保障安全的关键

作者:Einar Möller, Hermann Straub 文章来源:Endress+Hauser公司 发布时间:2015-04-16

新的安装支架能够更好地完成仪器仪表和控制元器件的安装——设计、生产和选择合适的流程工艺酸碱度pH值检测仪的安装支架需要丰富的专业知识和经验。在Endress+Hauser公司重点开发新产品的过程中,产品在日常工作环境中使用的安全可靠性是研发的重点。该公司推出的手动或自动可伸缩式安装支架Cleanfit CPA871具有非常强的安全可靠性。

在许多工业生产过程中,酸碱度pH值对产品质量的控制和调节有着决定性的作用。准确地测定酸碱度pH值是非常重要的,包括在非常恶劣的生产环境中准确地采集pH数据。为了保证采集酸碱度数据的准确,需要定期对pH值检测电极进行维护保养并对检查点进行监测。为此,需要使用手动操作和气动操作的可换连接器,也就是:传感器转换的装置。

早在1985年,Endress+Hauser公司在市场上推出了第一款气动的球阀式酸碱度检测仪可换连接器。为了避免在传感器上出现沉积物附着(例如烟尘浓度传感器),需要使用一定量的石膏将附着物清除,清洁效果与石膏用量有着密切关系。为此,Endress+Hauser公司专门研发了拔出行程短,插入深度大的Probfit C型转换连接器。这一产品设计的成功经验以及其他产品设计中所积累的经验在过去的几十年里催生了一系列不同工业领域和不同应用场合中使用的安装支架。

在Probfit C型可换连接器设计经验的基础上,Endress+Hauser公司研发生产了新型的手动或自动可伸缩式安装支架Cleanfit CPA8XX,可以逐步代替原来的CPA4XX系列产品。第一款新型伸缩式安装支架是CPA875,一种适合于在卫生条件下使用,并在2014年度汉诺威博览会上展出。到了2014年第三季度,这一系列产品的第二个成员CPA871诞生。

在日常工作环境中,虽然工作条件不同,但安全性和可靠性都是在产品研发时必须考虑的:

生产过程中的控制装置不能没有合适的传感器;

拆卸传感器时要知道传感器安装在仪器仪表或者控制元器件中的准确位置;

传感器的检测位置不能被移动;

利用水封功能实现的传感器清洁;

为用户每一种应用提供最合适的材料;

适合于在易燃易爆危险场合中使用;

安装调试和维护保养简便;

从人工检测点到自动化检测点都可以使用的通用性传感器。

安全可靠

当把没有安装传感器的安装支架安装到检查点时,被测介质可能存在泄漏的风险。泄漏的介质可能会对操作者造成伤害或者污染环境。因此,流程设备的仪器仪表和控制元器件应有一套安全保护装置,防止没有安装好传感器的安装支架插入或者安装到仪器仪表和控制元器件中。

仪器仪表和控制元器件中的黑色防护盖具有多种功能。它除了保护传感器不受损伤之外,还可以避免传感器被意外拔出。这种黑色防护盖的下半部分安装在金属壳体内,从而避免被取出来。

除了上述功能之外,这一黑色防护盖还保证了信号线以及向氯化钾电极添加氯化钾溶液的软管不会出现扭绞现象。传感器导向标记清楚地标示了传感器检修位置。

可伸缩式安装支架CPA871还带有一套丝杠螺母传动机构,可以手动抵抗8kg工作压力,从而能够方便地把仪器设备和控制元器件从设备中拆卸出来或者安装进去。当手动顺时针旋转传动丝杠时进入到检测位置;逆时针旋转时退回到检修位置。壳体上的刻度清楚地表示了当前旋转的情况。丝杠传动机构保证了传动机构不会因流程设备内部压力而发生旋转。辅助的止动螺钉标注了正确的检测位置。

CPA871气动变型在压缩空气意外中断供气时对仪器仪表和控制元器件起到原位保护的功能。一旦压缩空气系统出现故障,仪器仪表和控制元器件会在原来的位置保持不变,并不会因流程设备中的压力改变而被推离检测位置。行程套管上的刻度标记也能指示仪器仪表或者控制元器件是否在正确的位置上,只有完整地看到了整个三角形标记,才能说明仪器仪表或者控制元器件处于正确的检修位置上。

手动或自动可伸缩式安装支架都可配用感应式同步信号发生器,向操作者报告当前的位置状况,从而保障了很高的安全可靠性。

水封功能和防止扭转

在某些生产过程中,必须保证检测传感器按照规定方位进入被测流体介质中,以便在给定的条件下得到最佳的检测值。而这一规定的方向也不允许因仪器仪表、控制元器件的位移而发生变化。新型的Cleanfit系列手动或自动可伸缩式安装支架有防扭转保护装置,保证了传感器正确的安装方位和朝向。但传感器防护套管的方位和朝向是可以设置的,保证了传感器在检修腔中进行清洁,或者在生产过程中介质有着最佳的环流和绕流。

在生产过程中,介质在检测元器件表面沉积、附着时,应采用O型密封圈,因为它不受流程介质沉积和附着的影响,从而保证检修冲洗腔中没有污垢。水封功能同样能起到很好的保护作用,经冲洗水进水孔进入检修冲洗腔的是干净的清水,整个冲洗腔内充满了清水,直接避免了流程介质液体的沉积和附着。

材料选择和结构设计

不同工业领域对安装支架的要求是不同的。用户的现场使用条件决定了与生产介质相互接触的安装支架的使用材料。例如,在pH值不大的盐酸溶液中不需要使用不锈钢材料。为了使一种标准化的材料能够满足尽可能多的不同应用场合,CPA871型安装支架使用的标准材料有1.4404、PEEK、PVDF、导电性PVDF、Hastelloy C22和钛。同时,这一产品也可以根据用户的特殊要求使用其他材料。

还有一个值得一提是安装支架的特殊结构设计,既保证了化学稳定性,又起到了机械保护作用。

安装支架的设计保证了从驱动到与过程设备的连接都是机械性的连接。检修腔位于安装支架驱动结构与流程工艺设备连接接口的中间段。检修腔外层是金属壳体,内部涂覆了一层耐化学腐蚀的材料。这样,即便是粘附了一层聚合物,整个壳体也有着很高的机械性能,能够抵抗恶劣环境的影响。具有防腐涂层的内部与流程设备的连接接口相连。若接口的连接方式是法兰式连接,法兰本身使用的是金属材料,而法兰之间的密封片所使用的材料也必须能够与介质相互接触。

维护保养

所有与介质相互接触的密封件都可以通过松开检修腔、流程设备连接接口处以及检修腔与驱动装置之间的4个螺栓而取下来,无需另外使用工具就可以完成密封件的更换。完成密封件的维护保养之后只需简单地检查一下系统的压力即可。

安装支架可以应用于安装充填凝胶的酸碱度pH值检测电极以及使用充填氯化钾溶液的电极。因此,在更换传感器类型时无需更换安装支架。

智能化

在许多工况下,生产过程中的pH值检测是一个维护保养工作量非常大的检测项目。这里的工作量不仅仅包括酸碱度检测仪的计量检定和标定,而且也包括了检测仪的卫生清洁。只有定期维护保养酸碱度检测传感器才能保证得到准确可靠的检测数据,因为受污染的检测仪无法保证检测数值的正确性。保证检测仪的可靠性以及减轻操作者的劳动负荷,迫切需要检测仪能够自动进行计量检定。新一代的Cleanfit系列可伸缩式安装支架与TopCal CPC310,TopClean CPC30或清洁单元以及新的变送器Liquiline CM444相结合就能够完成自动化计量检定和标定的任务。

为什么检测点的智能化具有重要价值?--访Endress+Hauser公司分析检测仪技术负责人Einar Möller博士

?Möller博士,您建议在哪些生产场合下采用自动化的检测、清洁和计量检定系统?

Einar Möller:我们提供的方案不是通用的,用户的具体应用条件决定了是否使用这一系统。一般情况下,在以下几种情况下采用自动化的检测、清洁和计量检定系统是有价值的:a)介质沉积严重,容易附着,导致用户必须经常清洁检测仪;b)一周时间内要进行多次标定和校准;c)操作者要到危险区域或者受到限制的区域中进行清洁和计量检定;d)检查点不易接近。

?自动化系统的主要优点是什么?

Einar Möller:自动化检查能够满足维护保养过程的所有要求。所需的有关措施,例如清洁和标定都不受时间的限制,也无需专业人员操作而自动完成任务。对于设备维护工作者来讲,采用了自动化系统之后他们在危险,或者有害环境中的停留时间可以缩短到1min以内。而且检测仪的清洁、标定始终都在相同的条件下完成并具有可追朔性。

?Endress+Hauser公司拥有符合DIN EN ISO/IEC 17025:2005标准的DKD认证程序,那么用户在使用产品之后还须要满足标准的要求吗?

Einar Möller:我们的DKD认证程序满足了计量检定/标定标准的要求,能够对计量检定的正确性进行核查。当然,这并不不能免除用户在使用自动化系统之后自己应承担的责任和义务。

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