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壓力表批量檢定係統容易產生的故障及其原因分析

作者:發表時間:2017-09-15

摘 要 壓力表批量檢定係統是一台自動化壓力表檢定裝置。結合實際,介紹了壓力表批量檢定係統容易產生的故障及其原因,針對常見故障進行了分類、總結及排除,同時對日常維護進行了闡述, 並通過2個具體維修實例來說明故障分析與排除的基本過程和基本方法,以確保設備的正常運轉,服務油田安全生產。


        壓力表批量檢定係統是中國石油長慶油田分公司技術監測中心與中國石油大學(華東)聯合研製的一台自動化壓力表檢定裝置(圖1),其解決了壓力表檢定技術滯後、質量溯源無保障的實際問題。該係統運行2年多來,累計完成壓力表檢定30萬塊,為油田安全生產提供了有力保障。但在實際運行中,存在一些小故障,由於該係統為國內首創,無相關經驗可以借鑒,筆者從實際出發,對現場故障排除及日常維護進行了闡述,為後續工作的開展打下基礎。

圖1 壓力表批量檢定係統實物圖

1 主要原理結構

        壓力表批量檢定係統由計算機操控、圖像識別係統和壓力表檢定台三部分組成。計算機操控平台主要包括檢定管理軟件係統和打印機等其他一些輔助部件,提供人機界麵進行檢定、數據維護和打印等操作;圖像識別係統通過計算機圖像處理技術對待檢表示值進行判讀;壓力表檢定台由精密壓力控製裝置、電磁敲擊機構、控製器及其他一些輔助構件構成,作為壓力表檢定時的工作台。


2 係統易產生的故障及其原因

        壓力表批量檢定係統機構複雜,承壓能力高,且檢定工作量大,因此故障率較高。它的主要故障通常表現為: 圖像不識別、升壓降壓不穩定、連接中斷、電機故障、連接部分容易磨損等 [1] 。分析發生上述故障現象的原因一般包含以下幾個方麵。

        1)機械故障。機械結構是機、液、電相結合的部件, 因此大多數故障都與電器控製、反饋、動力、液壓等有關。

        2)圖像不識別。主要原因是實驗室光線改變或壓力表本身質量導致。

        3)升降壓不穩定。主要原因是存在泄漏點或者機械部分出現故障。

        4)通訊中斷。主要原因是采用USB通訊受距離限製,線路過長容易導致連接中斷。

        5)導軌運行位置異常,主要原因是導軌下方限位開關鬆動或異物卡住。


3 係統日常故障排除及維護

        對於工作中產生的具體的故障,其排除及維護方法可參照以下幾個方麵進行。

        1)設備開機啟動前,應對設備進行安全檢查,檢查限位開關是否鬆動,檢查液壓油是否變質,液位是否達到要求高度。

        2)定期對電接點壓力表進行檢定,確保係統壓力不過載。

        3)開機檢定前,對管路進行空氣的排空操作,以免影響檢定操作的準確度和速度。

        4)在正常操作運行中,如出現電源突然中斷,檢定台處於高壓狀態,需要手動打開泄壓閥進行泄壓,防止設備損壞及其他意外發生。

        5)在檢定過程中,如出現壓力突然不正常下降,原因可能為管路有泄漏,應立即關掉檢定台電源,查找泄漏點。

        6)經常對設備機械連接處進行潤滑操作,若設備出現異響,則應立即關閉檢定台電源,泄壓後檢查機械連接部分。


4 壓力表批量檢定係統故障診斷實例

4.1 圖像不能識別

        圖像采集原理。通過DOME光源提供最佳視覺光源,然後利用感光二極管進行光電轉換,將圖像轉換為數字,數據交由數據處理軟件進行處理 。故障現象:在實驗室檢驗中,經常出現被測表數據采集不到或者采集錯誤,導致後續檢定結果無法判定。


        診斷分析及處理過程1:如圖2所示,在每塊被檢表上都出現了圖像不識別的現象,對此可以判斷為設備的光源出現問題,導致不識別現象,可以通過調整光源及相機的方式使光源處於最佳狀態。

        1)進行DOME光源的調整。通過調節光源控製器,完成對輔助光源的控製,根據實驗室長期使用規律,光源控製器的頻率數一般控製在970~1 000

Hz之間。

        2)CCD相機的調整。由於各種壓力表表盤大小,指針線粗細等情況,導致相機進行識別時出現不識別現象。對此可以通過以下方式進行調節:

①調節CCD相機的焦距;②調節鏡頭與被檢表之間的水平、垂直距離;③調節CCD相機控製軟件,對相機的白平衡進行調節。

        3)實驗室光源的調整。由於晴天陰天實驗室的光線存在差異,也可能導致被檢表的圖像不識別。這種情況下,首先考慮開燈或者關燈進行光線調節。


        診斷分析及處理過程2:如圖3所示,在某一塊被檢表大麵積出現了圖像不識別的現象,對此可以判斷為被檢表因素,導致不識別現象。處理方式:

①查看被檢表是否未上正;②查看被檢表的表盤是否反光或者刻度線的粗細是否均勻。

        診斷分析及處理過程3:在實驗室中,圖像識別出的讀數與實際不符,或者差距較大,這種情況一般為傳輸中數據處理方麵出現問題。這屬於個別情況,可以采用手動檢定的方式進行數據確認,排除故障。


4.2 係統不上壓故障

        壓力供給原理。壓力源主要包括預供壓係統、增降壓係統、過欠壓保護三部分。預供壓係統給管路充滿液壓油並通過恒速電機帶動雙向活塞泵自動供壓至約0.1 MPa。預供壓的基礎上,采用手動或自動控製方式,根據所需要壓力值,迅速啟動伺服電機運轉增壓,並在自動運行模式狀態下調整並穩定壓力。

        1)故障現象1:預打壓階段,壓力不上升,主泵無法正常啟動,壓力穩定不到第一個壓力點。診斷分析及處理過程,主要考慮兩個方麵的原因。一是壓力表未上好,壓力丟失。當被測壓力表的密封墊損壞或者壓力表與連接件之間過鬆時,由於存在泄漏,壓力值不能穩定在第一個壓力點,一般通過觀察接觸點處是否存在漏油現象。二是泄壓閥門未關閉或者泄壓閥損壞,通過手動方式擰緊泄壓閥門 。


        2)故障現象2:預打壓結束後,壓力上升至某一個點後不上壓。


        診斷分析及處理過程。出現這種情況,根據聲音判斷故障原因。當設備無異響時,一般考慮是否管路中存在氣體或者油量不足導致,通過觀察儲油桶中的液位,液位一般處在 17 cm 高度為正常液位。觀察油路中是否有氣泡,打開泄壓閥,手動升壓,對管路進行排空操作。當設備出現異響時,一

為增壓缸部分故障 ,拆開後蓋檢查電機運轉是否發燙,檢查主泵位置是否停在限位開關處。


5 結束語

        壓力表批量智能檢定係統故障的診斷與排除涉及的知識很多, 應努力在實踐中探索和總結。要養成設備保養的習慣,發生故障是不可避免的,有效預防故障再次發生或減少發生次數才是目的。同時對於一些小故障、常見故障,進行故障排除與維修,確保設備的正常運轉,服務油田一線安全生產。


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