因?yàn)楣艿懒黧w原因而導(dǎo)致電磁流量計(jì)運(yùn)行故障及案例說明
電磁流量計(jì)能夠做到對(duì)于流量精準(zhǔn)的測量，管道內(nèi)的液體介質(zhì)的特性如何對(duì)于測量數(shù)據(jù)的影響是特別大的，尤其是如果不能做到滿管測量時(shí)，甚至沒有充足的液體流經(jīng)電極，流量計(jì)就無法做到正常工作了。這一篇主要針對(duì)管道內(nèi)流體的各種狀況做出分析。根據(jù)我們工程師的經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)下來源自流體方面引起電磁流量計(jì)故障主要有：
1、液體中含有氣體，
2、液體中含有固體，
3、電導(dǎo)率不均勻液體
4、接觸件材料匹配失當(dāng)，
5、流動(dòng)噪聲。
下面對(duì)于這5個(gè)方面配合我們實(shí)際的案例做出具體的說明：
1、液體中含有氣體
液體中含有溶解氣體不會(huì)影響流量測量，游離氣體（即氣泡）則會(huì)影響測量并可能引起故障。液體中游離氣體有3方面來源：①管道內(nèi)空氣未排凈，②從管系外吸入，③溶解氣體轉(zhuǎn)化。前二者上一小節(jié)已有所述，后者因管內(nèi)液體溫度壓力變化等所致。
在流程工業(yè)中管道液體壓力／溫度常會(huì)變動(dòng)，當(dāng)液體壓力降低或溫度升高，溶解氣體為轉(zhuǎn)化成游離氣泡．例如低于室溫液體，靜止在管道中滯留一段時(shí)期（如停車），所溶解空氣有可能轉(zhuǎn)化成氣泡；高于室溫液體靜止在兩端密閉的管道中逐漸冷卻收縮，形成局部真空，溶解空氣或氣化蒸氣形成氣泡。這樣形成的氣泡在流程重新開車初始階段往往會(huì)出現(xiàn)輸出晃動(dòng)現(xiàn)象，運(yùn)行一段時(shí)間即趨正常?？刂崎y開度很小時(shí)，易氣化液體有時(shí)會(huì)氣化，也會(huì)形成氣泡。
2、液體中含有固相
液體中含有粉狀、顆粒、或纖維等固體，可能產(chǎn)生故障有：①漿液噪聲，②電極表面染污，③導(dǎo)電沉積層或絕緣沉積層覆蓋電極或襯里，④襯里被磨損或被沉積，改變流通面積。
案例7 導(dǎo)電沉積層短路效應(yīng)電磁流量傳感器測量管絕緣襯里表面若沉積導(dǎo)電物質(zhì)，流量信號(hào)將被短路而儀表失效。由于導(dǎo)電物質(zhì)是逐漸沉積，本類故障通常不會(huì)出現(xiàn)在調(diào)試期，而要運(yùn)行一段時(shí)期后才顯示露出來。
某柴油機(jī)廠工具車間電解叨削工藝試驗(yàn)裝置上，用DN80mm儀表測量和控制飽和食鹽電解液流量以獲取最佳切削效率。起初該儀表運(yùn)行正常，間斷使用兩個(gè)月后，感到流量顯示值越來越小，直到流量信號(hào)接近為零。現(xiàn)場檢查，發(fā)現(xiàn)絕緣層表面沉積薄薄一層黃銹，擦拭清潔后儀表就運(yùn)行正常。黃銹層是電解液中大量氧化鐵沉積所致。
本實(shí)例屬運(yùn)行期故障，雖非多見故障然而若黑色金屬管道銹蝕嚴(yán)重，沉積銹層，也會(huì)有此短路效應(yīng)。凡是開始運(yùn)行正常，隨著時(shí)間推移，流量顯示越來越小，就應(yīng)分析有類故障的可能性。
案例8 淤泥沉積層上海某水廠從30余公里外的黃浦江上游以矩形管引水，再以兩DNl600mm圓管泵送原水進(jìn)廠，用兩臺(tái)DNl600mm電磁流量計(jì)計(jì)量水量。1991年啟用，使用正常，但到1993年感到計(jì)量減少，經(jīng)檢查排除了儀表開放部分的故障原因；檢查流量傳感器兩電極對(duì)地電阻值不對(duì)稱，分析流量傳感器出現(xiàn)故障的可能性較大，因不能斷流而無法檢查隱蔽部分。1997午4月才有機(jī)會(huì)進(jìn)入管道檢查流量傳感器測量管內(nèi)部狀況，內(nèi)壁沉積淤泥最厚處超過10mm，電極表面亦被淤泥沉積層所覆蓋，與周圍淤泥層平齊。經(jīng)鏟刷洗后，儀表運(yùn)行即恢復(fù)正常。確認(rèn)故障原因系內(nèi)部管壁沉積淤泥所致。
本實(shí)例向人們揭示，原水計(jì)量的流量儀表通道內(nèi)壁總會(huì)沉積淤泥，是否影響測量只是時(shí)間長短而已，本例水質(zhì)條件運(yùn)行3年已感到流量測量值減少。為此測量江河原水電磁流量計(jì)必須要定期清洗。其他流量儀表如超聲流量計(jì)和文丘利管流量計(jì)至少同樣有沉積減小流通面積，影響測量精度的問題，DNl600mm管沉積10mm流量值要變化1.2％－2.5％。同時(shí)在工程設(shè)計(jì)時(shí)要考慮長期運(yùn)行沉積淤泥影響的對(duì)策，例如：提高測量位置流速以延長清洗周期；預(yù)置進(jìn)入管內(nèi)清洗的檢查孔等。本實(shí)例屬運(yùn)行期常見故障
3、電子不均勻
配比流程中常有在液內(nèi)注入"加藥"液，而注入液常用往復(fù)泵加入。若注入液與主液電導(dǎo)率不同，而混合液尚未混合均勻，電磁流量傳感器若裝其下游，因電導(dǎo)率急劇變化會(huì)使儀表輸出晃動(dòng)，雖然液體電導(dǎo)率大于閾值而緩慢變化足不會(huì)影響電磁流量計(jì)正常測量。這一現(xiàn)象在給水處理工程原水加凝聚劑工藝中是經(jīng)常發(fā)生的。
4、與液體接觸件材料匹配失當(dāng)
與液體接觸件材料產(chǎn)生匹配失當(dāng)故障的有電極與接地環(huán)。匹配失當(dāng)除耐腐蝕問題外，主要是電極表面效應(yīng)。表面效應(yīng)有：①化學(xué)反應(yīng)（表面形成鈍化膜等），②電化學(xué)和極化現(xiàn)象（產(chǎn)生電勢(shì)），③觸媒作用（電極表面生成氣霧等），前文第三節(jié)已有所述（見第10頁）。接地環(huán)也有這些效應(yīng)，但影響程度要小些。
案例9 上海某化工（冶煉廠用20余臺(tái)哈氏合金B(yǎng)電極電磁流量計(jì)測量濃度較高鹽酸溶液，出現(xiàn)輸出信號(hào)不穩(wěn)的晃動(dòng)現(xiàn)象?，F(xiàn)場檢查確認(rèn)儀表正常，也排除了會(huì)產(chǎn)生輸出晃動(dòng)的其他干擾原因。但是在多處其他用戶用哈氏合金B(yǎng)I乜極化表測量鹽酸時(shí)運(yùn)行良好。在分析故障原因是否叮能由鹽酸濃度差別上引起的，因當(dāng)時(shí)尚無鹽酸濃度對(duì)電極表面效應(yīng)影響方面的經(jīng)驗(yàn)，尚不能作出判斷。為此儀表制造廠和使用單位-起利用化工廠現(xiàn)場條件，做改變鹽酸濃度的實(shí)流試驗(yàn)。鹽酸濃度逐漸增加，低濃度時(shí)儀表輸出穩(wěn)定，當(dāng)濃度增加到15％-20％時(shí)，儀表輸出開始晃動(dòng)起來，濃度到25％時(shí)，輸出晃動(dòng)量高達(dá)20％。改用鉭電極電磁流量計(jì)后就運(yùn)行正常。
2、流體摩擦襯里和電極，流體中發(fā)生的正、負(fù)離子從電解質(zhì)流體中分離。襯里和電極表面越粗糙，游離的離子濃度就越高。見圖2，受電極信號(hào)電場的作用，一部分離子會(huì)向電極移動(dòng)，形成噪聲電壓，這種噪聲被稱為流動(dòng)噪聲。流動(dòng)噪聲在低電導(dǎo)率測量時(shí)表現(xiàn)比較突出。流動(dòng)噪聲與外電場強(qiáng)度有關(guān)，高流速時(shí)感應(yīng)信號(hào)越大，噪聲幅度也越大，輸出就會(huì)很不穩(wěn)定。
3、流體電導(dǎo)率和pH 值的急劇變化也會(huì)形成流動(dòng)噪聲，流量計(jì)上游加藥表現(xiàn)的測量不穩(wěn)定就是典型例子。原因是不同介質(zhì)在不均勻混合時(shí)，流體中容易分離出正、負(fù)離子，受電極信號(hào)電場的作用，一部分離子會(huì)向電極移動(dòng)，形成了流動(dòng)噪聲電壓，造成輸出的不穩(wěn)定。
4、由于高流速流動(dòng)流體靠近襯里和電極部位的層流邊界層厚度變得很薄，如圖3 所示，襯里和電極的粗糙度高度突破了流速層流邊界層的厚度，流體撞擊這部分粗糙度高度，發(fā)生流速發(fā)散和突變。有一部分與測量管中心軸方向相同（或相反）的流速分量，受信號(hào)權(quán)重函數(shù)的作用，對(duì)電極信號(hào)產(chǎn)生了很大影響，形成了大的正誤差，這就是高端流速噪聲污水流量計(jì)?？梢?，上述流體噪聲中的流動(dòng)噪聲和高端流速噪聲與測量管的襯里和電極表面粗糙度直接有關(guān)，極化電壓產(chǎn)生的漿液噪聲與電極表面粗糙度也有很大關(guān)系
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