经验 | 一文学透温度仪表故障处理

经验 | 一文学透温度仪表故障处理
特别策划

 

内容来源:本文受第二版《仪表问答360》温度板块内容整编启发,把日常温度仪表常见故障及故障判断思路整理成文,经作者审阅授权仪表圈发布。

 

 

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作者 | 刘帅军

责编 | 甜   甜

校对 | 任三多

第264篇原创好文:5237字 | 阅读8分钟

 

原创干货•温度故障

 

本文优质度:★★★+   

 

摘要:

 

  • 温度仪表作为生产过程五大参量中重要的指标之一,在化工生产过程中温度检测与控制在装置生产中起着关键性的作用。本文从温度仪表分类,故障划分,常见故障原因,以及常见故障处理方法上,帮助仪表人系统的学习温度仪表故障处理。
     

 

在过程检测与测量中,温度检测是生产过程五大参量中重要的指标之一,在化工生产过程中温度检测与控制在装置生产中起着关键性的作用。在温度测量中经常会出现各种各样的故障,导致生产工艺不稳定及工艺过程安全事故,为了防止温度检测过程中产生各种各样的故障,我们要对温度检测故障进行分析判断及故障处理。
 
按照属性进行分类一般工业温度测量有就地测量显示仪表、远传温度显示仪表、非接触式温度显示表。
1、常见的就地温度测量仪表有:双金属温度计、压力式温度计、水银温度等。
2、常见的远传温度显示仪表有:热电阻、热电偶、一体化温度计等。
3、常见的非接触式仪表有:高温辐射温度计、红外温度计等。
 
温度测量系统主要由温度计、线路、显示仪表或控制系统构成,温度故障主要围绕这三大环节进行分析判断。温度测量系统故障是一个系统性的问题,系统的每个环节都有可能发生故障,而且是点带面的结果。所以总结这些故障经验从而进行分析辨别他们来自哪里的故障很有必要。
 
01

常见温度故障划分

 

温度计故障:一般划分界限,温度接线盒接线端子侧为界所发生的故障,一体化温度计包含温度变产生的故障。温度计故障一般为,热电阻故障(电阻元件故障、引线断线、引线短路、引线接地等)、热电偶故障(偶丝断线、短路、接地、腐蚀)、温变故障、温度套管进水、温度套管破裂等。

 

线路故障:一般划分界限,现场温度接线盒端子至机柜接线端子侧为界,中间的线路所发生的故障为线路故障。
线路故障一般为,线路接地故障、线路开路故障、线路短路故障、线路干扰故障,包括接线端子产生的虚接、开路、短路、腐蚀等故障。

 

控制系统故障:一般划分界限,机柜进线端子侧为界,控制系统侧产生的故障为控制系统类故障,包括硬件故障和软件故障。
硬件故障主要为硬件设备故障,如:温度通道坏、卡件模块故障、相应的电源故障、柜内配线故障及柜内安全栅、隔离器、温度变送器、温度通讯卡件等故障。
软件故障主要为组态及参数设置问题,如:信号类型设置不正确、温度量程上下限设置不正确,分度号选择不正确、温度单位选择不正确、温度采集时间设置不正确及温度模块通讯参数设置不正确等,不限于智能温变、智能安全栅等相关设置。

 

02

常见温度故障分析思路

 

温度故障处理不光是故障现象分析还应系统性的分析,包括:温度回路设计、温度计选型、温度计的安装、线路的敷设、温度计投入使用时间、温度故障发生次数,温度计使用环境、人为因素、天气因素等,因它们产生的故障现象故障原因多种多样相互组合,处理故障方法和过程也不尽相同。
 
故障现象分析:同一种故障现象可能会有各种故障原因,并针对故障现象进行分析。
 
举个栗子:温度指示偏低故障现象可能是由温度计插入深度不够、温度套管进水、温变量程设置偏高等故障,我们对温度指示偏低进行趋势查看分析有以下三个方面:
 
(1)查看历史趋势该测温点一直比其他测温点偏低。
说明该测温点较长时间显示偏低可能是由于安装错误造成的,经过测量现场温度阻值偏低,检查温度检测元件发现偏短造成温度指示偏低故障。故障处理,更换长温度元件后指示正常。
 
(2)查看历史趋势温度突然偏低慢慢逐渐回升,其他测温点正常显示。
说明该趋势现象与温度计进水现象符合,现场查看温度计有进水现象。故障处理,温度套管烘干后指示正常。
 
(3)查看历史趋势温度出现故障断点无指示,五分钟后显示比正常值偏低。
说明之温度出现故障后一段时间显示值偏低而且有故障断点,有可能是维修人员进行维修,经现场查看维修人员更换温度变送器后未及时更改温度变送器量程导致温度显示偏低。故障处理更改温度变送器量程与DCS一致后正常。
 
通过以上三个温度偏低故障趋势记录进行分析猜测,可能符合故障现象的原因,并针对性的进行检查排除故障,可以减少绕弯子、走程序节省大量的劳动力。
 

 

故障原因分析:同一种故障原因产生的各种故障现象,并针对故障原因进行分析处理。
 
举个栗子:温度接线虚接可导致的故障现象为温度指示异常波动,温度指示偏高,也可导致温度显示时好时坏,我们对温度接线虚接情况进行分析可能有以下三方面:
 
(1)安装接线端子不规范导致的故障。
观察接线情况发现接线不规范,无线鼻子铜线未全部压入螺丝下面,线路虚接导致温度异常波动故障,是由于安装不规范导致的。故障处理,安装线鼻子拧紧接线端子。
 
(2)接线端子氧化接触不良导致的故障。
观察接线情况发现端子氧化变黑,接线端子氧化线路虚接导致的温度指示偏高故障,是由于现场环境腐蚀导致的。故障处理,从新拨线压接对接线端子进行更换,同时对接线盒进行密封处理。
 
(3)现场震动导致螺丝松动的故障。
观察接线情况发现温度计震动大接线端松动导致温度时好时坏故障,是由于现场震动过大导致的。故障处理,螺丝安装弹簧垫片压紧接线,必要时消除现场震动。
 
通过现场观察温度虚接故障,对以上三个方面进行分析,同一种故障原因有多种现象,同时有多种因素导致,并针对性的进行故障处理,可以防止故障再次发生,减少维修次数。
 
故障处理:通过以上二个案例进行分析判断并进行处理,给我们启示,故障分析它是一个闭合回路,有因就有果根据因果关系对故障进行处理。
 
通过分析故障趋势查找故障原因,导致的故障现象可能一样,但分析原因不一样,主要的目的是确诊故障部位。
 
通过分析故障原因查找故障处理办法,导致的原因可能一样,但故障处理方法不一样,主要的目的是对故障部位进行针对性处理。
 
显然故障分析、判断、处理方法各不相同,面对以上故障经验总结是非常必要的,否则你不知道故障哪里来,也不知道什么原因导致显示故障。因为各种故障现象和原因都是相互关联的内在关系,不同的组合有不同的故障处理结果,为此进行了温度故障分析,使故障处理有依有据,处理时得心应手。

 

03

常见温度故障指示及故障趋势

 

常见温度故障指示主要有7种分别为;温度表无指示、温度指示偏高偏低、温度指示波动、温度指示无变化、温度指示变化缓慢、温度指示超上下限、温度显示时好时坏。

 

温度无指示现象:画面显示为***或???或----,这种现象一般都是显示仪表未接受到现场来信号或未识别现场信号导致的,系统卡件通道故障、组态参数设置不正确也可能导致这种现象。(不同厂家温度显示仪表可能显示不一样)

 

温度指示偏高偏低现象:显示值与真实值达到一定值程度的偏差,显示温度有可能比实际温度偏高也有可能偏低,这种现象一般都是现场故障居多基本上覆盖所有常见故障。

 

温度指示波动:显示温度有规律波动或者无规律波动,查看趋势记录其中有轻微波动,振幅波动,无规律异常波动等,这种现象一般都是线路问题导致,少部分是由温度计导致。

 

温度指示无变化:温度指示无变化,参数化长时间停留在一个数值,查看趋势记录为一条直线,这种现象一般都是显示仪表或控制系统故障或组态导致。

 

温度指示缓慢变化:阶跃温度变化时趋势记录显示温度缓慢变化或者延迟变化,常见的为温度滞后现象,这种现象一般都是设计或测点选项不合理,大部分非仪表回路故障。

 

温度指示超上下限:温度指示超上限下限,观察趋势记录中无法找到曲线,查看当前值为量程下限或者上限,这种现象一般都是测温回路短路故障导致。

 

温度指示时好时坏:温度指示一会儿正常一会儿不正常,观察趋势记录中有正常曲线和不正常曲线有规律或无规律交替显示。这种现象一般都是测温回路虚接,大部分都是接线端子松动故障导致。

 

04

常见温度故障

 

常见的温度测量系统故障有,现场温度计故障、线路故障、显示仪表或DCS故障。
 
  • 常见的热电阻故障:热电阻特性差,热电阻断线、热电阻短路,热电阻接地等。
  • 常见的热电偶故障:热电偶特性差,热电偶腐蚀,热电偶断线、热电偶短路、热电偶接地等。
  • 常见的一体化温度变送器故障;本体损坏、分度号及量程设置错误、无输出电流、输出电流最大或最小等。
  • 常见的线路故障:线路接地、线路开路、线路短路、线路干扰、接线端子虚接错接、补偿线选型错误、补偿线虚接错接等。
  • 常见的显示仪表或DCS故障:硬件故障和软件故障,硬件故障有:显示仪表本体故障、卡件模块故障、通道故障、内部线路故障;
  • 常见的组态故障:显示仪表组态及设置错误包括分度号、量程、单位、故障输出模式、采集时间、通讯等故障。
  • 温度回路其他设备故障:安全栅故障,隔离器故障,信号分配器故障、温变故障等。
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

05

常见故障问题

 

设计选型问题:由于设计或选型不合理导致的故障现象,常见于各类生产装置,基本上每个装置都有设计选型不合理现象,也是造成使用后故障频发的集中地带,所以一个好的设计着必须有着丰富的现场生产经验和维修经验。

 

在生产投入运行的一年中是故障高发时间,相当有一部分来自设计选型导致的故障,另一部分来自安装问题,设计选型存在以下问题:  

  • 设计不合理:由于设计错误造成的温度指示故障,例如:温度计在设计中选择的测温点不能代表工艺指标,造成温度指示偏高或偏低。
 
  • 选型不合理:由于选型错误造成的故障,例如:温度在使用过程中套管腐蚀严重,造成介质外泄事故是由于选型不合理造成的。
 

 

安装问题:安装与设计选型有着必然的关系,有些故障问题是由于安装问题导致的,安装设备时未按照规范要进行安装,安装时设备磕碰、摔坏,接线错误,生拉硬拽设备线路等。由于安装问题导致的故障,很大一部分都是隐性故障不容易察觉,生产一段时间才能显现。
 
系统的稳定运行与安装有着密切的联系,由于安装不合理不规范导致的故障也是在投产运行中1~2年的高发期,设备安装存在以下问题:
  • 未按照设计进行安装或未按照要求进行安装。例如:安装时随意更改设计测温度点或安装时未按仪表说明要求按照。
  • 未按照选型仪表进行安装,仪表安装时仪表数量较多存在安装位置错误。例如:温度计应该在A点安装,结果把温度计安装在B点,造成温度计指示不准或过早损坏。
 
 
 
维护问题:仪表设备投入运行生产中,仪表设备便进入了使用维护阶段,定期对仪表设备维护检查是防止仪表设备故障的主要措施。在生产过程中,温度仪表设备维护以检查为重点,重点检查,外观检查、线路检查,现场环境情况、温度套管腐蚀情况、接线情况、温度计检验测试情况等。
 
在我们实际工作中,维护问题也比较突出,因没有制定相应的检查维护周期无法进行周期检,在设备投入运行的3~6年是稳定期,6年往后仪表设备故障率逐渐上升,主要体现在仪表设备老化、性能指标减退、外观破损、腐蚀,检查不到位等。大部分情况都是发生故障才去检查维护,主要现象为在相同部位的仪表设备在一段时间内接二连三的发生故障,这就是未进行周期检查维护导致的,所以不同的工况下对一些容易引起故障的设备进行周期性的专项检查。例如:
对压缩计温度测量,温度计震动较大,应定期检查螺丝松动情况,长时间未检查可能在一定时间内温度波动故障集中出现。
对环境恶劣的温度测量容易腐蚀接线端子,应定期检查外观及端子腐蚀情况,长时间未检查可能会导致大面积温度测量异常。
对于腐蚀介质测量容易腐蚀温度套管,应在检修周期检查套管腐蚀情况,长时间未检查可能在一定时间内导致大面积套管腐蚀严重或者泄露。

 

人员因素:在故障处理时人员因素有很大关系,对于同一种故障,不同的人员可能处理方法不同,对故障及知识层面的解读理解都不尽相同。有些维修人员仔细认真,有些维修人员粗心大意,所以人员因素导致的故障的处理有很大差异。
 
  • 例:小红仔细认真,对于接线方式接近于完美,线路压接时对线头进行弯圈压接,对于小明粗心大意,拔了线皮直接压接。虽然都能正常处理故障,但是对于故障处理的质量,小红优于小明。将来相同的故障再次发生可能是小明处理过的故障而不是小红。
  • 例:下雨后温度指示偏低故障,小红和小明对这一故障进行分析,由于小明之前有相同故障的经验,小明查看后已经对现场温度进水进行了更换处理,直接跳过繁琐的故障排查阶段。而小红还在机柜间排查卡件故障、线路故障、温度计故障,排查过程中也发现了进水现象进行了处理。小明和小红虽然故障都能够处理,但是两人对处理的过程和时间是不一样的。小明节省了大量的劳动力,而小红费了好大劲才排查到故障。

 

06

温度故障处理必备基础知识

 

误差的概念计算,零点迁移的概念计算,温度基础知识,温度测量工作原理、温度计维修安装、公式计算单位转换、温度计分度表查阅。

 

 

07

温度故障处理常用工具

 

过程校验仪(信号发生器)、精密电阻箱、数字万用表。

 

 

作者后记:

 

经验就是知识,当我们自身经验不够丰富时,我们要把别人的经验拿来学习,提高自己的技能,减少走弯路绕弯子。

 

——刘帅军

 

 

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