1　問題背景
本案例的工程是一個位于浙江舟山市白泉鎮(zhèn)的大型的海塘，其功能主要是用以排澇，同時作為當?shù)氐闹匾闹行退こ?。該工程一共安裝了十孔平板式閘門，每套都配備籽2-7.5千瓦的電動機，總變壓容量為400KVA。該工程的的系統(tǒng)運行采用了“無人值守”方案，結合可靠實用，保證技術的前提下，運用開放分層分布結構。分為兩個層次，*先層次為電站管理層的上位機,即主控站工業(yè)控制機; 二層次為面向控制對象的當?shù)乜刂茊卧狶CU。采用以太網絡通訊將上位機與當?shù)乜刂茊卧狶CU之間連接,構成分布式結構的計算機監(jiān)控管理系統(tǒng),以內河與外海的水位差來實現(xiàn)閘門的自動開停機控制。
 
　　2　故障現(xiàn)象
該系統(tǒng)在2012年1月6日調試完成,經過3個多月的正常運行后，發(fā)現(xiàn)外海側水位數(shù)據(jù)顯示為零;連接公用PLC,對在線程序觀察數(shù)據(jù)進行檢查發(fā)現(xiàn),外海側投入式液位變送器上送PLC的AD數(shù)據(jù)無變化,而外海側實際水位已有1m左右。對于輸出4～20mA、量程為10M的傳感器,輸出模擬量數(shù)值應該是5.6mA左右。通過用數(shù)字式萬用表電流檔測量傳感器的輸出端,發(fā)現(xiàn)電流數(shù)值僅為3.8mA,至此可以判斷為變送器故障,導致監(jiān)控系統(tǒng)開停機控制流程不能順利執(zhí)行,影響了閘門計算機監(jiān)控系統(tǒng)的正常運行。
 
　　3　原因分析
　　3.1　投入式液位變送器的工作原理
　　投入式液位變送器是基于所測液體靜壓與該液體高度成正比的原理,采用擴散硅或陶瓷敏感元件的壓阻效應,將靜壓轉成電信號的儀器。經過溫度補償和線性校正,轉換成4～20mA的DC標準電流信號輸出。
　　3.2　故障分析
　　由故障現(xiàn)象和投入式液位變送器工作原理推斷,故障很有可能出現(xiàn)在傳感器的隔離膜片上,導致敏感元件的壓阻效應失效。隔離膜片是用來隔離傳感器芯片和測量介質(海水),避免芯片被污染腐蝕從而影響傳感器的動靜態(tài)性能甚至燒毀傳感器;而為了保證傳感器有**的測量精度和良好的靈敏度特性,一般情況下隔離膜片厚度小于0.1mm,這也決定了隔離膜片是整個傳感器結構中薄弱的環(huán)節(jié)。拆下外海側液位變送器,發(fā)現(xiàn)隔離膜片出現(xiàn)不同程度的銹蝕及鼓包現(xiàn)象,而且在焊接密封處也有類似的腐蝕現(xiàn)象。
     外海側投入式液位變送器使用的隔離膜片是316L材質,奧氏體不銹鋼316L在許多被測介質條件中均具有很好的耐坑點腐蝕性能,但在氯離子腐蝕環(huán)境中的耐應力腐蝕能力一般。根據(jù)大量的實驗和實際使用證明,當使用介質中含有10ppm以上的氯離子時,其應力腐蝕的危害性相當明顯。海水介質中含氯離子成分比較高,長期在這種環(huán)境工況下運行,勢必會出現(xiàn)坑點腐蝕、縫隙腐蝕及應力腐蝕,破壞隔離膜片,直接導致傳感器故障。
 

　　4　處理方法
       傳感器與測量介質接觸的隔離膜片,是利用金屬材料的力學特性,將壓力傳遞給變送器的傳感膜片(見圖1)。為了減少壓力傳遞過程中的損耗,通常采用金屬特性較好、且厚度比較薄(小于0.1mm)的材質。在海水環(huán)境工況下使用,既要保持良好的金屬特性,又要防止腐蝕損壞膜片,因此必須要選擇更加耐腐蝕的材料(見表1)經比較分析,后選擇了由合肥中亞傳感器有限公司生產的PT311L1投入式液位變送器,其隔離膜片使用了哈氏合金材質。

表1海洋環(huán)境工況下液位變速器隔離膜片材料的耐腐蝕性能比較
類別	名稱	耐腐蝕性能	備 注
合 金	316SSTT 316LSST	是常用的奧氏體不銹鋼.與N標準的302SST不銹鋼相 比較，316SST和3161SST對硫酸、硫化物溶液，鈉及錳的鹽 溶液、盌酸溶液及磷酸溶液的耐蝕性都優(yōu)于302SST.對醋 酸、蟻酸、甲酸和熱堿溶液也具有良好的耐蝕性.. 此類鋼的含碳M較低•故焊接后可不進行熱處理.尤芄 是稱為超低碳不誘鋼的316LS%抗晶間腐蝕性能優(yōu)于 316S^T.因此耐蝕性能更好.	不耐氫氟酸、濕氯氣、鹽酸氣 體•以及碘、溴等的腐蝕.
	蒙耐爾合金	除鉑和銀以外•是耐氫氟酸的金誠之一，也可用作氯 化物、海水、堿中的防腐蝕材料..	不耐硝酸、鹽酸、高濃度或沸 騰狀態(tài)的硫酸•乜不適合在酸性鐵 鹽、錫鹽等溶液中使用.在測M介 質氫氟酸中進人的氧含M過多時• 耐蝕性會下降；在髙濃度的氫氧化 鈉中•耐蝕性也較差.
	哈氏合金C 哈氏C一276	具有比•般奧氏體不銹鋼髙得多的耐腐蝕能力.適于在 多種腐蝕性介質的混合液中使用.如濕氟氣，干氟氣、硝酸 (< 50 鹽酸、硫酸、磷酸、醋酸、次氟酸鹽、氟化鐵、 氟化銅、苛性鈉，海水和各種有機酸環(huán)境B
純 金 m	鎳	特別能耐堿的腐蝕•不論在高溫或熔融的堿中都比較穩(wěn) 定•所以主要用于制堿T.業(yè)， 常溫下.鎳在海水和鹽類溶液及有機介質（如脂肪酸， 酚、醇等）中極為穩(wěn)定.	不耐無機酸腐蝕•在醋酸和蟻 酸中也不穩(wěn)定.
	鈦	是耐蝕性非常好的純金屬..特別是在各種濃度的硝酸、 有機酸，諷化物，濕氣氣和堿中有很強的耐蝕性.	不耐較純的還原性酸和鹽酸的 腐蝕.
	鉭	是具有髙度化學穩(wěn)定性的純金誠.在許多腐蝕性介質 中•如無機酸、王水、有機酸、M化物、鹽類、腐蝕性氣體 等有極強的耐腐性..	不耐氫氟酸、發(fā)煙硫酸、游離 三氧化硫、碘化鉀、含氟離子溶液 和高溫下的強堿腐蝕.

　
　5　結　語
　　更換哈氏合金材質的液位傳感器后,經過一時間的運行,未出現(xiàn)外海側水位數(shù)據(jù)顯示不正常的現(xiàn)象,大大提高了閘門計算機監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性。

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