南方临海石油化工企业仪表自动化设备的故障预防与维护措施

常鹏瑞

（中国石油天然气股份有限公司广东石化分公司，广东 揭阳 515200）

现阶段，随着我国石油化工产业的不断发展，推动着我国社会经济的快速前进，石油化工单位不管是在生产规模还是生产质量方面都有了明显的提升。在科技技术日益发展和完善的背景下，石油化工仪表自动化设备也得到了一定的升级和改造，仪表系统不断朝着智能化网络化的方向发展，大大提高了化工企业单位自动化控制工作效果，以及生产工作的安全性。但是，我国南方临海地区的石油化工单位，由于受到雷雨天气环境因素的影响，经常会出现自动化仪表设备受到雷击产生故障，同时，还会受到周围临海环境的影响，造成仪表自动化设备出现各种腐蚀问题，直接影响了整个设备的安全性和稳定性。相关部门针对这一问题展开了针对性研究和分析，并且提出了针对性的预防故障工作策略，有效提高了化工单位自动化仪表的工作性能。

1 雷电问题对石油化工仪表自动化设备产生的影响和预防措施

1.1 雷电对化工仪表自动化设备的影响形式

雷电是一种非常常见的自然现象，雷电的产生经常会带有非常强烈的阵风以及暴雨等，是自然界中比较常见的灾害之一。在雷电产生过程中，会伴随着高温以及猛烈的冲击波，会形成强烈的电磁辐射，对人们的生命安全以及电力系统的正常工作都形成了重大的威胁。我国南方某些地区石油化工单位在生产过程中，经常会受到雷电天气的影响，造成工业仪表自动化设备产生各种故障问题，对化工仪表产生的影响分为以下几种：首先，是雷电直击。所谓雷电直击主要指的是在雷雨天气条件下，雷电直接击中了石油化工单位的自动化控制设备，造成了各种仪表设备和自动化控制设备直接损坏。其次，是雷电感应影响。雷电感应又称为感应雷，在雷电产生过程中会出现高强度的放电现象，同时，附近的导体会产生相应的静电感应以及电磁感应，在受到雷电感应过程中，经常会造成设备金属内部的部件相互之间产生强烈火花，甚至会损坏设备的正常功能。针对石油化工单位的仪表设备来讲，在产生强大的雷电感应环境下，会在引线内部，通过强大的瞬间电流生成相应的电磁场，电磁场通过电阻耦合电容耦合以及电感耦合等相关作用，会造成仪表设备内部的瞬态电压急剧上升。通过内部的管道和电缆等介质，直接传输到化工仪表系统中，对整个系统造成了严重的干扰和破坏。最后，雷电反击。如果化工单位防雷装置使用的是接单的处理方法，如果产生雷电，变送器周围的设备以及建筑物等，都会受到强大的雷电袭击的影响。当雷电击中建筑体的外部设施情况下，低电位的浮动会造成变声器和内部的控制系统之间形成较大的电位差，最大的电位差超过几千甚至上万伏以上，大大超过了化工仪表系统的承受极限。因此，会直接造成石油化工仪表被击穿，化工仪表设备无法正常工作和使用。

1.2 雷电预防措施

在石油化工单位的仪表自动化控制设备的防雷处理工作中，主要采用了以下几种方式进行预防：（1）分流与接闪。要想对直接雷击进行防护处理，主要是通过建筑体内部的防雷设施来实现。针对石化仪表系统的防雷装置来讲，主要是和周围的机泵、换热器、储存罐等相关设施同步进行防雷设计，而对于一些重要的通道结构，则需要采用直接接地的方法有效预防雷电的直接袭击。在设计工作中，需要保证接地的位置不能少于两处，同时，接地点相互之间的距离不能超过30m。对于一些处于高处或者是在一些比较空旷内置的石化仪表设备来讲，更容易受到雷电的直接袭击，因此，仪表的位置设定，需要尽可能对仪表的高度进行控制，同时，还需要充分做好仪表箱的接地工作，安装相应的避雷针有效预防自动化仪表设备受到雷电的直接破坏。（2）接地预防措施。在我国南方临海地区由于受到频繁雷电天气的影响，相关石油化工单位对仪表自动化设备主要采用的是伏地和多点接地的防雷处理方法，其中伏地处理主要保护仪表的工作接地和建筑体接地系统的绝缘效果，有效防止建筑体内部的接地系统所产生的电磁影响，不会直接传输到仪表的中枢系统中。通过这种预防控制方法，有效降低了雷电对仪表系统所产生的影响。除此之外，还可以将仪表备DCS、PLC等相关设备工作接地与保护接地进行分离设计，并且实现就近接地处理，有效防止出现雷电袭击现象。

2 石油化工企业仪表自动化设备的腐蚀问题和维护措施

2.1 腐蚀问题的主要表现形式

在我国一些南方临海地区，石油化工单位内部仪表自动化设备，经常会出现不同程度的腐蚀现象，具体表现为以下几个方面：首先，自动化仪表会出现不同程度的电化学腐蚀问题，这种腐蚀现象主要指的是金属材料和金属之间产生电化学反应作用，进而造成了不同程度的腐蚀问题。金属的腐蚀问题大多是因为电化学腐蚀所造成，并且由于化工仪表自动化控制设备外壳，基本上都是通过不同的金属材料所制成，因此，在使用过程中，会受到外部环境因素的影响，产生不同程度的电化学腐蚀问题，这也是石油化工仪表产生失效问题的重要影响因素。其次，化学腐蚀问题主要指的是仪表自动化设备的材料，和外部的潮湿空气或者与一些非电解质溶液，比如，苯、甲苯、乙醇等材料产生作用，进而造成直接化学腐蚀现象。同时，还存在仪表自动化设备，由于物理和机械作用效果，造成仪表材料产生不同程度的腐蚀现象。比如，在化工生产合成氨工作过程中，由于高压阀芯受到气蚀作用产生不同程度的损坏，仪表设备使用的非金属材料，由于受到压力和外部介质的作用，产生膨胀、溶解等都会造成自动化设备出现故障和失效问题。

2.2 化工仪表自动化设备的防腐蚀处理措施

（1）防腐蚀材料的选用。针对石油化工单位仪表自动化设备的防腐蚀处理工作，必须对仪表的耐腐材料进行针对性选择，这是提高仪表自动化设备防腐蚀性能的重要措施。在选择耐腐蚀仪表材料过程中，要对材料自身的特性以及材料的供应状况进行明确，要对仪表自动化设备的后续工作环境进行准确的判断。主要是检查环境中是否存在明显的腐蚀物质、环境温度以及其他具有腐蚀性物质的浓度等进行充分了解，有效结合仪表自动化设备的使用寿命成本投入量以及后续工作要求等重点因素，提出有效的防腐蚀处理方案来进行保障。防腐蚀材料的设计工作是仪表自动化设备防腐蚀处理工作的重点环节，只有研发出性能更高的耐腐蚀材料，才可以从本质上提高仪表自动化设备的防腐蚀工作效果，将腐蚀问题的影响降到最低。现阶段，在我国石油化工单位中，制造阀芯阀座的材料使用的是更先进的司钦莱合金、钴钨合金钢和硬化工具钢等，所表现出的防腐蚀功能效果非常明显。

（2）隔离措施。在石油化工仪表自动化设备的防腐蚀处理工作中，隔离措施的应用至关重要，可以运用仪表和腐蚀介质之间进行隔离的方法，来防止仪表设备产生不同程度的腐蚀问题。在隔离的方式和方法上，主要包含液体隔离、应用防护层隔离以及注气保护隔离等。使用液体隔离主要是预防腐蚀介质和仪表设备之间直接进行接触，通过采用液体隔离的方法，主要是对被测的腐蚀液体和仪表的重要工作系统之间进行分割，同时，隔离的物质不能和腐蚀性物质之间形成化学反应，也不会对仪表测量系统造成腐蚀问题。对于液体隔离工作来讲，经常被用在压力仪器设备、流量仪器设备以及液位测量仪器设备的管线防腐蚀工作中，通过采取管内管外双重隔离的方法，大大提高了设备的防腐蚀功能效果。

3 结语

综上所述，对于我国南方部分临海地区的石油化工单位来讲，在日常的生产工作过程中，必须充分做好仪表设备的防雷电处理工作，做好防雷接地和防护措施，保证仪表设备不会受到雷电的直接影响。同时，还要对设备的防腐蚀问题重视，提高化工单位的生产效益。