潤滑油監測在水泥設備潤滑管理中的應用
2020-09-23袁啟東 萬亮 高先梨 謝劍峰 付金強 王盛凱
(1.中國葛洲壩集團水泥有限公司 湖北武漢430070;2.葛洲壩宜城水泥有限公司 湖北襄陽441419)
摘 要:潤滑油監測是設備開展潤滑管理、狀態維修的重要基礎工作。潤滑油監測可以延長設備的換油期或指導正確選用潤滑油,更重要的是可以通過及時預報潛在的故障隱患避免設備損壞或減少不必要的維修。對水泥設備的潤滑油監測進行了探討分析,首先對設備潤滑管理情況進行了概述,然后根據水泥生產設備特點與現場工況對潤滑油取樣周期、取樣送檢標準等進行了簡要介紹,Z后列舉實例提出利用潤滑油監測結果指導設備預知性維修保養的理念。
潤滑管理是設備管理中的一個重要環節。潤滑隱患是設備故障的重要根源,預防潤滑不良,能很大程度上提高設備運行效率,從而提高生產率,降低生產成本。近年來,水泥行業面臨著國家宏觀經濟下行壓力增大、政府環境保護政策更加嚴厲、企業生產經營成本上升等諸多挑戰,因此提高生產精細化管理水平、降低生產成本、提高設備運轉率、降低設備故障率迫在眉睫。鑒于此,在管理和技術上采取了一系列有效措施,其中規范設備潤滑管理是一個重要措施。近年來,我公司更加重視設備潤滑管理,規范了潤滑油采購、使用、儲存等各個環節,同時與廣研檢測所建立合作關系,規定各水泥子公司新購潤滑油必須送檢合格后才能投入使用,在用油上也明確了檢測周期與要求。通過一系列的規范化管理,公司潤滑管理水平逐步提升。
1 潤滑油取樣檢驗要求與主要設備異常情況分析
1.1 潤滑油的取樣檢驗
每批次新購油品必須由油品供應商提供規范的油品合格證或檢測報告,并提供油品產地證明材料,且嚴格按要求進行送檢,確保新油的各項數據符合相關標準,質量合格;在用油應根據使用情況有計劃地進行送檢,規范送檢周期與流程,發現檢測結果異常應及時按要求進行處理。
1.1.1 檢驗周期
重點設備潤滑油檢驗周期可參照表1進行,具體應視工況、油品送檢情況進行相應調整,長期過載運行設備潤滑油建議檢驗周期縮短至3個月左右,其他輔機設備可根據實際需要確定檢驗周期。
表1 重點設備潤滑油檢驗周期
1.1.2 油品取樣要求
(1)取樣前取樣器具和盛油樣瓶均需清潔、干燥。
(2)在用油應從主回油道和回油過濾器之間取樣,即油剛從工作機構出來,且未經過濾的油,切忌在死角區、排污閥處、過濾器后、不運轉的設備處取樣。
(3)盛油樣標簽,應填寫公司名稱、設備名稱及編號、取樣部位、潤滑油名稱(品牌名+油品名稱+黏度等級(+稠度等級))、取樣日期、設備運行時間、潤滑油使用時間等,須將樣瓶標簽的內容信息填寫完全,不得有遺漏與錯誤,并保持油品與設備信息的可辨性與性。
(4)采集到的油樣應確保短期內(放置時間不超過3 d)寄送至檢測機構進行檢驗。
1.2 主要設備異常情況分析
我公司通過對送檢潤滑油樣的監測數據進行統計分析后,發現送檢不合格的油樣中,較為突出的問題是固體雜質污染和磨損異常,其次是黏度異常和水分污染。其中固體雜質污染主要存在于生料磨系統、水泥磨系統等粉塵濃度較高的設備潤滑系統中,較為突出的是輥壓機減速機、水泥磨主減速機、水泥磨磨頭磨尾滑履瓦,其次是液壓系統、電動機軸承、其他大型減速機等;磨損異常主要存在于立磨、回轉窯等設備的主減速機及水泥磨滑履瓦等的潤滑系統,此類部位為長期運轉和磨合處,因此容易產生金屬磨損。
水泥公司設備因為工況、維護周期、所處環境等因素不同,其用油的異常情況也不同,根據不同的情況,建議有針對性地采取相應維護措施:
(1)大型主減速機:如立磨、回轉窯、輥壓機、水泥磨等主減速機,除了日常關注設備相關運行和監測參數外,更應加強污染控制,如定期檢查設備密封和過濾器過濾效果等,降低潤滑油中的硬質顆粒濃度,防止顆粒對油膜的破壞,造成齒面點蝕等;同時對于磨損持續處于警告級別的機組,應及時安排檢查。
(2)輔助減速機:日常維護中容易忽略對輔助減速機的維護保養,錯用油品、錯補油品是比較常見的現象。應建立完善現場潤滑油管理制度,避免造成混用或錯用其他油品的情況,保證設備安全運行。
(3)電動機軸承:關注油泵噪聲、油壓、油箱油溫、回油溫度、軸承溫度、振動等運行參數,定期檢查濾芯壓差,及時清洗或更換濾芯,提高油品的清潔度,減少硬質顆粒對軸瓦造成磨損的風險。
(4)管磨滑履軸承:對于滑動軸承來說,油品清潔度、軸承溫度對其正常運行至關重要,定期檢查濾芯壓差,及時清洗或更換濾芯,提高油品的清潔度,同時關注軸承溫度,保證設備正常運行。
(5)磨輥軸承:對于低速重載、工作環境較差的磨輥軸承,污染控制至關重要,做好磨輥的軸承密封,加強污染控制,降低潤滑油中的硬質顆粒濃度,防止顆粒對油膜的破壞,造成齒面點蝕等。
(6)液壓系統:油液中固體雜質污染是液壓系統發生故障及液壓元件過早磨損或損壞的主要原因,由此引起的損失占液壓系統全部損失的70%~80%。因此嚴格有效控制液壓系統的清潔度,是保證液壓系統獲得Z佳工作效果所必需的技術措施之一。
2 設備潤滑與磨損狀態監測
先進的設備維修方式是對設備基于狀態監測的預知性保養維修,可有效地降低企業生產成本,提高企業的經濟效益。利用潤滑油監測磨損狀態的工作機理,主要是通過對設備在用油中磨損金屬的顆粒分析,預測設備主要摩擦故障情況,診斷故障部位、原因和程度,指導設備根據監測的結果進行保養或維修。目前,我公司各水泥子公司利用潤滑油監測設備磨損狀態也取得了良好效果,通過監測結果指導維修,提高了設備的使用壽命,節約了維修成本,并避免了部分重大事故的發生。以下為公司通過潤滑油監測指導維修的3個典型案例。
案例一:2017年10月,A公司對煤磨減速機油站潤滑油取樣檢測,結果顯示:潤滑油中磨損金屬元素Fe含量偏高(檢測數據為104 mg/kg,正常參考值≤80 mg/kg),磨損指數PQ嚴重偏高(檢測數據為1457,正常參考值≤50),因其在2016年下半年對煤磨減速機油站潤滑油進行過兩次取樣,油樣內Fe含量和磨損指數PQ均檢測正常,此次該兩項數據指標明顯上升,因此初步判斷該減速機內部存在異常磨損。由于煤磨減速機在現場無法直接開蓋檢查內部零部件磨損情況,現場對煤磨減速機潤滑油進行了過濾處理,并重點監控其振動、軸承溫度、油壓、回油溫度等,計劃后期再對其油站潤滑油進行取樣檢測,確定磨損參數變化情況。2018年1月,再次對煤磨減速機油站潤滑油取樣檢測,結果顯示潤滑油中磨損金屬元素Fe含量依然超出正常參考值(檢測數據為87 mg/kg)。為確保設備正常運轉,A公司在2018年春季檢修期間對煤磨減速機送往常州天山重工機械有限公司進行維護保養。減速機開箱蓋檢查后,發現一級齒輪軸油封處磨損,三個行星輪中的一個行星輪內孔磨損,中間軸和內齒套鼓形齒齒面點蝕剝落,輸入軸、行星輪軸承損壞(如圖1~圖3所示)。通過對受損零部件的及時更換與修復,排除了一次設備故障隱患,避免了重大事故的發生。此次檢修開機后兩個月,重新對煤磨減速機油站潤滑油取樣檢測,油樣檢測數據正常,且該設備至今未發生重大事故。
案例二:2017年5月,B公司對煤磨減速機油站潤滑油取樣檢測,結果顯示:潤滑油中磨損金屬元素Cu含量偏高(檢測數據為11 mg/kg,正常參考值≤10 mg/kg),磨損指數PQ嚴重偏高(檢測數據為3224),且潤滑油中磨損金屬元素Fe雖未超標(檢測數據為70 mg/kg),但含量有明顯增長趨勢(2016年7月潤滑油取樣送檢結果中,金屬元素含量與磨損指數PQ均檢測正常,其中Fe含量為36 mg/kg),因此初步判斷該減速機內部存在異常磨損。由于現場無法對煤磨減速機進行開蓋檢查,為保障設備的正常運行,B公司利用錯峰生產停窯時間對該減速機進行了更換,并將換下的減速機送至常州嘉能達傳動科技有限公司進行維護保養。減速機開箱蓋檢查后,發現內部軸承和軸瓦瓦面損傷嚴重。通過更換減速機后,再次對其潤滑油進行取樣送檢,油樣檢測數據正常,設備運行平穩。
圖1 一級齒輪軸與行星輪內孔磨損情況
圖2 中間軸和內齒套鼓形齒齒面點蝕剝落情況
圖3 輸入軸、行星輪軸承損壞情況
案例三:2019年3月,C公司2#線用于余熱發電輸灰的鏈式輸送機,在生產運行過程中發現其減速機出現有規律的周期性異響。因臨時停機時間有限,且該減速機型號較小,無法拆開進行系統檢查確定故障原因,故對該減速機內潤滑油進行取樣送檢,結果顯示:潤滑油中磨損金屬元素Fe含量偏高(檢