論化工機(jī)械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)及故障診斷

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1、論化工機(jī)械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)及故障診斷【摘要】化工企業(yè)機(jī)械設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，在"事后維修”和“定期維修”的基礎(chǔ)上，提出了“預(yù)知維修”，對(duì)化工機(jī)械設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷。化工機(jī)械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷的主要內(nèi)容和方法，提出了功率譜分析技術(shù)的應(yīng)用?！娟P(guān)鍵詞】化工設(shè)備；狀態(tài)監(jiān)測(cè)；故障診斷；預(yù)知維修;功率譜【中圖分類(lèi)號(hào)】TQ420.5【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A【文章編號(hào)】1672—5158(2012)08—0003-01化工企業(yè)機(jī)械設(shè)備繁多，當(dāng)機(jī)械設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，以往的維修方法是當(dāng)機(jī)器損壞以后再維修，即''事后維修”。這種做法由于機(jī)器損壞、停機(jī)維修時(shí)間較長(zhǎng)，不僅經(jīng)濟(jì)損失大,也危及設(shè)備和人身安全。后

2、來(lái)提出的“定期維修”，雖然能保證機(jī)器正常運(yùn)行，但由于不知道機(jī)器在什么時(shí)候、什么部位發(fā)生什么樣的故障，所以很難正確地確定機(jī)器的檢修周期。在此基礎(chǔ)上，提出了“預(yù)知維修”，對(duì)化工機(jī)械設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷，提早預(yù)防，將隱患消除在萌芽狀態(tài)。1化工機(jī)械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷1.1狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷包含內(nèi)容一是對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)；二是在發(fā)現(xiàn)異常后對(duì)設(shè)備的故障進(jìn)行分析診斷。狀態(tài)監(jiān)測(cè)的主要方法有趨勢(shì)監(jiān)測(cè)和狀態(tài)檢查。趨勢(shì)監(jiān)測(cè)是連續(xù)地或有規(guī)律地對(duì)機(jī)器有關(guān)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量和分析，確定機(jī)器的運(yùn)行趨勢(shì)和狀況，提出機(jī)器劣化停機(jī)的預(yù)防時(shí)間。要選擇最敏感的特征信息，振動(dòng)和噪聲能實(shí)時(shí)地、直觀地、精確地顯

3、示出機(jī)器的動(dòng)態(tài)特性及其變化過(guò)程，測(cè)試方法簡(jiǎn)便易行，并且對(duì)它們也很敏感。所以振動(dòng)信號(hào)譜分析技術(shù)已成為對(duì)機(jī)器進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)和診斷的主要方法。1.2故障診斷技術(shù)的分類(lèi)故障診斷技術(shù)可分為簡(jiǎn)易診斷和精密診斷。簡(jiǎn)易診斷就是使用簡(jiǎn)單便攜的點(diǎn)檢儀器或?qū)Ｓ脙x器，對(duì)機(jī)器的狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)并作出初步的判斷；精密診斷就是運(yùn)用如頻譜分析儀及其他一些計(jì)算機(jī)支持的儀器對(duì)監(jiān)測(cè)到的信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析，從而確定機(jī)器發(fā)生異常的原因、部位、程度及發(fā)展趨勢(shì)等，并決定應(yīng)采取的對(duì)策。2設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷運(yùn)用的主要技術(shù)2.1電子和計(jì)算技術(shù)一些專(zhuān)用儀器和一些新的信號(hào)的拾取、分析及處理的方法基于該兩項(xiàng)技術(shù)。1.2聲、振測(cè)試

4、和分析技術(shù)機(jī)器設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的好壞與機(jī)器的振動(dòng)有著直接的聯(lián)系，它是目前狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷技術(shù)中應(yīng)用最廣泛、最普遍的技術(shù)之一，且已取得較好的效果。2.3測(cè)溫技術(shù)溫度的測(cè)試技術(shù)，尤其是適合于在線(xiàn)、非接觸式、遠(yuǎn)距測(cè)試的紅外測(cè)溫技術(shù)的運(yùn)用較為普遍，被測(cè)點(diǎn)的溫度數(shù)值可以直接讀出、因而在利用溫度對(duì)設(shè)備進(jìn)行診斷能起到立竿見(jiàn)影的效果。2.4油液分析技術(shù)磨損、疲勞和腐蝕是機(jī)械零件失效的三種主要形式和原因。而其中磨損失效約占80%左右，由于油液分析對(duì)磨損監(jiān)測(cè)的靈敏性和有效性，因此這種方法在狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷中日益顯示其重要地位。2.5無(wú)損檢測(cè)技術(shù)該技術(shù)是一門(mén)獨(dú)立的技術(shù)，被引進(jìn)到狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷技

5、術(shù)中。如超聲及射線(xiàn)探傷，磁粉、著色滲透的表面裂紋探傷及聲發(fā)射探傷等技術(shù)被用來(lái)對(duì)大型固定或運(yùn)動(dòng)著的裝置進(jìn)行監(jiān)測(cè)和診斷已越來(lái)越受到人們的重視。3振動(dòng)信號(hào)的概念與處理方法2.1振動(dòng)信號(hào)的概念振動(dòng)是指物體在平衡位置上作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象。最簡(jiǎn)單的就是簡(jiǎn)諧振動(dòng)，簡(jiǎn)諧振動(dòng)可以用正弦曲線(xiàn)或余弦曲線(xiàn)來(lái)表示。非確定性信號(hào)是指不能用數(shù)學(xué)關(guān)系式描述的信號(hào)，也無(wú)法預(yù)知其將來(lái)的幅值，又稱(chēng)為隨機(jī)信號(hào)。在工程實(shí)踐中，采集到的幾乎全部是隨機(jī)信號(hào)。1.2隨機(jī)信號(hào)的分析和處理方法主要有時(shí)域分析、頻域分析。常常采用倒頻譜分析法，與時(shí)域分析相比，它在頻率分辨方面大大提髙了靈敏度。倒頻譜分析可以使信號(hào)中較低的幅值分量得到

6、較高的增強(qiáng)，可以清楚地識(shí)別信號(hào)的組成，突出感興趣的周期成分，并且能清楚地分離邊帶信號(hào)和諧波。使用倒頻譜分析能夠清楚地檢測(cè)和分離出這些周期信號(hào)。3.3信號(hào)處理的要求一是處理的快速性，二是高的分辨率。對(duì)信號(hào)處理的高分辨率的要求是來(lái)自于設(shè)備結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化和工作轉(zhuǎn)速的日益提高。研究任意頻帶的頻率分析技術(shù)，即細(xì)化分析技術(shù)，是應(yīng)用最廣泛的是復(fù)調(diào)制FFT（快速傅氏變換）方法，它是一項(xiàng)最為有效地提高頻率分辨率的實(shí)用技術(shù)。4化工機(jī)械設(shè)備故障診斷化工機(jī)械設(shè)備種類(lèi)繁多，如汽輪機(jī)、壓縮機(jī)、泵、風(fēng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)、粉碎機(jī)、膨脹機(jī)等，統(tǒng)稱(chēng)為旋轉(zhuǎn)機(jī)械。旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障的診斷，首先要根據(jù)各種故障發(fā)生的機(jī)理，尋找其特有的

7、癥狀及敏感參數(shù)。1.1故障的簡(jiǎn)易診斷方法簡(jiǎn)易診斷方法就是采用一些便攜式測(cè)振儀拾取信號(hào)，并直接由信號(hào)的某些參數(shù)或統(tǒng)計(jì)量構(gòu)成診斷指標(biāo)，根據(jù)對(duì)診斷指標(biāo)的分析以判定設(shè)備是正?；蚴钱惓?，主要是用于設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)中。正確地拾取信號(hào)是進(jìn)行設(shè)備診斷的基礎(chǔ)或先決條件，因此需正確處理好以下幾個(gè)問(wèn)題。正確選擇測(cè)量方式和測(cè)量參數(shù)振動(dòng)信號(hào)的采集有兩種測(cè)量方式，一種是離線(xiàn)測(cè)量，即采集信號(hào)和分析數(shù)據(jù)是分別進(jìn)行的。測(cè)量參數(shù)的選擇除了根據(jù)頻率范圍外，還應(yīng)同時(shí)考慮所采用的傳感器及判斷標(biāo)準(zhǔn)等。例如采用渦流傳感器進(jìn)行軸心軌跡分析時(shí)，就要選擇輸出