李粟敏

摘 要：隨著我國現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展，全國各地的化工廠數(shù)量也逐漸增多，旋轉(zhuǎn)機械是化工廠開展生產(chǎn)活動的重要機械設備之一，只有確保旋轉(zhuǎn)機械的質(zhì)量，才能為生產(chǎn)的順利進行提供保障，由于旋轉(zhuǎn)機械的構(gòu)造復雜，在運行過程中經(jīng)常發(fā)生諸多故障，這就要求相關(guān)人員必須做好旋轉(zhuǎn)機械故障的測量工作，科學分析故障發(fā)生的原因，從而采取恰當?shù)念A防措施，以最大限度降低故障出現(xiàn)的幾率，該文就針對化工廠旋轉(zhuǎn)機械主要故障的測量和分析進行了研究，以供參考。

關(guān)鍵詞：化工廠 旋轉(zhuǎn)機械 故障 測量 分析

中圖分類號：TH17 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）12（a）-0108-02

近年來，我國的工業(yè)化發(fā)展水平顯著提升，各類旋轉(zhuǎn)機械的應用范圍也逐漸擴大，旋轉(zhuǎn)機械已經(jīng)成為化工廠正常運營所必需的生產(chǎn)設備之一，化工廠使用的旋轉(zhuǎn)機械主要包括離心機、風機、攪拌機等，這些機械設備的運行狀態(tài)與化工廠的生產(chǎn)經(jīng)營效益息息相關(guān)。影響旋轉(zhuǎn)機械運行狀態(tài)的因素很多，不僅包括機械設備自身的因素，同時還包括周圍環(huán)境狀況、人工操作等因素。只有對故障進行科學測量，才能找出故障發(fā)生的原因，從而更好更快地解決故障。

1 化工廠旋轉(zhuǎn)機械主要故障的測量流程及方法

1.1 測量流程

化工廠需要用到的旋轉(zhuǎn)機械類型多樣，不同類型的旋轉(zhuǎn)機械設備在故障的表現(xiàn)形式上也不同。對故障進行測量的具體流程如下：首先，應對被測量機器發(fā)出的振動信息進行實時監(jiān)測和記錄，然后將這些信息數(shù)據(jù)通過傳感器傳輸?shù)叫畔⑻幚碇行?，再由信息處理中心將被測量設備的振動信息與該設備正常運行中的振動信息相對比，判斷故障發(fā)生的原因。最后，根據(jù)故障類型制定相應的故障處理措施。

1.2 測量方法

旋轉(zhuǎn)機械測量方法的選擇應根據(jù)化工廠的規(guī)模來確定，一般情況下，對于大型化工廠來說，由于其規(guī)模大、生產(chǎn)部門眾多，很難在現(xiàn)場做到統(tǒng)一監(jiān)測。而對于中小型化工廠來說，其本身規(guī)模較小，基礎也相對比較薄弱，考慮到其經(jīng)濟能力，采用在線監(jiān)測的方法對故障進行測量不太現(xiàn)實。相反，現(xiàn)場監(jiān)測與診斷的方法對這些中小型化工廠來說是比較適用的。根據(jù)歷史實踐經(jīng)驗，中小型化工廠只需購買一套簡易的測試系統(tǒng)，包括頻率分析儀、測振儀以及現(xiàn)場平衡儀等儀器設備，就能達到很好的現(xiàn)象監(jiān)測效果，且這套監(jiān)測系統(tǒng)的造價并不高，一般在7000～8000元之間，完全在中小型化工廠的經(jīng)濟承受能力之內(nèi)。

2 化工廠旋轉(zhuǎn)機械的主要故障及其分析方法

2.1 滾動軸承故障

化工廠旋轉(zhuǎn)機械設備經(jīng)常出現(xiàn)滾動軸承故障，該故障主要表現(xiàn)為內(nèi)圈或外圈工作表出現(xiàn)滾珠表面剝落、疲勞剝落、壓痕等現(xiàn)象。當發(fā)生滾動軸承故障時，旋轉(zhuǎn)機械的諸多元件都會以20～60 kHZ的頻率振動，在軸承完好無損的情況下，其在此范圍內(nèi)的振動情況較少。

分析方法：在對滾動軸承故障進行分析的時候，應當使用滾動軸承監(jiān)測儀，該儀器主要以30～40 kHz為監(jiān)測范圍，若軸承運行正常，則檢測儀中不會出現(xiàn)共振峰；若軸承有損壞現(xiàn)象，就會產(chǎn)生脈沖，檢測信號也會隨之顯著增強。經(jīng)實踐驗證，采用該監(jiān)測方法對滾動軸承故障進行測量和分析具有較強的可行性，其監(jiān)測的準確度高達99%。

2.2 對中不良故障

一般情況下，旋轉(zhuǎn)機械采用變速裝置或聯(lián)軸節(jié)同驅(qū)動裝置的情況比較多，因此，很容易發(fā)生對中不良的故障，該故障會導致軸承受力不合理，進而影響到機組的正常運行，對中不良的情況越嚴重，機組發(fā)生的振動越劇烈。安裝不良會導致轉(zhuǎn)子出現(xiàn)對中不良的問題，除此以外，基礎的變形、地基的不均勻下沉等情況也會造成對中不良故障的發(fā)生。對中不良故障主要可分為3種類型：一是兩條軸線相交叉形成一個角度；二是兩條軸線既相交形成一個角度，同時又平行形成一定距離；三是兩個轉(zhuǎn)子的軸線不在同一水平方向上，而是平行錯開。

分析方法：首先，應當對旋轉(zhuǎn)機械的振動頻譜進行記錄，然后與正常情況下的頻譜情況進行對比，可總結(jié)出，對于兩條軸線不在一條直線上，而是平行錯開分布的這種對中不良情況，會在每旋轉(zhuǎn)一周的情況下產(chǎn)生兩個周期的作用力，也就是產(chǎn)生的振動頻率要高出正常情況的兩倍。

2.3 轉(zhuǎn)子失衡故障

旋轉(zhuǎn)機械發(fā)生振動的主要原因就是轉(zhuǎn)子失衡，據(jù)相關(guān)調(diào)查統(tǒng)計，在化工廠旋轉(zhuǎn)機械發(fā)生的所有故障中，轉(zhuǎn)子失衡故障占到了60%左右。轉(zhuǎn)子失衡故障發(fā)生的原因多種多樣，主要包括葉輪同軸裝配中心偏移、轉(zhuǎn)子材質(zhì)不均勻、轉(zhuǎn)子表面磨損變形以及轉(zhuǎn)子受力不合理等因素。

分析方法：通過對轉(zhuǎn)子失衡的頻譜圖進行分析可發(fā)現(xiàn)，在轉(zhuǎn)子發(fā)生失衡故障的情況下，轉(zhuǎn)速的頻譜分量所代表的振動能量最大，這是由于轉(zhuǎn)子失衡會導致轉(zhuǎn)子產(chǎn)生離心慣性力，該慣性力會在轉(zhuǎn)動過程中不斷循環(huán)重復，致使軸承上產(chǎn)生交變力，當不平衡幅度增大，該交變力也會隨之增大，從而導致轉(zhuǎn)子的振動加劇，振動能量也相應變大。轉(zhuǎn)子失衡故障會導致旋轉(zhuǎn)機械軸承的使用壽命縮短，嚴重時還會導致轉(zhuǎn)子脫落、開裂，造成嚴重的安全事故。

3 未來展望

通過上述對化工廠旋轉(zhuǎn)機械故障測量流程、方法以及主要故障的分析，可以看出現(xiàn)代化工企業(yè)發(fā)展中，故障監(jiān)測技術(shù)手段的應用具有極大的現(xiàn)實意義。雖然現(xiàn)行的監(jiān)測技術(shù)和方法已經(jīng)取得了較好的應用效果，但是依然存在諸多需要改進的地方，因此，在新時期的時代背景下，應對旋轉(zhuǎn)機械故障的測量與分析方法進行改進和創(chuàng)新，以滿足時代發(fā)展的需求，具體來說，應當做到以下兩點。

3.1 加強對狀態(tài)監(jiān)測手段的推廣和運用

與在線監(jiān)測手段相比，狀態(tài)監(jiān)測手段具有更高的實效性，它能對旋轉(zhuǎn)機械進行現(xiàn)場監(jiān)測和分析，讓設備操作人員實時掌握旋轉(zhuǎn)機械設備的運行狀況，以便及時發(fā)現(xiàn)故障和應對故障，進而最大限度減少意外停產(chǎn)現(xiàn)象的發(fā)生。因此，加強對狀態(tài)監(jiān)測手段的推廣和運用是非常有必要的，企業(yè)相關(guān)人員應當做好對狀態(tài)監(jiān)測手段的宣傳工作，力求讓全體技術(shù)操作人員了解到狀態(tài)監(jiān)測手段的優(yōu)勢，并在實際工作中加以運用。其次，應當注重對狀態(tài)監(jiān)測手段的教育和培訓，增強操作人員的專業(yè)知識與技能。

3.2 應采用科學的測量儀器和分析方法

化工廠的旋轉(zhuǎn)機械設備正隨著時代的發(fā)展而不斷革新，其精密性及專業(yè)性都逐步提高，因此，必須采用科學的儀器和分析方法對旋轉(zhuǎn)機械的故障進行定期測量和分析。改變傳統(tǒng)“看、聽、摸”的監(jiān)測方法，將現(xiàn)代網(wǎng)絡信息技術(shù)與測量方法相結(jié)合，著重提高監(jiān)測人員識別故障和解決故障的能力。

4 結(jié)語

隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的旋轉(zhuǎn)機械被應用到企業(yè)的生產(chǎn)中，這對旋轉(zhuǎn)機械故障診斷技術(shù)的研究也不斷提出新的要求。化工廠在我國現(xiàn)代社會經(jīng)濟發(fā)展中占據(jù)重要地位，旋轉(zhuǎn)機械是化工廠開展生產(chǎn)活動的基礎，因此，必須提高對旋轉(zhuǎn)機械故障測量與分析的重視度。從當前的現(xiàn)狀看，旋轉(zhuǎn)機械存在的主要故障包括滾動軸承故障、轉(zhuǎn)子失衡和對中不良故障等。針對這些故障，監(jiān)測人員應采取科學的測量手段與分析方法，找出故障的癥結(jié)，進而從根本上消除故障，延長機械壽命，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。

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