常规仪表的故障分析与判断教材

1、常规仪表的故障分析与判断常规仪表的故障分析与判断思路1、要处理好常规仪表故障所在，必须具备以下知识：仪表的工作原理、仪表所在的回路组成和回路接线，以及简单的仪表安装知识2、学习工艺流程，了解工艺状况3、 注意外界因素影响：1）天气、气温变化：如雷电、暴雨、高温、冰冻天气对仪表测量的影响。2）工艺控制方案发生改变而导致仪表测量显示值与以前 不同3）周围其它施工作业导致的仪表损伤4、仪表设计选型不当导致的仪表测量不准自动化仪表分类与简单介绍：自动化仪表简单地分为检测仪表、显示仪表、控制仪表和执行器四大类。检测仪表包括温度、压力、流量、物位、成分分析、和轴系仪表；显示仪表包括指示仪、记录仪、累计器、

2、信号报警器和屏幕显示器；控制仪包括调节 器、可编程控制器 PLC、集散控制系统 DCS和安全检测系统 FSC等。执行器由执行机构和调节阀两部分组成。执行机构按能源划分有气动执行器、电动 执行器和液动执行器，按结构形式可以分为薄膜式、活塞式（气缸式）和长行程执行机构。调节阀根据其结构特噗和流量特性不同进行分类，按结构特点 分通常有直通单座、直通双座、三通、角形、隔膜、蝶形、球阀、偏心旋转、套筒（笼式）、阀体分离等，按流量特性分为直线、对数（等面分比）、抛 物线、快开等。现根据测量参数的不同和控制的关联性，来分析不同的现场仪表故障所在。1、常用的温度检测仪表有双金属温度计、热电偶和热电阻1）双金属

3、温度计属现场指示表， 根据现场工艺介质类型、 压力、温度、管道大小等来选择不同型号规格A、根据现场工艺介质类型、压力、温度来确定温度计的材质；B、根据指针盘与保护管的连接方向来选择轴向型、径向型、万向型；C、根据表盘大小可分为C 50、C 100、电150,根据温度大小来选择不同量程范围的温度计；D、 根据现场工艺介质类型、压力、温度大小决定连接方式：M2 7X 2螺纹连接和不同压力等级的法兰连接；E、根据管道大小来确定插深长度。总之，一台双金属温度计的型号规格里包含了：材质、指针盘方向、表盘大小、温度量程范围、连接方式、插 深以及防爆等级。2）常用热电阻为铂电阻，常用在温度范围为100度以下

4、，如机组测温。型号规格里包含了 ：材质、保护管尺寸、连接方式（螺纹连接、法兰连接、直插式指机组瓦温）插深、电气接口规格、以及防爆等级。3）常用热电偶：A、根据热偶丝材质类型有 K型、E型、T型、B型、S型；B、根据热偶装配结构分为铠装热偶和普通热偶；C、根据现场环境要求热偶保护套管及热偶的类型又分为隔爆型热偶、热套式热偶、防腐热偶、耐磨热偶、耐高温耐腐蚀热电偶D、根据热偶丝数量又分为单丝、双丝和多芯（用于反应器床温），总之，一热偶的型号规格里包含了：热偶丝型号、热偶丝对数、保护管材质、保护管尺寸、连接方式（螺纹连接、法兰连接和焊接）插深、接线盒要求（普通、防水、防爆等）、 电气接口规格、以及防

5、爆等级 。下图为耐腐热电偶和耐磨热电偶111600 C,具有良好的耐高温、抗气流冲击、壽 下图为耐高温耐腐蚀热电偶：以特殊金属陶瓷材料作为外保护套管，采用复合型结构，使用温度 抗氧化性能。主要用于高温加热炉、裂解炉、尾气焚烧炉、焦化炉等装置的测温。F图为WR系列隔爆热电偶F图为套管式热电阻:2、常用的流量检测仪表V锥等测量元件来检测）、转子流量计、电磁流量计、超声波流量、质量流量计、涡轮流量计、椭圆差压式流量计（主要是靠孔板、喷嘴、文丘里管、 齿轮流量计、涡街流量计等。下图为法兰取压楔式流量计F图为一体化差压式流量计上图为文丘利管上图为喷嘴F图为成套节流装置ii3、常用的物位检测仪表 有：玻璃

6、板、差压液位（包括双法兰）、单法兰液位计、浮球液位计、浮筒液位计、磁翻板液位计、电接点液位计、超 声波液位计、雷达液位计、光纤液位计、音叉料位计、射线料位计、射频导钠料位计等。4、 常用的压力检测仪表:膜盒式压力表、波纹管压力表、弹簧压力表、电接点压力表、压力开关等5、 分析仪表 炼厂常用的分析仪表为氧化锆、色谱分析仪。热电厂微量氧量分析仪、溶解氧分仪、浊度仪、PH值、电导仪、硅酸根、磷酸根、钠离 子、烟气分析仪等。6、 轴系仪表包括振动、位移、转速、偏心、键相、胀差、盖振、撞击子、热膨胀等，轴系仪表属关键仪表。仪表单回路接线及在线故障检查仪表接线标记方式：本位号、同位号、呼应号二、接线要求:

7、1. 根据回路特性、容量等选择合适的导线、电缆、接线鼻子、开关端子、保险、安全栅等回路所用材料2. 接线应保证横平竖直，无毛刺、无伤痕。3. 接线端子应巧用力，避免螺丝拧滑扣4. 接地要牢靠，汇流条接地鼻子要用不同规格的园鼻子，螺丝要加弹簧垫（电缆的屏蔽单端接地宜在控制室一侧接地）5. 信号电缆敷设前须对整盘电缆进行绝缘测试，绝缘电阻符合要求方可敷设；屏蔽线只能单点接地， 仪表电缆不能与电气电缆混在一起敷设，防止电磁干扰。6. 仪表所在的回路组成1）.对于所有的两线制的输出为42 0mA仪表的测量回路其组成环节都是相同的。24V-变送器24V+汇流条2502）对于所有DCS的420mA输出回路

8、都由下面的环节组成。DCS输出模件三、常见故障分析及处理方法：一块表或一个温度出现问题时，不能单一的就表或温度本身来分析处理问题，要从整个回路来分析检查问题，其中电缆断路或接地是一个非常重要的环节。现场仪表无指示时，如果没有检查发现其它的故障，则可能电缆线有断裂现象时要用兆欧表来测量电缆线是否导通，操作时先把电缆的一头短在一起，另 一头用兆欧表摇，如电阻值偏大，则证明电缆线有断开现象。当然，现场无指示的原因可能还有输入安全栅坏、室内开关端子故障、保险坏等导致电无法 外供。二现场有指示，操作室指示偏高：当现场仪表有指示，但操作室却偏高，电缆则可能是绝缘不好，当绝缘不好时，则会产生一个线间电阻，则

9、同时会产生一个电流与现场送过来的420mA的信号一同送到操作室（I总=1现+ 1）,这样就会出现操作室数值比现场高的故障，检查电缆绝缘性时也要用兆欧表。（一般检查芯线之间，芯线与地之间，其阻值一般为应大于 5M?。三现场有指示，操作室指示偏低或无指示:24V+COMCOM（四）当现场仪表有指示，但操作室偏低或无指示时，电缆故障则可能是有接地现象，当指示偏低说明电缆线没有完全接，因为对地产生了一个电阻， 同时也产生一个电流I（ I总=1地-I）这样当现场送出的 420mA信号到接地处会有一部分电流流失，所以就出现了指示偏低，同样完全对地就会出现无指 示。在检查电缆绝缘性时用兆欧表，同样查对地也是

10、用兆欧表。常见现场仪表的故障分析与判断温度仪表系统故障分析步骤：分析温度控制仪表系统故障时，首先要注意两点：该回路系统包含了哪些仪表来进行测量、指示、控制；该系统仪表的测量往往滞后较大。(1) 温度仪表系统的指示值突然变到最大或最小，一般为仪表系统故障。因为温度仪表系I统测量滞后较大，不会发生突然变化。此时的故障原因多是热电偶、热电阻、补偿导线断线或变送器放大器失灵造成。(2) 温度控制仪表系统指示出现快速振荡现象，多为控制参数PID调整不当造成。(3) 温度控制仪表系统指示出现大幅缓慢的波动，很可能是由于工艺操作变化引起的，如当时工艺操作没有变化，则很可能是仪表控制系统本身的故障。(4) 温

11、度控制系统本身的故障分析步骤：检查调节阀输入信号是否变化，输入信号不变化，调节阀动作，调节阀膜头膜片漏了；检查调节阀定位器输入 信号是否变化，输入信号不变化，输出信号变化，定位器有故障；检查定位器输入信号有变化，再查调节器输出有无变化，如果调节器输入不变化，输出 变化，此时是调节器本身的故障实例:热电偶测温回路故障检查与处理一)处理热电偶故障步骤(1) 穿好劳保服及工作鞋，带齐劳保用品及所需工具、仪器。JHA分析单并要求工艺开具危险作业票(2) 向工艺人员询问仪表位号及故障现象，并由工艺人员确认现场位置。查看现场环境后填写(3) 如该点温度带控制，则要求工艺改手动控制。(4) 如该点温度带联锁

12、，则需联系工艺主管和车间主管人员到场确认，并开具切除联锁作业票(5) 坚持俩人工作制，并要求工艺监护人员到现场监护。(6) 所有作业条件具备及落实安全措施后，判断故障原因并排除故障。(7) 处理完故障并投用后告之工艺人员，由其进行相应操作。二)、热电偶使用时的故障判断、原因及其处理方法1判断热电偶故障思路温度指示不正常，偏高或偏低，或变化缓慢甚至不变化等时，首先应了解工艺状况。可以询问工艺人员，被测介质的情况及仪表的 安装位置，在气相还是液相。因为是正常生产过程中的故障，不是新安装的热电偶，所以可以排除热电偶和补偿导线极性接反、热电偶或补偿导线不配套等因素。排除上述因素后，可按图三思路逐步进行

13、判断和检查。2.热电偶常见故障原因及其处理方法由于热电偶的选型、安装、老化等一些原因，常导致热电偶在使用过程中测量不准。其常见故障原因及其处理方法如图四所示故障现象可能原因处理方法热电势比实际值小（显示仪 表指示值偏低）1热电极短路2. 热电偶的接线柱处积灰，造成短路。3. 补偿导线线间短路.4. 热电偶电极变质。5. 补偿导线与热点偶极性接反。6补偿导线与热电偶不配套。7.热电偶安装位置不当或插入深度不 符合要求。1. 找出原因，如因潮湿所致，则需进行干燥；如因绝缘子损坏所致，则需更换绝缘子2. 清扫积灰。3.找岀短路点，加强绝缘或更换补偿导线。4.在长度允许的 情况下，剪去变质段重新焊接，

14、或更换新热偶。5.重新接正确。6.更换相配套的补偿导线。7.重新按规定安装。热电势比实际值大（显示仪 表指示值偏高）1. 热电偶与显示仪表不配套。2. 补偿导线与热电偶不配套。3. 有直流干扰信号进入。1.更换热电偶或显示仪表使之相配套。2.更换相配套的补偿导线。3.排除直流干扰。热电势输岀不稳定1. 热电偶接线柱与热电极接触不良。2. 热电偶测量线绝缘损坏，引起短路或接地。3.热电偶安装不牢或外部振动。4.热电极将断未断。5.外界干扰（交 流漏电，电磁场感应等）.1.将接线柱螺丝拧紧。2.找岀故障点，修复绝缘。3.紧固热电偶，消除震动或采取减震措施。4.修复或更换热点偶。5.查岀干扰源，采取

15、屏蔽措施。热电偶热电势误差大1. 热电极变质。2. 热电偶安装位置不当。3. 保护管表面积灰。1.更换热电极。2.改变安装位置。3.清除积灰。流量仪表系统故障分析步骤：(1)流量控制仪表系统指示值达到最小时，首先检查现场检测仪表，如果正常，则故障在显示仪表。当现场检测仪表指示也最小，则检查调节阀开度，若调节阀开度为零，则常为调节阀到调节器之间故障。当现场检测仪表指示最小，调节阀开度正常，故障原因很可能是系统压力不够、系统管路堵 塞、泵不上量、介质结晶、操作不当等原因造成。若是仪表方面的故障，原因有：孔板差压流量计可能是正压引压导管堵；差压变送器正压室漏；机械式 流量计是齿轮卡死或过滤网堵等。(

16、2) 流量控制仪表系统指示值达到最大时，则检测仪表也常常会指示最大。此时可手动遥控调节阀开大或关小，如果流量能降下来则一般为工艺操作原因造成。若流量值降不下来，则是仪表系统的原因造成，检查流量控制仪表系统的调节阀是否动作；检查仪表测量引压系统是否正常；检查仪表信号传送 系统是否正常。(3) 流量控制仪表系统指示值波动较频繁，可将控制改到手动，如果波动减小，则是仪表方面的原因或是仪表控制参数PID不合适，如果波动仍频繁,则是工艺操作方面原因造成。实例：差压变送器常见故障分析及处理汇总故障现象原因分析预测处理差压变送器指示逐渐下降直至回零 变送器供电电压太低或掉电。 被测气体带液严重 正压引压系统

17、逐渐堵塞 工艺管路后路不通检查回路输入安全栅，电源保险，电源线。排放积液，最好将表头移至管道上方。 疏通引压堵塞处，使之畅通 交工艺查流程处理，使介质流动顺畅电动差压变送器现场指示零下 无电或电源电压或负载电阻不对 引压管正压堵；正引压导管泄漏；正负引 压导管接管错误 表头零位不准。 接线时线接反。 电流指示表损坏。 表头膜盒坏。 变送器电子部件故障 查明无供不上电的原因。 疏通正压。 回零检查，校准零位。 接线对调重接。 更换电流表。 更换变送器。带冲洗油系统的测量重油介质的变送器指示 不准有重油进入表头联系工艺改手动控制，打冲洗油或其它办法清理干净被测介质应无流量，FCX变送器仍有指示零位

18、不准；联校时变送器认为输出一固 定值未消除回零检查，消除固定输出值差压变送器指示偏低 三阀组正压阀门或引压管泄漏。 平衡阀漏 零位和量程错误 消漏。 堵漏或更换三阀组 设置或校正准确的零位和量程差压变送器指示偏高 负压引压管路泄漏或不畅 零位和量程错误 消漏、疏通。 设置或校正准确的零位和量程一次表测量回路电山型差压变送器。当工艺管 道内介质流量发生明显变化时，测量仪表不能 及时跟踪变化 一次表阻尼过大，由于阻尼作用，流量值 变化迟缓，当流量变化幅度较小时， 甚至反 映不岀流量变化。 一次表引压管线不畅通，造成测量误差。 表膜盒脏，不能及时反映工艺管线内介质 压力变化。 一次表存在电路故障 联

19、校时变送器认为输岀一固定值未消除 调整一次表阻尼，使其反应速度加快。 用不易凝结液体冲洗引压管并在一次表引压管内灌隔离液。疏通引压 管。 拆卸一次表膜盒并清洗。 更换一次表电路部分或送修 消除固定输出值流量控制回路采用电山型差压变送器，电动调 节器及气动薄膜调节阀工作，投自动控制后流 量值波动较大 调节器PID参数设置不正确。 调节阀动作不灵敏。 一次表阻尼设置不当。 处理调节阀及附件的故障 联系工艺根据工艺参数调整 PID参数，使之控制成减幅震荡，最终达到 稳定。 调整调节阀盘根松紧或在盘根处加适量润滑油，增加调节阀活动的灵活性。 调整一次表阻尼或更改 PID参数消除故障。 气源供气量不足，

20、调节阀动作过慢，引起震荡，检查供气管线是否畅通 或将电-气转换器改为电-气阀门定位器微差压测流量测量不准只要引压管中有气泡，或者甘油灌注左右不巧妙排气；正确灌甘油均匀就会造成测量不准节流式流量计常见故障分析总结:涡街流量计常见故障处理超声波流量计常见故障11双法兰测流量：当正压法兰膜室的硅油流失时，测量值偏低，硅油流失越多，测量误差越大，并且达不到最大测量值；当负压法兰膜室的硅油流失时，测量值偏 高，硅油流失越多，测量误差越大，并且达不到最小测量值。压力仪表系统故障分析步骤：压力控制系统仪表指示出现快速振荡波动时，首先检查工艺操作有无变化，这种变化多半是工艺操作和调节器PID参数整定不好造成。

21、（2）压力控制系统仪表指示出现死线，工艺操作变化了压力指示还是不变化，一般故障出现在压力测量系统中，首先检查测量引压导管系统是否有堵的现象，不堵，检查压力变送器输出系统有无变化，有变化，故障出在控制器测量指示系统:实例：压力变送器常见故障分析及处理汇总 器常见故障分析及处理汇总故障现象原因分析预测及处理无显示1. 检察电源输入是否正常，电源接线是否正确，输入安全栅是否故障2. 检查仪表是否有输岀，引压系统是否正常（一次伐、二次伐是否打开，新安装变送器腰形法 兰连接处密封盖是否去掉）3. 检查仪表是否电子部件故障。（如雷击）4. 变送器膜盒是否腐蚀穿显示偏高1. 检查仪表零位及量程是否正确。2.

22、 检查仪表导压管是否堵。3. 检查仪表导压管是否重介质沉淀。4. 检查仪表现场设定于 DCS室设定一致显示偏低1. 检察电源输入是否正常，线路绝缘情况。2. 检查仪表零位及量程是否正确。3. 检查仪表导压管是否堵或泄漏。4. 变送器膜盒是否腐蚀老化输岀不准确或波动1. 检查工艺流体介质密度是否改变.2. 检查工艺流体介质是否气液混合。3. 引压系统是否畅通，4. 调节阀是否波液位仪表系统故障分析步骤：(1)液位控制仪表系统指示值变化到最大或最小时，可以先检查检测仪表看是否正常，如指示正常，将液位控制改为手动遥控液位，看液位变化情况。如液位可以稳定在一定的范围，则故障在液位控制系统；如稳不住液位

23、，一般为工艺系统造成的故障，要从工艺方面查找原因。(2) 差压式液位控制仪表指示和现场直读式指示仪表指示对不上时，首先检查现场直读式指示仪表是否正常，如指示正常，检查差压式液位仪表的负压导压管封液是否有渗漏；若有渗漏，重新灌封液，调零点；无渗漏，可能是仪表的负迁移|量不对了，重新调整迁移量使仪表指示正常。(3) 液位控制仪表系统指示值变化波动频繁时，首先要分析液面控制对象的容量大小，来分析故障的原因，容量大一般是仪表故障造成。容量小的首先 要分析工艺操作情况是否有变化，如有变化很可能是工艺造成的波动频繁。如没有变化可能是仪表故障造成。(4) 工艺介质密度是否与设计相符实例:一、电动浮筒液位变送

24、器常见故障及维护1. 安装扭力管弯曲或中心不重合会产生测量误差。贴臂将输出不变化。2. 电源不在1230V3. 筒重与扭力管初细不匹配，无法使用。4. 扭力管破，输出将不变化或无输出。5. 新表校验时输出不变化则可能是被锁住，表头切换开关置前面为锁紧状态，置后面为使用状态6 零位、量程校验不准7. 沉筒太脏或严重结垢，导致测量失灵(最常见的故障，因此，停工检修前吹扫彻底相当重要！ ！)8. 新安装的沉筒内筒上的防震橡胶圈未取掉，导致校不准，误认为表坏。9. 开工初期，介质密度与沉筒校验值差别较大，导致测量结果与玻璃板对不上。10. 沉筒脱落、差压液位变送器常见故障故障现象原因扌曰示偏高1、负压封液未满2、负压堵3、正压漏4、迁移、量程、介质变化5、线路故障；6介质密度与设计不符指示波动1、引压管不畅或一边堵2、变送器本身波动3、线路接触不良三、双法兰测液位常见故障:1、膜盒太脏2、迁移量设置