崔國玉（中海石油寧波大榭石化有限公司，浙江 寧波 315812）

石油化工轉(zhuǎn)動設(shè)備的振動故障分析

崔國玉（中海石油寧波大榭石化有限公司，浙江 寧波 315812）

石油化工轉(zhuǎn)動設(shè)備的工作質(zhì)量直接影響著工作效率，石油化工轉(zhuǎn)動設(shè)備出現(xiàn)震動問題會對其工作精度產(chǎn)生不利影響。本文對轉(zhuǎn)動設(shè)備產(chǎn)生震動的原因進行了故障分析，以期對轉(zhuǎn)動設(shè)備的正常運行提供技術(shù)參考。

石油化工；轉(zhuǎn)動設(shè)備；振動故障；原因

機械設(shè)備的振動是物體或質(zhì)點在相對平衡點的位置移動，因為物體在運行中存在間隙，在晃動中從而產(chǎn)生位置偏移，其震動幅度的大小取決于設(shè)備控制間隙的大小，間隙越大震動越大，間隙越小震動越小。機械設(shè)備的振動不僅會對工作的精度產(chǎn)生不利影響，一定程度上會加重設(shè)備因振動磨損帶來的損壞。對機械設(shè)備震動原因進行分析，排除故障，才能有效保證設(shè)備的正常和高效運行。

1 機械振動產(chǎn)生的原因

機械設(shè)備在運轉(zhuǎn)過程中，因為要減小摩擦力，所以不同物體之間都存在一定的間隙，隨著轉(zhuǎn)動次數(shù)的增加和不斷的日漸磨損，間隙會呈現(xiàn)增大的趨勢，一旦超過一定范圍，就會產(chǎn)生運轉(zhuǎn)中的振動，并會隨著間隙的增大而振動的越來越厲害，不但加劇了設(shè)備的磨損程度，而且由于振動會影響其工作的精確度，也一定程度上降低了功的傳遞效率。但是，機械設(shè)備的振動是無法完全避免的，運行最穩(wěn)定的機械也存在振動現(xiàn)象，是無時不在的。而引起機械振動的原因也不是單一的，有時會因為一出震動而波及另一處的振動，從而形成一種共振，共振會產(chǎn)生一定的沖擊力，對設(shè)備的使用壽命和使用效果產(chǎn)生不利影響。反過來說，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)震動現(xiàn)象時，或震動的頻率超出正常范圍時，就要考慮設(shè)備是否發(fā)生了某些故障或損壞。要檢查和排除設(shè)備故障，可以通過檢測設(shè)備振動的頻率、轉(zhuǎn)數(shù)、速度及其位移量和相位等一些列數(shù)據(jù)參數(shù)，進行有效的分析研究，查尋產(chǎn)生異常震動的原因，以便及時采取行之有效的措施進行妥善處置，保證機械設(shè)備的正常運行。通過異常震動的參數(shù)分析來檢測設(shè)備故障，具有方便快捷、判斷準(zhǔn)確的優(yōu)點。而采用的振動檢測診斷設(shè)備故障的分析法，成為較為常用的一種故障診斷方法，被廣泛的應(yīng)用到設(shè)備運轉(zhuǎn)的故障排除中來，并不斷地更新和完善，技術(shù)越來越成熟。

2 常見的振動故障分析

2.1 常見的振動故障類型

引起機械振動的原因也是多方面的，認識和了解機械設(shè)備轉(zhuǎn)動時易見的振動故障和振動原因，可以有效提升轉(zhuǎn)動設(shè)備振動分析的準(zhǔn)確性。通常來說，引起機械設(shè)備轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的故障主要來自以下原因。一是機械設(shè)備出現(xiàn)轉(zhuǎn)子失衡和轉(zhuǎn)子彎曲。轉(zhuǎn)軸作為轉(zhuǎn)動設(shè)備的最關(guān)鍵部件，安裝或使用過程中很容易出現(xiàn)轉(zhuǎn)軸的質(zhì)量偏心或缺損，出現(xiàn)轉(zhuǎn)子失衡現(xiàn)象，從而產(chǎn)生不平衡的往復(fù)作用力。來回往復(fù)的作用力指的是一種作用力反復(fù)的對另一種物體產(chǎn)生作用，從而引起物體的來回運動，而在往返運動過程中，如果運行的不平衡、不對中就會引起磨損晃動等現(xiàn)象，會產(chǎn)生一定的反復(fù)作用力，引起設(shè)備振動。另外，轉(zhuǎn)子彎曲或不對中引起震動。機械轉(zhuǎn)動設(shè)備的轉(zhuǎn)子通常情況下由聯(lián)軸器來連接，當(dāng)聯(lián)軸器出現(xiàn)熱膨脹或承載負荷過大時，容易造成轉(zhuǎn)子間軸線不對中，致使軸承磨損增大、轉(zhuǎn)軸彎曲、轉(zhuǎn)子偏心，引發(fā)機器強烈振動。二是共振現(xiàn)象引起震動加大。共振現(xiàn)象是因為運轉(zhuǎn)中的機械設(shè)備遭受到和機械固有頻率相同的往復(fù)作用力而引起的，振動越強烈，越容易造成破壞力，影響機械設(shè)備的正常運行。三是設(shè)備的某些部件產(chǎn)生松動跡象。比如固定設(shè)備的螺絲沒有擰緊、設(shè)備軸承間隙過大、某些配件標(biāo)準(zhǔn)不符、轉(zhuǎn)動設(shè)備存在載荷過大、潤滑不良、某些部件老化腐蝕等等，都會引起機械設(shè)備的振動，尤其在旋轉(zhuǎn)工作狀態(tài)，振動就會越強烈，越強烈越容易引起共振，加重設(shè)備的振動頻率，導(dǎo)致工作不精細、效率低下，嚴(yán)重時致使設(shè)備損壞。四是油膜渦動與油膜振蕩。如果設(shè)備部件存在間隙，運轉(zhuǎn)過程中會出現(xiàn)油膜渦動問題，一旦轉(zhuǎn)速過大便會形成油膜振蕩，從而損傷軸承和轉(zhuǎn)子。另外，機械設(shè)備在轉(zhuǎn)動過程中產(chǎn)生的摩擦力會形成徑向振動或軸向振動，也必須引起高度重視。

2.2 振動故障分析步驟

當(dāng)機械運轉(zhuǎn)設(shè)備發(fā)生不同程度的振動時，要結(jié)合機械設(shè)備的實際情況，通過對一系列參數(shù)數(shù)據(jù)的分析和研究，進行綜合、分析、判斷，從而查出故障原因。首先，要對機械設(shè)備的性能和結(jié)構(gòu)、工作原理有一個清楚的了解。其次，要注重監(jiān)測三個關(guān)鍵變化點來識別故障。通過觀察設(shè)備啟動與關(guān)停中轉(zhuǎn)速變化引起的振動量變化，用頻譜分析法觀察頻率成分與各成分相位間的的變化，軸心軌跡形狀的變化，然后進行綜合分析和判斷，辨別故障是否存在。如果有故障要采取相應(yīng)解決措施，并通過工作狀態(tài)的一系列監(jiān)測來檢查及其是否發(fā)揮正常功能。

2.3 振動故障的分析方法

在振動故障信號的分析和判斷中，要對信號進行進一步放大處理，以便突出顯示故障的特征，比如通過小波變換、傅里葉變換、頻域變換等技術(shù)來快速的判斷和識別故障。而對信號進行分析處理時，可以通過時域分析法，從時間域上進行信號分析，判斷設(shè)備的振動是否超標(biāo)。另外還可以通過自譜傅里葉分析法，對一個信號的頻譜進行綜合分析，來判斷引發(fā)振動的有關(guān)參數(shù)值。

3 結(jié)語

對石油化工轉(zhuǎn)動設(shè)備的振動原因進行分析和判斷，可以及時發(fā)現(xiàn)潛在問題，把振動經(jīng)常引起的設(shè)備部件損壞、能耗增加、工作質(zhì)量下降等問題消滅在萌芽狀態(tài)，防止小問題演變成大事故，保證機器設(shè)備的正常高效運轉(zhuǎn)，促進生產(chǎn)效率和質(zhì)量的提高。

[1]王紹蒲.論石油化工儀表自動化設(shè)備的故障分析方法[J].山東工業(yè)技術(shù),2014,(08):9.

[2]劉恕平,李海鯨,鄭江存,鄭興周,付春兵.石油化工轉(zhuǎn)動設(shè)備的振動故障分析[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量,2013,(06): 245.

[3]劉巖.基于分形的往復(fù)機械振動信號分析技術(shù)[D].大慶石油學(xué)院,2016.

[4]李井水.基于振動信號分析的油田注水機組故障診斷研究[D].大慶石油學(xué)院,2015.

[5]沈金國.石油化工過程人工介入控制系統(tǒng)的應(yīng)用研究[D].湘潭大學(xué),2015.