門可以得到氣關(guān) （氣開）。

定位器的正反作用與你所選購的調(diào)節(jié)閥的氣開和氣關(guān)是對應(yīng)的。也就是說為了實現(xiàn)整個閥自身的負(fù)反饋而設(shè)置的。調(diào)節(jié)器的正反作用是用來對整個控制回路的負(fù)反饋而設(shè)置的，當(dāng)調(diào)節(jié)器投自動的時候，才能具體體現(xiàn)出調(diào)節(jié)器正反作用的作用。

閥門定位器的正反作用是根據(jù)調(diào)節(jié)閥的氣開氣關(guān)確定的，調(diào)節(jié)器的正反作用是根據(jù)控制回路各環(huán)節(jié)的特性確定的，要保證控制回路滿足控制要求。例如實現(xiàn)負(fù)反饋控制，在自動控制系統(tǒng)中，被調(diào)參數(shù)由于受到干擾的影響，常常偏離設(shè)定值，即被調(diào)參數(shù)產(chǎn)生了偏差：

對于調(diào)節(jié)器來說，按照統(tǒng)一的規(guī)定，如果測量值增加，調(diào)節(jié)器輸出增加，調(diào)節(jié)器放大系數(shù)Kc為負(fù)，則該調(diào)節(jié)器稱為正作用調(diào)節(jié)器；測量值增加，調(diào)節(jié)器輸出減小，Kc為正則該調(diào)節(jié)器稱為反作用調(diào)節(jié)器。

3：氣動調(diào)節(jié)閥的選擇。

任何一個控制系統(tǒng)在投運(yùn)前，必須正確選擇調(diào)節(jié)器的正反作用，使控制作用的方向正確，否則，在閉合回路中進(jìn)行的不是負(fù)反饋而是正反饋，它將不斷增大偏差，zui終必將把被控變量引導(dǎo)到zui高或zui低的極限值上。

在一個單回路控制系統(tǒng)中，只要調(diào)節(jié)器的放大系數(shù)Kc、調(diào)節(jié)閥的放大系數(shù)Kv、被控對象的放大系數(shù)Ko的乘積為正，就能實現(xiàn)負(fù)反饋控制。調(diào)節(jié)器、調(diào)節(jié)閥和對象放大系數(shù)正負(fù)號規(guī)定如下：

（1） 調(diào)節(jié)器放大系數(shù)的正負(fù)號；對于調(diào)節(jié)器來說，按照統(tǒng)一的規(guī)定，測量值增加，輸出增加，調(diào)節(jié)器放大系數(shù)Kc為負(fù)，稱之為正作用。測量值增加，輸出減小，Kc為正，稱之為反作用。

（2）調(diào)節(jié)閥的放大系數(shù)的正負(fù)號；調(diào)節(jié)閥的放大系數(shù)Kv定義為氣開閥Kv為正，氣關(guān)閥Kv為負(fù)。

（3） 對象放大系數(shù)的正負(fù)號；對象的放大系數(shù)Ko定義為：如操縱變量增加，被控變量也增加，Ko為正；操縱變量增加，被控變量減少，Ko為負(fù)。由此可知，單回路 控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)器正反作用的確定方法如下：首先確定對象放大系數(shù)Ko的正負(fù)號，然后根據(jù)調(diào)節(jié)閥選型為氣開或氣關(guān)確定調(diào)節(jié)閥放大系數(shù)Kv的正負(fù)號，zui終由 Kc、Kv、Ko乘積應(yīng)為正，即可確定調(diào)節(jié)器的作用方式。

總 之，氣開氣關(guān)的選擇是根據(jù)工藝生產(chǎn)的安全角度出發(fā)來考慮。當(dāng)氣源切斷時，調(diào)節(jié)閥是處于關(guān)閉位置安全還是開啟位置安全？舉例來說，一個加熱爐的燃燒控制，調(diào) 節(jié)閥安裝在燃料氣管道上，根據(jù)爐膛的溫度或被加熱物料在加熱爐出口的溫度來控制燃料的供應(yīng)。這時，宜選用氣開閥更安全些，因為一旦氣源停止供給，閥門處于 關(guān)閉比閥門處于全開更合適。如果氣源中斷，燃料閥全開，會使加熱過量發(fā)生危險。又如一個用冷卻水冷卻的的換熱設(shè)備，熱物料在換熱器內(nèi)與冷卻水進(jìn)行熱交換被 冷卻，調(diào)節(jié)閥安裝在冷卻水管上，用換熱后的物料溫度來控制冷卻水量，在氣源中斷時，調(diào)節(jié)閥應(yīng)處于開啟位置更安全些，宜選用氣關(guān)式（即FO）調(diào)節(jié)閥。

4：氣動調(diào)節(jié)閥的維修:氣動調(diào)節(jié)閥對保證工藝裝置的正常運(yùn)行和安全生產(chǎn)有著十分重要的意義。因此加強(qiáng)氣動調(diào)節(jié)閥的維修是必要的。

A、檢修時的重點(diǎn)檢查部位

a.檢查閥體內(nèi)壁：在高壓差和有腐蝕性介質(zhì)的場合，閥體內(nèi)壁、隔膜閥的隔膜經(jīng)常受到介質(zhì)的沖擊和腐蝕，必須重點(diǎn)檢查耐壓耐腐情況；

b.檢查閥座：因工作時介質(zhì)滲入，固定閥座用的螺紋內(nèi)表面易受腐蝕而使閥座松弛；

c.檢查閥芯：閥芯是調(diào)節(jié)閥的可動部件之一，受介質(zhì)的沖蝕較為嚴(yán)重，檢修時要認(rèn)真檢查閥芯各部是否被腐蝕、磨損，特別是在高壓差的情況下，閥芯的磨損因空化引起的汽蝕現(xiàn)象更為嚴(yán)重。損壞嚴(yán)重的閥芯應(yīng)予更換；檢查密封填料。

B、氣動調(diào)節(jié)閥的日常維護(hù)

當(dāng) 調(diào)節(jié)閥采用石墨一石棉為填料時，大約三個月應(yīng)在填料上添加一次潤滑油，以保證調(diào)節(jié)閥靈活好用。如發(fā)現(xiàn)填料壓帽壓得很低，則應(yīng)補(bǔ)充填料，如發(fā)現(xiàn)聚四氟乙燥填 料硬化，則應(yīng)及時更換；應(yīng)在巡回檢查中注意調(diào)節(jié)閥的運(yùn)行情況，檢查閥位指示器和調(diào)節(jié)器輸出是否吻合；對有定位器的調(diào)節(jié)閥要經(jīng)常檢查氣源，發(fā)現(xiàn)問題及時處 理；應(yīng)經(jīng)常保持調(diào)節(jié)閥的衛(wèi)生以及各部件完整好用。

三)、常見故障及產(chǎn)生的原因

（一）調(diào)節(jié)閥不動作的故障及原因；

1．無信號、無氣源。

原因：①氣源未開；

②氣源臟，導(dǎo)致氣源管堵塞或過濾器、減壓閥堵塞（特別注意冬天氣源帶水結(jié)冰）；

③壓縮機(jī)故障使氣源壓力低；

④氣源總管泄漏。

2．有氣源，無信號。

原因：①調(diào)節(jié)器故障，②氣源管泄漏；③閥門定位器漏氣；④調(diào)節(jié)閥膜片損壞。

3．定位器無氣源。

原因：①過濾器堵塞；②減壓閥故障；③管道泄漏或堵塞。

4．定位器有氣源無輸出。

原因：①定位器的節(jié)流孔堵塞；②放大器失靈；③噴嘴堵。

5．有信號、無動作。

原因：①閥芯脫落，②閥芯卡死；③閥桿彎曲；④執(zhí)行機(jī)構(gòu)彈簧斷。

（二）調(diào)節(jié)閥的動作不穩(wěn)定的故障及原因；

1．氣源壓力不穩(wěn)定。

原因:①氣源總管泄漏；②減壓閥故障。

2．信號壓力不穩(wěn)定。

原因:①控制系統(tǒng)的時間常數(shù)（T＝RC）不適當(dāng)；②調(diào)節(jié)器輸出不穩(wěn)定。

3．氣源壓力穩(wěn)定，信號壓力也穩(wěn)定，但調(diào)節(jié)閥的動作仍不穩(wěn)定。

原因:①定位器中放大器的球閥受臟物磨損關(guān)不嚴(yán)，耗氣量特別增大時會產(chǎn)生輸出震蕩；

②定位器中放大器的噴咀擋板不平行，擋板蓋不住噴咀；

③輸出管、線漏氣；④執(zhí)行機(jī)構(gòu)剛性太小。

（三）調(diào)節(jié)閥振動的故障及原因；

1．調(diào)節(jié)閥在任何開度下都振動。

原因:①支撐不穩(wěn)；②附近有振動源；③閥芯與襯套磨損嚴(yán)重。

2．調(diào)節(jié)閥在接近全閉位置時振動。

原因：①調(diào)節(jié)閥選大了，常在小開度下使用；②單座閥介質(zhì)流向與關(guān)閉方向相反。

（四）調(diào)節(jié)閥的動作遲鈍的故障及原因

1．閥桿僅在單方向動作時遲鈍。

原因：①氣動薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)中膜片泄漏；②執(zhí)行機(jī)構(gòu)中“O”型密封泄漏。

2．閥桿在往復(fù)動作時均有遲鈍現(xiàn)象。

原因：①閥體內(nèi)有粘物堵塞；②填料有問題，壓得太緊或需要更換。

（五）調(diào)節(jié)閥已關(guān)到位但泄漏量大的故障及原因；

1．閥全關(guān)時泄漏量大。

原因：①閥芯被磨損，內(nèi)漏嚴(yán)重，②閥未調(diào)好關(guān)不嚴(yán)。

2．閥達(dá)不到全閉位置。

原因：①介質(zhì)壓差太大，執(zhí)行機(jī)構(gòu)剛性小，閥關(guān)不嚴(yán)；②閥內(nèi)有異物；③襯套燒結(jié)。

（六）流量可調(diào)范圍變小。

主要原因是閥芯被腐蝕變小，從而使可調(diào)的zui小流量變大。

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