故障诊断技术报告bkio.pptx
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1、设备状态监测与故障诊断技术现场应用设备状态监测与故障诊断技术现场应用浅析传统诊断、简易诊断、精密诊断之关系浅析传统诊断、简易诊断、精密诊断之关系蓝星石化有限公司天津分公司蓝星石化有限公司天津分公司(300380)Vibration设备状态监测与故障诊断技术现场应用设备状态监测与故障诊断技术现场应用浅析传统诊断、简易诊断、精密诊断之关系浅析传统诊断、简易诊断、精密诊断之关系第一章:序言第一章:序言第一节:论坛感想第一节:论坛感想登陆振动论坛已经几个月了,总的感觉这里登陆振动论坛已经几个月了,总的感觉这里 是一个和谐、新颖、便利的学习交流园地。通过学是一个和谐、新颖、便利的学习交流园地。通过学习、
2、交流受益非浅,增长了见识、提高了水平。振习、交流受益非浅,增长了见识、提高了水平。振动论坛是现代故障诊断人员,特别是现场诊断人员动论坛是现代故障诊断人员,特别是现场诊断人员自我学习、继续教育的好地方。自我学习、继续教育的好地方。Vibration通过对论坛的访问,也感觉到目前从事故障诊通过对论坛的访问,也感觉到目前从事故障诊断的新人们,还存在某些思想和认识上的缺憾。因断的新人们,还存在某些思想和认识上的缺憾。因此,本期讲座我不想过多地复述那些大家都已经熟此,本期讲座我不想过多地复述那些大家都已经熟悉的技术理论、方法,而主要想从诊断工作的现场悉的技术理论、方法,而主要想从诊断工作的现场实际出发,
3、和大家共同探讨一些理念性的东西,以实际出发,和大家共同探讨一些理念性的东西,以期在大家的思想中形成一个完整的现场工作思路和期在大家的思想中形成一个完整的现场工作思路和工作体系。这对故障诊断现场工作的整体发展,提工作体系。这对故障诊断现场工作的整体发展,提高专业人员的整体素质有着重要和现实的意义。高专业人员的整体素质有着重要和现实的意义。最后再给大家一些经典的案例分析,通过这些最后再给大家一些经典的案例分析,通过这些案例分析,大家可以感受到讲座所提出的的思想,案例分析,大家可以感受到讲座所提出的的思想,而不要单纯地将这些案例作为一个诊断的技术问题而不要单纯地将这些案例作为一个诊断的技术问题或者成
4、功经验来理解。或者成功经验来理解。Vibration第二节:状态监测与故障诊断的理念第二节:状态监测与故障诊断的理念 从事了从事了20多年的故障诊断工作,阅读了大量多年的故障诊断工作,阅读了大量的资料和教科书,产生了很多感想,特别是从现的资料和教科书,产生了很多感想,特别是从现场实际出发,对以往的某些概念或者说理念和定场实际出发,对以往的某些概念或者说理念和定义产生了新的认识,在此提出来和大家共同探讨,义产生了新的认识,在此提出来和大家共同探讨,某些认识可能未必正确或者准确。某些认识可能未必正确或者准确。Vibration一一.状态监测与故障诊断的新理念状态监测与故障诊断的新理念1.设备状态监
5、测设备状态监测以以监测监测设备振动设备振动发展趋势发展趋势为手段的设备为手段的设备运行运行状态预报状态预报技术。技术。Vibration可可以以看看出出状状态态监监测测是是以以监监测测为为基基础础,以以判判定定设设备备的的运运行行状状态态为为目目的的,以以预预报报设设备备的的振振动动发发展展趋趋势势为为目目标标。通通过过长长期期监监测测最最基基础础的的振振动动数数据据(如如:位位移移、速速度度、加加速速度度),根根据据国国际际或或国国家家的的简简易易诊诊断断的的振振动动标标准准,判判定定设设备备振振动动是是否否超超标标或或者者对对设设备备运运行行趋趋势势做做出出预预报报,应应用用数数学学方方法
6、法估估算算出出运运行行设设备备将将可可能能在在什什么么时时间间振振动动超超过过标标准准,需需要要停停车车检检修修;具具体体的的故故障障原原因因、部部位位、性性质质的的分分析析则则不不是是主主要要任任务务。当当然然仅仅依依靠靠状状态态监监测测要要准准确确地地判判断故障的部位、原因和性质还是有一定困难的。断故障的部位、原因和性质还是有一定困难的。Vibration2.设备故障诊断设备故障诊断以以分析分析设备振动设备振动特征参数特征参数为手段的设备为手段的设备运行运行故障诊断故障诊断技术。技术。Vibration可以看出故障诊断是以分析设备的振动特征为可以看出故障诊断是以分析设备的振动特征为基础,以
7、判断设备的故障部位、原因、性质为目基础,以判断设备的故障部位、原因、性质为目的,以保证设备经济运行和科学检修为目标。的,以保证设备经济运行和科学检修为目标。故障诊断主要对异常(故障)设备进行更加细故障诊断主要对异常(故障)设备进行更加细致的分析,期望找出与故障对应的特征参数,达致的分析,期望找出与故障对应的特征参数,达到判断故障部位、原因、性质的目标,是建立在到判断故障部位、原因、性质的目标,是建立在简易诊断之上的精密诊断,而不是抛开简易诊断简易诊断之上的精密诊断,而不是抛开简易诊断而独往独来的,关于这一点我们后面再做详细地而独往独来的,关于这一点我们后面再做详细地讨论。讨论。Vibratio
8、n第三节:故障诊断的作用第三节:故障诊断的作用1.判断设备的运行状况和发展趋势;判断设备的运行状况和发展趋势;2.分析设备的故障原因、部位、性质;分析设备的故障原因、部位、性质;3.提供科学检修的依据、指明检修的方向;提供科学检修的依据、指明检修的方向;4.降低设备维修和维护成本,提高设备运行的经降低设备维修和维护成本,提高设备运行的经济性;济性;5.保证生产安全,提供决策信息;保证生产安全,提供决策信息;Vibration第四节:开展设备故障诊断工作的意义第四节:开展设备故障诊断工作的意义1有利于提高设备的管理水平。有利于提高设备的管理水平。2避免重大设备事故发生,减少事故危害程度。避免重大
9、设备事故发生,减少事故危害程度。3可以获得潜在的巨大经济效益和社会效益。可以获得潜在的巨大经济效益和社会效益。第五节:监测方式的分类第五节:监测方式的分类 1.1.连续监测:连续监测:也称在线监测,以数据采集和计也称在线监测,以数据采集和计算机分析技术,包括远程故算机分析技术,包括远程故障诊断技术为手段的障诊断技术为手段的精密诊断。优点:信息收集比较全面,分析手段精密诊断。优点:信息收集比较全面,分析手段丰富,准确性较高。缺点:设备投资较高,操作丰富,准确性较高。缺点:设备投资较高,操作人员需要较高的理论基础。人员需要较高的理论基础。Vibration.定期监测:定期监测:按照确定的时间间隔,
10、进行定期监按照确定的时间间隔,进行定期监测,一般以简单小型便携测,一般以简单小型便携式检测仪器为手段,属于式检测仪器为手段,属于简易诊断。优点:设备简单、投资较小,操作简便、简易诊断。优点:设备简单、投资较小,操作简便、易行。缺点:信息收集和分析相对简单。易行。缺点:信息收集和分析相对简单。3.故障监测故障监测:以操作人员和维修人员巡回检查为基以操作人员和维修人员巡回检查为基础,感官发现设备运行异常时,再对设备进行测试础,感官发现设备运行异常时,再对设备进行测试和分析,查找故障原因,评价运行状况,为检修提和分析,查找故障原因,评价运行状况,为检修提供依据、指明方向。由于检测仪器硬件技术发展,供
11、依据、指明方向。由于检测仪器硬件技术发展,基本抛弃了传统的定期状态监测方法,是目前现场基本抛弃了传统的定期状态监测方法,是目前现场较为常用的监测方法,介于精密诊断和简易诊断之较为常用的监测方法,介于精密诊断和简易诊断之间,适合于小型机组或离线监测设备的诊断分析,间,适合于小型机组或离线监测设备的诊断分析,对大型机组,尤其是滑动轴承的机组并不适用。对大型机组,尤其是滑动轴承的机组并不适用。Vibration第六节:故障的分类第六节:故障的分类各各种种资资料料和和教教科科书书中中对对设设备备故故障障的的分分类类很很多多,从从各各种种角角度度做做了了比比较较详详细细的的分分类类。比比如如:局局部部故
12、故障障与与整整体体故故障障、突突发发性性故故障障与与渐渐发发性性故故障障等等等等,但但偏偏偏偏没没有有从从振振动动分分析析角角度度对对设设备备故故障障进进行行分分类类。综综合合20年年的的现现场场工工作作经经验验,从从故故障障诊诊断断角角度度,我我第第一一次次提提出出将将设设备备故故障障分分为为:内源性故障和外源性故障。内源性故障和外源性故障。Vibration1内内源源性性故故障障:设设备备自自身身零零、部部件件缺缺陷陷导导致致机机组组振振动动异异常常。这这类类故故障障与与机机器器的的外外部部条条件件无无关关,仅仅仅仅是是机机器器自自身身内内部部的的原原因因导导致致的的故故障障。比比如如:零
13、零、部部件件的的制制造造缺缺陷陷;安安装装缺缺陷陷;各各部部件件的的配配合合不不当等等。当等等。2外源性故障:外源性故障:设备外部条件、参数变设备外部条件、参数变化导致机组振动异常。这类故障与机器自身的制造、化导致机组振动异常。这类故障与机器自身的制造、安装、设计等没有直接关系,仅仅是机器外部条件安装、设计等没有直接关系,仅仅是机器外部条件变化引起的振动异常。比如:温度、压力、抽空、变化引起的振动异常。比如:温度、压力、抽空、过载、操作不当等等。过载、操作不当等等。Vibration第二章:传统故障诊断第二章:传统故障诊断第一节:传统故障诊断的含义第一节:传统故障诊断的含义所所谓谓“传传统统故
14、故障障诊诊断断”就就是是我我们们常常说说的的感感官官诊诊断断。主主要要是是依依靠靠人人的的“眼眼看看、耳耳听听、手手模模、鼻鼻子子闻闻”,通通过过人人体体的的感感觉觉器器官官来来感感知知设设备备的的振振动动、温温度度、声声音音、气气味味等等,获获得得这这些些物物理理特特征征的的模模糊糊量量值值,达达到到主主观观判判断断设设备备运运行行状状况况的的目目的的。所所以以传传统统诊诊断断是是以以模模糊糊量量值值为为样样本本的的,不不能能够够定定量量地地反反映映设设备备的的各各种物理特征,具有模糊定性的性质。种物理特征,具有模糊定性的性质。Vibration第二节:传统故障诊断的方法和意义第二节:传统故
15、障诊断的方法和意义传传统统诊诊断断是是来来自自现现场场最最实实际际、最最直直接接的的故故障障诊诊断断应应用用技技术术,之之所所以以称称之之为为技技术术,而而不不仅仅仅仅是是经经验验,是是由由于于在在传传统统的的诊诊断断方方法法中中,也也有有其其自自身身的的特特点点和和内内在在的的东东西西,需需要要人人们们去去研研究究和和掌掌握握,不是任何一个人随便拿来就行的。不是任何一个人随便拿来就行的。Vibration传传统统诊诊断断中中的的技技术术含含量量,当当然然更更多多地地是是建建立立在在经经验验上上的的,但但并并不不仅仅仅仅是是建建立立在在经经验验上上,而而是是更更多多地地融融入入了了现现代代诊诊
16、断断的的思思想想和和方方法法,形形成成了了现现场场一一种种特特殊殊的的诊诊断断技技术术,单单纯纯的的经经验验性性诊诊断断应应该该称称为为“工工匠诊断匠诊断”。传传统统的的诊诊断断方方法法中中涉涉及及最最多多的的是是耳耳听听:那那么么如如何何来来听听、听听什什么么部部位位?;其其次次就就是是手手模模:通通过过手手模模感感知知振振动动的的强强弱弱、温温度度的的高高低低,同同样样也也涉涉及及如如何何摸摸?摸摸什什么么部部位位的的问问题题;还还有有眼眼看看:如如何何看看、看看哪哪里里也也同同样样是是个个问问题题。在在现现场场经经常常遇遇到到这这样样的的情情况况:我我怎怎么么没没听听出出来来?我我怎怎么
17、么没没看看出出来来?那那我我问问一一句句:别别人人为为什什么么听听出出来来了了?为为什什么么看看出出来来了了?所所以以我我说说传传统的诊断还是有技术可言的。统的诊断还是有技术可言的。Vibration比比如如:听听,人人人人都都能能听听,但但听听什什么么部部位位却却需需要要对对设设备备的的结结构构、性性能能、工工作作方方式式等等有有比比较较深深入入的的了了解解;通通过过听听达达到到诊诊的的目目的的却却更更不不是是人人人人都都可可以以的的,通通过过分分辨辨声声音音,可可以以大大体体判判断断轴轴承承的的状状况况、齿齿轮轮的的状状况况,甚甚至至可可以以辨辨别别出出行行星星摆摆线线减减速速机机花花板轴
18、销是否断裂。板轴销是否断裂。在在判判断断轴轴承承情情况况时时,我我们们大大多多听听轴轴承承部部位位的的声声音音,分分辨辨声声音音的的高高低低,辨辨别别在在轴轴承承自自身身转转动动产产生生的的背背景景声声音音下下是是否否还还有有额额外外叠叠加加的的其其它它异异常常音音响响;在在判判断断转转子子是是否否存存在在扫扫膛膛的的时时候候,我我们们更更多多地地去去听听转转子子与与定定子子的的壳壳体体部部位位;当当发发现现电电动动机机背背景景噪噪声声中中存存在在类类似似拍拍振振声声音音的的时时候候,我我们们听听电电机机壳壳体体的的部部位位;在在判判断断泵泵是是否否存存在在抽抽空空问问题题的的时时候候,我们常
19、听泵的入口管线部位我们常听泵的入口管线部位Vibration在在判判断断机机泵泵振振动动的的时时候候,我我们们可可以以通通过过手手模模,感感知知水水平平和和垂垂直直方方向向振振动动的的大大小小,以以期期分分辨辨是是否否存存在在基基础础松松动动问问题题;在在判判断断系系统统刚刚性性问问题题的的时时候候,我我们们是是摸摸基基础础框框架架感感知知水水平平和和垂垂直直方方向向的的振振动动强强弱弱;在在判判断断温温度度高高低低的的时时候候,我我们们是是用用手手背背指指尖尖的指甲部位试探,然后再正式地感知温度的指甲部位试探,然后再正式地感知温度 眼眼观观诊诊断断:我我举举一一个个实实在在的的案案例例:20
20、06年年9月月供供水水车车间间操操作作工工人人,设设备备巡巡回回检检查查发发现现一一台台大大型型水水泵泵电电动动机机振振动动较较大大,通通知知设设备备管管理理人人员员进进行行振振动动测测试试。测测试试人人员员经经过过仔仔细细检检测测,发发现现仪仪器器测测量量振振动动很很小小(几几乎乎没没有有振振动动),没没有有任任何何故故障障迹迹象象,但但现现场场眼眼观观和和手手感感确确实实振振动动不不小小,怀怀疑疑仪仪器器有有问问题,更换仪器后现象依然。题,更换仪器后现象依然。Vibration我我到到达达现现场场仔仔细细观观察察设设备备振振动动情情况况,给给出出结结论论:由由于于支支撑撑系系统统刚刚性性不
21、不足足,导导致致电电机机振振动动较较大大。众众人人疑惑,我解释分析如下:疑惑,我解释分析如下:通通过过对对电电动动机机的的听听诊诊,轴轴承承及及转转子子各各部部位位无无异异常常音音响响,工工艺艺参参数数正正常常,仪仪器器测测量量几几乎乎没没有有振振动动(位位移移、速速度度、加加速速度度),但但眼眼观观和和手手感感振振动动明明显显,特特别别是是眼眼观观可可以以分分辨辨出出电电机机壳壳体体在在做做水水平平摆摆动动,说说明明振振动动频频率率极极低低,而而仪仪器器测测量量传传感感器器是是加加速速度度传传感感器器,其其测测量量频频率率下下限限为为10Hz。因因此此,振振动动频频率率低低于于传传感感器器频
22、频率率下下限限的的时时候候,则则无无法法正正常常拾拾取取信信号号,表表现现出出振振动动测测量量值值非非常常小小;再再观观察察电电机机支支撑撑基基础础,为为槽槽钢钢框框架架结结构构,明明显显单单薄薄、刚刚性性不不足足。这这是是一一个个典典型的传统诊断的故障分析案例。型的传统诊断的故障分析案例。Vibration第三章:简易故障诊断第三章:简易故障诊断第一节:简易故障诊断的含义第一节:简易故障诊断的含义简简易易诊诊断断主主要要是是依依靠靠小小型型的的简简单单仪仪器器,对对设设备备的的振振动动情情况况进进行行测测量量,测测量量的的物物理理特特征征量量也也是是最最简简单单的的,主主要要是是振振动动的的
23、速速度度、位位移移、加加速速度度值值,以以振振动动速速度度的的有有效效值值为为依依据据,参参照照国国际际或或国国家家相相关关的的振振动动标标准准,判判定定设设备备振振动动是是否否超超过过规规定定的的极极限限值值,达达到判定设备是否需要检修的目的。到判定设备是否需要检修的目的。Vibration第二节:简易故障诊断的方法和意义第二节:简易故障诊断的方法和意义简简易易诊诊断断是是以以测测量量设设备备的的简简单单振振动动参参数数为为基基础础的的,但但测测量量数数据据虽虽然然简简单单,在在现现场场应应用用中中却却有有着着重重要要的的意意义义。简简单单数数据据反反映映出出的的故故障障信信息息其其实实是是
24、非常丰富的。下面我分别加以介绍:非常丰富的。下面我分别加以介绍:1.振振动动位位移移:大大多多数数仪仪器器测测量量的的都都是是位位移移峰峰值值,从从位位移移上上,结结合合速速度度和和加加速速度度的的测测量量,我我们们可可以以判判断断出出振振动动是是否否来来自自低低频频或或者者高高频频;从从位位移移在在水水平平和和垂垂直直方方向向的的大大小小上上,我我们们可可以以初初步步判判断断出出设设备备基基础础是是否否存存在在松松动动问问题题;从从位位移移上上,我我们们还还可可以以分分析析设设备基础的刚性问题备基础的刚性问题Vibration2.振振动动速速度度:一一般般简简易易诊诊断断仪仪器器测测量量的的
25、振振动动速速度度都都是是有有效效值值。这这与与国国际际或或国国家家振振动动标标准准相相统统一一,利利用用振振动动速速度度的的测测量量与与相相关关标标准准比比较较,可可以以确确定定设设备备的的基基本本运运行行状状况况(良良好好、可可用用、不不可可用用),对对延延长长设备运行时间,提高运行的经济性有重要指导意义。设备运行时间,提高运行的经济性有重要指导意义。振振动动速速度度的的测测量量还还有有一一个个非非常常重重要要的的作作用用,就就是是转转动动设设备备的的采采购购或或检检修修质质量量验验收收。因因为为国国际际和和国国家家标标准准,包包括括某某些些行行业业标标准准,对对转转动动设设备备都都有有明明
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