本章前幾篇文章作故障類型分析和故障檢查時(shí)，對(duì)故障源頭作了一些描述，本節(jié)則進(jìn)一步討論故障源頭，并例舉13個(gè)具體案例。這些案例除注明外均為江蘇華清儀表有限公司的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。一種故障源頭會(huì)表現(xiàn)出多種故障現(xiàn)象，匯總?cè)绫硭尽?
5、往復(fù)泵或控制閥振蕩產(chǎn)生脈動(dòng)流 往復(fù)泵泵送液流而測(cè)量點(diǎn)又未遠(yuǎn)離泵，脈動(dòng)流會(huì)使電磁流量計(jì)輸出晃動(dòng)，有時(shí)候還會(huì)產(chǎn)生測(cè)量誤差。為減緩脈動(dòng)對(duì)儀表的影響，通?？刹扇√岣唠姶帕髁坑?jì)激磁頻率或增加電阻尼；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(huì)形成脈動(dòng)流。
6、使用過程中流動(dòng)狀態(tài)變化 通常儀表調(diào)試正常運(yùn)行一段時(shí)期后，也會(huì)因流動(dòng)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(shí)不應(yīng)忘記這一因素。
案例5 這是一個(gè)懸掛在液流中的剝離襯里片擺動(dòng)，隨著液流形成脈動(dòng)流的罕見實(shí)例。廣西某銅礦廠裝有若干臺(tái)電磁流量計(jì)測(cè)量含粉狀固相的漿液，幾年來一直使用正常。到2005年7月用戶反映其中一臺(tái)DN600mm儀表出現(xiàn)輸出晃動(dòng)高達(dá)滿度值的50％-100％?，F(xiàn)場(chǎng)檢查儀表本身均正常，并且巡視和詢問得悉流動(dòng)動(dòng)力源末改動(dòng)，不會(huì)新產(chǎn)生流動(dòng)波動(dòng)，也排除了使用環(huán)境變壞新引入干擾的可能性。總體印象是儀表正常，安裝和環(huán)境條件符合要求。當(dāng)時(shí)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(shí)未找出故障原因。直到月余后該廠停車槍修，發(fā)現(xiàn)流量傳感器附近卜游襯有橡膠襯里的U型管內(nèi)，大片橡膠襯里脫落，懸掛于管內(nèi)，隨液體流動(dòng)而擺動(dòng)，造成流動(dòng)波動(dòng)，儀表如實(shí)反映，形成輸出晃動(dòng)。新?lián)Q上U型管后，大幅輸出晃動(dòng)就不再出現(xiàn)了。
案例6 龜在管內(nèi)洄游，輸出信號(hào)出現(xiàn)大尖峰，本案例取自一則國(guó)外報(bào)導(dǎo)，足在美國(guó)發(fā)生的［5］
大口徑電磁流量計(jì)監(jiān)測(cè)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(hào)。數(shù)度現(xiàn)場(chǎng)檢查，因干擾噪聲瞬現(xiàn)即逝，檢查時(shí)捕捉不到，也未發(fā)現(xiàn)周圍會(huì)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(dòng)的想法，當(dāng)時(shí)認(rèn)為排放門有細(xì)網(wǎng)目網(wǎng)柵檔住和流量傳感器上游不可能有魚進(jìn)入而被否定了。但事后做廠一個(gè)實(shí)驗(yàn)，將電磁流量計(jì)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(dāng)初提問者告，在排放通道中確實(shí)見到了魚影，是由魚苗經(jīng)網(wǎng)柵鉆入排放管道后長(zhǎng)大為成魚。
二、流體類
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)率不均勻液體接觸件材料匹配失當(dāng)，5、流動(dòng)噪聲。
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(cè)量，游離氣體（即氣泡）則會(huì)影響測(cè)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(cè)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(cè)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(chǎng)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 淤泥沉積層北京某水廠從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。2001年啟用，使用正常，但到2003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。20077午4月才有機(jī)會(huì)進(jìn)入管道檢查流量傳感器測(cè)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?jī)x表通道內(nèi)壁總會(huì)沉積淤泥，是否影響測(cè)量只是時(shí)間長(zhǎng)短而已，本例水質(zhì)條件運(yùn)行3年已感到流量測(cè)量值減少。為此測(cè)量江河原水電磁流量計(jì)必須要定期清洗。其他流量?jī)x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(cè)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(zhǎng)期運(yùn)行沉積淤泥影響的對(duì)策，例如：提高測(cè)量位置流速以延長(zhǎng)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(cè)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），前文已有所述。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(cè)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。現(xiàn)場(chǎng)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(cè)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(chǎng)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。
三、環(huán)境類
源自管環(huán)境方面引起電磁流量計(jì)故障主要有：1、強(qiáng)磁場(chǎng)，2、強(qiáng)電磁波，3、管道雜散電流，4、地電位變化，5、潮氣浸入。
1、強(qiáng)磁場(chǎng) 強(qiáng)磁場(chǎng)影響的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不多，因安裝時(shí)都注意到要遠(yuǎn)離強(qiáng)磁場(chǎng)。前文第五章第六節(jié)簡(jiǎn)述了幾則有關(guān)外界磁場(chǎng)的應(yīng)用例。
2、強(qiáng)電磁波 電磁流量計(jì)應(yīng)符合電磁兼容性要求，在規(guī)定輻射電磁場(chǎng)環(huán)境下正常工作，不會(huì)在該環(huán)境下造成儀表性能下降或工作不正常。我們遇到強(qiáng)無線電波干擾影響的案例。
案例10 福建省某水廠-裝用多臺(tái)電磁流量計(jì)其中一臺(tái)輸出大幅度波動(dòng)?，F(xiàn)場(chǎng)檢查儀表安裝符合要求，流量傳感器和轉(zhuǎn)換器相距50m，以置于鐵導(dǎo)管內(nèi)的屏蔽電纜相連接，儀表本身亦正常。但測(cè)得共模干擾信號(hào)高達(dá)1.7V。先采取下文案例12的方法將流量傳感器電氣絕緣的措施，共模信號(hào)降低至0.6V，但輸出波動(dòng)無明顯改善。
再次與用戶分析現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件，得悉在流量計(jì)非常鄰近的地方有強(qiáng)無線電發(fā)射臺(tái)。為證實(shí)故障原因是否來自該干擾源，臨時(shí)將轉(zhuǎn)換器移至流量傳感器相距3m的地方，復(fù)測(cè)共模干擾信號(hào)小于0.1mV，雖然還感到偏大，但儀表運(yùn)行巳趨于正常。故障原因足即使多層屏蔽信號(hào)線，電磁波還足被引入到儀表。
本實(shí)例揭示分離型電磁流量計(jì)在現(xiàn)場(chǎng)有較大共模干擾時(shí)，作故障原因分析就應(yīng)考慮強(qiáng)無電波是否會(huì)是干擾源的可能性。本實(shí)例屬調(diào)試期罕見故障。
3、管道雜散電流 電磁流量計(jì)妥善接地后，可以避免管道絕大部分雜散電流的影響。有時(shí)候按規(guī)定以粗電線跨接流量傳感器并完善接地。卻還會(huì)受雜散電流影響，尚需采取其他措施。
案例11 山東某鋁冶廠用DN80電磁流量堿液礦漿，流量傳感器兩端裝接地環(huán)，并用導(dǎo)線跨接和妥善接地。然而儀表還足不能正常工作，直到向外推移2m再置兩接地點(diǎn)，才隔離了雜散電流影響。
儀表投入正常運(yùn)行一段時(shí)期后，又出現(xiàn)輸出信號(hào)晃動(dòng)現(xiàn)象，排除了流動(dòng)波動(dòng)的可能性，儀表本身完好，初步判斷為儀表運(yùn)行異常。觀察數(shù)天發(fā)現(xiàn)中午午餐休息期和晚班運(yùn)行正常而日班卻出現(xiàn)輸出晃動(dòng)。據(jù)此線索追蹤溯源，找到故障源頭足離電磁流量傳感器距離較遠(yuǎn)的同-管系上進(jìn)行電焊所致。
案例12 ，乜磁流量傳感器與連接管道絕緣，消除大雜散電流影響例
浙江省某自來水公司安裝兩臺(tái)DN900MT900理電磁流量計(jì)，一臺(tái)運(yùn)行正常，另一臺(tái)在1－2小時(shí)周期內(nèi)出現(xiàn)有高達(dá)50％FS波動(dòng)。用戶認(rèn)為兩臺(tái)儀表使用條件相仿，故障足由儀表方面原因引起的?？辈飕F(xiàn)場(chǎng)周圍環(huán)境，上下游緊接流量傳感器的足兩段長(zhǎng)0.5m有良好接地的無襯里短鋼管，然后連接到有水泥襯里的鋼管。接地等電氣連接均符合要求，同時(shí)，排除了管網(wǎng)流動(dòng)脈動(dòng)的可能性。
轉(zhuǎn)換器與傳感器相距約10m。有一數(shù)百kVA的三相變壓器裝在附近，分別離轉(zhuǎn)換器和傳感器約2m和8m。
分析故障原因有以下兩種可能：（1）大功率變壓器產(chǎn)生的磁場(chǎng)干擾；（2）管道上雜散電流干擾。要證明是否足變壓器磁場(chǎng)干擾影響，因要關(guān)閉變壓器涉及面廣，安排為第二步檢查，首先檢查是否足管道雜散電流干擾。不加激磁電流用示波器測(cè)量?jī)蓸O間電勢(shì)，其值應(yīng)為零。然而實(shí)例測(cè)得峰值Vpp高達(dá)1V的波形畸變交流電勢(shì)。初步判定即使良好接地，儀表還足受到管道雜散電流干擾影響。
采取將
電磁流量計(jì)連同兩段短鋼管與管網(wǎng)管道電氣絕緣，使流量傳感器與液體同電位。儀表投入運(yùn)行，輸出顯示即呈穩(wěn)定正常，也排除廠電力變壓器磁場(chǎng)干擾對(duì)流量測(cè)量的影響。同時(shí)測(cè)得干擾電流有60mAAC，電流方向來自流量傳感器上游。
這一措施也適用于有陰極保護(hù)電流的管道，作為試排除管道電流干擾影響的方法。
4、地電位變化 地電位變化會(huì)影響流量測(cè)量，例如因其他設(shè)備上原因接地線上產(chǎn)生電壓降而使電磁流量汁地電位變化，若形或較大共模干擾時(shí)，也會(huì)影響測(cè)量。
5、潮氣浸入 電磁流量計(jì)應(yīng)用于給排水工業(yè)常將流量傳感器裝在低于地平線的儀表井中，常會(huì)浸在未及時(shí)排放的雨水中，甚至長(zhǎng)期浸泡在水中。即使足外殼防護(hù)等級(jí)為IP67（塵密短時(shí)浸水級(jí)）或IP68（塵密連續(xù)浸水級(jí)），也常因接線端子盒蓋密封墊圈或電纜引入密封套圈未壓緊密封，漏裝套圈，或套圈與電纜外徑未匹配，經(jīng)常發(fā)生這類事故。
地面安裝的流量傳感器端子盒蓋等密封墊圈未密封好，也會(huì)受氣溫變化的呼吸作用吸入潮氣，凝結(jié)成水。端子盒電纜引入裝置漏裝密封套圈或未緊壓密封，電纜表面冷凝水等亦極易進(jìn)入端子盒。這類事例亦屢見不鮮。在施工過程中有意無意割斷電纜后重新再接，用膠帶包封。這一隱患在運(yùn)行初期不會(huì)形成故障，但包封口久老化，連接處吸入潮氣，電纜絕緣降低。
水和潮氣侵入端子盒，降低了絕緣強(qiáng)度和絕緣電阻，流量信號(hào)回路將無流量信號(hào)輸出，激磁線圈回路將形成零點(diǎn)偏移或不穩(wěn)。必要時(shí)可在密封連接處采取硅膠等澆灌密封措施。
非氣密型結(jié)構(gòu)的激磁線圈保護(hù)外殼，因呼吸作用吸入潮氣，若液溫低于室溫極易在測(cè)量管外壁結(jié)露，低于0℃則會(huì)結(jié)霜，會(huì)使流量信號(hào)回路短路而失效。
案例13 開封某水廠用一臺(tái)DNl200電磁流量計(jì)測(cè)進(jìn)廠引黃河水，另-臺(tái)DN900儀表測(cè)進(jìn)廠地下水，兩臺(tái)DNl000儀表并聯(lián)連接測(cè)出廠成品水。系統(tǒng)投入正常運(yùn)行兩年后，發(fā)現(xiàn)出廠水比進(jìn)廠水多出10％－15％。觀察儀表運(yùn)行無異常表現(xiàn)。用外夾換能器(探頭)便攜式超聲流量計(jì)分別對(duì)4臺(tái)電磁流汁作比對(duì)試驗(yàn)，證明兩臺(tái)出廠電磁流量計(jì)輸出信號(hào)偏高。分別關(guān)閉停流檢查零點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)兩臺(tái)出廠水儀表零點(diǎn)大幅度偏移。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷，很有可能接經(jīng)端子盒進(jìn)水或激磁線圈受潮，絕緣下降所致。當(dāng)拭去水露，用電吹風(fēng)吹干燥接線盒端子座，激磁端廣對(duì)地電阻從5～6MQ恢復(fù)到數(shù)十Mn，偏移的零點(diǎn)隨即回到零位，儀表運(yùn)行正常。
究其原因足激磁線圈回路對(duì)地絕緣下降，使電極上加上一個(gè)較大的絕緣電阻和信號(hào)內(nèi)阻對(duì)激磁電壓的分壓，形成較大的共模干擾信號(hào)，而轉(zhuǎn)換器前置放大器共模抑止比能力有限，從而使轉(zhuǎn)換器零點(diǎn)有輸出。
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