变送器是自控系统的一个重要组成部分,压力变送器主要用于工业过程压力参数的测量和控制,其在石油、化工、电力等领域的应用十分广泛。压力变送器的种类繁多,根据工作原理、用途,有不同的分类方式。
压力变送器主要用于压力的远程显示和控制,其常在高温、低压、腐蚀、振动等环境下工作,出现故障的几率较大,因此对压力变送器的影响因素、常见故障等研究是十分有意义的。
电容式压力变送器故障原因分析:
1、安装问题
在蒸汽流量测量中,蒸汽主要涉及两种,一种为外供蒸汽,一种为锅炉的过热蒸汽。外供蒸汽是经过减温减压后的蒸汽,温度不高,且掺有大量水分,且需时用时不用,时刻根据用户的要求改变蒸汽流量。
在实际的流量测量过程中有时流量偏大有时流量偏小,非常不稳定,经常需要进行排污,每次排污后变送器的测量又准确了,但蒸汽管道的排污次数多了,又容易导致导压管上各个接点漏汽。在测量过热蒸汽的使用中,发现最大的问题就是有时停机,重新开机后流量就会发生偏差,导致失准,且有时停下来后仍有少许流量显示。一般变送器安装位置低于测量管道。
但在实际的安装中,外供蒸汽流量的凝结罐与变送器都高于测量管道,且从节流装置接出来的向下敷设至少1米的导压管路也太短。锅炉的过热蒸汽流量也存在着凝结罐与测量管道的高度不一致问题,导致凝结水的高度不平衡,引起了静压差。
2、导压管堵塞问题
在压力测量中,有时指示的压力不随工况而变化。打开排污阀后只有少量的污水后就没水流出,这是由于水质或压缩空气中会带有少量的浮尘,随着水流而进入导压管沉淀。日积月累的运行,导压管的管壁会腐蚀积垢,出现堵塞现象。
3、变送器设备本身故障问题
在润滑油压力的测量中,由于润滑油压力信号参与停机联锁控制。润滑油压力变送器测量所得的信号传输给计算机,一方面进行显示,另一方面此信号还通过程序比较,当压力低于0.06MPa时,发出缺油停机信号停机。1#机曾发生润滑油压力突然降低引发跳机事故,损失巨大。
从润滑油压力信号趋势图上看到压力是瞬时直线下降而导致跳机的,检查变送器后发现变送器的内部模块损坏。虽然我们每年都对变送器进行定期的校验,检定合格后用于生产。由于变送器经过几年的运行后,其精度、灵敏度、稳定性等性能指标都会逐渐降低,内部的膜片、集成块也会损坏发生故障。
4、变送器的线性不好
故障现象:检定一台压力变送器时零点和终点都是负误差,但中间某一点正误差严重超差,靠增减量程和升降零点都无法调整使误差在允许范围内。原因分析:线性不合格的仪表可以靠增减量程和升降零点的调整使其合格,因为中间点误差超差,所以靠调整零点和量程时不能把一起仪表调整合格的。
智能变送器的准确度高低,取决于两个因素:一个是敏感元件,一个是电子转换电路的准确度。解决方法:智能仪器仪表的稳定性不好,多半是敏感元件出故障,一般很难调整修正,可以调A/D转换电路进行补正,不过补正的量不是很大。
5、电信号传输故障
压力变送器若运用或维护不妥很容易致使电信号的传输毛病,例如为了节省时间将变送器放在被测设备邻近,致使信号传输距离过远,信号就会呈现烦扰或衰减景象,此时要根据需要增加电缆线的截面积。
6、存在干扰问题
在空压机排气压力的测量中,排气压力信号的波动较大。校验变送器后符合精度要求,排除变送器本身的故障;检查导压管及接头也没有破损、漏气,信号电缆的连接处接触良好。但电缆的走向是通过高配室旁边的电缆桥架引入控制室的。周围存在着大量的电磁干扰。
目前压力传感器的使用十分广泛,无论是国产变送器还是进口变送器,在使用过程中由于工作环境、人为操作不当或者自身原因都会出现各种故障,因此我们不仅要按照说明书的标准规范进行操作,还要掌握正确的故障判断、养护和维修知识,这样才能保证压力传感器的使用寿命和测量精度。
压力变送器根据测量范围可分成一般压力变送器(0.001MPa~35MPa)和微差压变送器(0~1.5kPa),负压变送器三种;从精度角度来分类的话,因为我们国家标的精度就为0.5%。
所以近年来又可以分为高精度压力变送器(0.1%或0.2%或0.075%)和一般压力变送器(0.5%)。
一般来说,压力变送器主要由测压元件传感器(也称作压力传感器)、测量电路和过程连接件三部分组成。
它能将测压元件传感器感受到的气体、液体等物理压力参数转变成标准的电信号(如4~20mADC等),以供给指示报警仪、记录仪、调节器等二次仪表进行测量、指示和过程调节。
在用于液体测量时即为压力式液体变送器,用于管道流量测量即为差压式流量变送器。
压力变送器具有独特的就地按钮盒背光液晶表头。通过就地按钮可进行各种功能组态,调零调满一次完成,可以加压或者不加压进行量程设置,组态数据可以锁定。
带背光的液晶表头克服了液晶指示在光线暗弱处不易读数的缺点,同时大窗口可指示带物理单位的压力值,电流值,百分比数值等。
压力传感器使用过程应注意考虑下列情况:
1、防止变送器与腐蚀性或过热的介质接触;
2、防止渣滓在导管内沉积;
3、测量液体压力时,取压口应开在流程管道侧面,以避免沉淀积渣;
4、测量气体压力时,取压口应开在流程管道顶端,并且变送器也应安装在流程管道上部,以便积累的液体容易注入流程管道中;
5、导压管应安装在温度波动小的地方;
6、测量蒸汽或其它高温介质时,需接加缓冲管(盘管)等冷凝器,不应使变送器的工作温度超过极限;
7、冬季发生冰冻时,安装在室外的变送器必需采取防冻措施,避免引压口内的液体因结冰体积膨胀,导至传感器损坏;
8、测量液体压力时,变送器的安装位置应避免液体的冲击(水锤现象),以免传感器过压损坏;
9、接线时,将电缆穿过防水接头(附件)或绕性管并拧紧密封螺帽,以防雨水等通过电缆渗漏进变送器壳体内。
压力变送器日常维护
1、检查安装孔的尺寸:如果安装孔的尺寸不合适,传感器在安装过程中,其螺纹部分就很容易受到磨损。
这不仅会影响设备的密封性能,而且使压力传感器不能充分发挥作用,甚至还可能产生安全隐患。
只有合适的安装孔才能够避免螺纹的磨损(螺纹工业标准1/2-20 UNF 2B),通常可以采用安装孔测量仪对安装孔进行检测,以做出适当的调整。
2、保持安装孔的清洁:保持安装孔的清洁并防止熔料堵塞对保证设备的正常运行来说十分重要。在挤出机被清洁之前,所有的压力变送器都应该从机筒上拆除以避免损坏。
在拆除传感器时,熔料有可能流入到安装孔中并硬化,如果这些残余的熔料没有被去除,当再次安装传感器时就可能造成其顶部受损。
清洁工具包能够将这些熔料残余物去除。然而,重复的清洁过程有可能加深安装孔对传感器造成的损坏。如果这种情况发生,就应当采取措施来升高传感器在安装孔中的位置。
3、选择恰当的位置:当压力传感器的安装位置太靠近生产线的上游时,未熔融的物料可能会磨损传感器的顶部;
如果传感器被安装在太靠后的位置,在传感器和螺杆行程之间可能会产生熔融物料的停滞区,熔料在那里有可能产生降解,压力信号也可能传递失真;
如果传感器过于深入机筒,螺杆有可能在旋转过程中触碰到传感器的顶部而造成其损坏。
一般来说,传感器可以位于滤网前面的机筒上、熔体泵的前后或者模具中。
4、仔细清洁;
在使用钢丝刷或者特殊化合物对挤出机机筒进行清洁前,应该将所有的传感器都拆卸下来。因为这两种清洁方式都可能会造成传感器的震动膜受损。
当机筒被加热时,也应该将传感器拆卸下来并使用不会产生磨损的软布来擦拭其顶部,同时传感器的孔洞也需要用清洁的钻孔机和导套清理干净。