孟凡朋，胡立新

（山東萊鋼永鋒鋼鐵有限公司，山東 德州 253000）

1 精密診斷技術(shù)和設(shè)備點(diǎn)檢定修相結(jié)合

在以往的設(shè)備點(diǎn)檢定修管理中，診斷設(shè)備故障主要是依靠“五感”或借助簡單的測溫槍、聽音棒等儀器來獲取設(shè)備表象參數(shù)，然后根據(jù)經(jīng)驗分析判斷設(shè)備狀況，這種傳統(tǒng)的設(shè)備故障診斷方法有以下不足：

（1）不能及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的隱患。等發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常時往往設(shè)備缺陷已經(jīng)發(fā)展到后期或末期階段，必須立即進(jìn)行檢修，對生產(chǎn)穩(wěn)定運(yùn)行造成不利影響，同時增加了檢修難度和維修成本。

（3）設(shè)備檢維修后的驗收手段欠缺。設(shè)備檢修后進(jìn)行驗收時，僅依靠聽音棒、針式測振儀來檢測設(shè)備聲音和振動，無法有效檢測設(shè)備潛在隱患。

針對以上設(shè)備基礎(chǔ)管理不足，裝備工程部充分發(fā)揮設(shè)備精密診斷技術(shù)在設(shè)備基礎(chǔ)管理中的作用，以設(shè)備精密診斷為抓手，結(jié)合崗位巡檢、專業(yè)點(diǎn)檢，檢測掌握設(shè)備狀態(tài)參數(shù)，根據(jù)設(shè)備劣化趨勢開展?fàn)顟B(tài)維修。各廠部精密診斷小組成員對A、B類旋轉(zhuǎn)設(shè)備進(jìn)行月度覆蓋檢測，并對振動數(shù)據(jù)進(jìn)行分析診斷，發(fā)現(xiàn)設(shè)備早期故障信號，并準(zhǔn)確判斷設(shè)備異常部位，根據(jù)設(shè)備狀態(tài)及隱患劣化傾向為設(shè)備維護(hù)提供科學(xué)依據(jù)，并對檢修后的設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行檢測評估，實(shí)行閉環(huán)管理。

2 建立A、B類旋轉(zhuǎn)設(shè)備振動狀態(tài)數(shù)據(jù)庫

鋼鐵企業(yè)旋轉(zhuǎn)設(shè)備多、振動數(shù)據(jù)量大、實(shí)時性強(qiáng)、數(shù)據(jù)價值高。公司利用精密診斷儀器不間斷采集設(shè)備振動數(shù)據(jù)，不斷豐富設(shè)備振動數(shù)據(jù)量，并對振動數(shù)據(jù)進(jìn)行分類及保存，逐步建立設(shè)備振動大數(shù)據(jù)庫。建立統(tǒng)一的振動數(shù)據(jù)格式要求，以規(guī)范振動數(shù)據(jù)管理，為數(shù)據(jù)分析應(yīng)用提供了多維度數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，深度挖掘數(shù)據(jù)內(nèi)涵，為設(shè)備精密診斷提供數(shù)據(jù)支撐。

3 典型軋鋼設(shè)備常見滾動軸承電蝕故障產(chǎn)生原因分析和診斷方法

3.1 電蝕產(chǎn)生原因分析

電蝕是由于電流的通過造成接觸表面材料的移失。電壓過大時，當(dāng)電流通過滾動體和潤滑油膜從軸承的一個套圈傳遞到另一套圈時，由于絕緣不適當(dāng)或絕緣不良，在接觸區(qū)內(nèi)會發(fā)生擊穿放電。在套圈和滾動體之間的接觸區(qū)，電流強(qiáng)度增大，造成在非常短的時間間隔內(nèi)局部受熱，使接觸區(qū)發(fā)生熔化并焊合在一起。當(dāng)電流泄漏（電蝕波紋狀凹槽）時，表面損傷最初呈現(xiàn)淺環(huán)形坑狀，一環(huán)形坑與另一環(huán)形坑位置接近并且尺寸很小。即使電流強(qiáng)度相對較弱也會發(fā)生這種現(xiàn)象，隨著時間的推移，環(huán)形坑將發(fā)展為波紋狀凹槽。只能在滾子和套圈滾道接觸表面發(fā)現(xiàn)這些波紋狀凹槽，鋼球上則沒有，只是顏色變暗。這些波紋狀凹槽是等距的，滾道上的凹槽底部顏色發(fā)暗。如圖1所示。

由于軋鋼機(jī)大都是變頻電機(jī)，普通電機(jī)在設(shè)計時主要考慮電機(jī)的過載及過負(fù)荷能力、啟動效率和功率因數(shù)，而變頻電動機(jī)，由于臨界轉(zhuǎn)差率與電源頻率有關(guān)，反比于電源頻率，因此，過載能力和啟動效率不需要過多考慮，而需要解決的關(guān)鍵問題是如何改善電動機(jī)對非正弦波電源的適應(yīng)能力，也就是說要對磁路不平衡有解決措施。同理對應(yīng)的設(shè)計結(jié)構(gòu)也應(yīng)該考慮到非正弦波電源對變頻電機(jī)的絕緣結(jié)構(gòu)、振動、噪聲冷卻方式等方面的影響，特別是消除軸電流的影響，電機(jī)軸電流的產(chǎn)生是因為在電機(jī)的軸、軸承、軸承套、端蓋和機(jī)座所組成的磁回路中，由于隨時間變化產(chǎn)生交變的磁通，在軸上產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流，當(dāng)電流流經(jīng)軸承時形成電蝕現(xiàn)象。

軸電流的產(chǎn)生要有2個條件：

（1）產(chǎn)生交變的磁通，在軸上產(chǎn)出不平衡電動勢。

（2）要有閉合回路，相當(dāng)于閉合的通道，有軸電流流經(jīng)的閉合回路。

2.2.2.1 參評因素的選取 結(jié)合實(shí)際環(huán)境以及區(qū)域特點(diǎn)，采用DELPHI法，選取了灌溉保證率、地貌類型、耕層質(zhì)地、土層厚度、障礙層、有機(jī)質(zhì)、有效磷、速效鉀8項參評因素。

我們正在逐步消除電蝕現(xiàn)象，一種方法是在電機(jī)的軸承部位采用絕緣軸承來阻斷軸電流的回路，使其不能閉合，形成不了通路，從而達(dá)到保護(hù)軸承的目的。另一種方法就是對大型電機(jī)兩端軸承采用碳刷接地，即在前軸承（負(fù)荷側(cè)）增加一對刷握和接地碳刷，接地碳刷必須直接接地，接地點(diǎn)必須牢固、可靠，使軸電流不經(jīng)過軸承直接流入接地點(diǎn)，避免在軸承上產(chǎn)生電腐蝕。分析現(xiàn)場電機(jī)結(jié)構(gòu)和現(xiàn)場分布，更換絕緣軸承，備件周期長、費(fèi)用高，因其工期緊，所以準(zhǔn)備通過增加接地碳刷的方法來解決現(xiàn)場問題。

3.2 用實(shí)例來驗證電蝕故障診斷方法

自2021年全面系統(tǒng)開展設(shè)備精密診斷工作以來，利用精密診斷技術(shù)先后發(fā)現(xiàn)處理多起重大設(shè)備隱患，比較典型的是軋鋼廠發(fā)現(xiàn)的一起軸承故障，現(xiàn)將此煤氣引風(fēng)機(jī)電機(jī)軸承電蝕分析診斷案例分享如下。

（1）設(shè)備相關(guān)參數(shù)

表1

（2）數(shù)據(jù)分析

用SPM翡翠振動儀進(jìn)行檢測，圖2沖擊脈沖頻譜中，出現(xiàn)軸承外環(huán)故障頻率（55.47Hz）及其諧波，沖擊脈沖HDm最大值26HDn，處于報警狀態(tài)；圖3加速度頻譜1700～3100Hz之間，出現(xiàn)等間隔的軸承外環(huán)頻率，符合典型軸承電蝕故障圖譜；圖4加速度時域頻譜中，存在等間隔的周期性沖擊信號，間隔時間與軸承外環(huán)故障頻率相符。

（3）問題判定

根據(jù)振動數(shù)據(jù)及圖1、圖2、圖3綜合分析判定，屬于軸承外圈電蝕故障。

（4）處理措施

利用停機(jī)時間對電機(jī)軸承進(jìn)行更換。

（5）結(jié)果驗證

根據(jù)診斷結(jié)論，對電機(jī)軸承進(jìn)行解體檢查，發(fā)現(xiàn)軸承外圈出現(xiàn)明顯的搓衣板狀條紋，手摸有觸感，與前期分析診斷結(jié)論一致。如圖5所示。

4 精密診斷技術(shù)取得的效果

2021年1～12月實(shí)際診斷設(shè)備11429臺套，實(shí)現(xiàn)了A、B類旋轉(zhuǎn)設(shè)備精密診斷全覆蓋，共浮現(xiàn)設(shè)備隱患2254項次。通過分析、歸納振動歷史數(shù)據(jù)及設(shè)備隱患類別，充分發(fā)揮精密診斷數(shù)據(jù)分析優(yōu)勢，優(yōu)化設(shè)備點(diǎn)檢潤滑標(biāo)準(zhǔn)2000余項、完善設(shè)備維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)1300余項，可以更好地指導(dǎo)設(shè)備基礎(chǔ)管理。

通過精密診斷隱患分類分析，針對設(shè)備貧油占比較高現(xiàn)象，從潤滑周期、油質(zhì)、定量、方法、人員執(zhí)行等方面采取針對性改善措施，優(yōu)化設(shè)備點(diǎn)檢潤滑等基礎(chǔ)工作，取得了明顯成效。2021年度設(shè)備貧油占比持續(xù)下降，由40%（年初）降至25.4%（12月份）。

實(shí)踐證明，精密診斷技術(shù)在公司設(shè)備管理中具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義，可以精確診斷設(shè)備存在的隱患，延長設(shè)備壽命，有效降低設(shè)備故障率，減少設(shè)備“過維修”或“欠維修”的現(xiàn)象。