石化企業(yè)應根據(jù)不同種類自動化特性及故障分析編制儀表預防性維護方案，實踐表明開展儀表預防性維護不僅能降低儀表故障率、促進儀表系統(tǒng)安全管理的提升, 同時也節(jié)約了儀表維護成本、為企業(yè)帶來顯著的經(jīng)濟效益。
隨著石油化工企業(yè)向集約化、規(guī)?；l(fā)展，以及對經(jīng)營效益、安全生產(chǎn)的持續(xù)追求，對生產(chǎn)過程自動化程度的要求也越來越高，生產(chǎn)裝置內(nèi)各種過程監(jiān)測點、控制點的設置日臻完善，儀表的臺件數(shù)也不斷增多，在新建石油化工裝置中自動化儀表的投資也占有相當?shù)谋壤?，一般要占整個生產(chǎn)裝置總投資的6%-10%左右，運行中的一個20Mt/a的煉油廠，其儀表設備臺件數(shù)在8萬臺以上。
一方面，自動化儀表系統(tǒng)為生產(chǎn)操作人員提供一個良好的人機界面，對生產(chǎn)裝置和設備進行全過程監(jiān)視、操作，同時記錄存儲相關的報警、操作、參數(shù)趨勢等信息。
另一方面，自動化儀表系統(tǒng)通過預置的控制算法、控制程序?qū)ιa(chǎn)裝置和設備進行自動控制和安全保護，所以生產(chǎn)裝置的安全運行與自動化儀表系統(tǒng)的穩(wěn)定與否息息相關，由于儀表設備故障造成生產(chǎn)裝置運行波動甚至聯(lián)鎖停工的事件時有發(fā)生。因此，保證自動化儀表系統(tǒng)穩(wěn)定運行、少出故障以致不出故障，是儀表設備維護管理工作的基本目標，但是儀表設備種類多、臺件多、分布廣、結構原理各異、配件不統(tǒng)一，造成了儀表設備的維護難度很大。
自動化儀表巡回檢查的局限性
在石油化工企業(yè)中，已普遍實施了行之有效的定點、定人、定方案、定標準、定巡檢周期的閉環(huán)巡檢法，確實發(fā)現(xiàn)了許多設備隱患和事故苗頭，比如介質(zhì)泄漏、設備缺陷等。但是，由于石化裝置中儀表設備點多面廣，一套石化裝置中儀表設備少則有幾百臺件、多則有數(shù)千臺件，而且在裝置中分布面廣，地面空中、塔上塔下、管廊管道等都設置有儀表檢測點和控制點，要想做到每天的全面巡回檢查，困難很大，所以，儀表設備的巡回檢查只能檢查裝置關鍵部位的儀表和明顯的跑冒滴漏現(xiàn)象，有些非關鍵部位的儀表和高處、偏遠部位的儀表，可能長期得不到檢查；而且儀表設備的檢查維護，關鍵是檢查其運行環(huán)境、安裝等方面的完好性，做到防水、防潮、防凍、防高溫、防雷電、防腐蝕等，使其運行條件得到改善，從而延長儀表設備的使用壽命。因此，需要根據(jù)儀表設備的不同特點，設置不同的定期檢查項目和相應的檢查周期，實行預防性維護，對儀表設備進行全面的定期檢查，及時發(fā)現(xiàn)間題、及時整改問題。
自動化儀表預防性維護的規(guī)劃
設備的預防性維護不同于設備的檢修和故障處理，設備檢修和故障處理屬于事后維修，是在設備出現(xiàn)故障后采取的維修活動，是被動的和帶有損失性的，而預防性維護是指采取必要的措施和方法，在設備發(fā)生故障前發(fā)現(xiàn)和消除設備缺陷，使其處于完好狀態(tài)，避免對生產(chǎn)造成沖擊，是主動的和積極的。
但是，要做好儀表設備的預防性維護，困難很大。比如動靜設備通過儀表的檢測，收集統(tǒng)計設備運行數(shù)據(jù)并進行分析評估，判斷是否需要預防性維護；而對儀表設備來說，很難采取有效手段監(jiān)測其運行狀態(tài)，提前發(fā)出故障預警，當儀表本身發(fā)出故障報警信息時，其已經(jīng)出現(xiàn)了故障。所以，儀表設備的預防性維護主要通過人工定期檢查再結合控制系統(tǒng)收集的儀表故障報警信息來實現(xiàn)。根據(jù)不同種類儀表的特點，制定相應的檢查標準和檢查周期，對其進行定期檢查，提前發(fā)現(xiàn)儀表缺陷，及時加以修理維護，使儀表保持在完好狀態(tài)。
下面結合不同種類自動化儀表的特點，談談石化企業(yè)自動化儀表的預防性維護。
1、常規(guī)儀表的預防性維護
石油化工裝置中的常規(guī)儀表包括溫度、壓力、流量、液位等測量儀表。隨著電子投術、計算機技術以及自動化儀表技術的發(fā)展，新型儀表不斷涌現(xiàn)，因而儀表的種類多、臺件數(shù)多，分布廣。除了儀表本身的制造質(zhì)量、測量原理、適用條件限制外，其運行環(huán)境、被測介質(zhì)、安裝質(zhì)量、部件完好性等也極大地影響著儀表的運行性能和使用壽命。為改善常規(guī)儀表的運行條件，使其處于完好狀態(tài)，保證其穩(wěn)定運行，常規(guī)儀表的定期維護項目應包括：儀表密封及防水檢查處理、儀表防高溫及防凍檢查、儀表接地檢查、冗余儀表的指示值比對、氣相介質(zhì)的儀表導壓管排凝、儀表隔離液定期更換等。
2、控制閥的預防性維護
控制閥處于自動控制回路的執(zhí)行環(huán)節(jié)，安裝在工藝管道上，起著降壓、節(jié)流作用，控制生產(chǎn)過程中的溫度、壓力、流量、液位等參數(shù),保證在其正常操作范圍內(nèi)。控制閥從功能上分為切斷閥和調(diào)節(jié)閥，從型式結構上為閘閥、蝶閥、球閥、單座閥、雙座閥、套筒閥、角閥、偏心旋轉(zhuǎn)閥、多級降壓閥等，其執(zhí)行機構上還有種類繁多的附件，比如過濾減壓器、定位器、電磁閥、閥位開關、增速器、保位閥、換向閥、單向閥等氣動附件以及密封圈、膜片等橡膠元件。由于控制閥部件眾多、頻繁動作以及介質(zhì)沖刷腐蝕等原因，容易出現(xiàn)填料泄漏、部件松動、連接件脫開、氣管路松動泄漏、膜頭漏氣、彈簧斷裂等現(xiàn)象，造成控制閥不動作或誤動作。為避免此類故障現(xiàn)象的發(fā)生，控制閥的定期維護內(nèi)容主要包括：
①定期檢查控制閥是否有卡澀震蕩，閥體是否有介質(zhì)泄漏，執(zhí)行機構附件是否被高溫烘烤，供氣壓力是否正常，定位器反饋部件等連接件是否松動。
②定期檢查控制閥氣路系統(tǒng)是否有泄漏，檢查氣路系統(tǒng)備元件、備接頭、氣動膜頭是否存在漏氣、接頭松動現(xiàn)象。
③定期清潔閥桿污垢，保證閥桿的光潔度，防止把四氟乙烯、石墨等密封填料內(nèi)環(huán)拉壞，破壞其密封性能，導致介質(zhì)泄漏。
④定期潤滑反饋機構的轉(zhuǎn)軸及其他轉(zhuǎn)動部分，防止生銹、腐蝕、卡澀，保證靈活好用。
⑤定期對裝置儀表總供風罐排液、儀表供風系統(tǒng)裝置最低點處排污閥排空、集中供風過濾器排空，防止儀表風帶液，排液過程中要時刻保持氣源壓力在正常范圍內(nèi)。
3、可燃/有毒氣報警儀的預防性維護
石油化工裝置的最大特點是易泄漏、易燃易爆，所以在裝置內(nèi)易泄漏處設置可燃/有毒氣體報警儀，一旦發(fā)生介質(zhì)泄漏，第一時間發(fā)出報警信息，及時處理泄漏點，所以作為安全儀表的可燃/有毒氣體報警儀，必須保證完好投用，時刻處于正常狀態(tài)。但是可燃/有毒氣體報警儀由于受到其測量原理所限，故障率高、靈敏度低、漂移量大、線性度差、響應時間滯后,需要加強檢查維護。為及時處理故障，一方面要保證備件充足，另一方面要定期檢查維護。
可燃/有毒氣報警儀定期檢查維護主要包括：
①定期檢查DCS畫面可燃/有毒氣體報警儀示值有無零點漂移。
②定期檢查可燃/有毒氣報警器表頭及接線密封是否良好、探頭保護罩是否阻塞、外殼接地是否良好、顯示是否正常、聲光報警器是否正常。
③定期測試DCS輔助操作臺上可燃/有毒氣體報警儀聲光報警系統(tǒng)是否正常。
④定期校驗可燃/有毒氣體報警器，校驗內(nèi)容包括零點校驗、一級報警測試、響應時間、標氣濃度的實測值等。
⑤定期委托法定計量機構接照檢定規(guī)程的要求進行檢定。
⑥定期更新可燃/有毒氣體檢測報警儀的傳感器，并建立和完善定期更換儀表臺賬。
4、控制系統(tǒng)的預防性維護
隨著石化企業(yè)自動化程度的提高，所配置的自動控制系統(tǒng)越來越多、規(guī)模越來越大，既有全廠性DCS、SIS、CCS系統(tǒng)，又有各類PLC系統(tǒng)。這些控制系統(tǒng)通過預置的控制程序,自動控制被控對象的運行，既能集中操作,又能分散控制，既能節(jié)省人力，又能快速操作調(diào)整,減少操作滯后?？刂葡到y(tǒng)是電子元器件的集合體，結構緊湊復雜，對環(huán)境要求高，比如DCS系統(tǒng)對環(huán)境溫度的要求為冬季(20±2)℃、夏季(26±2)℃，溫度變化率小于5℃/h，對相對濕度的要求為50%±10%，對環(huán)境空氣凈化要求為塵埃小于0.2mg/m3(粒徑小于10μm)，對腐蝕性氣體要求為腐蝕程度小于G級(0.03μm/月)。控制系統(tǒng)地位如此重要，對運行環(huán)境要求如此之高，為保證其安全運行，需要小心呵護，加強定期維護：定期檢查控制器、I/O卡件、遠程I/O模塊、系統(tǒng)電源、直流電源、網(wǎng)絡交換機、散熱風扇的運行狀態(tài)，定期檢查機房溫度、機房濕度、機柜內(nèi)溫度是否在允許范圍內(nèi)，定期檢查操作站報警功能并確認聲光報警是否正常，定期檢查系統(tǒng)診斷信息，定期檢查操作站歷史庫存儲容量并轉(zhuǎn)存，定期檢查控制系統(tǒng)時鐘同步功能，定期清洗機框過濾網(wǎng)，定期備份控制系統(tǒng)軟件，定期檢查測試控制系統(tǒng)接地等。
5、在線分析儀表的預防性維護
在線分析儀表又稱過程分析儀表，直接安裝在工業(yè)生產(chǎn)流程或其他源流體現(xiàn)場，對被測介質(zhì)的組分或參數(shù)進行自動連續(xù)測量。在線分析儀表不僅應用于生產(chǎn)過程實時分析，在環(huán)境污染源排放連續(xù)監(jiān)測中也有廣泛的應用。隨著對節(jié)能降耗、治污減排和產(chǎn)品質(zhì)量要求的提高,在線分析儀表的重要性和使用量與目俱增。在線分析儀表測量原理不同于常規(guī)儀表，多采用光學、化學原理，直接安裝在工業(yè)現(xiàn)場，對環(huán)境條件(包括防爆性能和環(huán)境保護性能等)的要求比較嚴格，對樣品條件(溫度、壓力、流量等)的要求也比較嚴格，與實驗室分析儀器相比，其環(huán)境條件和工作條件適應能力較差，工作性能不穩(wěn)定，其維護量、維護難度較常規(guī)儀表大，對定期維護的需求更高。
在線分析儀表的預防性維護包括：
①定期檢查在線分析儀表間的運行環(huán)境如空調(diào)狀況、通風狀況、有無介質(zhì)泄漏等。
②定期檢查清洗預處理系統(tǒng)。
③定期檢查在線分析儀表的運行狀態(tài)。
針對不同的儀表，制定相應的檢查項目如試劑、標氣、載氣、預處理單元等；并記錄相關運行數(shù)據(jù)如分析儀表的測量值、載氣壓力。
④定期維護標定分析儀表，結合儀表的結構原理，制定相應的維護項目和維護標定周期。如環(huán)保煙氣分析儀的每月定期維護項目有：吹掃采樣管線、清理采樣過濾芯、更換老化的管接頭蠕動泵管、清洗氣液分離器及流量計、清理采樣泵膜片、清理風機過濾器、清理煙塵光學鏡面、校準等；再如COD分析儀的每月定期維護項目有：清洗定量管、更換或清洗管線接頭及管線、檢查電磁閥腐蝕情況、清洗消解池、校準等。
自動化儀表預防性維護方案的實施
不同類型的儀表，既有通用的維護保養(yǎng)項目，又因其結構原理的不同而需要專門的維護保養(yǎng)項目，在制定預防性維護方案時需二者兼顧、統(tǒng)籌考慮。根據(jù)維護保養(yǎng)項目的預估故障周期和儀表的重要程度，設定不同的預防性維護周期，對儀表進行全方位的逐一檢查。每類儀表均制定有相應的預防性維護檢查表，維護作業(yè)人員將相關的檢查結果、所查問題記錄于檢查表中，并在檢查表中簽字確認、注明檢查日期。對檢查出來的問題采取“定任務、定責任單位和人員、定整改措施、定整改期限”的“四定”方法進行跟蹤整改直至徹底解決，將儀表缺陷消滅在萌芽狀態(tài)。
為了使預防性維護方案得到有效的實施,要對其實施情況進行定期檢查，對于不按計劃執(zhí)行的或按計劃執(zhí)行但儀表缺陷未消除的，及時給予提醒和督促。自實施以來，取得了良好的效果，儀表故障率有了顯著的下降，既節(jié)約了維護成本，又減少了儀表故障應急處理的次數(shù)，即使在漫長的雨季，也沒有出現(xiàn)嚴重的儀表故障。
小結
自動化儀表種類繁多，各類儀表的維護保養(yǎng)項目備具特點、不盡相同，而且儀表臺件數(shù)多、在裝置內(nèi)的分布零散，要全方位、沒有遺漏地做好預防性維護實屬不易。預防性維護方案要容易實施，維護內(nèi)容及周期盡量合理，既能及時消除儀表缺陷，又使維護工作量適中。備維護保養(yǎng)項目所包含的內(nèi)容不宜太多，并適當調(diào)整維護項目的維護周期，使得工作量不至于太大，各項目能分配到具體維護人員身上，維護人員樂于接受，否則容易引起逆反心理,應付了事，不能取得預期的效果。
石化裝置中的自動化儀表容易受到工藝介質(zhì)的沖刷和腐蝕、高溫介質(zhì)的烘烤、空氣中有害物質(zhì)的侵蝕、雨水潮氣的滲透、太陽的直射等，難以評估其使用壽命，如果過早地預防性更換，會造成資源浪費，加大維護成本，如果等到出現(xiàn)故障時再維修更換，對于聯(lián)鎖儀表、關鍵儀表等，可能造成裝置局部波動或停工，造成的生產(chǎn)損失更大。因此，對于聯(lián)鎖儀表、關鍵儀表，需要統(tǒng)計、評估它們的使用壽命，實現(xiàn)定期更換，既不過度浪費資源，又能保證安全生產(chǎn)。
作者：趙慶林(中海油惠州石化有限公司)
相關閱讀
儀表工如何開展DCS系統(tǒng)預防性維護、日常性維護及大修
