本章前文作故障類型分析和故障檢查時，對故障源頭作了一些描述，本節(jié)則進一步討論故障源頭，并例舉13個具體案例。這些案例除注明外均為筆者及其同事們的實踐經(jīng)驗。一種故障源頭會表現(xiàn)出多種故障現(xiàn)象，匯總?cè)缦卤硭尽?br /> 電磁流量計故障源和故障現(xiàn)象匯總
一、管道系統(tǒng)和相關(guān)設(shè)備類源自管道系統(tǒng)和相關(guān)設(shè)備引起電磁流量計故障源主要有：
1、安裝不善；2、未滿管；3、管系儲留氣體；4、不斷吸入氣體；5、往復泵或控制閥振蕩產(chǎn)生的脈動流；6、使用過程中流動狀態(tài)變化。 1、安裝不善 安裝不善的例子有：（1）流量傳感器與連接管道間內(nèi)徑匹配失當，相差過大，（ISO9104:1991規(guī)定：在沒有制造廠推薦的情況下，連接管內(nèi)徑不得小 于流量傳感器內(nèi)徑,不得大于內(nèi)徑的3%）；（2）流量傳感器與管道間墊圈突入流通通道；（3）鄰近流量傳感器前撓流件產(chǎn)生嚴重流速分布畸變或旋轉(zhuǎn)流，直管 段不足。這些原因主要引起流量測量值與實際值不符，有時也會出現(xiàn)輸出晃動。 案例1 本實例雖非上文例舉的安裝不善直接引起的，但其因故卻與流量傳感器進入端墊圈進入流通通道相同。上海某水廠兩根輸水管各用二臺串聯(lián)DN1400儀表計量出 廠成品水，分別由發(fā)送方（水廠）和接收方掌握。第一臺傳感器上游離全開蝶閥距離約5米與下游第2臺傳感器相距約2.5米，上游直管段長度略嫌不足。 1997年啟用，發(fā)現(xiàn)其中一根管線兩臺儀表計量值相差15%，半年后差值略有減小，為10%。除未檢查傳感器測量管內(nèi)部狀況外，作了全面檢查和分析，未找 出故障原因，成為懸案。直到1998年下半年卸下傳感器發(fā)現(xiàn)進口管道水泥襯里大塊脫落，堆積在傳感器進口處高度達300-350mm（目測）。這些堆積物 導致進入傳感器水流流速分布嚴重畸變，即管道下部約有0.25D高度的弓形截面障礙物擋住了水流。清除障礙即恢復正常。對于差值半年后從15%減小到 10%，可以解釋為開始時堆積高度比 300-350mm高，在流動沖刷下高度降低，差值也隨著減小。大口徑流量傳感器卸下管線或進入管道檢查內(nèi)部，必須停止流動，涉及面廣，通常只能在排除其 他故障的可能性后，放到最后進行。 2、未滿管 由于背壓不足或流量傳感器安裝位置不良，致使其測量管內(nèi)液體未能充滿，故障現(xiàn)象因不充滿程度和流動狀況有不同表現(xiàn)。若少量氣體在水平管道中呈分層流或波狀 流，故障現(xiàn)象表現(xiàn)為誤差增加，即流量測量值與實際值不符；若流動是氣泡流或塞狀流，故障現(xiàn)象除測量值與實際值不符外，還會因氣相瞬間遮蓋電極表面而出現(xiàn)輸 出晃動。若水平管道分層流中流通面積氣相部分增大，即液體未滿管程度增大，亦會出現(xiàn)輸出晃動。若液體未滿管到液體表面在電極以下，則會出現(xiàn)輸出超滿度現(xiàn) 象。案例2 某造船廠有一臺DN80mm電磁流量計測量水流量，運行人員反映關(guān)閉閥流量為零時，輸出反而達到滿度值?，F(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)傳感器下游僅有一段短管，水直接排入 大氣，截止閥卻裝 在傳感器上游（如圖7-3虛線1位置），閥關(guān)后傳感器測量管內(nèi)水全部排空。將閥改裝到位置2，故障便迎刃而解。這類故障原因在售后服務(wù)事例中是經(jīng)常碰到 的，當屬工程設(shè)計之誤。 3、管系潴留氣體 管系潴留氣體的一種原因是啟用前未能排凈管內(nèi)空氣，剩留氣體積聚在管系高點，流動時被液體夾帶，呈氣泡狀流出；另一原因是液體中夾帶小氣泡逐漸聚集，潴留 在管系高點。故障表現(xiàn)為流量測量值和實際值不符以及輸出晃動。案例3 南京某石化廠以DN1000mm管道引長江水， 管道長10km順地勢起伏途經(jīng)小丘， 在小丘頂裝DN700mm儀表。管系投入運行，電磁流量計不能正常工作，經(jīng)現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)電磁流量傳感器及其附近有水流聲的不正?，F(xiàn)象。初步分析認為管系啟 用后未能將管道內(nèi)空氣排凈，而工程設(shè)計未在高點裝排氣閥而無法放氣。測量電極信號高達4mV（大部分為干擾電勢），因不能停水無法進一步檢查和排除故障。 數(shù)月后制造廠維修人員再次隨訪，此時不再有水流聲，因經(jīng)過一段時間流動，剩留空氣隨水流帶走，重新調(diào)試即能使之正常運行。案例4 廣西某水廠在郊區(qū)山頭設(shè)置清水池，利用水池高度勢能發(fā)送成品水。運行人員反映計量出水量的DN700mm電磁流量計有時候流量顯示不穩(wěn)?；蝿舆_百分之十幾 到百分之二十，誤差也大，估計相差約20%?，F(xiàn)場考查發(fā)現(xiàn)水池如圖7-9所示安裝流量傳感器，水位高度不足就會卷入氣泡，甚至流量傳感器測量管內(nèi)不能充 滿。如水位降至A線時，雖高出吸入口頂端，但高出不多，還會在C處產(chǎn)生旋渦，將水位表面空氣卷入形成氣泡，使顯示晃動；若水位降到B，測量管將不滿管。我 們建議如圖虛線所示裝一彎頭，擴大水池有效容量，減少吸入氣泡的機會，彌補原設(shè)計的不足。這類實例是經(jīng)常遇到的。
5、往復泵或控制閥振蕩產(chǎn)生脈動流往復泵泵送液流而測量點又未遠離泵，脈動流會使電磁流量計輸 出晃動，有時候還會產(chǎn)生測量誤差。為減緩脈動對儀表的影響，通?？刹扇√岣唠姶帕髁坑嫾ご蓬l率或增加電阻尼；在管系方面可增裝氣室等阻尼裝置。管系流量控 制失配使控制閥啟閉振蕩也會形成脈動流。 6、使用過程中流動狀態(tài)變化通常儀表調(diào)試正常運行一段時期后，也會因流動狀態(tài)變化而出現(xiàn)故障。雖然這種故障原因出現(xiàn)概率不高，但在分析故障原因時不應(yīng)忘記 這一因素。案例5 這是一個懸掛在液流中的剝離襯里片擺動，隨著液流形成脈動流的罕見實例。江西某銅礦治廠裝有若干臺電磁流量計測量含粉狀固相的漿液，幾年來一直使用正常。 到1998年7月用戶反映其中一臺DN600mm儀表出現(xiàn)輸出晃動高達滿度值的50%-100%?，F(xiàn)場檢查儀表本身均正常，并且巡視和詢問得悉流動動力源 末改動，不會新產(chǎn)生流動波動，也排除了使用環(huán)境變壞新引入干擾的可能性?？傮w印象是儀表正常，安裝和環(huán)境條件符合要求。當時因不能停流卸下和檢查流量傳感 器隱蔽部分及其鄰近管道狀況，一時未找出故障原因。直到月余后該廠停車檢修，發(fā)現(xiàn)流量傳感器附近上游襯有橡膠襯里的U型管內(nèi)，大片橡膠襯里脫落，懸掛于管 內(nèi)，隨液體流動而擺動，造成流動波動，儀表如實反映，形成輸出晃動。新?lián)Q上U型管后，大幅輸出晃動就不再出現(xiàn)了。案例6 魚在管內(nèi)洄游，輸出信號出現(xiàn)大尖峰，本案例取自一則國外報導，是在美國發(fā)生的[5]。 大口徑電磁流量計監(jiān)測火電廠冷凝器冷卻海水流量，從記錄紙上看到儀表偶爾出現(xiàn)大尖峰信號。數(shù)度現(xiàn)場檢查，因干擾噪聲瞬現(xiàn)即逝，檢查時捕捉不到，也未發(fā)現(xiàn)周 圍會有產(chǎn)生電氣噪聲等異常情況。用戶曾有人提出也許有魚在流量傳感器內(nèi)流動的想法，當時認為排放口有細網(wǎng)目網(wǎng)柵檔住和流量傳感器上游不可能有魚進入而被否 定了。但事后做了一個實驗，將電磁流量計安裝于小型水槽，放入金魚觀察，金魚鉆入電磁流量傳感器，儀表果然出現(xiàn)尖峰噪聲。以后，當初提問者告，在排放通道 中確實見到了魚影，是由魚苗經(jīng)網(wǎng)柵鉆入排放管道后長大為成魚。
二、流體類源自流體方面引起電磁流量計故障主要有：
1、液體中含有氣體，2、液體中含有固體，3、電導率不均勻，4、與液體接觸件材料匹配失當，5、流動噪聲。 1、液體中含有氣體液n~>_體中含有溶解氣體不會影響流量測量，游離氣體（即氣泡）則會影響測量并可能引起故障。液體中游離氣體有有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 常會變動，當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出現(xiàn)輸出晃動 現(xiàn)象，運行一段時間即趨正常。控制閥開度很小時，易氣化液體有時會氣化，也會形成氣泡。 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電物質(zhì)，流量信號將被短路而儀表失效。由于導電物質(zhì)是逐漸沉積，本類故障通常不會出現(xiàn)在調(diào)試期，而要運行一段時 期后才顯示露出來。某柴油機廠工具車間電解切削工藝試驗裝置上，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。起初該儀表運行正 常，間斷使用兩個月后，感到流量顯示值越來越小，直到流量信號接近為零。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行正常。黃銹層是 電解液中大量氧化鐵沉積所致。本實例屬運行期故障，雖非多見故障然而若黑色金屬管道銹蝕嚴重，沉積銹層，也會有此短路效應(yīng)。凡是開始運行正常，隨著時間推 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DN1600mm圓管泵送原水進廠，用兩臺DN1600mm電磁流量計計量水量。
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