工业自动化仪表安装关键点分析

曾金生

（五冶集团上海有限公司，上海 201900）

1 图纸问题

施工图纸是依据、基础，一切自动化仪表的施工或是其他专业的施工均要以设计图纸为基础，从设计说明、施工范围、设备的种类、设备安装方式与接口信息、材料的选型、图纸完整性等方面认真审阅、消化图纸，充分了解设计意图及设计要求，核对图纸本身是否存在问题，能否满足施工要求，是否符合标准和规范规定，若有疑问应与设计人员进行确认。

2 仪表设备安装规范性问题

在机组的控制及测量系统中，工业自动化仪表设备的种类繁多、数量庞大，虽然在施工验收规范上有通用性条款，但各类设备在实际现场均有各自的安装要求以及技术规定，在安装过程中必须严格遵照设备的安装手册、技术规定以及规范上没有的一些常识性要求，如测温元件不应安装在易受被测物料强烈冲击的位置以及当水平安装时其插入深度大于1m，应采取防弯曲措施；测量气体介质压力时，变送器安装位置宜高于取压点，以利于管道内冷凝液回流至工艺管道，也不必设置分离器，测量液体或蒸汽压力时，变送器安装位置宜低于取压点，使测量管不宜集气，也不另加排气阀；很多仪表设备是有方向性的，必须使介质从设备的上游端面流向设备的下游端面；流量计上下游直管段的长度，水平与垂直安装方式应符合设计文件要求；可燃气体检测器和有毒气体检测器的安装位置应根据气体的密度来选择；取源部件的安装应离管道焊缝100mm、离法兰300mm以上，同一管线上的两个取源部件其间距应不宜小于150mm，且应按流量、压力、温度的顺序安装；不锈钢导压管与碳钢支架不应直接接触；变送器排污阀下口宜增加防泄漏管帽，特别是在易燃易爆区域；仪表设备插入管道长度一般宜在管道的中心位置附近。

在实际工程中，很多安装细节施工图纸不予体现或是图纸设计原本错误、施工人员不予重视、图方便省事，经常会出现不合理的事项，影响测量的精度、准确性以及整个系统的性能，导致返工甚至安全事故的发生，如流量计前后直管段不满足要求，方向安装错误、水平与垂直安装方式错误；变送器安装位置与取压点高度不符，又没有增设分离器、排气阀等辅助装置；变送器排污阀下口未安装堵头，易燃易爆气体泄漏，为附近动火作业带来严重安全隐患，酸碱等腐蚀性介质的泄漏灼伤现场人员，损害现场设备以及破坏现场环境；对液体、蒸汽介质取源部件的设计、安装均在管道的垂直上方，仪表设备短管长短未根据设备实际长度设计及安装，导致插入管道的长度不合理或无法安装；不锈钢管道安装时与碳钢支架间未加保护层直接接触，加速不锈钢管道的腐蚀等。

3 仪表泄漏问题

在高端钢铁品种的生产机组中，对产品的质量要求严格，对工业自动化仪表检测数据及控制参数的精度要求就越来越高，仪表检测介质的泄漏问题显得尤为突出，一般情况下，仪表检测介质泄漏量虽然都不大，但却给仪表测量的准确性及控制的精确性带来很大的影响，易燃易爆、有毒有害、强酸强碱类介质，给安全也带来重大的隐患，仪表检测介质的泄漏一般在仪表管道之间的连接处和仪表管道与仪表设备之间的连接处。

许多设计单位的仪表设计深度不够，一般都只涉及仪表管道的型号规格，在安装图上也只是大致画出管道的走向及连接示意图，管道的连接件和仪表接头的具体型号规格、螺纹规格、材质类型等都需要施工单位的工程技术人员来完成，而仪表安装的泄漏点大部分又都集中在连接件和接头方面，若设计的不合理，将为设备调试、试运行及以后的检修带来很不利的影响仪表连接件与接头设计不合理的主要集中在以下几个方面：（1）螺纹连接时没有考虑用活接头连接，当对仪表的方向性有要求时就很难调整仪表方向与螺纹的紧度；（2）采用卡套式接头连接时未考虑相应仪表管道的光洁度问题；（3）连接件、垫片的材质选择与测量介质或设备安装环境不符。

对于仪表管道之间的连接，若无须拆卸应尽量采取焊接的连接方式。外径大于等于Φ20的钢质管子，可以采用直接对口焊接的方式，外径小于Φ20的钢质管子，宜采用承插式焊接方式。当管道的厚度较薄时，焊接时应注意防止管壁被点穿产生露点，管道的内径太小时一般不宜使用焊接方式连接，否则容易造成管道堵塞。在实际的工程应用中，仪表专业所用管道外径大于Φ20的管子一般为DN15的无缝不锈钢管，用作变送器的导压管，直线连接段采用直接对口焊接方式，三通连接处采用承插焊接方式。在与一次取源部件或阀门连接时，考虑到检修及维护的拆卸、紧固方便，均应增加压垫式活接头，活接头垫片的材质一般以紫铜垫片为主，酸碱等腐蚀性介质时采用聚四氯乙烯垫片，烟气废气等高温介质采用石棉材料。外径小于Φ20的管道一般选择规格为Φ12、Φ10、Φ8、Φ6的无缝不锈钢管，连接方式一般采用不锈钢双卡套接头连接，结构简单、密封性能可靠、安装检修方便，不用加垫圈、不用焊接、节约材料、反复拆装性能好，也减少了焊接产生杂质对系统性能的影响，对于有燃烧危险、高空作业的场地有显著的优点，但一定要保证管道的光洁度及卡套接头的质量。

对于仪表管道与仪表设备之间的连接则应根据设备的接口方式不同而灵活设计合适的连接件。例如变送器阀组是内螺纹接口，当与管道是卡套连接时，只需要外螺纹卡套直通终端接头就可以与管道连接起来；当与管道是焊接方式连接时，只需要一端带焊接接头另一端外螺纹的活接头即可。这些连接方式都比较方便简单，当出现连接处泄漏时，可以很方便地拆卸进行维护。若是用焊接方式连接不使用活接头，当出现泄漏时将发现对螺纹连接的松紧度无法灵活调节；又如压力表、压力开关等有方向性的仪表设备，安装设计时如果不使用活接头，当要求改变朝向时，很难做到灵活变化而不产生泄漏。各种仪表连接件、垫片的使用也应根据测量介质的酸碱性、腐蚀性以及设备所处的环境来选择。若是在腐蚀性很强的介质处使用普通的垫片，或是在高温区域使用不耐高温的垫片，在介质进入或机组运行后不久密封垫片将失去作用产生泄漏。

4 施工人员问题

现在工业自动化仪表安装专业工种越来越少，项目上施工队伍中一般没有专业仪表安装班组，均由电气安装班组统一施工，对仪表安装的常识性知识非常缺乏，因此仪表管道及管件的焊接质量不容乐观，加上责任心不强，会对仪表的施工质量及规范性带来很不利的影响。如法兰螺栓紧固时必须对角顺序紧固，且不能一次就把螺丝打到最紧，要分几次完成；压垫式接头不能加生料带或密封膏等密封性质的辅助材料，只需把紧旋力矩提高到要求大小安装即可；压垫式接头与管道焊接连接时要把接头断开、垫片取下；螺纹密封时要注意生料带缠绕的方法，生料带的缠绕方向应与螺母的紧旋方向一致；仪表管道的焊接应由专业管道焊工实施，在有多种材质螺栓、垫片的情况下，应严格根据介质及现场具体的实际情况选用。

5 结语

在钢铁生产机组的安装建设中，工业自动化仪表设备的安装是项十分繁琐又是非常细致的工作，只要施工人员和工程技术人员认真对待，仔细审阅图纸，了解施工规范，细心思考与研究安装手册和技术规范，在各工序上都严格把关，现场勤跟踪、勤监督，针对上述几个方面的关键问题作好充分准备，许多问题就能在很大程度上得到避免与解决，可以大大提高工作的进展和安装的质量。