化工儀表維護(hù)與故障檢修的思路及措施探討

馬英(洋浦經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)高級(jí)技工學(xué)校，海南 儋州 578101)

0 引言

化工生產(chǎn)與國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)生活息息相關(guān)，鑒于化工生產(chǎn)過程的復(fù)雜性與高危性，自動(dòng)控制技術(shù)與手段已經(jīng)成為保障化工企業(yè)安全高效運(yùn)行的必需手段。組成自動(dòng)化控制系統(tǒng)的各類化工儀表準(zhǔn)確、可靠運(yùn)行，是保證自動(dòng)化控制系統(tǒng)安全穩(wěn)定的關(guān)鍵?；x表承擔(dān)著如此重要的任務(wù)，維護(hù)和檢修工作就是對(duì)儀表開展的“體檢、保養(yǎng)、治病”，即“預(yù)防+治療”，對(duì)于提高生產(chǎn)效率、增強(qiáng)化工企業(yè)經(jīng)濟(jì)價(jià)值有重要意義。要做好儀表的維護(hù)和檢修工作，不僅要從具體著眼掌握化工儀表的常見問題及處理方法，還要從全局上把握儀表維修工作與工藝生產(chǎn)之間的關(guān)系，做好各部門、各環(huán)節(jié)之間的溝通協(xié)作，并在工作實(shí)踐中不斷優(yōu)化維檢工作思路，探索科學(xué)高效的故障處理方法和措施。

1 影響化工儀表維護(hù)檢修質(zhì)量的因素

1.1 專業(yè)技術(shù)能力與素質(zhì)問題

化工儀表維修工作不僅需要自動(dòng)化專業(yè)知識(shí)和技術(shù)，還涉及工藝、電力、設(shè)備、機(jī)械等多門學(xué)科作業(yè)技術(shù)，維修人員不僅要具備較高的理論知識(shí)水平、較強(qiáng)的操作處理能力，還需要有豐富的問題處理經(jīng)驗(yàn)。而在化工企業(yè)中，企業(yè)儀表部門招聘的維修工作人員往往在學(xué)歷、技術(shù)水平上參差不齊，一定程度上影響到儀表維護(hù)與檢修工作的效率和質(zhì)量[1]。

1.2 制度和管理方面存在問題

經(jīng)調(diào)查了解，有些化工企業(yè)部門培訓(xùn)制度不夠完善，對(duì)工作人員缺乏定期針對(duì)性、系統(tǒng)性的培訓(xùn)，導(dǎo)致儀表維護(hù)工作人員短期培訓(xùn)上崗，缺乏安全意識(shí)，在工作方法和問題處理方面比較欠缺；或者由于儀表與工藝部門之間溝通協(xié)調(diào)不夠，導(dǎo)致部分工作人員不能有效判斷儀表故障的風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別和復(fù)雜程度，缺乏獨(dú)立處理問題的能力。

2 化工儀表故障原因

要進(jìn)行故障處理，首先需要了解產(chǎn)生化工儀表故障的原因，然后在應(yīng)用與維護(hù)工作中多加防范，就能一定程度上延長(zhǎng)儀表的使用壽命，提高儀表維護(hù)的質(zhì)量和檢修的效率。在化工企業(yè)工藝裝置中，儀表種類繁多、數(shù)量龐大，應(yīng)用環(huán)境復(fù)雜多變，因此儀表維檢工人應(yīng)了解各類化工儀表的故障類型、產(chǎn)生原因及處理方法，否則可能會(huì)思緒萬千而無從下手。

2.1 儀表自身問題

導(dǎo)致儀表故障的原因往往是多方面的。例如，生產(chǎn)質(zhì)量存在缺陷，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選擇不合理，應(yīng)用操作不規(guī)范；設(shè)計(jì)院在儀表選型中沒有充分考慮工藝條件和應(yīng)用環(huán)境，導(dǎo)致儀表在運(yùn)行過程中出現(xiàn)偏差或故障問題；在運(yùn)輸過程中受到碰摔導(dǎo)致儀表零部件受損，壽命下降；安裝位置不合理導(dǎo)致儀表出現(xiàn)偏差甚至錯(cuò)誤，影響儀表壽命；隨運(yùn)行時(shí)間延長(zhǎng)，儀表準(zhǔn)確性與可靠性也會(huì)逐漸降低。

2.2 自然環(huán)境因素

化工儀表中安裝在現(xiàn)場(chǎng)的一次儀表，極易受到天氣或者外界環(huán)境影響，例如，雷電會(huì)產(chǎn)生超高電壓，若防雷措施不當(dāng)可能會(huì)燒壞儀表電路；極端天氣如極寒、高熱也會(huì)對(duì)儀表的運(yùn)行帶來影響；溫差變化、濕度變化、震動(dòng)、電磁干擾、灰塵、積水等，都會(huì)一定程度地影響或損壞儀表[2]?？梢?，儀表的使用必須充分關(guān)注到環(huán)境特點(diǎn)，并采取有效措施進(jìn)行預(yù)防。

2.3 應(yīng)用條件因素

一次儀表中的檢測(cè)儀表和控制閥在應(yīng)用中需要接觸工藝介質(zhì)，而介質(zhì)的物理性質(zhì)會(huì)對(duì)儀表部件產(chǎn)生積累作用。例如，介質(zhì)具有腐蝕性，儀表材料長(zhǎng)期接觸造成腐蝕性損壞；受流體壓力和沸點(diǎn)影響，控制閥閥體因流體介質(zhì)閃蒸和空化容易引發(fā)氣蝕沖蝕損害；介質(zhì)具有結(jié)晶性，則容易附著或堵塞測(cè)量通道和控制通道；容器、管道中高溫或深冷介質(zhì)對(duì)于儀表材料或儀表中的隔離液有很大影響。

2.4 人為操作不當(dāng)

雖然是自動(dòng)化儀表，但是儀表與控制系統(tǒng)的搭建和運(yùn)行的各個(gè)環(huán)節(jié)都需要人工敷設(shè)和維護(hù)。例如，儀表選型不合理會(huì)造成諸多后續(xù)使用問題；儀表安裝不規(guī)范如流量?jī)x表安裝未考慮直管段、節(jié)流元件反裝會(huì)導(dǎo)致誤差偏大或者測(cè)量錯(cuò)誤；差壓液位計(jì)測(cè)液位或界位時(shí)零點(diǎn)遷移不準(zhǔn)確，會(huì)導(dǎo)致檢測(cè)信號(hào)失真進(jìn)而引發(fā)控制器輸出錯(cuò)誤指令；儀表使用操作不當(dāng)會(huì)降低儀表使用壽命或直接損壞儀表。

3 化工儀表維護(hù)與故障檢修思路

化工儀表維修工作考驗(yàn)的是儀表工的綜合技術(shù)能力。化工工藝參數(shù)變化直接反映到檢測(cè)儀表的測(cè)量信號(hào)，操作人員通過在DCS 界面或者檢測(cè)儀表現(xiàn)場(chǎng)指示與遠(yuǎn)傳信號(hào)測(cè)量，來了解溫度、流量、壓力、液位等重要化工工藝參數(shù)的實(shí)際情況，以此為依據(jù)來判斷生產(chǎn)過程是否正常，并采取進(jìn)一步行動(dòng)。

3.1 從熟悉儀表自身結(jié)構(gòu)原理入手

熟悉化工儀表的內(nèi)外結(jié)構(gòu)部件，理解其工作原理是開展儀表維檢工作的基礎(chǔ)。舉例來說，電容式差壓變送器可以測(cè)量壓力、流量、液位、界位，它在化工測(cè)量中應(yīng)用最為廣泛，由檢測(cè)部分、變送部分、顯示部分組成。從結(jié)構(gòu)部件來看，導(dǎo)壓管連接處容易出現(xiàn)密封問題，連接時(shí)需要用生料帶做好密封；法蘭式壓力變送器的法蘭面容易出現(xiàn)腐蝕或結(jié)晶附著問題，需要定期檢查清洗；導(dǎo)壓管內(nèi)隔離液易受到溫度變化影響，要注意在灌裝隔離液時(shí)排凈氣泡，且安裝位置避免高溫直射；電容膜片受到壓力沖擊時(shí)容易受損，應(yīng)注意三閥組投運(yùn)操作順序；內(nèi)部測(cè)量電路模塊、變送電路模塊、顯示電路模塊可能會(huì)出現(xiàn)連接松動(dòng)或者電路模塊故障，在進(jìn)行模塊連接時(shí)應(yīng)檢查是否牢固，運(yùn)輸安裝或使用過程中避免摔碰，如果某個(gè)模塊出現(xiàn)問題可以更換對(duì)應(yīng)模塊，而不需要更換整個(gè)儀表。

3.2 從故障防范出發(fā)

3.2.1 做好維護(hù)檢修準(zhǔn)備

維檢工作人員必須熟悉工藝流程，準(zhǔn)確掌握每塊儀表的安裝位置、應(yīng)用場(chǎng)合、接線端子位置、電源位置，并準(zhǔn)備好各種檢測(cè)和維修工具，牢牢樹立安全意識(shí)和責(zé)任意識(shí)，以解決問題為目的，以優(yōu)化處理方法和措施為目標(biāo)，在維檢過程中加強(qiáng)學(xué)習(xí)和積累。

3.2.2 認(rèn)真仔細(xì)做好儀表巡檢工作

巡檢工作是儀表部門的日常工作，其目的就是為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)儀表或設(shè)備的異常情況，防微杜漸地避免問題加劇而導(dǎo)致嚴(yán)重問題或事故。巡檢人員必須耳聰目明、細(xì)致全面，像醫(yī)生一樣“望聞問切”，例如外觀結(jié)構(gòu)是否完好、表面是否有積灰；導(dǎo)壓管連接處是否有滴漏、線路是否存在老化及破損、有無燒焦氣味；供電是否正常、顯示是否正常。必須做到發(fā)現(xiàn)小問題立行立改，大問題或者重點(diǎn)儀表問題需要上報(bào)協(xié)同處理。

3.2.3 做好日常維護(hù)校驗(yàn)工作

因?yàn)榄h(huán)境和應(yīng)用場(chǎng)合對(duì)于儀表的壽命有較大影響，所以需要做好儀表的清潔與保養(yǎng)工作，還需要注意用對(duì)方法，如清除儀表表面積灰或油污要用抹布擦干凈、清理干油污可以用煤油、有銹蝕需要先除銹(可使用丙酮)再做防腐[3]。實(shí)際維護(hù)工作中需要分級(jí)管理儀表設(shè)備，重點(diǎn)儀表重點(diǎn)維護(hù)，普通儀表正常維護(hù)，比如帶聯(lián)鎖、SIS 安全儀表系統(tǒng)中的儀表如果出現(xiàn)故障可能會(huì)引發(fā)停車動(dòng)作，因此屬于重點(diǎn)關(guān)注的儀表。此外，要根據(jù)檢驗(yàn)規(guī)程要求對(duì)化工儀表進(jìn)行定期校驗(yàn)，根據(jù)實(shí)際情況可選擇在線上校驗(yàn)或拆下做線下校驗(yàn)。

3.3 從問題故障出發(fā)

有故障必定有原因，也必定有解決方法。例如，DCS 參數(shù)異常或出現(xiàn)報(bào)警需要先看現(xiàn)場(chǎng)，首先排除儀表和工藝問題，再看回路，排查信號(hào)和通訊問題。確定是儀表問題，原則上使用簡(jiǎn)單方法解決，能在線處理就不線下處理。儀表出現(xiàn)故障時(shí)，必然會(huì)伴隨一些現(xiàn)象，因此要從具體問題入手，“點(diǎn)—線—面”逐步排查。

4 提高化工儀表維修質(zhì)量的管理措施

4.1 從源頭上保證質(zhì)量

化工儀表的質(zhì)量和選型是源頭，必須選擇可靠的廠家，采購(gòu)高質(zhì)量的儀表，確保儀表的結(jié)構(gòu)材料特性優(yōu)異，具有高準(zhǔn)確性、可靠性、穩(wěn)定性；另外，必須根據(jù)工藝條件(環(huán)境特點(diǎn)、介質(zhì)物理化學(xué)性質(zhì)、特殊要求)選擇適合的儀表類型和型號(hào)[4]。

4.2 從環(huán)節(jié)上保證可靠性

組建自動(dòng)控制系統(tǒng)后，要確保儀表供電穩(wěn)定可靠，布線合理，連接牢固；DCS 卡件安裝運(yùn)行正常、安全柵設(shè)置與接線正確、浪涌設(shè)置防雷可靠；儀表安裝位置科學(xué)合理，注意環(huán)境和介質(zhì)的影響。每個(gè)環(huán)節(jié)都有每個(gè)環(huán)節(jié)可能出現(xiàn)的問題，要保證整個(gè)系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，就必須做到全面細(xì)致的維護(hù)。

4.3 從人員上保證專業(yè)性

工作人員應(yīng)牢固樹立安全意識(shí)、規(guī)范意識(shí)，以科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度對(duì)待崗位工作，不斷加強(qiáng)專業(yè)學(xué)習(xí)，積累工作經(jīng)驗(yàn)，快速成長(zhǎng)。此外，工作人員也要熟悉各類化工儀表檢修規(guī)程，了解檢修周期、檢修內(nèi)容、儀表投運(yùn)停運(yùn)操作方法，并且明確日常維護(hù)要求，細(xì)致巡檢、定期維護(hù)、定期校準(zhǔn)。

4.4 從制度上保證激勵(lì)性

化工企業(yè)應(yīng)建立健全完善的部門和崗位培訓(xùn)制度，對(duì)儀表維檢人員定期培訓(xùn)、嚴(yán)格考核、監(jiān)督上崗，獎(jiǎng)懲分明激勵(lì)工作責(zé)任心、調(diào)動(dòng)工作主動(dòng)性；并制定科學(xué)有效的儀表巡檢制度、維護(hù)制度，明確頻次、要求、流程、細(xì)則，把握檢修時(shí)機(jī)。

4.5 從措施上保證靈活性

4.5.1 靈活運(yùn)用檢修方法

常用的檢修措施有基礎(chǔ)檢查法、信號(hào)檢查法、替換檢查法、程序恢復(fù)法等[5]?；A(chǔ)檢查法是主要依靠感官判斷問題；信號(hào)檢查法是借助有效的工具如萬用表或者手操器，根據(jù)信號(hào)大小或者通訊情況判斷儀表問題；替換檢查法是使用同種類型的儀表替換可能有故障的儀表，根據(jù)顯示情況判斷故障；程序恢復(fù)法是當(dāng)儀表顯示異常時(shí)，可以通過斷電后重新送電、恢復(fù)出廠參數(shù)值后重新投入應(yīng)用。在實(shí)際檢修過程中，可以根據(jù)具體情況選擇一種或多種方法來判斷問題。

4.5.2 不同參數(shù)控制系統(tǒng)問題分別對(duì)待

舉例來說，溫度控制系統(tǒng)出現(xiàn)問題，首先要注意溫度變化往往比較緩慢，如果出現(xiàn)指示突然最大或最小，一般可以確定為儀表故障，可能是斷線或短路；控制過程快速震蕩或周期時(shí)間過長(zhǎng)，可以考慮PID 參數(shù)設(shè)置問題；壓力控制系統(tǒng)中要格外注意壓力傳輸是否有漏或堵的現(xiàn)象，出現(xiàn)這種現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致壓力偏高、偏低等問題；流量控制系統(tǒng)中指示異常，需要注意調(diào)節(jié)閥的開度與流量計(jì)流量大小的關(guān)系、流量計(jì)中可動(dòng)部件是否被卡、管路是否被堵的情況；液位控制系統(tǒng)中指示異常時(shí)，首先要查看儀表檢測(cè)是否正常，采用自動(dòng)切換到手動(dòng)看液位變化的方式，排查工藝和儀表的問題。

4.5.3 從儀表結(jié)構(gòu)預(yù)判問題并做好預(yù)案

用熱電偶(如圖1 所示)舉例，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、測(cè)溫方便，但在結(jié)構(gòu)方面可能會(huì)有以下問題。第一，熱電極是將兩種金屬絲焊接在一起，焊點(diǎn)可能因?yàn)榕鲎不蛘咂渌驍嚅_，造成開路，導(dǎo)致熱電偶指示機(jī)械零點(diǎn)；第二，熱電偶或補(bǔ)償導(dǎo)線短路時(shí)，溫度會(huì)指示室溫；第三，絕緣子破損或者老化造成絕緣不好，兩根熱電偶會(huì)接觸造成短路；第四，保護(hù)套管有時(shí)會(huì)因腐蝕原因穿孔破損，導(dǎo)致熱電極直接接觸介質(zhì)，損害使用壽命；第五，接線盒內(nèi)有接線柱，可能因?yàn)榉e灰或腐蝕導(dǎo)致接觸不良，造成示值異常。因此，在了解化工儀表的結(jié)構(gòu)組成后，對(duì)于每個(gè)部件可能出現(xiàn)的問題會(huì)有預(yù)判，在故障處理時(shí)就可以有針對(duì)性地進(jìn)行排查。

5 結(jié)語

化工企業(yè)的快速發(fā)展和安全運(yùn)行給國(guó)家創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，是關(guān)系國(guó)計(jì)民生的重要支柱。隨著化工自動(dòng)化水平的不斷提高，新技術(shù)新材料新結(jié)構(gòu)的不斷出現(xiàn)，化工儀表維護(hù)和檢修工作變得更加重要。這項(xiàng)工作不是一個(gè)部門一個(gè)工種的獨(dú)立作業(yè)，而是需要工藝和儀表多部門之間協(xié)調(diào)配合。維檢人員需對(duì)儀表故障進(jìn)行精準(zhǔn)的判斷，盡可能采用最科學(xué)合理的方式進(jìn)行維修。因此在工作實(shí)踐中應(yīng)不斷探索更加科學(xué)簡(jiǎn)單有效的方法措施，提升化工儀表維護(hù)檢修質(zhì)量和效率，保障化工生產(chǎn)長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠運(yùn)行。