您的過(guò)程壓力儀表在您的應用中發(fā)揮著(zhù)至關(guān)重要的作用。它們準確、可靠地測量和監控壓力，以確定流程系統是否有效且高效地工作，或者是否需要進(jìn)行系統變更或調整。這有助于確保您的人員安全、流程效率和產(chǎn)品質(zhì)量。
在我從事流程工業(yè) 41 年的過(guò)程中，我見(jiàn)過(guò)許多導致儀器故障的原因。這些“儀器殺手"可能會(huì )破壞您的項目并導致各種類(lèi)型的問(wèn)題。幸運的是，如果您了解警告信號，大多數情況都可以預防。
在本文中，我將概述危害壓力設備的最常見(jiàn)的儀器殺手。盡管本博客的重點(diǎn)是壓力表，但當使用“儀器"一詞時(shí)，指的是壓力表、壓力開(kāi)關(guān)或傳感器。
有關(guān)壓力表標準的更多信息，請參閱 ASME B40.100-2013 和 EN837-1。
我還將教您如何提前發(fā)現這些儀器殺手以及如何解決它們，以便您可以保持流程平穩、安全和準確地運行。
儀器維護是實(shí)現和維護人員安全、過(guò)程效率和產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵之一。全面的維護計劃使您可以更輕松地識別儀器問(wèn)題并在問(wèn)題變得更加嚴重或普遍之前執行適當的解決方案。這可以防止昂貴的服務(wù)工作、計劃外停機以及設備或基于流程的員工傷害，從而幫助您節省時(shí)間和金錢(qián)。
指針抖動(dòng)
儀表指針不斷地來(lái)回移動(dòng)，導致難以讀取指示的測量值。
反應遲鈍
指針部件不會(huì )隨著(zhù)其設計的工作壓力的變化而移動(dòng)。
元件損壞
儀表的各個(gè)部件可能會(huì )損壞。例如，指針可能會(huì )凹陷，這表明儀表已嚴重欠壓或過(guò)壓。在充滿(mǎn)液體的儀表盒中，黃色填充物通常表明儀表處的環(huán)境溫度升高。此外，表盤(pán)可能會(huì )變色，這是溫度升高的另一個(gè)跡象。
儀表窗（通常是丙烯酸樹(shù)脂）熔化或變形也是溫度的跡象。儀表窗口和表盤(pán)涂有黑色粉末，使儀表的可讀性成為問(wèn)題。這通常是由于過(guò)度脈動(dòng)和/或振動(dòng)導致儀表移動(dòng)齒微動(dòng)或磨損的結果。除其他外，這些跡象可以作為潛在儀表問(wèn)題的指標。如果您能夠識別它們并了解其原因，您將能夠更好地診斷和解決您自己的過(guò)程儀器中可能出現的問(wèn)題。
與我的許多業(yè)內同事一樣，您在關(guān)鍵應用中使用儀器時(shí)也可能會(huì )遇到問(wèn)題。克服它們的關(guān)鍵是識別它們的跡象并了解它們的原因。這些信息使確定和執行正確的解決方案變得更加容易。
以下是一些最常見(jiàn)的壓力儀表問(wèn)題，包括它們發(fā)生的原因、它們對儀表和整體操作或過(guò)程有什么影響，以及如何解決這些問(wèn)題。
在加工設備中，過(guò)程壓力的激增可能導致儀表脈動(dòng)。這些脈動(dòng)會(huì )因點(diǎn)顫動(dòng)而導致儀表可讀性差，并因部件損壞而導致儀表完整性降低。
與脈動(dòng)類(lèi)似，振動(dòng)會(huì )導致儀表中的指針顫動(dòng)和部件損壞。它們可以分為兩類(lèi)：高頻/低幅度和低頻/高幅度。前者會(huì )導致指針顫動(dòng)和集中式儀表運動(dòng)齒輪齒損壞節段，而后者會(huì )導致節段上廣泛的輪齒損壞并增加波登管上的應力。
根據經(jīng)驗，如果脈動(dòng)或振動(dòng)觸發(fā)指針移動(dòng)超過(guò)滿(mǎn)量程范圍的 5% 或更多，則應采取措施減少其產(chǎn)生或對儀器的影響。
對于過(guò)度脈動(dòng)或振動(dòng)引起的儀器問(wèn)題，有三種常見(jiàn)的解決方案：
抑制機芯/管子
您可以通過(guò)在外殼中填充硅膠、甘油或鹵化碳（包括集成節流螺釘）來(lái)抑制脈動(dòng)/振動(dòng)對儀表的影響。還可以考慮使用具有阻尼運動(dòng)的干式壓力表，例如 Duragauge PLUS！– 干式壓力表，其工作原理類(lèi)似于充滿(mǎn)液體的壓力表，可抑制脈動(dòng)和振動(dòng)的影響。
將儀器組件安裝在遠離源的地方
您可以使用毛細管將儀器安裝在遠離脈動(dòng)和振動(dòng)源的地方。毛細管的長(cháng)度從 1 英尺到 100 英尺不等。
限制工藝材料的流動(dòng)
您可以通過(guò)集成脈動(dòng)阻尼器、節流螺釘、鋼針閥或隔膜密封件來(lái)抑制過(guò)程材料的流動(dòng)，從而減少儀器的脈動(dòng)。這些附件在脈動(dòng)到達儀器之前將其消散。
儀器的額定使用溫度范圍是特定的。在超出此范圍的溫度下使用它們可能會(huì )導致嚴重損壞，具體取決于它們的設計和結構。例如：
干式壓力表的額定使用環(huán)境溫度通常低于 200°F (93°C)。高于此溫度，它們可能會(huì )出現表盤(pán)變色、窗口變色（如果是丙烯酸樹(shù)脂）或墊圈硬化的情況。干式儀表的過(guò)程溫度通常額定為 -20°F (-20°C) 至 250°F (121°C) 之間。
充液壓力表的額定使用環(huán)境溫度通常高達 150°F (66°C)。高于此溫度，在充滿(mǎn)液體的壓力表上，墊圈和 O 形圈材料可能會(huì )被浸出，并且填充液體會(huì )變色。極低和的溫度也會(huì )引發(fā)儀器的精度問(wèn)題。標準干式儀表在低溫下可能會(huì )出現點(diǎn)響應時(shí)間減慢的情況。
當環(huán)境儀表溫度超過(guò)校準溫度時(shí)，儀表精度會(huì )受到影響。作為指導，如果儀表在 68°F (20°C) 下校準，則每 25°F/13.9°C 精度將受到約 0.4% 的影響。
對于溫度過(guò)高或過(guò)低引起的儀器問(wèn)題，有幾種常見(jiàn)的解決方案：
遠程安裝儀器
您可以使用毛細管將儀器安裝在遠離過(guò)程的地方，以保護其免受高溫或低溫的影響。遠程安裝儀表時(shí)，儀表管安裝支架是一種方便的選擇。Ashcroft 毛細管的額定溫度為 -300° 至 750°F（-184°C 至 399°C）。儀器和過(guò)程之間的簡(jiǎn)單 5 英尺長(cháng)的毛細管對于升高低溫和降低高溫非常有效。
直接安裝儀器
Ashcroft MicroTube™ 或翅片虹吸管是直接安裝到儀器上然后再安裝到過(guò)程上的剛性設備，因此如果儀器是遠程安裝的，則無(wú)需考慮如何安裝儀器。MicroTube™ 虹吸管專(zhuān)為高達 5000 psi 的過(guò)程壓力和高達 800°F (427°C) 的過(guò)程溫度而設計。翅片虹吸管的額定壓力為 3000 psi，過(guò)程溫度為 700°F (371°C)。這兩種設備都是良好的散熱器。
結合用于蒸汽應用的盤(pán)管或尾纖虹吸管
這些虹吸管連接到儀器后可以降低蒸汽應用中的溫度。尾纖虹吸管用于垂直安裝，而線(xiàn)圈虹吸管用于水平安裝。安裝前，虹吸回路需要注滿(mǎn)水。水充當屏障，保護儀器免受高溫和水錘的有害影響，這在蒸汽應用中很常見(jiàn)。
在這個(gè)行業(yè)工作期間，我了解到壓力峰值有很多原因，包括水錘、閥門(mén)驅動(dòng)過(guò)快、設備故障或過(guò)程流體凍結。處于這些條件下的壓力表通常會(huì )出現損壞跡象，例如指針凹陷、管子破裂或變形，或者扇形齒輪損壞。這種損壞可能會(huì )導致對過(guò)程條件變化無(wú)響應或儀器故障，這兩種情況都會(huì )導致過(guò)程運行或性能不佳。超出儀表滿(mǎn)量程范圍的壓力峰值或浪涌或超壓可能會(huì )導致精度下降、儀表故障或波登管在最壞的情況下破裂。
如果您遇到因壓力峰值引起的儀器問(wèn)題，有多種解決方案，包括：
集成內部停止裝置
您可以集成內部停止/過(guò)載停止以增加表壓。該裝置通?？蓪⒈韷罕ＷC壓力額外增加 20%。
安裝限壓閥 (PLV) 或具有高過(guò)壓能力的壓力表
該附件裝置可設置為在儀表滿(mǎn)量程范圍內關(guān)閉。當過(guò)程壓力低于滿(mǎn)量程表壓范圍時(shí)，PLV 將重置并允許過(guò)程壓力流過(guò)儀器。另一個(gè)值得考慮的選擇是具有高過(guò)壓能力的壓力表，例如帶有 XRA 選項的 Ashcroft T6500。該儀表允許超壓高達儀表范圍的 400%。
選擇一個(gè)新的、具有適當額定值的儀表
您應該選擇能夠適應最大工作壓力的新壓力表。為了獲得最佳的可讀性，儀表指針通常應在表盤(pán)上的 12:00 處運行。如果壓力表的正常工作壓力為 50 psi，請選擇兩倍工作范圍或 0/100 psi 的滿(mǎn)量程。
安裝在“臟"工藝（即涉及顆粒、漿料和污泥的工藝）設備中的儀器非常容易堵塞。工藝材料在流經(jīng)系統時(shí)可能會(huì )粘在儀器的內表面上，這會(huì )阻礙儀器的運行和過(guò)程的效率。
如果儀器的過(guò)程連接容易受到過(guò)程介質(zhì)堆積或堵塞的影響，您可以通過(guò)將儀器與過(guò)程介質(zhì)隔離來(lái)防止堵塞。隔膜密封件或隔離環(huán)是不錯的選擇。當擔心隔膜密封堵塞時(shí)，請考慮使用可用的沖洗連接。它旨在沖洗密封件中積聚的工藝介質(zhì)。將閥門(mén)連接到?jīng)_洗端口是控制過(guò)程流量的理想選擇。對于重漿料或污泥，請考慮使用隔離環(huán)。這種 360 度的工藝流程設計幾乎不可能發(fā)生堵塞。
儀器的接液部件必須與過(guò)程材料兼容。否則，儀器在使用過(guò)程中可能會(huì )腐蝕，從而影響產(chǎn)品和過(guò)程質(zhì)量。在惡劣的過(guò)程條件下，與儀器潤濕部件不兼容的過(guò)程介質(zhì)將導致儀器最終故障，導致介質(zhì)逸出到環(huán)境中。這成為一個(gè)安全問(wèn)題，操作員可能會(huì )受傷，在情況下甚至會(huì )失去生命。
如果您想避免因腐蝕而導致儀器出現問(wèn)題，則應確保儀器接液部件的材料適合過(guò)程材料的成分、濃度和溫度。如果無(wú)法選擇兼容的儀表接液部件材料，您可以集成由適合過(guò)程的材料制成的隔膜密封件/儀表隔離器或隔離環(huán)。有關(guān)工藝兼容性指南，請參閱 Ashcroft 腐蝕指南。
儀器是精密設備。雖然集成正確的設計元素和配件可以幫助保護它們在嚴酷的服務(wù)應用中免受損壞，但它不能保護它們免受濫用，即不正確的安裝或使用。不正確地安裝或使用儀器可能會(huì )造成嚴重損壞，從而導致測量錯誤或組件故障。
如果您想避免因濫用儀器而導致儀器問(wèn)題，您應該正確安裝、使用和維護儀器。安裝 NPT 儀器需要使用開(kāi)口扳手。請勿嘗試使用儀器箱安裝和緊固儀器！這往往會(huì )對儀器造成不可修復的損壞。
安裝后請勿將儀器用作梯子，因為這會(huì )帶來(lái)安全問(wèn)題。不僅會(huì )損壞儀器，還會(huì )導致人員受傷。
定期檢查儀器是否有損壞和性能。
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