如何做好仪表预防性检修管理

仪表是装置稳定可靠运行的保障。为了保证仪表设各可靠运行并延长其使用寿命，各炼

化厂都或多或少制订了一些与仪表设备维护保养有关的规定，这些规定大部分是基于经验，

或基于一段时间内发生的故障现象而采取的有针对性的预防性措施。现阶段，中国石化的主

要炼化装置要求实现以四年为一个周期进行检修的目标，检修期间改造任务重、检修时间短、

检修队伍分包多等因素已成为影响检修质量的瓶颈。

随着带有故障自诊断功能的智能仪表的逐步应用，使得仪表故障的预知性检修多了一种

技术手段，特别是DCS故障自诊断技术的普遍应用，极大减少了由于DCS故障而导致的非计

划停工事故。但现场仪表或回路的中间回路环节大部分不具备这种故障自诊断功能，统计表

明，日常不易引起注意的辅助仪表，恰恰是导致装置跳车事故的主要因素，通过分析日常出

现的仪表故障频率和由此带来的装置运行风险，可以在装置大检修期间，针对各类仪表采取

科学有效的预防性检修策略。

L仪表故障类型

目前，中石化各企业普遍使用的是书面作业票，通过人工统计企业几十甚至上百套装置

的各类大大小小的仪表故障几乎不可能。值得推广的是，已经有个别大型石化企业在前几年

就已经采用了先进的电子作业票系统，这使得科学系统地统计并分析仪表故障的种类和频率

成为可能。图1〜5是利用电子作业票系统统计的某大型企业从2014年1月到2015年7月

期间的仪表故障数据（注：数据已剔除了非故障的作业次数,如配合改造项目以及检查无问

题的作业次数）。图1中的统计数据表明，仪表故障排名依次为：一次表及其附件、调节阀、

操作站、回路环节、分析表。图2〜5则进一步说明了图1各部分的组成和故障比例。

图1仪表故障类型分布

样本总数5"7

图2一次表及其附件故■分布

样本总敷K23

图3调整耀各部分故障分布

村WU3

出40cs各修分设善”■分布

.■a*.~

图5回路环节故障分布

样本总数419

由图2可见，一次表的检查调整是日常仪表故障处理的主要工作，占全部故障处理作业

的56筑在石化企业，该作业的频率受工况影响较大，也与操作习惯有关------有时操作工

习惯于依赖仪表工的检查结果以做出正确判断。检查调整作业的主要内容是变送器回零检查、

打冲洗油及排放等，这种作业对装置的安全运行并不构成大的威胁，但排名第一的引压管或

伴热管的管线补焊堵漏则应引起重视，引压管泄漏会导致炼油厂广泛存在的H2s介质的泄漏,

严重时会导致人员伤亡；而伴热管泄漏本身虽然没有大的危险性，但由于补焊需要动火，对

运行着的装置会带来严重的运行安全风险。

些都是容易忽略的“次要”仪表或附件。综上可见，造成装置跳车或波动的主要因素是定位

器、电磁阀、过滤减压阀和回路环节。从施工安全来讲，仪表管线的腐蚀治理也应是重点关

注的对象。

2.预防性维修措施

炼化企业的预防性维修分为日常维护和停工期间检修两部分。日常预防性维修是通过定

期保养工作计划展开的，目前各炼化企业根据企业的特点，针对现场仪表或DCS系统，都在

不同程度地开展预防性维护工作。但是对容易造成误跳左或波动的定位器、电磁阀和过滤减

压阀，因为在日常很难开展预防性维护工作，所以需要在大检修期间予以安排，而在减少回

路环节仪表故障方面则也可以在R常做一些间接改善工作。

2.IDCS机柜间空气质量的治理

治理DCS机柜间的空气质展是延长回路环节元件寿命的一个重要手段。现阶段，很多炼

化企业通过改造，把原先分散在装置旁边的小操作室撤并，建设成了集中中央操作室（CC

R）,同时现场机柜间通过兼并原先的小操作室也有所扩大。但现场机柜间的一个共性问题

是密封效果很差，室外腐蚀性气体很容易侵入，导致DCS配套的安全栅、继电器及钮子开关

等附件氧化腐蚀加剧，实践中常发现端子上有发黑现象。根据ANSI/ISA-71.04-1985关于空

气品痂等级的划分,室内为空气等级可以分为4类，详见表1室内空气品质等级分类：

表1室内空气品质等级分类

空气品质等级腐蚀程度说明

环境温和，腐蚀不是决定设备稳定

适度

G1的主要因素

G2中等有可能造成设备腐蚀

G3苛刻普通电子设备极有可能会损坏

几乎需要全部使用特殊设计或封装的

严重

GX电子设备

某炼化企业曾对其86个机柜进行过空气腐蚀挂片检测，其结果为：G1腐蚀等级62个,

占总数的72%；G2腐蚀等级13个，占总数的15%：G3腐蚀等级11个，占总数的13%；GX

腐蚀等级0个。G2和G3腐蚀等级区域的机柜间基本上是硫磺装置、污水装置、焦化装置、

电站装置、火炬单元及循环水装置等，这些装置周围空气中腐蚀性成分或灰尘较多，室内仪

表设备损坏的频率也相对较高，检测结果与实际经验相符。

就改善空气质量的措施来看，在机柜间增设空气净化内循环机，对于无法做到机柜间

微正压环境的老装置而言是一个很好的措施，与此同时要做好机柜间的密封，特别是电缆

进线口、门、窗、隔墙、天花板和活动地板下方的隔离。另外，空调的运行应尽量减少新风

运行模式，不然空气净化机的作用会大打折扣。在某企业的焦化装置旁边的机柜间内，曾经

有一套紧急停车系统的卡件故障率很高，其机柜间内的活动地板上经常可以看到蒙着一层薄

薄的焦粉，经查发现系空调新风带入，后来改变空调的运行模式并安装了空气净化机后，问

题得到妥善解决。

2.2调节阀及其附件的预防性检修策略

调节阀的阀体组件位于调节阀故障排列的第二，虽然如此，目前没有一个炼化企业在大

检修期间会对全部阀门进行解体检修。阀门检修的依据通常是以已经发现的缺陷为基础，结

合易损或重要部位的阀门进行的。石化厂易损和重要部位的阀门一般定义为：高温油介质场

合、燃料气（油）阀门、动作频繁和易冲刷（磨损、结焦及聚合等）部位的阀门；加热炉（再

生器）等温度较高场合的气缸执行机构、罐顶N2封自力式阀门。为了解决盘根老化问题,

也应该按期对调节阀的盘根进行预防性更换。

若阀门可以采用阀门诊断软件进行故障诊断，则应根据诊断结果确定检修范围。阀门诊

断能全面检查阀门的状况，包括阀内件和盘根卡涩问题，目前部分国外厂家的带智能定位

器的阀门已可以开展在线故障诊断。

对于电磁阀，应重点对它的端子接触和线圈绝缘情况进行检查。对于•两位五通电磁阀、

气路切换块、机组停车电磁阀和电液转换器，应考虑在每个检修周期进行解体清洗检查。对

于部分特别重要的电磁阀，则应考虑每个检修周期或几个周期进行整体更换。

对采用有机玻璃罩杯的过滤减压阀或调节手柄为塑料材质的过滤减压阀，应进行逐步更

换，避免因过滤器罩杯或调节手柄在使用过程中的突然破裂而导致调节商的气源失压，一

些国产品牌的过滤减压阀还要特别注意滤芯的检查，若发现有非金属滤芯的则应全部更换，

非金属滤芯容易粉化，对定位器造成致命影响。鉴于此，对于新采购的调节阀，应从源头上

把好过滤减压阀的选型关3

对带恒节流孔的机械式定位器，在检修期间应对其恒节流孔进行疏通（如HEP定位器）

或吹扫（如KOSO定位器）,并对喷嘴挡板进行清洁。

2.3电源的预防性检修

仪表电源主要有24V(DC)开关稳压电源、UPS及DCS等各类系统设备自带的电源卡,

因为电源中存在大功率发热元件和电解电容，其寿命相对其他仪表设备而言较短。有的稳压

电源带有风扇，在散热的同时，也容易吸入灰尘，加剧内部元器件的发热从而使寿命缩短。

为此，在停工检修期间应对电源进行检修，检修采用清灰与整体更换相结合的原则进行。为

达到好的清灰效果，对24V(DC)稳压电源模块和电源切换开关应开盖清灰；而对于重要装

置的机组电源则应确定周期进行整体更换。

电源方面的另一个问题是220V(AC)单电源供电的联锁仪表设备，应保证在这路电源

中断后所在装置不会跳车s虽然在石化厂中，大部分仪表设备已经按220V(AC)双路供电

配置或直流电源进行了供电，但一些仪表设备，如就地机组控制器、分析表、射线料位计往

往是单220V(AC)电源供电的，对于这些设备应进行识别，对于单电源中断后会造成装置

跳车的，则应进行改进，为确保识别工作全面不遗漏，在大检修期间应做电源切换试验，如

图6所示。首先拉开电气侧GPS输出电源QF4,仪表控制系统运行正常，恢复送电；拉开UPS

输出侧开关QF3,仪表控制系统运行正常，恢复送电；拉开GPS输出侧电源QF4,同时拉开

UPS输入侧电源QF1,仪表控制系统运行正常，恢复送电。

电气解仪表但I

图6电源切换试验示意图

2.4回路环节的检修

对于回路环节的检修，一是建议定期更换老化元件，如与电气隔离用的220V(AC)触

点继电器、保险丝、现场和操作室辅助操作台上的按钮，这些元件一般可按3个检修周期进

行更换，报警设定器和安全栅不超过4个检修周期更换；二是对接线端子进行全面检查，尤

其不能忽视对辅助操作台上的开关按钮、现场急停按钮、接线箱、调节阀各部件的接线端子

的检查，对于现场单个仪表至少要做到联锁仪表端子的检查。另外，电气和仪表专业交界面

的端子是易被疏忽之处，若电气和仪表专业的分工不明确，该处端子的检杳容易被遗忘，从

而留下隐患。

2.5DCS(SIS、CCS等)的预防性检修

一般在一个检修周期后就要对DCS进行点检，点检包括通过专门软件来检查系统性能并

备份软件、查杀病毒等，以及针对卡件除尘和从寿命考虑的硬件更换，硬件主要有：CPU后

备电池、过滤网、各类风扇、电源卡及保险丝等。表2列出了部分主要系统厂商硬件的建议

更换年限。

表2部分DCS和SIS点检期间硬件更换周期

设备名称横河DCS霍尼韦尔DCS浙江中控康吉森CCS黑马SIS

CPU后备电池3年4年3年5年5年

过渡网2年检修周期检修周期检修周期检修周期

控制器风扇4年检修周期3年5年5年

系统机柜风扇4年检修周期3年5年5年

辅助机柜风扇4年检修周期3件5年S年

电源卡8年8年8年8年10年

I/O卡件保险丝—5年5年

SIL3安全继电器—■一5年

2.6保温层下引压管和伴热管的腐蚀检修

在炼油化工装置上，当仪表的测量元件直接与腐蚀介质接触，会加速仪表的腐蚀性损坏。

在抵御对仪表的“内腐蚀”方面，已有很多办法，如采取改进仪表材料或灌隔离介质的方式。

但是，仪表引压管或伴热管保温层下的腐蚀问题还没有被引起足够重视，特别在冬季，大量

伴热管的补漏极大地增加了装置的安全运行风险，而引压管的外泄漏有时则会对生命构成威

胁。

保持仪表引压管管线不被腐蚀的办法是防腐后做好保温层的保护层，防止雨水侵入保温

层。保温是施工的最后一道工序，往往在装置检修结束时还没有完工，保温工的技术素质和

施工质量很少会有人去关注，保温保护层防不了雨水，时间不久又会发生腐蚀。在这方面，

可以借鉴FI本出光炼油厂的做法，该厂全年的保温人员是固定的，通过细水长流的方式对全

厂保温进行维护，从文献报道可知该厂的仪表保温质量非常优良。

2.7其他仪表的预防性检修

高温场合的双法兰膜盒由于长期工作在高温下，有时会发生鼓包等现象，膜盒鼓起变送

器处于损坏的临界状态，在运行期间并不能被操作工及时发现，所以有必要在检修期间进行

预防性拆检。另外，炼化厂内的新鲜水、污水和循环水管线上的插入式流量计探头也应进行

抽出清洁，探头部位极易长苔草或结垢，影响仪表长周期的使用。

2.8仪表校验

中石