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1、对由润滑滑油问题题引起故故障的空空压机诊诊断实例例Stannleyy R. Boognaatz, P.E.AAsseet CCaree Teeam LeaaderrBenntlyy Neevadda CCorpporaatioone-maiil: staanleey.bbognnatzzbeentlly.ccom点点击放大大图1：机器总总体示意意图及相相关数据据列表点击放大大图2：第3级级压缩机机轴承的的半频谱谱图点击放大大图3：微粒计计数趋势势结果润润滑油分分析等技技术可以以提供对对机器状状态的新新的深入入了解，以以及对振振动分析析的机械械状态监监测能力力的补充充。本特特利内华华达公司司机械
2、故故障诊断断服务部部(MDDS)及及资产管管理（AAsseetCaare，AAC)研研究小组组使用上上述手段段及其它它工具帮帮助我们们的客户户解决困困难的机机械问题题。本案案例研究究中将讨讨论将上上述技术术集成至至一个预预测性维维修计划划中的重重要性。背景资料料今年的的早些时时候，本本特利公公司的MMDS被被要求对对某客户户的大型型（4级级，齿轮轮连接）空空气压缩缩机的问问题进行行故障诊诊断。图图1所示示为机器器的总体体示意图图及相关关的数据据列表。压缩机机的两个个小齿的的轴各由由两个径径向轴承承支撑，且且每个轴轴承各由由一个安安装在邻邻近轴承承的本特特利公司司生产的的电涡流流传感器器监测，以
3、以测量转转轴相对对于轴承承座的振振动。所所有传感感器连接接至在线线的本特特利33300系系列振动动监测和和保护系系统。电电机及减减速齿轮轮轴各由由两个滑滑动轴承承支撑，但但并未安安装任何何永久安安装的振振动监测测设备。这种非非常有限限的振动动监测（缺缺少XYY两方向向振动监监测，缺缺少键相相位传感感器，减减速齿轮轮和电机机上没有有监测），虽虽被认为为对机械械进行故故障诊断断是非常常不充分分的，但但其却是是提供给给这种齿齿轮连接接的压缩缩机设计计的典型型配置。一般来来说，这这种配置置在某种种意义上上限制了了振动分分析。本案例例分析中中的数据据采集采采用本特特利公司司的便携携式数据据采集器器Sna
4、apshhot foor WWinddowss CCE及本本特利公公司的SSysttem11 软软件平台台。Snnapsshott 装装置连接接至33300系系统的监监测器上上以采集集压缩机机的振动动数据，而而一个临临时安装装的传感感器则被被用于进进行从电电机和减减速齿轮轮的轴承承上采集集数据。相关的的过程数数据测点点也同时时被组态态至Syysteem1 中并并采样，以以进行对对振动数数据的相相关分析析。振动分析析在过去去的数次次检测中中，工厂厂的预测测维修（PDM）程序发现了在压缩机的第3和第4级上振动水平在逐渐地且连续地增高。当本特利公司的MDS到达现场时，所测量到的转轴振动为1.0密耳峰
5、-峰值(mil，pp)。这种振动水平被认为处在 长期运行允许值的边缘状态。对电涡流传感器的信号进行的半频谱分析显示，各测点的振动信号以工频振动（1X)为主要成分。图2所示为第3级轴承处的半频谱。在第1级和第2级转子上测量到的振动略低，分别为0.6milpp和0.8milpp，同样1X分量为主。对于振动的增加，轴承的磨损应为所考虑的可能性之一。为帮助进行轴承磨损的评估，通常应检查电涡流传感器的直流间隙电压。非常值得指出的是应该牢记电涡流传感器提供两种重要的测量：转轴相对振动(交流电压成分)和转轴表面至传感器端部的平均距离（间隙）（直流电压成分）。通过对直流间隙电压对时间的趋势即可确定转轴的表面是
6、否正在远离传感器的端部，而这正是轴承乌金磨损或其它力的结果。不幸的是，工厂所使用的便携式数据采集器并未测量直流电压分量，也更未对其进行趋势记录以提供转轴移动的历史记录。本特利公司的MDS转而对工厂的维修记录和润滑油分析的历史记录进行研究以查找进一步线索。维修记录录工厂的的有关人人员报告告在过去去的两次次检查中中，不同同程度的的焦渣均均在压缩缩机的第第3级和和第4级级的轴承承中被发发现，迫迫使轴承承被更换换。包括括相关的的材料和和人力费费用，每每次给工工厂造成成的费用用达4千千美元。焦渣，或或称为碳碳沉积物物，通常常由润滑滑油氧化化所导致致。这是是一种部部分氧化化的有机机物的形形成物，由由高温、
7、高机械械应力，及及/或有有氧状态态下润滑滑油与某某些杂质质的反应应所导致致。油泥泥和漆状状墨油是是早期氧氧化的典典型的副副产品。随着进进一步的的氧化，这这些副产产品则被被转化为为腐蚀性性的羧酸酸，它可可以腐蚀蚀许多机机械部件件的表面面。润滑油分分析作为工工厂的预预测性维维修（PPDM)计划的的组成部部分，润润滑油每每季度被被采样一一次并送送至独立立的试验验室进行行分析。本特利利公司的的MDSS查阅了了最近的的数据并并发现： 3pppm的的铜含量量 - 似为为轴承乌乌金成分分，也是是一种污污物并加加速氧化化。 100ppmm的硅 - 由于对对环境空空气的过过滤不良良产生的的特别的的杂质。 水分分
8、为“ 0.1%” (11,0000pppm)，- 粗粗略测量量。 399ppmm的锌含含量（添添加量）- 220000年3月月以来的的最低量量，并呈呈下降趋趋势。 700ppmm的磷含含量（添添加量）- 为为测量范范围的底底限。 366.4CCSt粘粘度值（440oCC) - 高高于此种种润滑油油的采样样参考值值31.6CSSt约115.22%。微粒计计数指标标达最高高历史值值且趋势势向上，表表明润滑滑油系统统中的杂杂质正在在积累。虽虽然上述述各项中中无一单单项指标标达到报报警，或或单个指指示润滑滑油存在在问题，但但统计数数指出润润滑油的的添加量量正在变变质，轴轴承磨损损正在发发生，且且所发现
9、现的机械械问题很很可能与与润滑油油相关。因此，对对润滑油油再次进进行了进进一步的的分析，同同时本特特利公司司的MDDS对机机械的维维修记录录进行再再次分析析以查找找可能的的内部原原因。故障原因因记录显显示，原原始装填填润滑油油- 一种轻轻矿质透透平油-自119955年投运运开始使使用至今今。从那那时起，仅仅进行过过必须的的油添加加补充。此油种种的润滑滑油特性性显示，其其应用范范围适宜宜于冷态态，相对对低速，且且不宜过过低温。本特利利内华达达公司过过去曾观观察到数数次由于于这种润润滑油的的错误使使用所引引起的轴轴承失效效，特别别是在高高速或较较高温度度情况下下的应用用。建议根据对对对所测测量的振
10、振动数据据、油分分析数据据、及维维修记录录所作的的分析，本本特利公公司MDDS向工工厂提出出了如下下建议，以以改进此此种压缩缩机的可可靠性：对轴承承进行检检查，并并对间隙隙进行仔仔细测量量。即便便是轻微微超过间间隙允许许值的轴轴承也会会导致较较低的动动刚度引引起振动动的增加加。应使用用合成润润滑油（推推荐Poolyaalphhaollefiin,PPAO)以提供供改善的的润滑油油特性（见见表1）。在此例例中，最最重要的的特性就就是凝固固点（PPourrPoiint)和粘度度指数。 表1 润润滑油特特性比照照表动粘度类型凝固点F闪点FcSt40cSt100粘度指数ISO粘度级现有润滑油20400
11、30.45.19532推荐的PAO合成油-5544032.06.013832 在添添加新润润滑油前前对油箱箱进行彻彻底清洗洗，以避避免残余余的杂质质造成污污染。装置应应运转88至100小时以以对油系系统进行行彻底的的冲洗，油油应被排排掉，油油箱重新新充油。 在未未来的水水分分析析中，应应采用卡卡尔-费费歇尔水水分测定定试验（ Karrl-FFisccherr， AASTMM D117444)取代代正在使使用的“ Craacklle试验验” 。“ CCraccklee试验” 相对不不够灵敏敏，通常常仅用于于检测湿湿度成分分大于00.055%(5500pppm)。经验验表明，当当水分水水平仅为为2
12、000ppmm至3000pppm时也也会对润润滑油特特性及油油的使用用寿命产产生明显显的和有有害的影影响，同同时也会会加重腐腐蚀。AASTMMD17744试试验提供供的精确确度高达达0.0001%(100ppmm)，并并提供乳乳化及纯纯水计数数。对于杂杂质的积积累，建建议对过过滤器进进行检查查，以确确认是否否存在阻阻塞或滤滤网失效效。同时时建议考考虑更换换更好的的滤网以以提高过过滤效果果。因滤滤网加密密导致的的抽气降降低损失失不应成成为问题题，因为为工厂仅仅使用了了不到压压缩机的的总容量量的755。 结束语任何何预测性性维修计计划的目目的都是是以最小小的维修修费用来来提高可可靠性和和可用率率。
13、本案案例分析析指出，无无论是对对于选择择采集数数据的类类型，还还是随后后对采集集到的数数据的分分析，经经良好训训练的专专业人员员对于工工厂的预预测性维维修计划划的努力力都是非非常必要要的。本本案例中中，仅有有非常有有限的数数据一一定周期期的振动动和润滑滑油分析析数据，但但在工厂厂中没有有经良好好培训的的专业人人员对数数据进行行分析及及对数据据之间的的关系进进行分析析。同时时，采集集到的数数据并不不象理想想的那样样完备，如如较早提提到的检检测间隙隙电压的的趋势指指示轴承承的磨损损及较高高范围的的试验能能力（KKarll-Fiischher）以以检测润润滑油中中水分的的存在。 本特利利内华达达公司的的机械故故障诊断断(MDDS)及及资产管管理（AAC)研研究人员员采用我我们自己己的技术术进行振振动分析析，同时时与国家家摩擦学学服务公公司（NNatiionaal TTribboloogy Serrvicce.NNTS）的的油分析析专业技技术结合合，帮助助您进行行经济全全面的油油分析和和机械故故障消除除。如需需进一步步了解本本特利内内华达公公司的服服务范围围，请与与就近的的本特利利公司的的销售及及专业服服务人员员联系。