質(zhì)量流量計密度測量失真故障

質(zhì)量流量計密度測量失真故障

(一)基本情況

1.裝置及單元簡介

某生物科技廠13.5t蒸發(fā)器工段。

2.工況簡介

通過測量蒸發(fā)器的出料介質(zhì)密度及質(zhì)量流量，觀察了解蒸發(fā)器內(nèi)的物料蒸發(fā)情況(圖1-62)。出料介質(zhì)為賴氨酸鹽酸鹽料液;溫度為0~90℃;壓力為0~1.0MPa;pH值為3~7，內(nèi)含20%~30%細(xì)小結(jié)晶顆粒懸浮，有輕微的腐蝕性和磨蝕性。

3.儀表情況

測量儀表為某進(jìn)口品牌的科里奧利質(zhì)量流量計，安裝在蒸發(fā)器出料管道的并聯(lián)循環(huán)管道上(圖1-63)，管道口徑為DN50，測量管為單直管，材質(zhì)為哈氏C合金，輸出信號為4~20mA電流信號(密度，A端子)和頻率信號(質(zhì)量，B端子)，安裝方式:獨立安裝、固定支撐、前后有伸縮節(jié)。質(zhì)量流量計于2012年初期安裝投用。

(二)故障描述及處理過程       

1.故障前工藝情況

故障發(fā)生前生產(chǎn)裝置正常運(yùn)行，相關(guān)工藝參數(shù)無異常及波動，儀表工巡檢時儀表指示正常。

2.故障現(xiàn)象詳細(xì)描述

2018年5月中旬，室外氣溫在20℃左右，在正常生產(chǎn)中，出現(xiàn)測量料液密度不穩(wěn)定、波動大現(xiàn)象，手工取樣測量料液密度值與密度計顯示值差異較大，故障后期密度**值不變化，信號輸出**值不變化。

報警顯示(圖1-64):

(1) Application Error(應(yīng)用軟件錯誤);

(2) Over RangeA(端子A處對應(yīng)的測量密度值超量程);

(3) Out Of Specification(超出規(guī)格:測量值精度低)。

3.影響范圍

無法實時監(jiān)測蒸發(fā)器出料情況，存在密度低將影響產(chǎn)品品質(zhì)，密度過高將導(dǎo)致設(shè)備堵塞造成停車的現(xiàn)象。

4.儀表及系統(tǒng)處理過程

工藝人員將質(zhì)量流量計所在管道閥門關(guān)閉，將質(zhì)量流量計管段切除，系統(tǒng)泄壓、排空、清洗殘留物料徹底后拆卸質(zhì)量流量計。儀表人員檢查質(zhì)量流量計測量管內(nèi)部，發(fā)現(xiàn)無堵塞，用內(nèi)窺鏡查看無明顯腐蝕及磨損，故排除測量管損壞導(dǎo)致測量出現(xiàn)異常的因素;打開傳感器接線盒，測量振蕩器線圈阻值，其中一個線圈阻值為88Ω，無短路及接地情況，另一個線圈阻值為無窮大，判斷為振蕩器線圈損壞，需更換質(zhì)量流量計。

5.故障性質(zhì)

本次為質(zhì)量流量計故障，導(dǎo)致無法正常測量物料密度及質(zhì)量流量，使蒸發(fā)器無法正常運(yùn)行。后續(xù)生產(chǎn)采取人工間隔取樣、實驗室測量方式。

(三)故障原因分析

1.故障前儀表可靠性評價

該進(jìn)口品牌的質(zhì)量流量計應(yīng)用廣泛，產(chǎn)品質(zhì)量較高，同型號的另一臺質(zhì)量流量計從2012年至今仍在使用，而且使用效果良好。

2.失效分析

(1)導(dǎo)致質(zhì)量流量計無法使用的直接原因是測量管內(nèi)的一個振蕩器線圈開路。

(2)生產(chǎn)過程中工藝出現(xiàn)異常情況，導(dǎo)致測量管內(nèi)的工況出現(xiàn)異常，使質(zhì)量流量計處在一個非正常的狀態(tài)，經(jīng)過多次,輕微的損耗逐漸積累，導(dǎo)致內(nèi)部電子元件疲勞損壞。

(四)防范措施與建議

1.經(jīng)驗教訓(xùn)

嚴(yán)格根據(jù)測量介質(zhì)選擇質(zhì)量流量計測量管的形式(直管、彎管、單管、雙管)、材質(zhì)、口徑、以及根據(jù)使用環(huán)境選擇傳感器，避免超出設(shè)計條件使用，導(dǎo)致儀表使用壽命降低。由于在之前的生產(chǎn)過程中，此型號的質(zhì)量流量計未出現(xiàn)過設(shè)備本身故障，因此故障后斷續(xù)生產(chǎn)操作未能將管道物料排空清洗，導(dǎo)致質(zhì)量流量計測量管內(nèi)物料結(jié)晶堵塞的情況發(fā)生。在儀表工接到故障報修消息后，按照經(jīng)驗以及報警信息，首先檢查測量管情況，未發(fā)現(xiàn)異常后對測量管振蕩器接線盒進(jìn)行拆卸檢查。

2.防范(反事故)措施

質(zhì)量流量計需嚴(yán)格按照安裝規(guī)范搬運(yùn)放置，安裝位置避免較大振動，質(zhì)量流量計兩側(cè)安裝膨脹節(jié);條件允許時要安裝質(zhì)量流量計支架或平臺。

3.持續(xù)改進(jìn)

嚴(yán)格執(zhí)行工藝管控，將測量介質(zhì)溫度控制在規(guī)定范圍內(nèi)，避免物料堵塞情況發(fā)生;避免質(zhì)量流量計測量管的冷熱沖擊;重點防護(hù)防止質(zhì)量流量計測量管被敲擊。

(五)相關(guān)知識拓展

科里奧利質(zhì)量流量計(Coriolis Mass Flowmeter)簡稱為科氏力流量計，是一種利用流體在振動管道中流動時，產(chǎn)生與質(zhì)量流量成正比的科里奧利效應(yīng)力的原理，來直接測量質(zhì)量流量的裝置;由檢測元件和轉(zhuǎn)換器組成。當(dāng)管道內(nèi)的流體為了反抗流量計測量管內(nèi)的振動而強(qiáng)迫振動時，會給測量管一個與其流動方向垂直的反作用力，在這種被叫作科里奧利效應(yīng)力的作用下，測量管的振動不同步了，入口段管與出口段管發(fā)生振動的時間出現(xiàn)差異，這種差異與流過測量管的流體質(zhì)量流量的大小成正比。通過電路檢測出這種時間差異的大小，就能確定質(zhì)量流量的大小，這種流量計被稱作科里奧利直接質(zhì)量流量計。它與目前在用的幾十種常規(guī)容積式流量計的**不同是它測的是質(zhì)量的大小，使用的單位是kg/h。用質(zhì)量(如千克)作單位的流量計的測量結(jié)果比用容積(如立升或立方米)作單位的容積式流量計要準(zhǔn)確和恒定。為保證使用時流量傳感器內(nèi)不會存積氣體或液體殘留，對于彎管型流量計，測量液體時，彎管應(yīng)朝下;測量氣體時，彎管應(yīng)朝上。測量漿液或排放液時，應(yīng)將流量傳感器安裝在垂直管道，流向由下而上。對于直管型流量計，水平安裝時應(yīng)避免安裝在最高點上，以免氣團(tuán)存積。連接流量傳感器和工藝管道時，一定要做到無應(yīng)力安裝，特別對于某些直管型測量管的流量傳感器。

信號輸出異常查變送器部分，測量異常查流量傳感器部分，不能拆卸的需要通水驗證測量結(jié)果。

使用流量計過程中，應(yīng)避免超高溫以及管道堵塞的情況發(fā)生，否則會對流量傳感器造成不可逆的損傷，縮短流量傳感器的使用壽命。直管型流量計傳感元件的剖面圖如圖1-65所示。

注：本文摘自儀表圈編輯的《儀表問答》，感謝儀表圈的團(tuán)隊！