干熄焦轉動設備常用簡易故障診斷方法
2020-11-06轉動設備是干熄焦Z常見的設備,也是所有設備中Z容易出現異常情況的設備之一,當轉動設備出現異常狀況后輕則會造成設備的停運、設備損壞,重則會造成重要設備的被迫停運甚至大面積限供電、供汽等重大事故的發生。所以如何提前預防轉動設備異常情況的發生以及在轉動設備出現輕微異常后能夠及時診斷、及時進行維修處理就顯得尤為重要了。常用的簡易狀態監測方法主要有聽診法、觸測法和觀察法、簡易振動診斷實用技術等。下面筆者就淺談一下轉動設備常用簡易故障診斷方法。
1、聽診法
設備正常運轉時,伴隨發生的聲響總是具有一定的音律和節奏。只要熟悉和掌握這些正常的音律和節奏,通過人的聽覺功能就能對比出設備是否出現了重、雜、怪、亂的異常噪聲,判斷設備內部出現的松動、撞擊、不平衡等隱患。用手錘敲打零件,聽其是否發生破裂雜聲,可判斷有無裂紋產生。聽診可以用聽針對準所要診斷的部位,放耳細聽。這樣作可以濾掉一些雜音。當聽到清脆尖細的噪聲時,說明振動頻率較高,一般是尺寸相對較小的、強度相對較高的零件發生局部缺陷或微小裂紋。當聽到混濁低沉的噪聲時,說明振動頻率較低,一般是尺寸相對較大的、強度相對較低的零件發生較大的裂紋或缺陷。當聽到的噪聲比平時增強時,說明故障正在發展,聲音越大,故障越嚴重。當聽到的噪聲是雜亂無規律地間歇出現時,說明有零件或部件發生了松動。
2、觸測法
用人手的觸覺可以監測設備的溫度、振動及間隙的變化情況。
人手上的神經纖維對溫度比較敏感,可以比較準確地分辨出80℃以內的溫度。當機件溫度在0℃左右時,手感冰涼,若觸摸時間較長會產生刺骨痛感。10℃左右時,手感較涼,但一般能忍受。20℃左右時,手感稍涼,隨著接觸時間延長,手感漸溫。30℃左右時,手感微溫,有舒適感。40℃左右時,手感較熱,有微燙感覺。50℃左右時,手感較燙,若用掌心按的時間較長,會有汗感。60℃左右時,手感很燙,但一般可忍受10S長的時間。70℃左右時,手感燙得灼痛,一般只能忍受3s長的時間,并且手的觸摸處會很快變紅。觸摸時,應試觸后再細觸,以估計機件的溫升情況。用手晃動機件可以感覺出0.1mm-0.3mm的間隙大小。用手觸摸機件可以感覺振動的強弱變化和是否產生沖擊,以及溜板的爬行情況。用配有表面熱電偶探頭的溫度計測量滾動軸承、滑動軸承、主軸箱、電動機等機件的表面溫度,則具有判斷熱異常位置迅速、數據準確、觸測過程方便的特點。
3、觀察法
人的視覺可以觀察設備上的機件有無松動、裂紋及其他損傷等;可以檢查潤滑是否正常,有無干摩擦和跑、冒、滴、漏現象;可以查看油箱沉積物中金屬磨粒的多少、大小及特點,以判斷相關零件的磨損情況;可以監測設備運動是否正常,有無異常現象發生;可以觀看設備上安裝的各種反映設備工作狀態的儀表,了解數據的變化情況,可以通過測量工具和直接觀察表面狀況,檢測產品質量,判斷設備工作狀況。把觀察的各種信息進行綜合分析,就能對設備是否存在故障、故障部位、故障的程度及故障的原因作出判斷。觀察時,若發現小顆磨粒且數量較少,說明設備運轉正常;若發現大顆磨粒,就要引起重視,嚴密注意設備運轉狀態;若多次連續發現大顆粒,便是即將出現故障的前兆,應立即停機檢查,查找故障,進行排除。
4、現場簡易振動診斷實用技術
目前,各種振動分析軟件系統功能越來越豐富,以振動頻率分析故障特征已經成為振動故障分析的主要手段之一,但相比頻譜分析的簡易故障診斷在現場故障判斷中同樣有著不可替代的作用和效果。
首先來講全頻下的振動位移,位移與振動的頻率關系不大,主要體現在測量系統的剛性上和基礎松動上是非常有效的。設備的剛性一般沿垂直方向約束較大,水平方向相對較弱,現場測量中,如果水平方向的振動位移較大,而速度和加速度相對不大的時候,特別是肉眼觀察設備明顯“晃動”,往往是結構剛性的問題;再有考察設備的水平和垂直方向的振動位移,如果垂直方向明顯大于水平方向,一般可以判定基礎存在地腳松動或螺栓斷裂問題。
對于振動的速度測量,理論上講速度與頻率成1次關系,速度較大(加速度相對較小),一般對應于轉子平衡/聯軸器對中問題。特別是參照國家和振動標準,判定設備振動是否超標,對于判斷設備是否必須檢修,是一個好的辦法,避免過度檢修,選擇Z佳的檢修時間有著很現實地意義;另外在轉動設備的驗收(?括電動機),目前各制造廠家仍然執行(國家)以振動烈度(速度)來進行判定設備是否符合要求;特別是在考察設備振動速度(包括位移)的時候,使用模擬表測量數據的時候,如果數據有明顯地波動情況,那怕是較小的波動,也可能預示設備,尤其是滾動軸承出現了“摩擦”問題,比如:軸承內圈與軸/外圈與軸承座/軸承幾何尺寸有問題(比如鋼圈橢圓),造成“耍套”或軸承滾動體瞬間“卡死”等問題。
對于振動加速度的測量,由于理論上講加速度與頻率成2次關系,加速度的增大,往往表明振動頻率的升高,產生了相對的高頻振動,而對于一般設備軸承或齒輪是產生高頻振動的主要部件。加速度的升高,特別對于滾動軸承來說,預示著疲勞的產生,而早期的軸承疲勞,可能在速度或位移上并沒有特別明顯的表現,隨疲勞的發展,軸承的振動位移和速度將會有明顯的增大,且當其速度超過振動標準的時候,則到了Z佳的檢修更換軸承的時機(當然是對于可以切換/有備用設備的情況);對于摩擦問題,特別是不穩定的摩擦問題,由于不穩定的沖擊信號,一般也可能造成加速度的升高和波動。
由于生產現場使用振動表位移量表示為峰峰值、速度表示為有效值、而加速度表示為峰值,所以同頻下位移與速度幅值可用下式進行換算,并以此識別頻率特征:

式中:——位移峰峰值(μm),——速度有效值(mm/s),—轉速頻率(HZ)
例:假如一臺每分鐘1500轉的風機以單一的工頻振動,現場實測位移峰峰值是90μm,那它轉頻振動速度有效值應該是5mm/s,如果實測速度有效值是8.6mm/s,則實測值遠大于5mm/s,說明高頻振動對故障起主導作用;若振動位移峰峰值同樣是90μm,而實測速度有效值是3mm/s,則實測值小于5mm/s說明低頻振動對故障起主導作用。
設備的實際振動并不是單一的簡諧振動,往往由多種頻率成分構成,但對于基頻故障來說,轉速頻率往往占有大幅值,其換算結果基本與上公式相符合。
以上是針對使用簡易診斷儀器的一點體會和現場經驗,在此基礎上再配合精密診斷中的頻率分析等功能,往往可以收到比較好的效果。
建議:對于一般的非再線監測的設備盡量采用簡易診斷進行巡回檢查(比較經濟/方便),發現問題后(或者判斷有困難的時候),再通過數據采集進行較為精密的分析,來查找故障原因。特別是目前簡易診斷分析儀器,也具備了簡單的頻率分析功能,將此分析功能與振動測量結合起來,在現場診斷中是一般大多數問題都是可以解決的。
再次說明一點:全頻下的振動測量數據對于判定設備故障,有著頻率分析不可替代的作用,有些信息是頻率分析所不能完全獲得的,應該充分利用這些信息。這也是目前標準化振動組織一直沒有廢除簡易振動標準的原因。
(來源:煤化干熄焦運行技術交流學習平臺)
