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        石油化工轉(zhuǎn)動設(shè)備的振動故障分析

        2017-03-03 12:36:04崔國玉中海石油寧波大榭石化有限公司浙江寧波315812
        化工管理 2017年8期
        關(guān)鍵詞:石油化工振動故障

        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。

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        [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.

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