在现代工业生产、石化、制药及液体输送等行业中,系统称重检漏装置(以下简称“检漏装置”)作为保障设备安全、环境保护与产品质量的重要手段,承担着对罐体、管线或容器泄漏情况进行检测与报警的职能。当检漏装置功能出现不正常或失效时,不仅会影响正常生产,还可能导致物料浪费、环境污染、人员伤害以及经济损失。因此,当遇到检漏装置功能不正常的情形,应从识别故障、临时应对、系统诊断、修复维护与预防改进等方面采取系统性、专业化的处置措施。
一、故障类型与对安全与生产的影响
检漏装置功能不正常的表现形式多样,常见类型包括:
静态失灵:设备无法启动或长期处于无响应状态,例如称重传感器零输出或控制系统无信号。
精度下降:称重数据偏差增大,检漏灵敏度或分辨率下降,导致无法准确识别微小泄漏。
漂移与不稳定:称重读数随时间漂移或波动较大,产生误报或漏报。
间歇性故障:在特定工况或操作条件下才出现故障,难以复现和诊断。
报警系统失效:明明有泄漏风险但未触发报警,或误报警频繁,影响日常判断。
通信故障:现场传感器、变送器与监控系统(如DCS/SCADA)之间通信中断或数据不同步。
机械损伤或环境因素影响:传感器受腐蚀、结垢、机械冲击或温度应力影响导致性能下降。
这些故障可能带来的直接后果包括:未能及时发现泄漏导致环境污染或安全事故、误停产或误操作造成生产损失、监管合规风险增加以及维护成本上升。因此及时、科学地处理故障至关重要。
二、初步排查与现场处置原则
发生检漏装置异常时,首先应遵循“安全第一、稳妥处置、记录与上报”的原则,迅速采取下列初步步骤:
确保安全:在任何检查或维护前,评估现场是否存在立即危险(如可燃气体泄漏、有毒物质暴露、设备不稳定等),必要时启动应急停机并疏散相关人员,实施隔离与通风等安全措施。
记录异常现象:详尽记录异常发生的时间、环境条件、操作背景、报警信息、相关设备与工艺参数等,为后续分析提供依据。
临时控制措施:根据风险等级采取临时控制措施,例如降低压力、停止进料、切断相关阀门或启用备用检测手段(手工巡检、气体检测仪、液位观测等),以防止事故扩大。
排除人为因素:检查仪表是否被误操作、参数设定是否被改动、电源与保险是否正常、通讯线缆与接线端子是否松动等基础性问题,许多故障源自简单的人为或电气接触问题。
三、系统性诊断方法
在排除显性的人为与电气故障后,需要对检漏系统进行系统化诊断,步骤包括传感器层、信号处理层、控制与通信层及机械/工艺层的逐层检查。
传感器层检查(称重传感器、力传感元件)
零点与满量程校准:通过校准砝码或已知质量进行零点与斜率检测,判断传感器是否线性及漂移。
电阻/电压/电流测量:对应应变片式称重传感器可测量桥路电阻与激励电压;对电压/电流输出型传感器检测其输出是否在合理范围。
绝缘与接地检查:检测传感器外壳、接线及支撑结构是否有接地问题或绝缘破坏导致信号干扰。
物理外观检查:查看传感器是否有机械变形、锈蚀、渗漏、结垢或安装支座松动等问题。
信号调理与变送器层
校准与自检功能:检查变送器的自检报警记录、校准系数是否被篡改或漂移。
干扰源分析:评估是否存在电磁干扰(EMI)、高频开关电源干扰或接地回路噪声,通过屏蔽、电缆布线和滤波器检查来排除。
温漂与环境影响:记录工作环境温度、湿度波动情况,查看变送器是否具备温度补偿或是否安装在适宜位置。
控制与通信层(PLC/DCS/SCADA)
通信链路测试:使用诊断工具检查现场总线/以太网/串口通讯是否正常,查看丢包率、报文错误、时间戳与同步性。
软件与配置核对:核查系统中使用的配置参数、报警上下限、滤波时间常数与采样周期是否正确。
历史数据对比:通过趋势曲线查看称重信号的历史行为,以识别突变点、周期性波动或长期漂移的模式。
机械与工艺层
支撑结构与隔振:称重设备的支撑结构若发生沉降、松动或与其他构件发生桥接接触(例如罐体与地脚螺栓短路),会导致称重误差,应检查支座、垫片及隔振装置。
阀门、管线及介质影响:罐内液体波动、气泡、沸腾或进出料扰动会引起称重波动,需要考虑在没有工艺干扰时测试。
环境因素:结冰、结垢、动物活动或振动源(如泵、压缩机)都可能影响称重结果。
四、维修、校准与更换策略
诊断出故障原因后,应制定维修或更换计划,确保恢复系统功能并符合检验与合规要求。
短期修复与临时替代方案
若为接线松动、保险熔断、软件重启等简单问题,可立即修复并验证;同时在修复期间采用手工巡检或便携式检测仪器作为临时替代。
对于可疑但未明确故障点的情况,可先做冗余采样或启用备用传感器,减少生产中断风险。
专业校准与元件更换
对传感器及变送器进行出厂或现场校准,建议使用国家或行业认可的校准砝码与流程,校准记录需归档以备追溯。
若传感器出现非线性、损坏或漂移超出可接受范围,应更换原厂或经认证的替代件;更换后再进行加载测试与校准验证。
对于控制器或变送器组件若存在固件缺陷或配置错误,按厂商建议升级固件或恢复出厂设置并重新配置。
机械结构修复
修复或加固支撑结构,拆除影响称重的桥接点,确保称重单元仅承受设计允许的结构载荷。
对粘附、结垢或腐蚀部位进行清理或更换密封件,并改进防护措施(如防腐涂层、保温或加热)以减少环境带来的不良影响。
五、风险控制与应急响应
当检漏装置功能异常且存在泄漏风险时,应同步启动相应的风险控制与应急预案:
评估泄漏物质的危害性,按危险化学品管理要求实施封闭、通风、消除点火源或洒水冷却等措施。
启动应急联动:通知安全、维修、工艺与环境部门,必要时向监管机构报告并记录处置过程。
启用替代监测手段:例如便携式气体检测仪、红外热像、听诊、化学指示剂或手工称重等方法进行临时监管。
事故后调查与根本原因分析(RCA):在风险受控后,进行事件复盘,采用故障树分析(FTA)、因果图或5Why等方法找出根本原因并制定改进措施。
六、长期管理与预防改进
为降低检漏装置再度故障的概率,应建立完善的管理与维护体系,从设计、采购、安装、运行到维护形成闭环管理。
设计与选型优化
在设计阶段考虑冗余与容错,例如采用双路称重传感器、冗余变送器或并行检测手段;并在关键位置预留检修接口。
根据工艺介质、环境温度、腐蚀性和振动情况选择合适的传感器防护等级(如防爆、防腐、防水)与材料。
安装与验证规范
严格按照厂家安装指南与国家标准进行安装,确保传感器支座平整、接地良好、连接件紧固并实施防护隔离。
完成安装后进行现场验证试验,包括零点校准、满量程加载与环境敏感性测试,并形成验收记录。
例行维护与校准计划
制定并执行定期校准与维护计划,明确校准周期、方法及责任人,校准结果需记录入档便于审计。
建立预防性维护(PM)制度,对易损件、密封、接线端子进行定期检查与更换。
数据监测与智能分析
利用DCS/SCADA系统的历史数据和趋势分析功能,建立基线与预警规则,提前识别缓慢漂移或异常波动。
考虑引入预测性维护(PdM)手段,如基于机器学习的异常检测、振动分析或统计过程控制(SPC)等技术,提高故障预见能力。
培训与规章制度
对操作与维护人员进行定期培训,覆盖检漏原理、常见故障识别、应急处置与校准流程,提升一线识别与初步处置能力。
建立严格的变更管理制度,任何对传感器、变送器、控制逻辑或报警阈值的修改应通过审批并记录。
与供应商与第三方的协同
与传感器和系统集成商建立长期维护与技术支持协议,确保在出现复杂故障时能及时获得厂商支持。
必要时引入具资质的第三方检测机构进行独立评估与或认证校准,增强管理合规性与公信力。
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