大口徑電磁流(liú)量計故障(zhàng)判斷及維護
大口徑電磁流量(liàng)計的故障在線診斷要求優先程度典型的故障:1、液體(tǐ)中含有氣泡;2、電*腐蝕;3、電導率過(guò)低;4、襯裏(lǐ)變形(xíng);5、電*結(jié)垢;6、外(wài)部磁(cí)場或電場;7、電(diàn)*短路(金屬顆(kē)粒)。
1、液體中含有氣泡的現象
液(yè)體中含(hán)有氣泡(pào)的現象導致測量不準或測量值波動( 輸出波動)。
成因: 液體中泡狀氣體的形成有從外界吸入和(hé)液體中溶解氣體( 空氣) 轉變成遊(yóu)離(lí)狀氣泡兩種途徑。若液體中含有較大氣泡, 則因擦過電*時能(néng)遮蓋整(zhěng)個電*, 使流量信號輸入回路瞬間開路, 導致輸出信號出現晃動(dòng)。
判別方法: 較簡單的判別方法是當遇(yù)到晃動(dòng)時, 切斷磁場的勵磁回路電流, 如(rú)果此時儀表依然有(yǒu)顯示(shì)且不穩定時, 說明大多是由於泡影響造成。如果此時以指針(zhēn)式萬(wàn)用表測(cè)量電*電阻, 可測量到電*的回路電阻要比正常時(shí)高, 但該測試需要靠專(zhuān)業人員長期積累的(de)測試經驗和數據。
解決(jué)方法: 對於被測介質中含有空(kōng)氣的情況, 如(rú)果判斷是由安裝位置引起(qǐ)的, 如因大口徑電磁流量計裝在管係高點而(ér)瀦留(liú)氣(qì)體或外界吸入空氣造成流量計晃動的話, 更換安裝位置是較徹底的解決(jué)方法, 在管線較低點或采用U 型管安裝(zhuāng)。但很多應用情況是口徑較大(dà)或者安裝的位置不易改換, 建議在流量計上遊(yóu)安(ān)裝集氣包和排氣閥。一台DN2200 口徑的大口徑電磁流(liú)量計, 因氣泡造成顯示的晃動約可達20~ 50%, 在安裝了排氣裝置後, 測量即恢複(fù)正常。安裝有排(pái)氣裝置的(de)智能大口徑電磁流量計(jì)。
2、非滿管
非滿管現象可以看作液體中含有氣(qì)泡的一種*端情況。
成因: 液體未充滿管道可分為(wéi)液麵高度高於測(cè)量電(diàn)*水平麵或低(dī)於水平麵兩種情況(kuàng)。當管內液麵高於電*水平(píng)麵時, 若管係的(de)前後直管段比較理想時, 大口徑電磁流量計(jì)的測(cè)量大多能夠穩定, 但流量計所計量(liàng)的液體體積包含了(le)管內的氣體體積, 故這種測(cè)量存在(zài)著很大的測量(liàng)誤差。當(dāng)管內液麵高度低於電(diàn)*表(biǎo)麵時, 此時電*在空氣(qì)中(zhōng), 測量(liàng)回路實際處於開(kāi)路狀態。電磁流量計的測量值和輸出處於一種隨機的狀態, 不停地晃動或是滿度。非滿管的(de)情況多出現在靠(kào)流體自流或流量計(jì)後無(wú)任何背壓的直接排放口, 例如在汙水行業經常遇到。
判別(bié)方法(fǎ): 可采用前述氣泡判別的方法, 此時以指針式萬用表測量電*電阻, 可發(fā)現電*的回路電阻明顯變高, 若以水對比, 國產MF30 萬用表以1K 的量(liàng)程測量, 所測得的阻值不會大於100k , 大於此值, 可判定電*回路(lù)異(yì)常, 在排(pái)除電纜(lǎn)開路的前提下, 判定空管是可信(xìn)的。如果條件允許(xǔ)的話, 還可觀(guān)察流量計後(hòu)端液體排放口( 如圖3 所示) , 當排放出的液體(tǐ)明顯不充滿即可判斷大口徑電磁流量計安裝為非滿管(guǎn)。腐蝕(shí)後的電*解決方法: 在(zài)流量計安裝時盡量避免出現非滿管的情況。如前麵提及的在(zài)管線較低端安裝或有(yǒu)意將流量計安(ān)裝在U 型管道。另外, 現在市場上已有(yǒu)能夠在非滿管情況下測量的大口徑電磁流量(liàng)計。
3、電*腐蝕
現象: 在排除氣泡的因素後有因電*腐(fǔ)蝕而造成測量值晃(huǎng)動(dòng)的情況, 且都以(yǐ)傳感器失效而告終。
成(chéng)因: 由於電*材料的選擇不當造成電*為被測液體所腐蝕, 從而導致(zhì)流量計輸出晃動。
判別方法: 由(yóu)於電*材料不耐腐蝕所造成的故障(zhàng)隻有在電*被腐(fǔ)蝕後才會(huì)表現出(chū)來, 之前通常無法判(pàn)別。電*一旦被(bèi)腐蝕後, 所造成的結果。對此的解決方法, 隻有更換新的電*。傳統(tǒng)的電*腐蝕故障診斷(duàn)處理都屬於事(shì)後維護處(chù)理的方法。當前市場上較新(xīn)的大口徑電磁(cí)流量計從因電*腐蝕形成的電*噪聲入手, 對電*腐蝕形成的噪聲進行分析處理(lǐ), 從而給出量(liàng)化的腐蝕判斷依據。如大口徑電磁流量計可經過噪聲量化處理軟件對流量測量信號中夾雜的噪聲信號進行分離處理, 當噪聲信號超過預設值時(shí)即報警。
4、電*結垢及(jí)電*短路
現象: 電*短路的判別比較(jiào)簡單, 若被測介質中含有金屬物(wù)質時, 電*短路較易診斷(duàn), 此時測量值明顯偏小或趨於零。但這種現象在日常(cháng)運行中並不多見。因大口徑電磁(cí)流量計經常應用於原水和汙水等計量環境, 電*結垢的(de)發生幾率較高。當電*結垢時, 表現為信號逐漸減小, 直至絕緣而使得信號回路開路, 此時流量信號被隔絕。
成因: 當被測介質的粘度(dù)較高(gāo)時, 易在管壁(bì)附著和(hé)沉(chén)澱, 若附著的介質是比被測液體電導率高的導電物(wù)質, 則信號電勢被分流而不(bú)能工作(zuò), 即電*短路, 若是非(fēi)導電層, 就是我們日常所說的電*結垢(gòu), 則使電*開路而不能工(gōng)作。
判(pàn)別方法: 令附著層的附加示值誤差為..E, 則..E = 2 1 ..w ..f 1- ..w ..f 1- 2t d - 1 式中: t 為附著層厚度; d 為測量管內(nèi)徑; ..w 、..f 分別為附著層(céng)、液體電導率。若附著(zhe)於襯裏管壁(bì)異物層為氧化鐵鏽層, 或以金屬為主(zhǔ)要成份的染料, 其電導率大於液體電導率, 測(cè)得的流量值(zhí)將比(bǐ)實際流量值低; 若為碳酸(suān)鈣等水垢層, 其電導率低於液體, 測得的流量值將低於(yú)實際流量。若附著層(céng)電(diàn)導率與液體相同, 按式(shì)計算附(fù)加誤差(chà)為零, 但此隻局(jú)限於(yú)附著層厚度小的條件, 譬如2t/ d 要小(xiǎo)於(yú)10%, 因為相同流量有附著層時流通截麵積減小(xiǎo), 但平(píng)均流速增加, 相互間可抵消(xiāo), 也隻能說附加誤差(chà)可忽略。解決方法: 建議(yì)選用不易(yì)附著的尖形或半球形(xíng)突出(chū)電*、可更換式電*、刮刀式清垢電*等。刮刀式(shì)電*可在傳感器外定期(qī)手動(dòng)刮除沉垢。也有暫時(shí)斷開測量電路, 在電*間通以短時間的低壓大電流, 焚燒清除油脂類附著層。易產生附著層的場合采用提高流速以達到(dào)自(zì)清掃管壁的目的是一個比較有效(xiào)的方法, 當然采用易(yì)清洗的管道連接(jiē)是(shì)一個比較徹底的方法。
5、電導率過低
現象(xiàng): 電(diàn)導率(lǜ)低於閾值( 下限值) 會產生測量誤差直至不(bú)能穩定工作, 使用(yòng)時出現晃動現象, 電導率超過閾值即使再變化時, 此時測量的示值誤差幾(jǐ)乎恒定。通常儀表製造廠規範中(zhōng)規定的下限(xiàn)值是指在較理想(xiǎng)的條件下可測量的較低值, 而實(shí)際使用條件不可能都很理想。例如當大口徑電磁(cí)流量計規範中規定的下限值為5..S/ cm, 實(shí)際使用時即出現輸出晃動(dòng)。
判別方法: 液體電導率可查閱附錄或有關手冊, 若(ruò)缺少現成數據時, 則可用電導率儀取樣測定。但有時候現場並不配備電導率儀, 因此(cǐ), 較簡單的方(fāng)法可以用萬用表測(cè)出液(yè)體(tǐ)的接液電阻, 再用同樣的方法測(cè)試現場普通自來水(shuǐ)的接液電阻, 比較兩者的測試結果, 若介質的接液電阻比自來水大一(yī)個數量級, 此時介質的電導率約為30~ 50..S/ cm( 自來水一般為30~ 50..S/ cm) 。由於接液(yè)電阻和電(diàn)導率是反比關係, 所以(yǐ)直接以所測(cè)得的接液(yè)電阻的大(dà)小進行判(pàn)別也可(kě)以。下式即是一接液電阻的經驗公式(shì)R = 1..d 式中: 為液體電(diàn)導率, d 為(wéi)電*直徑。如當液體電導率(lǜ)為5 -10- 6..S/ cm, 電*直徑1cm 時, 接液電阻R 計算(suàn)得200k..。所以任何(hé)接液電阻值大於該值的液體都可認為液體(tǐ)電導率過低不適合使用常規的大口徑電磁流(liú)量計(jì)。解決方法: 電導率過(guò)低超出了儀表所容許的測量範圍, 此(cǐ)時(shí)的解決方法是選用其它能滿足(zú)要求的低電導率大口(kǒu)徑電磁流量計或者是其它原理的流(liú)量計。
6、襯裏變形(xíng)
現象: 測量不準確或傳(chuán)感器損壞。
成因: 襯(chèn)裏(lǐ)變形, 大多發生在氟塑料(liào)的(de)襯裏, 造成這種現(xiàn)象的原因有兩種:
一是蒸氣滲透引起氟塑料襯裏(lǐ)的熱擴散(sàn)現象( 如圖8 所示) , 所謂熱擴(kuò)散是當管道內(nèi)介質( 氣體或蒸氣) 流(liú)過氟塑料襯裏時所發生的自(zì)然的物理現象, 通常滲透的程度主要取決(jué)於襯裏材料、液體和蒸氣(qì)的類型、襯裏的厚(hòu)度(dù)( 當襯裏的厚度增加時滲透(tòu)程度則相應減小) 、襯裏內外的溫差( 當襯裏內外溫差(chà)很大時滲(shèn)透則加劇) 和(hé)管道壓力等多個因素。
二是氟塑料(liào)襯(chèn)裏(lǐ)特別是聚四氟( PTFE) 襯裏本身的工藝結構, 因為聚四氟與(yǔ)管壁間(jiān)僅靠壓貼, 無粘結力, 故(gù)不能(néng)用於負壓管道。在高(gāo)溫應用場合管道瞬時形成負(fù)壓後的襯裏變形。隔熱(rè)絕緣措施判別方法(fǎ): 襯裏變形在現場(chǎng)一(yī)般無法判別, 現用(yòng)的判斷方法是, 在實際應(yīng)用過程中發覺流量誤差(chà)較大時, 即將傳感器從工藝管道上拆下後以肉眼觀察, 但此時襯(chèn)裏的(de)故障(zhàng)往往已經形成。解決方(fāng)法: 隔熱絕緣的方法, 法蘭和線圈盒間增加隔熱(rè)措施, 減(jiǎn)小溫差、減(jiǎn)小熱擴散, 這(zhè)將在很大程度上(shàng)改善襯裏內外溫差情況(kuàng), 從而降低(dī)滲(shèn)透率和蒸汽在測量管壁內的凝聚; 加厚聚四(sì)氟( PTFE) 襯裏厚度(dù); 提供其它形式的襯裏, 如PFA 和陶瓷襯裏。
7、外(wài)部強電磁場
現象: 大口徑電磁流量計信號失真, 輸出信號(hào)表現為非線性或信號晃動。
成因: 由於流量信號小(xiǎo)易受(shòu)外界(jiè)影響, 而(ér)源主要有管道雜散電流、靜電、電磁波(bō)和磁場等。大口徑電磁流量計的設計製造應符合電(diàn)磁兼容性要求, 在規定輻射電磁場環境下能正常工作(zuò)。但現(xiàn)場應用表明, 強磁場( 如在電解廠和較大的電融爐附近) 會導致磁場(chǎng)回路飽和及外部磁場進入大口徑電磁流量(liàng)計(jì)的磁場回路並形成雜散磁場而影響輸出的線性度。電場則是由(yóu)於噪聲(shēng)破壞測量管內的電(diàn)勢平衡(héng)造成輸出信號波動異常(cháng)。
判別方法: 當輸出信號(hào)表現為非線性時, 可通過專用的模擬信號儀來判斷, 如大口徑電磁流量計轉換(huàn)器的輸出為線性, 可(kě)判別為外界的磁場(chǎng)影響, 反之也有可能是大口徑電磁流量計本身的電器故障。對(duì)電場, 可在先不(bú)加激磁電流時用示波器測量兩*間的電勢, 其值應為零, 如測得有交(jiāo)流電(diàn)勢, 則可判別為漏電流等電場。解決方法: 防止磁場, 通常隻有(yǒu)將電磁(cí)流量傳感器的安裝位置遠離(lí)強磁(cí)場源(yuán)。強電場(chǎng)的防止, 可采取增強屏蔽(bì)等措施。如仍無效, 則可將電磁流量傳感器與連接管道絕緣, V1 和V2 為接地線( 由製造廠提供) ; PE 為功能接地線, 用戶自備; D1、D2、D3 為密(mì)封(fēng)墊片; E 為接地環; Y 為接線盒或信號轉換器; L 為連接導線(xiàn), 其截麵積(jī)..4mm2; I 為所有連接部分外部絕緣; F、PF 為法蘭(lán)。這一措施也適用於有陰*保護(hù)電流或雜散電流(liú)的管道, 作為試排除管道電流影響的方法,傳感器與連接管道的絕(jué)緣連接(jiē)圖
8、電纜的故障
現象: 反映大口徑電磁流量計在運行一段時間(jiān)後( 一般不是新裝用表) , 出現工作異常, 具體表現為測量值變大或變小, 或者是不停地波動, 且(qiě)經現(xiàn)場檢查(chá)已排除管道不滿管、介質含氣(qì)等上(shàng)述現象的可能性。
成(chéng)因: 這類問題的產生與用戶(hù)的安裝、維護不當有(yǒu)關。由於(yú)管(guǎn)道絕大多數是埋敷在地下, 傳感器具有IP68 防(fáng)護結構, 轉換(huàn)器安裝在儀表箱(xiāng)或室內, 兩者通過電纜連接。由(yóu)於地麵沉陷(xiàn)等現場情況的變化, 傳感器和轉(zhuǎn)換器的相對安裝位置有了變動, 或者是因故而(ér)移動了儀表(biǎo)的安裝位置而引起電纜的短缺, 施(shī)工單位或是用戶簡單地用電纜予以續接加長(zhǎng) , 並未徹底做好電纜接頭處的防潮( 防水) 等處理, 且接頭處常用絞(jiǎo)接的方法連接。使用日久, 如果恰逢該接頭處於(yú)一個潮濕的環境, 如儀表井(jǐng)、電纜溝等, 潮氣侵入電纜(lǎn)接頭(tóu), 可能(néng)造成以下一些故障:
①信號線對地絕緣下降,引起信號衰減,*終是測量結(jié)果偏小。
②信號電纜連接處接觸電阻變大,使測量值變小,若該接觸電阻不穩定,則測量值無法穩定,且易引入幹擾。
③勵磁線(xiàn)圈對地絕(jué)緣下降,造成測量結果(guǒ)偏小(xiǎo)。
④勵磁回路電纜連接處接觸電阻變大,使轉換器(qì)的勵磁(cí)回路處於非恒流工作區域,勵磁電流下降,同樣造(zào)成測量結果偏小。若該接觸電阻不(bú)穩定,則測量值出(chū)現波動。
⑤信號線、勵磁線對地絕緣性能下降,使得測量結果遠大於正常的數據。如這種幹擾不穩定,對儀(yí)表的影響也變化不定,繼而出現波動。
⑥信號電纜、勵磁電纜兩個連接頭相靠較近,就會產生耦合作用。通(tōng)常能使實際運行結果增大幾成,此時儀表的零點變化就是由幹(gàn)擾引起的。
判別方法(fǎ):對於這類異(yì)常情況,在排除流量計其它幾類故障的(de)可能性後,就應檢查電(diàn)纜是否有問題(tí),尤其是電纜曾有中間接續處。上述*①、②項故障,因發生 在信號回路,判斷有(yǒu)一定難度,需要儀表生產廠家的(de)配合支持。③、④兩項勵磁回路電(diàn)纜的故障,儀表維護人員(yuán)隻要把現場的勵磁回路電阻測量值與廠方提(tí)供的數據作(zuò)比較即可得知問題所在,繼而采取措施。對於⑤、⑥兩項故障(zhàng),同樣(yàng)可由(yóu)儀表維護人員在斷開一根勵磁線的情況下(xià),觀察儀表的顯示或輸(shū)出信(xìn)號,此時儀表應處於零流量的狀態,若測量值偏大,則可(kě)確定是信號線、勵磁線的絕緣不良或有耦合,若電纜有接續施工的,則可有的(de)放矢地作相應的檢查(chá)。 解決方法:因電纜有(yǒu)中間接頭而產生的(de)故障,徹底的解決方法隻有更換整根電纜,但這通常需要由儀(yí)表生產廠家配合支持。
做好日常(cháng)維護(hù),不僅能夠給機器的正常運作帶來好處,而且還(hái)會(huì)對延長機器設備的使用壽命起(qǐ)到很理想的效果,大口徑電磁流量計也是需要每天或者定期做好維護工作(zuò),隻有當維護工作做到位,做細致了,才可(kě)以讓該機器設備更好的為企業,為個人生產帶來產出。
一. 大口徑電磁(cí)流量計的保養及日常維護:
大口徑電磁(cí)流量計僅需對儀表作周期性直觀檢查,檢查儀表周圍環境(jìng),掃除塵垢,確保不進水和其他物質,檢查接(jiē)線是(shì)否良好,檢查儀表附近有否新裝強電磁場設備或有新裝電(diàn)線橫(héng)跨儀(yí)表。若是測量介質容易沾汙電*或在(zài)測量管壁內沉澱、結垢、應定期(qī)作清垢、清洗。
二.大口徑電磁(cí)流量計故障查找:
大口徑電磁流量計(jì)開始投運或正常(cháng)投運一(yī)段時間後發(fā)現儀表工作不正常,應*先(xiān)檢查(chá)流量計外部(bù)情況,如電源是否良好、管道是否泄露或處(chù)於(yú)非(fēi)滿管狀態、管道(dào)內是否有(yǒu)氣泡、信號電纜是否損壞、轉換器輸出(chū)信號(hào)(即後位儀表輸入回路)是否開路。切記盲目拆修流量計。
1. 大(dà)口徑電磁流量計傳感(gǎn)器檢查
測試設備:500MΩ絕緣電阻測(cè)試儀一(yī)台,萬用表一隻。
大口徑電磁流量計測試步驟:
(1)在管道充滿介質(zhì)的情況(kuàng)下,用萬用表測量接線端子A、B與C之間的電阻值(zhí),A-C、B-C之(zhī)間(jiān)的阻(zǔ)值應大至相等。若差(chà)異在1倍以上,可能是電*出現滲漏、測量管外壁或接線盒內有冷凝水(shuǐ)吸附(fù)。
(2) 在襯裏(lǐ)幹燥(zào)情況下,用(yòng)MΩ;表測A-C、B-C之間的絕(jué)緣(yuán)電阻(應大於200MΩ;)。再(zài)用萬用(yòng)表(biǎo)測量端子A、B與測(cè)量管內二隻電*的(de)電(diàn)阻(應呈短路連通狀(zhuàng)態)。若絕緣電(diàn)阻很小,說明電*滲漏,應將整套流量計返廠維修。若絕緣有所下降但仍有50MΩ以上且步驟(1)的檢查(chá)結(jié)果(guǒ)正常,則(zé)可能是測量管外(wài)壁(bì)受潮,可(kě)用熱風機對外殼內(nèi)部進(jìn)行烘幹。
(3) 用萬用表測量(liàng)X、Y之間的電阻,若超過200Ω,則勵磁線圈及其引出線可能開(kāi)路或接(jiē)觸不良。拆(chāi)下端子板檢(jiǎn)查。
(4) 檢(jiǎn)查X、Y與C之間的絕緣電阻,應(yīng)在200MΩ以上,若有所下降(jiàng),用熱風對外殼內(nèi)部進行烘幹處理。實際運行(háng)時,線圈絕緣性下(xià)降將導致測量誤差增大、儀表輸出信號不穩定。
(5) 如判定傳(chuán)感器有故障,請(qǐng)與電(diàn)磁流量計生產廠家聯係,一般現場無法解決(jué),需到廠家維修。
2. 大口(kǒu)徑電磁流量計轉換(huàn)器檢查
如判定是轉換(huàn)器故障,經(jīng)檢查外部原因沒問題的情況下,請與大口徑電磁流量計生產廠家聯係,廠家一般會采取更換線路(lù)板的方式解決。
三.大口徑電磁流量計(jì)注意事項(xiàng):
1.盡量避開鐵磁性物體及(jí)具有強(qiáng)電磁場的設備,以免磁場影響傳感器的工(gōng)作磁場和流量信號。
2.應盡量安裝在幹燥通風之處,避免日曬雨淋,環境溫度應(yīng)在-20~+60℃,相對濕度小於85%。
3.流量計周圍應有(yǒu)充裕的空間,便於安裝和維護。
四(sì).大口徑電磁流量計安裝要求:
大口徑電磁流量計的測量原理不依賴流量的特性,如果管路內有一定的湍流與漩渦產生(shēng)在非測(cè)量區(qū)內(如(rú):彎頭、切向(xiàng)限流或上遊有半開的截止閥)則與測量無關。如果在測量區內有穩態的渦流則會影響測量(liàng)的穩定(dìng)性和測量(liàng)的精度,這時則應采取一些措施以穩定流(liú)速分布:
a. 增(zēng)加前後直管段的長度
b. 采用一個流量(liàng)穩定器
c. 減少測量點的截麵。
五.大(dà)口徑電磁流量計對外部環境的要求
1.流量計(jì)應避(bì)免安(ān)裝在溫度變化很大或受到設備高溫(wēn)輻射的場所,若必須安裝時,須有隔熱、通風的措施。
2.流量計*好安裝在室(shì)內,若(ruò)必須安裝於室外,應(yīng)避免雨水淋澆,積水受淹及太陽暴曬,須有防潮和防曬措施。
3.流(liú)量計應避免安裝在含有腐(fǔ)蝕性氣體的環境中,必須安裝(zhuāng)時,須有通風措施
4.為了安(ān)裝、維護、保養方便(biàn),在流(liú)量計周圍需有(yǒu)充裕的安裝空間。
5.流量計安裝場所應避免有磁場及(jí)強振動源,如管道振動大,在流量計兩邊(biān)應有固定管道的支座。