化工仪表维护与故障检修的思路及措施探讨

马英(洋浦经济开发区高级技工学校，海南 儋州 578101)

0 引言

化工生产与国民经济和社会生活息息相关，鉴于化工生产过程的复杂性与高危性，自动控制技术与手段已经成为保障化工企业安全高效运行的必需手段。组成自动化控制系统的各类化工仪表准确、可靠运行，是保证自动化控制系统安全稳定的关键。化工仪表承担着如此重要的任务，维护和检修工作就是对仪表开展的“体检、保养、治病”，即“预防+治疗”，对于提高生产效率、增强化工企业经济价值有重要意义。要做好仪表的维护和检修工作，不仅要从具体着眼掌握化工仪表的常见问题及处理方法，还要从全局上把握仪表维修工作与工艺生产之间的关系，做好各部门、各环节之间的沟通协作，并在工作实践中不断优化维检工作思路，探索科学高效的故障处理方法和措施。

1 影响化工仪表维护检修质量的因素

1.1 专业技术能力与素质问题

化工仪表维修工作不仅需要自动化专业知识和技术，还涉及工艺、电力、设备、机械等多门学科作业技术，维修人员不仅要具备较高的理论知识水平、较强的操作处理能力，还需要有丰富的问题处理经验。而在化工企业中，企业仪表部门招聘的维修工作人员往往在学历、技术水平上参差不齐，一定程度上影响到仪表维护与检修工作的效率和质量[1]。

1.2 制度和管理方面存在问题

经调查了解，有些化工企业部门培训制度不够完善，对工作人员缺乏定期针对性、系统性的培训，导致仪表维护工作人员短期培训上岗，缺乏安全意识，在工作方法和问题处理方面比较欠缺；或者由于仪表与工艺部门之间沟通协调不够，导致部分工作人员不能有效判断仪表故障的风险级别和复杂程度，缺乏独立处理问题的能力。

2 化工仪表故障原因

要进行故障处理，首先需要了解产生化工仪表故障的原因，然后在应用与维护工作中多加防范，就能一定程度上延长仪表的使用寿命，提高仪表维护的质量和检修的效率。在化工企业工艺装置中，仪表种类繁多、数量庞大，应用环境复杂多变，因此仪表维检工人应了解各类化工仪表的故障类型、产生原因及处理方法，否则可能会思绪万千而无从下手。

2.1 仪表自身问题

导致仪表故障的原因往往是多方面的。例如，生产质量存在缺陷，结构设计、材料选择不合理，应用操作不规范；设计院在仪表选型中没有充分考虑工艺条件和应用环境，导致仪表在运行过程中出现偏差或故障问题；在运输过程中受到碰摔导致仪表零部件受损，寿命下降；安装位置不合理导致仪表出现偏差甚至错误，影响仪表寿命；随运行时间延长，仪表准确性与可靠性也会逐渐降低。

2.2 自然环境因素

化工仪表中安装在现场的一次仪表，极易受到天气或者外界环境影响，例如，雷电会产生超高电压，若防雷措施不当可能会烧坏仪表电路；极端天气如极寒、高热也会对仪表的运行带来影响；温差变化、湿度变化、震动、电磁干扰、灰尘、积水等，都会一定程度地影响或损坏仪表[2]。可见，仪表的使用必须充分关注到环境特点，并采取有效措施进行预防。

2.3 应用条件因素

一次仪表中的检测仪表和控制阀在应用中需要接触工艺介质，而介质的物理性质会对仪表部件产生积累作用。例如，介质具有腐蚀性，仪表材料长期接触造成腐蚀性损坏；受流体压力和沸点影响，控制阀阀体因流体介质闪蒸和空化容易引发气蚀冲蚀损害；介质具有结晶性，则容易附着或堵塞测量通道和控制通道；容器、管道中高温或深冷介质对于仪表材料或仪表中的隔离液有很大影响。

2.4 人为操作不当

虽然是自动化仪表，但是仪表与控制系统的搭建和运行的各个环节都需要人工敷设和维护。例如，仪表选型不合理会造成诸多后续使用问题；仪表安装不规范如流量仪表安装未考虑直管段、节流元件反装会导致误差偏大或者测量错误；差压液位计测液位或界位时零点迁移不准确，会导致检测信号失真进而引发控制器输出错误指令；仪表使用操作不当会降低仪表使用寿命或直接损坏仪表。

3 化工仪表维护与故障检修思路

化工仪表维修工作考验的是仪表工的综合技术能力。化工工艺参数变化直接反映到检测仪表的测量信号，操作人员通过在DCS 界面或者检测仪表现场指示与远传信号测量，来了解温度、流量、压力、液位等重要化工工艺参数的实际情况，以此为依据来判断生产过程是否正常，并采取进一步行动。

3.1 从熟悉仪表自身结构原理入手

熟悉化工仪表的内外结构部件，理解其工作原理是开展仪表维检工作的基础。举例来说，电容式差压变送器可以测量压力、流量、液位、界位，它在化工测量中应用最为广泛，由检测部分、变送部分、显示部分组成。从结构部件来看，导压管连接处容易出现密封问题，连接时需要用生料带做好密封；法兰式压力变送器的法兰面容易出现腐蚀或结晶附着问题，需要定期检查清洗；导压管内隔离液易受到温度变化影响，要注意在灌装隔离液时排净气泡，且安装位置避免高温直射；电容膜片受到压力冲击时容易受损，应注意三阀组投运操作顺序；内部测量电路模块、变送电路模块、显示电路模块可能会出现连接松动或者电路模块故障，在进行模块连接时应检查是否牢固，运输安装或使用过程中避免摔碰，如果某个模块出现问题可以更换对应模块，而不需要更换整个仪表。

3.2 从故障防范出发

3.2.1 做好维护检修准备

维检工作人员必须熟悉工艺流程，准确掌握每块仪表的安装位置、应用场合、接线端子位置、电源位置，并准备好各种检测和维修工具，牢牢树立安全意识和责任意识，以解决问题为目的，以优化处理方法和措施为目标，在维检过程中加强学习和积累。

3.2.2 认真仔细做好仪表巡检工作

巡检工作是仪表部门的日常工作，其目的就是为了及时发现仪表或设备的异常情况，防微杜渐地避免问题加剧而导致严重问题或事故。巡检人员必须耳聪目明、细致全面，像医生一样“望闻问切”，例如外观结构是否完好、表面是否有积灰；导压管连接处是否有滴漏、线路是否存在老化及破损、有无烧焦气味；供电是否正常、显示是否正常。必须做到发现小问题立行立改，大问题或者重点仪表问题需要上报协同处理。

3.2.3 做好日常维护校验工作

因为环境和应用场合对于仪表的寿命有较大影响，所以需要做好仪表的清洁与保养工作，还需要注意用对方法，如清除仪表表面积灰或油污要用抹布擦干净、清理干油污可以用煤油、有锈蚀需要先除锈(可使用丙酮)再做防腐[3]。实际维护工作中需要分级管理仪表设备，重点仪表重点维护，普通仪表正常维护，比如带联锁、SIS 安全仪表系统中的仪表如果出现故障可能会引发停车动作，因此属于重点关注的仪表。此外，要根据检验规程要求对化工仪表进行定期校验，根据实际情况可选择在线上校验或拆下做线下校验。

3.3 从问题故障出发

有故障必定有原因，也必定有解决方法。例如，DCS 参数异常或出现报警需要先看现场，首先排除仪表和工艺问题，再看回路，排查信号和通讯问题。确定是仪表问题，原则上使用简单方法解决，能在线处理就不线下处理。仪表出现故障时，必然会伴随一些现象，因此要从具体问题入手，“点—线—面”逐步排查。

4 提高化工仪表维修质量的管理措施

4.1 从源头上保证质量

化工仪表的质量和选型是源头，必须选择可靠的厂家，采购高质量的仪表，确保仪表的结构材料特性优异，具有高准确性、可靠性、稳定性；另外，必须根据工艺条件(环境特点、介质物理化学性质、特殊要求)选择适合的仪表类型和型号[4]。

4.2 从环节上保证可靠性

组建自动控制系统后，要确保仪表供电稳定可靠，布线合理，连接牢固；DCS 卡件安装运行正常、安全栅设置与接线正确、浪涌设置防雷可靠；仪表安装位置科学合理，注意环境和介质的影响。每个环节都有每个环节可能出现的问题，要保证整个系统的可靠运行，就必须做到全面细致的维护。

4.3 从人员上保证专业性

工作人员应牢固树立安全意识、规范意识，以科学严谨的态度对待岗位工作，不断加强专业学习，积累工作经验，快速成长。此外，工作人员也要熟悉各类化工仪表检修规程，了解检修周期、检修内容、仪表投运停运操作方法，并且明确日常维护要求，细致巡检、定期维护、定期校准。

4.4 从制度上保证激励性

化工企业应建立健全完善的部门和岗位培训制度，对仪表维检人员定期培训、严格考核、监督上岗，奖惩分明激励工作责任心、调动工作主动性；并制定科学有效的仪表巡检制度、维护制度，明确频次、要求、流程、细则，把握检修时机。

4.5 从措施上保证灵活性

4.5.1 灵活运用检修方法

常用的检修措施有基础检查法、信号检查法、替换检查法、程序恢复法等[5]。基础检查法是主要依靠感官判断问题；信号检查法是借助有效的工具如万用表或者手操器，根据信号大小或者通讯情况判断仪表问题；替换检查法是使用同种类型的仪表替换可能有故障的仪表，根据显示情况判断故障；程序恢复法是当仪表显示异常时，可以通过断电后重新送电、恢复出厂参数值后重新投入应用。在实际检修过程中，可以根据具体情况选择一种或多种方法来判断问题。

4.5.2 不同参数控制系统问题分别对待

举例来说，温度控制系统出现问题，首先要注意温度变化往往比较缓慢，如果出现指示突然最大或最小，一般可以确定为仪表故障，可能是断线或短路；控制过程快速震荡或周期时间过长，可以考虑PID 参数设置问题；压力控制系统中要格外注意压力传输是否有漏或堵的现象，出现这种现象会导致压力偏高、偏低等问题；流量控制系统中指示异常，需要注意调节阀的开度与流量计流量大小的关系、流量计中可动部件是否被卡、管路是否被堵的情况；液位控制系统中指示异常时，首先要查看仪表检测是否正常，采用自动切换到手动看液位变化的方式，排查工艺和仪表的问题。

4.5.3 从仪表结构预判问题并做好预案

用热电偶(如图1 所示)举例，其结构简单、测温方便，但在结构方面可能会有以下问题。第一，热电极是将两种金属丝焊接在一起，焊点可能因为碰撞或者其他原因断开，造成开路，导致热电偶指示机械零点；第二，热电偶或补偿导线短路时，温度会指示室温；第三，绝缘子破损或者老化造成绝缘不好，两根热电偶会接触造成短路；第四，保护套管有时会因腐蚀原因穿孔破损，导致热电极直接接触介质，损害使用寿命；第五，接线盒内有接线柱，可能因为积灰或腐蚀导致接触不良，造成示值异常。因此，在了解化工仪表的结构组成后，对于每个部件可能出现的问题会有预判，在故障处理时就可以有针对性地进行排查。

5 结语

化工企业的快速发展和安全运行给国家创造了巨大的经济效益和社会效益，是关系国计民生的重要支柱。随着化工自动化水平的不断提高，新技术新材料新结构的不断出现，化工仪表维护和检修工作变得更加重要。这项工作不是一个部门一个工种的独立作业，而是需要工艺和仪表多部门之间协调配合。维检人员需对仪表故障进行精准的判断，尽可能采用最科学合理的方式进行维修。因此在工作实践中应不断探索更加科学简单有效的方法措施，提升化工仪表维护检修质量和效率，保障化工生产长期稳定可靠运行。