大型仪表的使用和维护

宇荣发

大型仪表是不同于常规的压力、流量、温度测量的热工仪表。以X射線测厚仪为典型代表的大型仪表是机电一体化、测量技术、自动控制、计算机技术等多专业交叉、科技含量高、价格昂贵的大型测量装置，是各生产线上的关键设备。

X射线测厚仪品牌较多，我公司主要使用测厚仪THERMO FISHER（赛默飞世尔），测厚仪系统主要包括：C形架、控制柜、操作员站（EPOS）、接线箱、水气服务箱、冷却器、警示灯、本地操作盘等部件。

C形架的下臂中包括一个射线源，在射线管上方是一个标准板库。C形架上臂包含一个探测器以及一个高温计。

探测器用于将穿过带钢后的X射线能量转换为电信号。探测器中主要包含闪烁晶体（钨酸锌）、光电倍增管（PMT）、前置放大器、以及加热器。

光电倍增管对外部磁场和环境温度都比较敏感，因此探测器外壳内装有电磁屏蔽和热稳定器（加热器），加热器将探测器内的温度控制在环境温度以上的某一恒定温度，使得环境温度的小的变化不会影响光电倍增管的输出。

冷却水用于维持探测器周围稳定的环境温度，以及带走内部高温计、射线源和C形架结构过多的热量。

射线源和探测器窗口的吹扫压缩空气压力约2.5公斤，流量1m3/min。空气压力过大容易造成窗口过早受损。

控制柜中包含电源、维护计算机、M1 PLC系统（巴赫曼）、触摸屏、射线源供电和监控单元SPSMU、KV控制板和灯丝驱动板等。

我公司多条钢带轧制生产线使用X射线测厚仪，由于测厚仪工作的外部环境不同，在使用过程中测厚仪出现的故障不尽相同。针对我公司X射线测厚仪在使用和维护过程中出现的问题进行分析，希望对同行有所帮助。

故障案例一：我公司酸轧生产线3机架出口测厚仪重故障报警，测厚仪停止工作。测厚仪维护人员对故障信息分析后对3机架出口测厚仪进行了重启操作，在对相关参数调整无效果后，着手更换测厚仪射线源。测厚仪射线源更换完毕，测厚仪上电后故障仍未消除。测厚仪维护人员对前期的故障进行分析后立即组织人员对故障测厚仪的控制和接收单元进行了检查调整和更换，其中包括更换测厚仪模拟量控制板、数字量控制板、高压电源板、X射线信号接收器、X射线样片盒等部件，但测厚仪故障仍未解除，排除测厚仪上述硬件问题后，决定对X射线信号接收器电缆进行更换。至此故障解除。 经分析故障事故的直接原因：X射线信号接收器电缆，属于高压和低压信号混合电缆，此电缆位于轧机内部的移动拖链中，长期处于高温、高湿、高腐蚀的环境中。因电缆的缆芯绝缘下降，造成低压设备损坏和信号异常。移动电缆属于特种电缆，投产以来从没有更换过，技术人员认知不足。

故障案例二：我公司热轧生产线测厚仪在轧钢过程中，由于无法通过标准化校验，导致整体生产线停止轧钢。现场问题分析：测厚仪无法通过标准化校验的原因有多种，比如探头老化、射线管老化、标准样片库故障、气源故障等等。测厚仪维护人员首先怀疑探头问题，但更换探头后测厚仪仍然无法通过标准化校验。继续排除故障：检查并拆卸标准样片库，使用用标准60V直流电源逐一检查标准样片库中样片的动作情况。在检查0.5mm样片动作时，发现切断该样片所对应的螺线管线圈供电后，该样片无法自由复位。更换测厚仪标准样片库，故障解决。

故障案例三：我公司热轧生产线THERMO FISHER RM312测厚仪记录曲线显示钢板厚度出现“异常”。记录曲线如下：

第一行红色方框内曲线显示钢板温度“异常”；第二行红色方框内曲线显示钢板厚度“异常”。针对以上“异常”情况，测厚仪维护人员在检查测厚仪外围设备发现，一根金属条状物遮挡了测厚仪光学高温计窗口，取走遮挡物后记录曲线显示正常。

以上是我公司在测厚仪使用和维护过程中遇到的问题以及解决方法，希望对同行有所帮助。