電磁流量計常見故障的產(chǎn)生原因及改進(jìn)措施
電磁流量計故障的原因及改進(jìn)措施
摘要 :介紹了電磁流量計工作原理 ,并就流量計大面積故障的原因進(jìn)行了分析 ,提出了改進(jìn)措施。
關(guān)鍵詞 :電磁流量計 ;流量管 ;故障 ;屏蔽 ;接地
1引言
某廠在裝置試運(yùn)行及開工期間 ,多臺電磁流量計發(fā)生故障 ,不但造成了很大的經(jīng)濟(jì)損失 ,而且由于一些重要的流量無法監(jiān)控 ,嚴(yán)重影響了正常運(yùn)行。本文對流量計大面積故障的原因進(jìn)行了分析并提出了改進(jìn)措施。
2電磁流量計的工作原理及結(jié)構(gòu)
由法拉第電磁感應(yīng)定律可知 ,導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動而切割磁力線時 ,導(dǎo)體中會產(chǎn)生感應(yīng)電勢 ,并存在如下對應(yīng)關(guān)系 :
E=KBDV式中 :E為感應(yīng)電勢 ;B為磁場程度 ;D為導(dǎo)體寬度;V為垂直于磁力線方向的流體速度。
電磁流量計工作正是基于以上原理。完整的電磁流量計系統(tǒng)包括流量管和基于微處理器的磁性流量計變送器兩部分。流量管可以垂直地或水平地安裝在工藝管線上。位于流量管對面的線圈產(chǎn)生一個磁場 ,經(jīng)過該磁場的導(dǎo)電性液體產(chǎn)生一個電壓 ,該電壓由兩個電極測出。變送器控制磁場的生成并檢測由電極測出的電壓 ,根據(jù)檢測到的電壓 ,變送器計量流量并生成與該流量成正比的模擬和頻率輸出信號。
由于電磁流量計的測量導(dǎo)管直接安裝在工藝管線上 ,導(dǎo)管內(nèi)無可動部件或突出于管道內(nèi)部的
部件 ,因而壓力損失很小 ,輸出電流與流量間具有線性關(guān)系 ,不受液體的物理性質(zhì) (溫度、壓力及粘度等 )影響。此外 ,由于傳感元件不與測量介質(zhì)接觸,因此電磁流量計可以測量含有顆粒、懸浮物以及腐蝕性介質(zhì)的流量。因上述特點(diǎn) ,電磁流量計在 PTA裝置中到了廣泛應(yīng)用。但是由于種種原因 ,這些流量計中近一半投用后一直不能正常運(yùn)行 ,有的開工中出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)p壞 ,導(dǎo)致數(shù)十個回路無法監(jiān)控,造成很大影響。
3流量計故障的主要原因
3.1介質(zhì)溫度的影響智能電磁流量計的測量管一般用非導(dǎo)磁的高阻材料(如不銹鋼 )制成 ,同時 ,在測量導(dǎo)管內(nèi)壁與電極之間裝有絕緣襯里 ,一是防止兩電極被金屬導(dǎo)管所短路 ,二是防止導(dǎo)管被腐蝕 ,并使內(nèi)壁光滑。襯里材料視工作溫度不同而不同 ,例如 8705型流量管,采用聚四氟乙烯內(nèi)襯 ,工作溫度達(dá) 177℃。如果測量的介質(zhì)溫度長時間超過這個溫度 ,將導(dǎo)致流量管的襯里材料發(fā)生膨脹、變形和質(zhì)變 ,最終導(dǎo)致流量管損壞。在 PTA裝置開工過程中 ,有的流量計因溫度過高造成損壞 ,例如 22FT701C,該表所測量的介質(zhì)正常操作溫度為 55℃,而選用的流量管的工作溫度為 130℃,開工時該表投用后不到 10min,就出現(xiàn)線圈斷裂 ,造成流量管損壞 ,這屬于儀表選型不當(dāng)。此外 ,裝置開工前 ,工藝人員用
蒸汽對管線進(jìn)行吹掃 ,如果不事先拆除管線上的流量管 ,也很容易造成流量計損壞。
3.2環(huán)境溫度的影響 PTA裝置使用的電磁流量計大多用來測量含有固體顆粒及漿料的混合物流量 ,為了保證漿料不凝固 ,不但管道內(nèi)介質(zhì)溫度很高 ,管道外一般設(shè)計有伴熱管線 ,而且兩者用很厚的保溫材料包在一起。由于施工不當(dāng) ,很多電磁流量計的流量管也包在里面 ,甚至有的伴熱管線還要在流量管上纏繞幾圈 ,伴熱一般采用 0.35 MPa蒸汽 ,溫度達(dá) 150℃左右。因此 ,流量管周圍的環(huán)境溫度很高 ,達(dá) 100℃以上 ,而電磁流量計要求的環(huán)境溫度為 60℃,儀表長時間工作在高溫環(huán)境下 ,導(dǎo)致儀表故障率很高。
3.3接地不當(dāng)及外界干擾影響流量計正常工作電磁流量計的信號比較微弱 ,滿量程時只有 2.5-8 mV,流量很小時 ,輸出只有幾微狀 ,外界略有干擾就能影響測量的精度 ,因此 ,電磁流量計對接地要求很嚴(yán)格。變送器的外殼、屏蔽線、測量導(dǎo)管以及導(dǎo)管兩端的管道都要接地 ,并且要求單獨(dú)設(shè)置接地點(diǎn)。 PTA裝置儀表投用初期 ,發(fā)現(xiàn)很多電磁流量計指示波動且幅度很大 ,經(jīng)常出現(xiàn)超量程現(xiàn)象。通過分析及試驗(yàn) ,認(rèn)為一方面是由于儀表的靈敏度過高 ,而主要原因是由于施工不當(dāng)而造成檢測部分受外界干擾 ,這主要體現(xiàn)在以下幾個方面。 ①某些變送器和流量管之間兩條屏蔽線沒有連接在兩端 ,在流量管一端進(jìn)行懸空 ,這是嚴(yán)格禁止的。此外 ,另有一些屏蔽線雖然沒有懸空 ,但是兩根線連接到一個端子上 ,因效果不好而影響測量精度。 ②根據(jù)儀表安裝規(guī)范 ,變送器和流量管之間信號電纜在接線處屏蔽層的剝離長度不能超過 0.5英寸 ( 13 mm) ,如果露出較多導(dǎo)線 ,很可能在系統(tǒng)中出現(xiàn)電噪音問題 ,導(dǎo)致儀表指示波動。而 PTA裝置儀表安裝過程中 ,信號電纜剝離的屏蔽層,即露出的導(dǎo)線長度最短都在 90 mm以上 ,最長達(dá) 140 mm,這是影響儀表正常工作的—個重要原因。 ③流量管、內(nèi)襯保護(hù)裝置以及管道之間接地連接線損壞或因被腐蝕而連接不好 ,有些甚至沒有連接。 ④某些變送器受周圍大功率電機(jī)以及電力設(shè)備漏地電流影響 ,在回路中產(chǎn)生干擾電勢。
3.4施工不規(guī)范為了減少由工藝管線上的彎道、閥門和異徑管產(chǎn)生的擾動 ,流量管安裝過程中要求前后各有至少 10D和 5D的直管線。而 PTA裝置中 ,由于工藝復(fù)雜、管線稠密 ,一些儀表安裝根本達(dá)不到該要求,這是儀表指示波動的一個重要原因。此外 ,某些流量管前后的工藝管線沒有固定 ,當(dāng)有介質(zhì)流動時 ,流量管隨管道震蕩 ,導(dǎo)致流量管受力過大而損壞。
3.5維護(hù)不到位由于施工中存在問題較多 ,加上儀表維護(hù)不到位,先后出現(xiàn)流量管及變送器接線盒進(jìn)水問題 ,而未能及時發(fā)現(xiàn) ;同時由于維護(hù)人員在儀表使用和維護(hù)方面未經(jīng)過正規(guī)培訓(xùn) ,在使用初期 ,對出現(xiàn)的問題及故障不能及時處理。
4改進(jìn)措施
①在承包商及設(shè)計部門的指導(dǎo)下 ,對因溫度過高而不能滿足使用條件的部分流量計重新進(jìn)行選型,最終選用以聚四氟乙烯為內(nèi)襯的 8705型流量管,溫度范圍為 -20-177℃。 ②將所有流量管上纏繞的伴熱線去掉 ,將伴熱線繞過流量管 ,并將保溫材料去掉 ,使儀表工作在要求的溫度范圍內(nèi)。 ③按廠商提供的接地規(guī)范對流量計的接線進(jìn)行整改 ,將屏蔽線分別連接到變送器和流量管兩端,把剝離較長的信號線多余部分增加屏蔽層 ,將兩根屏蔽線分開 ,并確保連接牢固。 ④將流量管兩端的工藝管線增加支援 ,并確保兩端連接法蘭在同一水平面上 ,使流量管盡可能不受力。同時 ,對直管段長度達(dá)不到要求的工藝管線進(jìn)行更換。 ⑤加大巡檢及維護(hù)力度。每天兩次對所有電磁流量計進(jìn)行巡檢檢查 ,對出現(xiàn)的問題及時處理 ,定期對流量管內(nèi)的沉積物及電極進(jìn)行清理。--擴(kuò)展閱讀：開封中儀流量儀表有限公司專業(yè)生產(chǎn)電磁流量計、孔板流量計、渦街流量計、文丘里流量計、v錐流量計、v型錐流量計、噴嘴流量計、插入式電磁流量計、智能電磁流量計、分體式電磁流量計、一體式電磁流量計、標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計、標(biāo)準(zhǔn)孔板、一體化孔板流量計、標(biāo)準(zhǔn)噴嘴流量計、長徑噴嘴流量計、標(biāo)準(zhǔn)噴嘴、長徑噴嘴、插入式渦街流量計、智能渦街流量計、錐型流量計、v錐型流量計、節(jié)流裝置、節(jié)流孔板、限流孔板等流量產(chǎn)品，更多有關(guān)電磁流量計、孔板流量計、渦街流量計的信息請?jiān)L問開封中儀網(wǎng)站：
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