雙法蘭液位計在玉米漿液位測量中的故障改造

 

1　雙法蘭液位計檢測原理

        液位自動檢測裝置是采用恒河 EJA118W 雙法蘭液位計進行檢測的，其檢測原理為：雙法蘭差壓液位計一般只用于測密閉式容器的液位，雙法蘭液位計主要應用 U 形管原理，即上法蘭和氣相空間相通，下法蘭和液相空間相通，這樣液位計的液位和容器的液位永遠相同，因為有兩個法蘭，所以稱為雙法蘭液位計。利用液體的重力作用會對罐壁產生壓力的大小，來檢測罐內液位的高低，符合公式 P=ρ×g×h，這里的 ρ 是指罐內的液體的密度大小，g 是指重力加速度，所以壓力的大小完全取決于罐內液體高度的大小，因為雙法蘭液位計的兩個法蘭是用毛細管密閉相連的，毛細管內充滿了氟油，同時上下法蘭之間的密閉液體的重力作用因為液位計的智能自動平衡，完全可以忽略不計。

 

2　雙法蘭液位計安裝方式

        最初筆者設計人員采取的安裝方式為，在蒸發(fā)器的上下罐壁開口，直接焊接液位計的安裝法蘭，這樣的安裝方式很簡便，節(jié)約資金、節(jié)省工時，但是隨著使用時間的延長，因為蒸發(fā)器里面是負壓環(huán)境，而且經常超出 60 ～ 80 kPa，同時酸性較強，并且液位計的安裝法蘭的開口位置正好是物料的切線進入方向，并且每次損壞的均為上面的進料口處的法蘭，多次檢查時候均發(fā)現(xiàn)膜片向外凸起，用手摸著很軟，明顯和原來新的時候不一樣，并且在物料里面經常發(fā)現(xiàn)金屬異物。經過長時間的觀察和液位計的損壞現(xiàn)象進行總結，筆者認為液位計的損壞原因是膜片受到腐蝕變薄，異物碰撞導致上部膜片破裂，下面對此進行具體分析。從圖 1 和圖 2 可以看出：廠家給出的正確的安裝方式也是用鋼管引出一段距離，而不是直接將法蘭焊接在罐壁，據(jù)此來看應該是盡量避免液位計的膜片直接與流動的物料接觸，并且防止摩擦損壞才是正確的安裝方法。筆者公司最初時候所采取的緊貼罐壁的安裝方式，本身就存在缺陷。同時，蒸發(fā)器的切線進料口和雙法蘭液位計的引壓法蘭低壓端接口處正好重合，這樣就給物料對法蘭膜片的磨損和碰撞帶來可能，事實正好驗證了這一點，因為每次損壞的膜片都是低壓側法蘭的膜片，高壓側的法蘭因為遠離進料口，并且下部高壓側法蘭基本上處在玉米漿介質內，所以完好無損。同時損壞的液位計基本上全都是物料切線方式進入的那幾臺蒸發(fā)器，包括二效、三效、四效、五效，這里面的一效和三效半因為進料方式不同，從未發(fā)生過此類故障。對于碰撞這點也有著驗證結論，系統(tǒng)里面最初時候的金屬物質去除設備的工作性能很好，所以最初時候并未發(fā)生設備故障，但是隨著使用周期的加長，附屬設備的性能降低，多次發(fā)生蒸發(fā)器里面有螺絲帽、螺栓、鐵絲頭等金屬異物堵塞自動閥和離心泵葉輪故障，所以這些金屬異物同樣也會對液位計的法蘭膜片造成損壞。

        液位計法蘭膜片的具體安裝方式為見圖 3，聚四氟乙烯膜片通過機械機構卡接在法蘭底座上，出廠時標明膜片的厚度為 0.3 mm，膜片腔內部添加氟油，用來傳導壓力到智能變送器的轉換器，通過計算得出液位的高低，然而損壞的膜片拆下后經過檢測厚度不足0.2 mm，足以說明膜片經過摩擦以后厚度變薄。膜片上面的波浪花紋已經幾乎磨平。并且和新的膜片的凸起度不一樣，新的膜片凸起約１ mm，損壞以后的膜片凸起達到 2 mm 以上。用手按壓新的膜片有彈性，損壞的膜片發(fā)軟，機械彈性幾乎沒有，經過對以上故障現(xiàn)象的分析總結，筆者認為讓液位計的法蘭膜片避免摩擦腐蝕和金屬異物碰撞，才是解決問題的根本辦法。

3　故障改造

        該故障筆者是經過兩次摸索改造才完成的，首先是把液位計的安裝法蘭進行加長，讓液位計安裝法蘭的接口離開罐壁 200 mm，達到減少摩擦損壞的目的。具體做法是 DN200 法蘭兩塊，中間焊接 DN80 鋼管。低壓端過渡法蘭的接口和液位計法蘭接口一致，保證引壓管路的通暢，期間還考慮了加裝過度法蘭以后會不會造成引壓鋼管堵塞故障，如果堵塞的話還可以將引壓管路的鋼管改成向下傾斜一定角度，后來經過使用驗證并沒有發(fā)生管路堵塞故障。經過詳細咨詢恒河EJA 智能變送器設備廠家技術人員，并且在廠家技術人員的現(xiàn)場查看和指導下，將法蘭接口位置的密封墊和法蘭的密封壓合部位做的嚴格一致，避免過大或者過小，以免對法蘭膜片造成機械應力。此種改造方法2013 年 4 月份車間大修期間進行的徹底改造，經過 6個月的使用，在十月份大修時，發(fā)現(xiàn)液位計的故障現(xiàn)象明顯減少，以往平均一兩個月就會發(fā)生一起膜片損壞故障，不管是返廠維修回來的液位計還是新買的液位計，都有此種故障，以上改造雖然減少損壞次數(shù)，但還是發(fā)生了一起損壞故障。

 

        此種現(xiàn)象更加堅定了筆者的信心，筆者決定將過度法蘭的 DN80 的鋼管的中間位置焊接篩網(wǎng)，并且篩網(wǎng)的篩孔直徑小于 3 mm，徹底的防止物料里面的金屬異物碰撞液位計的法蘭膜片，減少顆粒物對膜片的摩擦損壞。經過以上徹底的改造后，自2013年10月至今，從未發(fā)生一起液位計膜片損壞破裂故障，液位計的返廠維修頻率和購買數(shù)量已經明顯降低，原來每年大約維修 10 多臺，購買兩三臺，2013 年 10 月至今每年購買數(shù)量為兩臺左右，這里面還包括使用時間較長的超差損壞，同時工藝生產也穩(wěn)定下來，明顯降低維修費用，降低工藝操作人員的勞動強度，同時也降低儀表維修人員的勞動強度。

 

4　結語

        在對與液位計的分析改造，筆者以為，對設備的工作原理一定要熟悉，特別要明白工藝設備的工作過程、工作原理、管道物料的流向和介質的性質，遇到問題要詳細分析故障現(xiàn)象，細致總結，遇到問題多想辦法，沒有解決不了的問題，只有想不到的辦法。只要用心去做，辦法總比困難多。

 

        注釋：DCS分散控制系統(tǒng)（DISTRUBUTED CONTROLSYSTEM）也叫分布式控制系統(tǒng)是集計算機技術、控制技術、通訊技術和 CRT 為一體的綜合性高技術產品對整個生產過程進行操作、控制、管理。PID 比例積分微分自適應調節(jié)系統(tǒng) P 為比例控制系統(tǒng) I 為積分控制系統(tǒng) D 為微分控制系統(tǒng)。