楊 明

（上海守安投資控股集團有限公司中石化九江石化檢維修項目部，江西九江 332000）

0 引言

隨著國內(nèi)工業(yè)生產(chǎn)建設(shè)的不斷發(fā)展，人們對于能源的需求更加迅猛，相關(guān)石化企業(yè)的物資使用量和需求量也在不斷攀升。通過高效率的石化設(shè)備來促進化工產(chǎn)業(yè)持續(xù)高效發(fā)展已成為行業(yè)主要共識。

依據(jù)化工原料的調(diào)配、流通、儲運等建設(shè)特點，石化企業(yè)在生產(chǎn)中會用到非常多種類的設(shè)備，并且機械設(shè)備從功能上往往涉及內(nèi)容多元，所以在檢修維護中也需要從多個方面進行分析。振動是生產(chǎn)實踐中廣泛存在的物理現(xiàn)象，往往具有破壞性。對機械系統(tǒng)而言，不同尋常的振動產(chǎn)生往往伴隨著破壞現(xiàn)象，或者代表著故障的發(fā)生。如果這一問題沒有被及時處理，往往會使得系統(tǒng)的生產(chǎn)效率、使用壽命降低，甚至?xí)沟脵C械功能失效，進而造成重大的生產(chǎn)事故。因此，在實際生產(chǎn)中應(yīng)該降低振動帶來的副作用。振動測試也作為一種重要的故障診斷手段而被廣泛使用。

在石化企業(yè)設(shè)備分析過程中，需要切實有效地監(jiān)測裝備來對設(shè)備的運行狀態(tài)進行及時有效跟蹤，從而改善后期的維護、改造、報廢等各個階段對應(yīng)的管理性工作。本文從石化企業(yè)的設(shè)備運行的常見問題為問題著手，通過激光測振的手段對設(shè)備維修做出分析和論述。

1 激光測振原理分析

激光器的核心原理是將一定頻率的偏振光進行放射后回收的過程，光線接觸物體再返回到制定位置，以期間偏振光耗費的時間來加以計算，得到振動的位移結(jié)合時間來分析中間頻率的異常與否（圖1）。激光器的頻率為F0，將光路劃分為兩路，一為測試組，一為對照組。測量光通過聲光調(diào)制器來進行對應(yīng)頻移（F）來測試，光路可以通過測試聚焦投射于被測物體表面，物體在振動的過程中會產(chǎn)生較大的多普勒頻移（f）。在此系統(tǒng)經(jīng)過光路傳遞處理，實現(xiàn)光路的反射與匯聚，這種兩束光會在傳感器表面位置加以干涉分析，得出F+f 的干涉信息，而這也會將信號的中的位移與速度有效表現(xiàn)出來。

2 石化企業(yè)設(shè)備的維修要點分析

2.1 石化企業(yè)設(shè)備運行狀態(tài)分析

石化行業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備往往是多元化的，其表現(xiàn)形式相比于其他的設(shè)備也有較大的差異。在實際運行狀態(tài)上，通常是具有機械設(shè)備操作的復(fù)雜性和繁瑣性。因為化工基材對于反應(yīng)和保存條件的要求不同，所以在系統(tǒng)建設(shè)中會涉及到較為多元的換熱設(shè)備、化工原料儲存設(shè)備、控制信號傳輸設(shè)備等，在石化設(shè)備運行過程中，往往涉及到的線路運輸是以多元化的閥門以及管道實現(xiàn)控制的，通過各環(huán)節(jié)的有效連接和搭接，而實現(xiàn)系統(tǒng)合理有效地連續(xù)運行。因為石化企業(yè)的相關(guān)控制元件較為復(fù)雜，所以在實際生產(chǎn)過程中通常需要實時進行監(jiān)控。如果某臺設(shè)備的運行不正常，會使局部系統(tǒng)出現(xiàn)故障，甚至?xí)谄涫Ｓ嗟沫h(huán)節(jié)產(chǎn)生爆炸、燃燒。如果這一問題長期得不到解決而處于高溫高壓的工作狀態(tài)，極有可能產(chǎn)生毒害物質(zhì)，進而危害環(huán)境。因此，對石化產(chǎn)業(yè)進行相應(yīng)的點檢定修是非常必要的。

圖1 激光測振儀的工作原理

2.2 激光測振石化設(shè)備的故障特點

2.2.1 設(shè)備失效種類不同會表現(xiàn)出不同的頻率振動

在激光測振的過程中，設(shè)備正常性運轉(zhuǎn)的狀態(tài)的頻率是固定的，然而在其過程中如果設(shè)備出現(xiàn)磨損，相應(yīng)的設(shè)備運行的頻率也會出現(xiàn)較大不同，并與實際的設(shè)備運行狀態(tài)有較大差別。

（1）在激光測振儀的工作過程中，對于正常—異?！S修后的振動信號會表現(xiàn)出浴盆曲線。其中，中間不穩(wěn)定的頻率就是故障發(fā)生中的頻率信號，在此原因的分析中會表現(xiàn)出較大的故障頻率，可能是零件的失效或者關(guān)鍵部件的磨損，進而會使得整個曲線變化明顯即表現(xiàn)出較大的故障率。

（2）在激光測振的故障診斷中，會出現(xiàn)頻譜圖像表現(xiàn)為斷定點的情況，這代表在設(shè)備運行中會因為部分零件的失效而使得設(shè)備出現(xiàn)空轉(zhuǎn)停機的狀況，需要進一步根據(jù)其運行狀態(tài)進行磨損情況檢測。根據(jù)磨損的情況，在激光測振所表現(xiàn)出的線型磨損的狀況，這種現(xiàn)象表現(xiàn)設(shè)備的失效狀態(tài)為持續(xù)性的失效。

（3）在頻譜表現(xiàn)上，剛開始系統(tǒng)頻譜的表現(xiàn)為設(shè)備正常運行，而后會出現(xiàn)頻率的變化，但經(jīng)過一段時間又會恢復(fù)到一個相對穩(wěn)定的水平。這種現(xiàn)象可能是設(shè)備運行中出現(xiàn)卡頓的現(xiàn)象。設(shè)備運行正常的頻率也會發(fā)生相應(yīng)改變，其頻率的改變也代表著設(shè)備的生命周期在此期間所發(fā)生的變化，這種頻譜變化的趨勢往往會處于比較穩(wěn)定的水平。

（4）某些設(shè)備在最初運行過程中，會表現(xiàn)為早期的不穩(wěn)定現(xiàn)象，而后隨著使用的逐漸順暢，相關(guān)頻譜趨勢也會處于較為穩(wěn)定的水平。這種現(xiàn)象問題往往是多元性的，首先是在裝置正式投入生產(chǎn)的剛開始階段，在此會因為設(shè)備安裝調(diào)試和具體操作的變化，進而在振動特性上表現(xiàn)出一些異常狀況?；蛘卟僮魅藛T在設(shè)備的安裝或調(diào)試工作沒有符合相應(yīng)的安裝標(biāo)準(zhǔn)，使得整個系統(tǒng)在階段性的時間內(nèi)發(fā)生運行異常運行的狀況。還有就是在設(shè)備初期會處于一定的磨合期，所以測振儀所表現(xiàn)的特點也會有較大的差異。

2.2.2 激光測振所表現(xiàn)出的潛在故障可預(yù)知性

在激光測振的應(yīng)用中，除了對常見的故障可以實現(xiàn)診斷以外，還可以對設(shè)備運行的未來預(yù)期的發(fā)展特性故障分析即可通過測振來對先期的狀態(tài)進行檢測和觀察，通過頻譜的演變分析可有效歸納出設(shè)備運行過程中的劣化趨勢，專職點檢員或維修人員可根據(jù)頻譜的特點進行故障狀態(tài)分析，制定定修計劃，為后期消除設(shè)備故障隱患奠定基礎(chǔ)。在設(shè)備運行周期內(nèi)，設(shè)備早期運行過程中所表現(xiàn)的故障率往往相對較高，而在其基本穩(wěn)定之后，相關(guān)的系統(tǒng)也會根據(jù)設(shè)備運行的狀態(tài)不同而表現(xiàn)系統(tǒng)的整體故障狀況也往往較為多元。尤其機械設(shè)備在實際過程中所表現(xiàn)的一些較為異常的狀況，通過像振動監(jiān)測往往可以有效地獲取。

3 石化企業(yè)設(shè)備故障的維修模式總結(jié)分析

3.1 故障維修特征分析

在明確上述設(shè)備故障的基本原因之后，開展后續(xù)的故障維修在設(shè)備維護上又稱為被動維修，這種維修是指石化企業(yè)在生產(chǎn)中出現(xiàn)問題而進行的事后維修或修復(fù)性維修作業(yè)，這種維修往往是最經(jīng)濟的。對于設(shè)備在使用過程中所出現(xiàn)的故障維修活動，往往在維修計劃上屬于非計劃性的維修范疇。通過激光測振的分析，可以有效實現(xiàn)兩種狀態(tài)前后的有效對照，進而對故障性的維修原因快速精確定位，及時更換損壞零部件，使設(shè)備在短時間可以恢復(fù)到正常工作狀態(tài)。

3.2 預(yù)防性維修

通過激光測振的常規(guī)性檢測，可有效實現(xiàn)預(yù)防性維修。在日常檢修過程中，通過常態(tài)化遠(yuǎn)距離的預(yù)防性巡邏檢查，一方面可以較為清晰地總結(jié)設(shè)備管道的運行狀況，另一方面對于已經(jīng)出現(xiàn)狀況的設(shè)備可以進行有效的前期方案整理與潛在故障進行排查，在石化企業(yè)的設(shè)備維修領(lǐng)域也應(yīng)該以預(yù)防為主。這樣才能有效保障企業(yè)生產(chǎn)的持續(xù)有效，在日常點檢和專業(yè)點檢的基礎(chǔ)上，對各類設(shè)備的多元性功能指標(biāo)進行有效檢修排障工作，使設(shè)備以滿足作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的狀態(tài)生產(chǎn)。

通過具體的預(yù)防性維修措施的開展，使用激光測振儀器對設(shè)備的運行實現(xiàn)積極有效地持續(xù)維護。在預(yù)防性激光測振的維修過程中主要包含的內(nèi)容有：狀態(tài)監(jiān)測、定期檢查、緊固和校準(zhǔn)、易磨損部件的更換及必要的清洗工作，通過預(yù)防性措施的實踐可以使設(shè)備運行保持較為良好的工作狀態(tài)，進而最大限度地降低設(shè)備在運行中可能出現(xiàn)的故障，保持設(shè)備穩(wěn)定高效運行。

3.3 狀態(tài)維修

激光遠(yuǎn)距離測振對于設(shè)備的工作狀態(tài)進行精確檢查也非常重要，這也是現(xiàn)代診斷和檢測的重要監(jiān)測建設(shè)手段，有利于相關(guān)人員迅速有效地掌握設(shè)備在整個過程中相關(guān)運行狀態(tài)。再結(jié)合設(shè)備運行中，不同過程所對應(yīng)的振動信息也會有所差別，這種信息的多元可以為后期數(shù)據(jù)擬合和濾波而方便相關(guān)人員進行下一步的判斷。通過這種精確、科學(xué)的監(jiān)測維修檢測手段，更換易損件，恢復(fù)設(shè)備使用性能，避免故障狀態(tài)下設(shè)備損壞，使石化企業(yè)的利益最大化、損失最小化。合理利用設(shè)備化參數(shù)運行不僅可以將設(shè)備進行狀態(tài)進行精確描述，同時也是當(dāng)前較為實用的設(shè)備故障修理手段。

4 結(jié)論

石化企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備越來越多元化，結(jié)合實際生產(chǎn)問題開展工程實踐研究，以期通過激光測振對機械設(shè)備故障進行分析總結(jié)，為石化行業(yè)的健康發(fā)展發(fā)揮作用。本文通過遠(yuǎn)距離的激光測振方法對石化企業(yè)的設(shè)備運行狀態(tài)等進行診斷、監(jiān)測分析，在服務(wù)于故障分析的基礎(chǔ)上，也可進一步強化設(shè)備的高效化利用。在生產(chǎn)過程中石化企業(yè)必須要對設(shè)備進行必要維修，如以激光測振為手段進行的設(shè)備運行狀態(tài)分析，目的是保證安全生產(chǎn)、穩(wěn)定運行，實現(xiàn)設(shè)備經(jīng)濟效益最大化。