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第八節故障分析和案例(2)

                二、流體類

源自流體方面引起電磁流量計故障主要有以下幾種。

1.液體中含有氣體

液體中含有溶解氣體不會影響流量測量,游離氣體(即氣泡)則會影響測量并可能引起故障。液體中游離氣體有三方面來源:①管道內空氣未排凈;②從管系外吸入;③溶解氣體轉化。前二者上一小節已有所述,后者因管內液體溫度壓力變化等所致。

   在流程工業中管道液體壓力/溫度常會變動,當液體壓力降低或溫度升高,溶解氣體便轉化成游離氣泡,例如低于室溫的液體,靜止在管道中滯帶一段時期(如停車),所溶解空氣有可能轉化成氣泡;高于室溫液體靜止在兩端密閉的管道中逐漸冷卻收縮,形成局部真空,溶解空氣或氣化蒸汽形成氣泡。這樣形成的氣泡在流程重新開車初始階段往往會出現輸出晃動現象,運行一段時間即趨正常?刂崎y開度很小時,易揮發液體有時會氣化,形成氣泡。

2.液體中含有固相

液體中含有粉狀、顆粒、或纖維等固體,可能產生故障有:①漿液噪聲;②電極表面污染;③導電沉積層或絕緣沉積層覆蓋電極或襯里;④襯里被磨損或被沉積,改變流通面積。

案例7  導電沉積層短路效應   電磁流量傳感器測量管絕緣襯里表面若沉積導電物質,流量信號將被短路而儀表失效。由于導電物質是逐漸沉積,這類故障通常不會出現在調試期,而要運行一段時期后才會顯露出來。

某柴油機廠工具車間電解切削工藝試驗裝置上,用DN80mm儀表測量和控制飽和食鹽電解液流量以獲取最佳切削效果。起初該儀表運行正常,間斷使用兩個月后,感到流量顯示值越來越小,直到流量信號接近為零,F場檢查,發現絕緣層表面沉積薄薄一層黃銹,擦拭清潔后儀表就運行正常。黃銹層是電解液中大量氧化鐵沉積所致。

本實例屬運行期故障,雖非多見,但若黑色金屬管道銹蝕嚴重,沉積銹層,也會有此短路效應。凡是開始運行正常,隨著時間推移,流量顯示越來越小,就應分析有此類故障的可能性。

案例8 淤泥沉積層    上海某水廠從30余公里外的黃浦江上游以矩形管引水,再以兩DN1600mm圓管泵送原水進廠,用兩臺DN1600mm電磁流量計計量水量。1991年啟用,使用正常,但到1993年感到計量減少,經檢查排除了儀表開放部分的故障原因。檢查流量傳感器兩電極對地電阻值不對稱,分析流量傳感器出現故障的可能性較大,因不能斷流而無法檢查隱蔽部分。1997年4月才有機會進入管道檢查流量傳感器測量管內部狀況,內壁沉積淤泥最厚處超過10mm,電極表面亦被淤泥沉積層所覆蓋,與周圍淤泥層平齊。經鏟刷洗后,儀表運行即恢復正常。因此確認故障原因系內部管壁沉積淤泥所致。

本實例向人們揭示,原水計量的流量儀表通道內壁總會沉積淤泥,是否影響測量只是時間長短而已,本例水質條件運行3年已感到流量測量值減少。為此,測量江河原水電磁流量計必須要定期清洗。其他流量儀表如超聲流量計和文丘利管流量計同樣有沉積減小流通面積,影響測量準確度的問題,DN1600mm管沉積10mm流量值要變化1.2%~2.5%。同時在工程設計時要考慮長期運行沉積淤泥影響的對策,例如提高測量位置流速以延長清潔周期;預置進入管內清洗的檢查孔等。本實例屬運行期常見故障。

3.電導率不均勻

   配比流程中常有在液內注入“加藥”液,而注入液常用往復泵加入。若注入液與主液電導率不同,而混合液尚未混合均勻,電磁流量計傳感器若裝其下游,因電導率急劇變化會使儀表輸出晃動,雖然液體電導率大于閥值而緩慢變化是不會影響電磁流量計正常測量。這一現象在給水處理工程原水加凝聚劑工藝中是經常發生的。

4.與液體接觸件材料匹配失當

與液體接觸件材料匹配失當故障的有電極與接地環。匹配失當除耐腐蝕問題外,主要是電極表面效應。表面效應有:①化學反應(表面形成鈍話膜等);②電化學和極化現象(產生電勢);③觸媒作用(電極表面生成氣霧等)。接地環也有這些效應,但影響程度要小些。

     案例9  上海某化工(冶煉)廠用20余臺哈氏合金B電極電磁流量計測量濃度較高鹽酸溶液,出現輸出信號不穩的晃動現象,F場檢查確認儀表正常,也排除了會產生輸出晃動的其他干擾原因。此時多處其他用戶用哈氏合金B電極儀表測量鹽酸時運行良好,在分析故障原因是否可能由鹽酸濃度差別引起的疑問,因當時尚無鹽酸濃度對電極表面效應影響方面的經驗,尚不能作出判斷。為此儀表制造廠和使用單位一起到化工廠,做改變鹽酸濃度的實流試驗。鹽酸濃度逐漸增加,低濃度時儀表輸出穩定,當濃度增加到15%~20%時,儀表輸出開始晃動起來,濃度到25%時,輸出晃動量高達20%。改用鉭電極電磁流量計后就運行正常。

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