化工儀表維護與故障檢修的思路及措施探討

馬英(洋浦經濟開發區高級技工學校，海南 儋州 578101)

0 引言

化工生產與國民經濟和社會生活息息相關，鑒于化工生產過程的復雜性與高危性，自動控制技術與手段已經成為保障化工企業安全高效運行的必需手段。組成自動化控制系統的各類化工儀表準確、可靠運行，是保證自動化控制系統安全穩定的關鍵。化工儀表承擔著如此重要的任務，維護和檢修工作就是對儀表開展的“體檢、保養、治病”，即“預防+治療”，對于提高生產效率、增強化工企業經濟價值有重要意義。要做好儀表的維護和檢修工作，不僅要從具體著眼掌握化工儀表的常見問題及處理方法，還要從全局上把握儀表維修工作與工藝生產之間的關系，做好各部門、各環節之間的溝通協作，并在工作實踐中不斷優化維檢工作思路，探索科學高效的故障處理方法和措施。

1 影響化工儀表維護檢修質量的因素

1.1 專業技術能力與素質問題

化工儀表維修工作不僅需要自動化專業知識和技術，還涉及工藝、電力、設備、機械等多門學科作業技術，維修人員不僅要具備較高的理論知識水平、較強的操作處理能力，還需要有豐富的問題處理經驗。而在化工企業中，企業儀表部門招聘的維修工作人員往往在學歷、技術水平上參差不齊，一定程度上影響到儀表維護與檢修工作的效率和質量[1]。

1.2 制度和管理方面存在問題

經調查了解，有些化工企業部門培訓制度不夠完善，對工作人員缺乏定期針對性、系統性的培訓，導致儀表維護工作人員短期培訓上崗，缺乏安全意識，在工作方法和問題處理方面比較欠缺；或者由于儀表與工藝部門之間溝通協調不夠，導致部分工作人員不能有效判斷儀表故障的風險級別和復雜程度，缺乏獨立處理問題的能力。

2 化工儀表故障原因

要進行故障處理，首先需要了解產生化工儀表故障的原因，然后在應用與維護工作中多加防范，就能一定程度上延長儀表的使用壽命，提高儀表維護的質量和檢修的效率。在化工企業工藝裝置中，儀表種類繁多、數量龐大，應用環境復雜多變，因此儀表維檢工人應了解各類化工儀表的故障類型、產生原因及處理方法，否則可能會思緒萬千而無從下手。

2.1 儀表自身問題

導致儀表故障的原因往往是多方面的。例如，生產質量存在缺陷，結構設計、材料選擇不合理，應用操作不規范；設計院在儀表選型中沒有充分考慮工藝條件和應用環境，導致儀表在運行過程中出現偏差或故障問題；在運輸過程中受到碰摔導致儀表零部件受損，壽命下降；安裝位置不合理導致儀表出現偏差甚至錯誤，影響儀表壽命；隨運行時間延長，儀表準確性與可靠性也會逐漸降低。

2.2 自然環境因素

化工儀表中安裝在現場的一次儀表，極易受到天氣或者外界環境影響，例如，雷電會產生超高電壓，若防雷措施不當可能會燒壞儀表電路；極端天氣如極寒、高熱也會對儀表的運行帶來影響；溫差變化、濕度變化、震動、電磁干擾、灰塵、積水等，都會一定程度地影響或損壞儀表[2]。可見，儀表的使用必須充分關注到環境特點，并采取有效措施進行預防。

2.3 應用條件因素

一次儀表中的檢測儀表和控制閥在應用中需要接觸工藝介質，而介質的物理性質會對儀表部件產生積累作用。例如，介質具有腐蝕性，儀表材料長期接觸造成腐蝕性損壞；受流體壓力和沸點影響，控制閥閥體因流體介質閃蒸和空化容易引發氣蝕沖蝕損害；介質具有結晶性，則容易附著或堵塞測量通道和控制通道；容器、管道中高溫或深冷介質對于儀表材料或儀表中的隔離液有很大影響。

2.4 人為操作不當

雖然是自動化儀表，但是儀表與控制系統的搭建和運行的各個環節都需要人工敷設和維護。例如，儀表選型不合理會造成諸多后續使用問題；儀表安裝不規范如流量儀表安裝未考慮直管段、節流元件反裝會導致誤差偏大或者測量錯誤；差壓液位計測液位或界位時零點遷移不準確，會導致檢測信號失真進而引發控制器輸出錯誤指令；儀表使用操作不當會降低儀表使用壽命或直接損壞儀表。

3 化工儀表維護與故障檢修思路

化工儀表維修工作考驗的是儀表工的綜合技術能力。化工工藝參數變化直接反映到檢測儀表的測量信號，操作人員通過在DCS 界面或者檢測儀表現場指示與遠傳信號測量，來了解溫度、流量、壓力、液位等重要化工工藝參數的實際情況，以此為依據來判斷生產過程是否正常，并采取進一步行動。

3.1 從熟悉儀表自身結構原理入手

熟悉化工儀表的內外結構部件，理解其工作原理是開展儀表維檢工作的基礎。舉例來說，電容式差壓變送器可以測量壓力、流量、液位、界位，它在化工測量中應用最為廣泛，由檢測部分、變送部分、顯示部分組成。從結構部件來看，導壓管連接處容易出現密封問題，連接時需要用生料帶做好密封；法蘭式壓力變送器的法蘭面容易出現腐蝕或結晶附著問題，需要定期檢查清洗；導壓管內隔離液易受到溫度變化影響，要注意在灌裝隔離液時排凈氣泡，且安裝位置避免高溫直射；電容膜片受到壓力沖擊時容易受損，應注意三閥組投運操作順序；內部測量電路模塊、變送電路模塊、顯示電路模塊可能會出現連接松動或者電路模塊故障，在進行模塊連接時應檢查是否牢固，運輸安裝或使用過程中避免摔碰，如果某個模塊出現問題可以更換對應模塊，而不需要更換整個儀表。

3.2 從故障防范出發

3.2.1 做好維護檢修準備

維檢工作人員必須熟悉工藝流程，準確掌握每塊儀表的安裝位置、應用場合、接線端子位置、電源位置，并準備好各種檢測和維修工具，牢牢樹立安全意識和責任意識，以解決問題為目的，以優化處理方法和措施為目標，在維檢過程中加強學習和積累。

3.2.2 認真仔細做好儀表巡檢工作

巡檢工作是儀表部門的日常工作，其目的就是為了及時發現儀表或設備的異常情況，防微杜漸地避免問題加劇而導致嚴重問題或事故。巡檢人員必須耳聰目明、細致全面，像醫生一樣“望聞問切”，例如外觀結構是否完好、表面是否有積灰；導壓管連接處是否有滴漏、線路是否存在老化及破損、有無燒焦氣味；供電是否正常、顯示是否正常。必須做到發現小問題立行立改，大問題或者重點儀表問題需要上報協同處理。

3.2.3 做好日常維護校驗工作

因為環境和應用場合對于儀表的壽命有較大影響，所以需要做好儀表的清潔與保養工作，還需要注意用對方法，如清除儀表表面積灰或油污要用抹布擦干凈、清理干油污可以用煤油、有銹蝕需要先除銹(可使用丙酮)再做防腐[3]。實際維護工作中需要分級管理儀表設備，重點儀表重點維護，普通儀表正常維護，比如帶聯鎖、SIS 安全儀表系統中的儀表如果出現故障可能會引發停車動作，因此屬于重點關注的儀表。此外，要根據檢驗規程要求對化工儀表進行定期校驗，根據實際情況可選擇在線上校驗或拆下做線下校驗。

3.3 從問題故障出發

有故障必定有原因，也必定有解決方法。例如，DCS 參數異常或出現報警需要先看現場，首先排除儀表和工藝問題，再看回路，排查信號和通訊問題。確定是儀表問題，原則上使用簡單方法解決，能在線處理就不線下處理。儀表出現故障時，必然會伴隨一些現象，因此要從具體問題入手，“點—線—面”逐步排查。

4 提高化工儀表維修質量的管理措施

4.1 從源頭上保證質量

化工儀表的質量和選型是源頭，必須選擇可靠的廠家，采購高質量的儀表，確保儀表的結構材料特性優異，具有高準確性、可靠性、穩定性；另外，必須根據工藝條件(環境特點、介質物理化學性質、特殊要求)選擇適合的儀表類型和型號[4]。

4.2 從環節上保證可靠性

組建自動控制系統后，要確保儀表供電穩定可靠，布線合理，連接牢固；DCS 卡件安裝運行正常、安全柵設置與接線正確、浪涌設置防雷可靠；儀表安裝位置科學合理，注意環境和介質的影響。每個環節都有每個環節可能出現的問題，要保證整個系統的可靠運行，就必須做到全面細致的維護。

4.3 從人員上保證專業性

工作人員應牢固樹立安全意識、規范意識，以科學嚴謹的態度對待崗位工作，不斷加強專業學習，積累工作經驗，快速成長。此外，工作人員也要熟悉各類化工儀表檢修規程，了解檢修周期、檢修內容、儀表投運停運操作方法，并且明確日常維護要求，細致巡檢、定期維護、定期校準。

4.4 從制度上保證激勵性

化工企業應建立健全完善的部門和崗位培訓制度，對儀表維檢人員定期培訓、嚴格考核、監督上崗，獎懲分明激勵工作責任心、調動工作主動性；并制定科學有效的儀表巡檢制度、維護制度，明確頻次、要求、流程、細則，把握檢修時機。

4.5 從措施上保證靈活性

4.5.1 靈活運用檢修方法

常用的檢修措施有基礎檢查法、信號檢查法、替換檢查法、程序恢復法等[5]。基礎檢查法是主要依靠感官判斷問題；信號檢查法是借助有效的工具如萬用表或者手操器，根據信號大小或者通訊情況判斷儀表問題；替換檢查法是使用同種類型的儀表替換可能有故障的儀表，根據顯示情況判斷故障；程序恢復法是當儀表顯示異常時，可以通過斷電后重新送電、恢復出廠參數值后重新投入應用。在實際檢修過程中，可以根據具體情況選擇一種或多種方法來判斷問題。

4.5.2 不同參數控制系統問題分別對待

舉例來說，溫度控制系統出現問題，首先要注意溫度變化往往比較緩慢，如果出現指示突然最大或最小，一般可以確定為儀表故障，可能是斷線或短路；控制過程快速震蕩或周期時間過長，可以考慮PID 參數設置問題；壓力控制系統中要格外注意壓力傳輸是否有漏或堵的現象，出現這種現象會導致壓力偏高、偏低等問題；流量控制系統中指示異常，需要注意調節閥的開度與流量計流量大小的關系、流量計中可動部件是否被卡、管路是否被堵的情況；液位控制系統中指示異常時，首先要查看儀表檢測是否正常，采用自動切換到手動看液位變化的方式，排查工藝和儀表的問題。

4.5.3 從儀表結構預判問題并做好預案

用熱電偶(如圖1 所示)舉例，其結構簡單、測溫方便，但在結構方面可能會有以下問題。第一，熱電極是將兩種金屬絲焊接在一起，焊點可能因為碰撞或者其他原因斷開，造成開路，導致熱電偶指示機械零點；第二，熱電偶或補償導線短路時，溫度會指示室溫；第三，絕緣子破損或者老化造成絕緣不好，兩根熱電偶會接觸造成短路；第四，保護套管有時會因腐蝕原因穿孔破損，導致熱電極直接接觸介質，損害使用壽命；第五，接線盒內有接線柱，可能因為積灰或腐蝕導致接觸不良，造成示值異常。因此，在了解化工儀表的結構組成后，對于每個部件可能出現的問題會有預判，在故障處理時就可以有針對性地進行排查。

5 結語

化工企業的快速發展和安全運行給國家創造了巨大的經濟效益和社會效益，是關系國計民生的重要支柱。隨著化工自動化水平的不斷提高，新技術新材料新結構的不斷出現，化工儀表維護和檢修工作變得更加重要。這項工作不是一個部門一個工種的獨立作業，而是需要工藝和儀表多部門之間協調配合。維檢人員需對儀表故障進行精準的判斷，盡可能采用最科學合理的方式進行維修。因此在工作實踐中應不斷探索更加科學簡單有效的方法措施，提升化工儀表維護檢修質量和效率，保障化工生產長期穩定可靠運行。