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頂裝式不銹鋼磁翻板液位計(jì)失效情況的分析與解決策略
頂裝式不銹鋼磁翻板液位計(jì)是工業(yè)生產(chǎn)中*常用來(lái)測(cè)量液位的儀表之一,其優(yōu)點(diǎn)也十分的明顯,其被測(cè)液體與指示布局徹底阻隔,密封性能好,防走漏、習(xí)慣高壓、高溫、腐蝕條件下的液位測(cè)量,可靠性高、成本低、顯示直觀、安裝方便,適用范圍廣,適應(yīng)規(guī)模靈活、裝置形式多樣,適合任何介質(zhì)的液位、界面的測(cè)量等。不過(guò)因?yàn)槭褂铆h(huán)境和方式的差異,頂裝式不銹鋼磁翻板液位計(jì)在使用過(guò)程中偶爾會(huì)出現(xiàn)不同現(xiàn)象的失效,致使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行或?qū)Π踩a(chǎn)造成威脅。本文主要通過(guò)對(duì)頂裝式不銹鋼磁翻板液位計(jì)自身的特性進(jìn)行介紹,并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用過(guò)程中遇到的失效現(xiàn)象進(jìn)行分析。可幫助用戶有效地規(guī)避頂裝式不銹鋼磁翻板液位計(jì)在使用過(guò)程中測(cè)量失效的情況,以及在遇到失效情況時(shí)能夠迅速地加以分析與解決。
頂裝式不銹鋼磁翻板液位計(jì)是利用了連通器原理、浮力原理和磁性偶合原理巧妙結(jié)合起來(lái)用于顯示或檢測(cè)液位高度變化的裝置。*先通過(guò)連通器原理使得罐體內(nèi)部液位高度和磁翻板主體內(nèi)部高度一致,然后通過(guò)浮力原理確保浮球中磁鋼位置與液面平齊,*后通過(guò)磁性偶合原理帶動(dòng)面板上翻柱轉(zhuǎn)動(dòng)使其顏色變化,以此來(lái)指示罐體內(nèi)部液位的高度。為了擴(kuò)大頂裝式不銹鋼磁翻板液位計(jì)的使用范圍和方便生產(chǎn)檢測(cè),還可以根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)添加附加裝置,用以輸出多種不同的信號(hào)。其中又以4~20m A電流輸出為*常用信號(hào)。在現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)液位的同時(shí)還可以將電流信號(hào)輸送至控制室或者警報(bào)裝置,實(shí)現(xiàn)對(duì)液位的遠(yuǎn)程和自動(dòng)監(jiān)控。隨著市場(chǎng)需求的不斷變化,頂裝式不銹鋼磁翻板液位計(jì)也在不斷更新。目前大部分廠家生產(chǎn)的頂裝式不銹鋼磁翻板液位計(jì)都能廣泛用于石油加工、市政、食品加工、水處理、化工、制藥、電力、造紙、冶金等領(lǐng)域中的液位監(jiān)測(cè)。對(duì)于部分高溫、腐蝕工況也可使用。但是某一些頂裝式不銹鋼磁翻板液位計(jì)由于設(shè)計(jì)不合理或者安裝使用中操作不當(dāng)造成的頂裝式不銹鋼磁翻板液位計(jì)無(wú)法正常使用,甚至對(duì)安全生產(chǎn)帶來(lái)危險(xiǎn)。因此如何避免這類事件再次發(fā)生就成為了安全生產(chǎn)中的*要大事。
1、使用環(huán)境造成失效
頂裝式不銹鋼磁翻板液位計(jì)主要利用了浮力和磁性偶合來(lái)完成指示過(guò)程。當(dāng)液位上升時(shí),浮球在浮力作用下由下往上運(yùn)動(dòng),翻柱受到浮球中磁感應(yīng)力的作用翻轉(zhuǎn)180°,顏色由白色變?yōu)榧t色,面板上紅白翻柱的分界位置即為罐體中實(shí)際液位高度(如圖1),當(dāng)液位下降時(shí)浮球由上往下運(yùn)動(dòng),帶動(dòng)翻柱翻轉(zhuǎn),顏色由紅色變?yōu)榘咨R虼爽F(xiàn)場(chǎng)使用環(huán)境中若有強(qiáng)磁干擾,可能導(dǎo)致翻柱無(wú)法正常翻轉(zhuǎn),影響真實(shí)液位的顯示。另外在安裝過(guò)程中磁翻板主導(dǎo)管不得采用鐵絲或本身帶有磁性物質(zhì)固定,避免浮球上下浮動(dòng)時(shí)被鐵絲或者該磁性物質(zhì)影響。
2、安裝不當(dāng)造成的失效
磁翻板安裝位置必須是與地面垂直。浮球的位置主要受到浮力和自身重力的影響,因此若磁翻板整體安裝位置傾斜,會(huì)造成浮球與管壁的摩擦增大,影響浮球正常上浮。另外,頂裝式不銹鋼磁翻板液位計(jì)在安裝過(guò)程中由于自身整體重量較大的原因,側(cè)面與罐體連接的引流管受力較大,因此在量程較大(一般為3M以上)時(shí)必須在中間安裝輔助支撐裝置,用以減少引流管受力。由于某些被測(cè)量的液體中存在部分金屬雜質(zhì),長(zhǎng)時(shí)間使用會(huì)使雜質(zhì)沉積在主導(dǎo)管底部或吸附在浮球表面,需要定期對(duì)內(nèi)部進(jìn)行清理。清理時(shí)先將連接在引流管上的閥門(mén)關(guān)閉,再打開(kāi)排污閥進(jìn)行排污,必要時(shí)候還可拆卸底部法蘭進(jìn)行清理。清理后要按照原方式安裝,浮球重的一邊朝上,法蘭螺栓擰緊。
3、溫度壓力造成的失效
頂裝式不銹鋼磁翻板液位計(jì)正常使用溫度壓力應(yīng)在設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)允許范圍之內(nèi)。頂裝式不銹鋼磁翻板液位計(jì)在工況使用中經(jīng)常會(huì)因?yàn)閴毫驕囟茸儎?dòng)導(dǎo)致浮球變形、磁性減弱或者泄露等原因?qū)е率А4蟛糠止r在使用過(guò)程中溫度壓力均能保持在一定的范圍內(nèi),這個(gè)范圍就是頂裝式不銹鋼磁翻板液位計(jì)設(shè)計(jì)參數(shù)范圍。在某些特殊工況中可能會(huì)存在瞬時(shí)溫度或壓力超過(guò)浮球的*大設(shè)計(jì)溫度或壓力,導(dǎo)致磁感應(yīng)強(qiáng)度減弱或浮球受壓變形。當(dāng)浮球受到過(guò)載壓力,產(chǎn)生了不可逆形變體積發(fā)生改變,在液體中受到的浮力也會(huì)改變,但其本身質(zhì)量沒(méi)有變化。
G=m·g,
F=ρ·v·g
其中:G為浮球重力,m為浮球質(zhì)量,F(xiàn)為浮球所受浮力,ρ為液體密度,v為浮球排開(kāi)液體體積,g為重力加速度。在正常使用時(shí),浮球受到的重力必須等于在水中受到的浮力,當(dāng)受壓變形以后體積v減小導(dǎo)致受到的浮力減小,浮球就會(huì)下沉。當(dāng)浮球全部沉入水中時(shí),它受到的浮力也*大,此時(shí)如果G=F,則實(shí)際液位會(huì)高于顯示液位;若G>F,則浮球會(huì)在重力作用下繼續(xù)下沉,直至浮筒底部。
4、高低溫環(huán)境造成失效
頂裝式不銹鋼磁翻板液位計(jì)的使用環(huán)境多為室外,部分地區(qū)環(huán)境溫度過(guò)低也是導(dǎo)致磁翻板失效的原因之一。例如某些工況中要求罐體內(nèi)的被測(cè)液體溫度必須保持恒定,此時(shí)就需要在頂裝式不銹鋼磁翻板液位計(jì)上添加外部恒溫裝置(如電加熱型,水或蒸汽循環(huán)型),若因加熱裝置問(wèn)題或者夾套使用壓力過(guò)大導(dǎo)致循環(huán)水或蒸汽泄露,也會(huì)造成其失效。北方地區(qū)的冬季使用時(shí)若因?yàn)椴馁|(zhì)受到低溫環(huán)境影響,導(dǎo)致整個(gè)面板防水性能變差,一旦水蒸汽或雨水等滲入面板就會(huì)導(dǎo)致翻柱凍結(jié)或者面板玻璃表面結(jié)霜,操作人員無(wú)法正確判斷此時(shí)罐內(nèi)液體正確的位置。因此玻璃管面板成為解決此問(wèn)題的一種有效方法,通過(guò)在玻璃管內(nèi)部固定好翻柱后再抽真空或充入惰性氣體,*后將玻璃管封口。該方式能夠完全解決面板防水防霜問(wèn)題,但是其缺點(diǎn)在于成本較高,且操作工藝復(fù)雜、易破損。
5、腐蝕環(huán)境下的失效
在化工環(huán)境中使用時(shí)經(jīng)常會(huì)遇到各種帶有腐蝕性的液體,因此防腐蝕問(wèn)題也是頂裝式不銹鋼磁翻板液位計(jì)所必須考慮的。現(xiàn)如今使用的防腐性頂裝式不銹鋼磁翻板液位計(jì)多為金屬管內(nèi)部和浮球表面襯聚四氟乙烯(PTFE)利用聚四氟乙烯把被測(cè)液體和金屬管隔開(kāi)來(lái)達(dá)到防腐目的。聚四氟乙烯具有良好的機(jī)械韌性,在加工時(shí)不易機(jī)械受損。具有良好的耐腐蝕性,對(duì)于大多數(shù)化學(xué)藥品和溶劑,表現(xiàn)出惰性、能耐強(qiáng)酸強(qiáng)堿、水和各種有機(jī)溶劑。并且具有耐氣候、高潤(rùn)滑、不粘附、無(wú)毒害等優(yōu)點(diǎn)。金屬管內(nèi)襯聚四氟乙烯不但可以保證頂裝式不銹鋼磁翻板液位計(jì)整體的強(qiáng)度不受影響,也能起到很好的防腐效果,因此該類頂裝式不銹鋼磁翻板液位計(jì)在防腐領(lǐng)域受到廣泛應(yīng)用。雖然聚四氟乙烯的熔點(diǎn)較高,能在250℃工況中使用,但是因?yàn)槠浔旧淼呐蛎浵禂?shù)比較大,且隨著溫度變化而發(fā)生不規(guī)律變化,若長(zhǎng)期在高溫環(huán)境下使用會(huì)導(dǎo)致其在管道內(nèi)壁發(fā)生形變,甚至?xí)⒏∏蚩ㄋ涝诠艿纼?nèi)壁,因此必須嚴(yán)格按照頂裝式不銹鋼磁翻板液位計(jì)設(shè)計(jì)參數(shù)的范圍使用。還有某些特殊情況或許是考慮到現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境對(duì)金屬管有限制或者產(chǎn)品成本的考慮,整體采用非金屬材質(zhì)制作。這類磁翻板使用時(shí)更應(yīng)該采取一定的保護(hù)措施,防止其受力不均或其他原因造成失效和安全事故。
6、電流信號(hào)和開(kāi)關(guān)信號(hào)造成失效
在某些現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí),用戶要求將磁翻板的測(cè)量結(jié)果轉(zhuǎn)化為電流信號(hào)接入中控室,方便監(jiān)測(cè)和控制,因此就需要配帶液位變送器。其利用了浮球磁性將變送器內(nèi)部的元器件(如干簧管)吸合,改變整個(gè)變送器電路的電流,從而達(dá)到將機(jī)械信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)的目的。在整個(gè)使用過(guò)程中,當(dāng)變送器安裝好以后需要對(duì)其位置進(jìn)行微調(diào),并且在使用過(guò)程中保證其位置不得發(fā)生變動(dòng),因?yàn)橐坏┪恢冒l(fā)生變動(dòng),就會(huì)導(dǎo)致其輸出錯(cuò)誤的電流信號(hào),尤其是對(duì)于罐體帶有震動(dòng)的工況,更應(yīng)該有固定保護(hù)措施。在使用或運(yùn)輸過(guò)程中若有強(qiáng)烈碰撞導(dǎo)致內(nèi)部元器件損壞,也是導(dǎo)致液位變送器失效的主要原因之一。
液位測(cè)量做為工業(yè)生產(chǎn)中的一個(gè)重要的環(huán)節(jié),頂裝式不銹鋼磁翻板液位計(jì)作為常用的手段之一,越來(lái)越受到廣大用戶的信賴,因此在使用過(guò)程中必須保證其安全可靠。作為生產(chǎn)廠家,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、產(chǎn)品原料合格、制作工藝先進(jìn),保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下才能考慮降低成本;作為用戶,在使用過(guò)程中也要嚴(yán)格按廠家提供的說(shuō)明書(shū)操作,把確保安全生產(chǎn)做為*一要?jiǎng)?wù)。