现代的工业生产,其过程日趋向大型化、精细化和集成化的方向发展。一台正在运行着的化工设备,其整体实际上是一个极为复杂的大的系统。而当这个系统中的某个环节突然发生故障,如果不及时的进行处理,那么就会有可能引起整个运行系统的故障,并不断扩大,进而导致整个运行系统的重大事故的发生。化工机械设备状态的诊断与分析已成为整个化工生产过程中极为关键的一环。
1 化工机械设备状态诊断与分析的作用
状态诊断就是利用现有的已知信息去认识那些含有不可知信息的系统的主要特性、状态,并分析它的发展趋势,在深入分析的基础上,对化工机械设备状态进行诊断,并对可能发生的故障做早期的预报,然后对未来的发展进行预测。对要采取的行动进行决策。化工机械设备状态诊断与分析的主要作用具体可分为以下几点:
(1)从设备运行特征的信号中,快速提取对状态诊断有用的运行信息,从而确定检测设备的各项功能是否运行正常。
(2)根据运行设备的独有特征信号,进行故障内容的确定,并确定故障部位、形成程度和未来的发展趋势,进行深入的状态分析后作出执行操作的决策。
(3)对运行设备可能发生的机械故障,能够做出早期的预报,从而保障化工设备的安全和可靠的运行,进而使化工设备发挥最大的效益。
(4)通过化工机械设备状态诊断与分析,能够评定化工设备的动态性能和前期的设备维修质量。
(5)对化工机械设备先前发生设备故障进行及时、准确地状态检测,然后确定发生的原因,在分析基础上,快速决定进一步维修的措施。
2 化工机械设备状态诊断与分析中运用的主要技术
化工机械设备状态的诊断是通过对运行设备的运行状态进行检测,并对出现异常设备的故障进行快速分析诊断,从而给设备维修提供支持,提高企业经济效益。具体为以下几种:
2.1 电子及计算技术
能够保障化工机械设备状态的安全可靠运行,使化工机械设备发挥最大的效益。利用一些专用的仪器设备对新的信号进行拾取和分析,并根据不同设备的独有特征的信号确定化工机械设备的故障内容,进行分析后,确定化工机械设备状态的分析结
论,并进一步得出化工机械设备的处理方法,根据设备故障的部位,状态程度和未来发展趋势,作出操作的决策。
2.2 油液分析技术
机械零件失效的主要形式和原因有三种,即腐蚀、疲劳和磨损。而磨损失效约占机械零件失效故障的 50%左右,油液分析对机械零件磨损监测有较好的灵敏性和较高的有效性,所以,油液分析技术在化工机械设备状态监测和诊断中越来越显示重要性。
2.3 温测技术
温度与机器运行状态有密切的关系。以温度为指标的测试技术,非常适合进
行在线测量。运用中,红外测温技术能够进行非接触式和远距离测试,所以现在运用越来越普遍,检测时可以直接读出测点温度的数值,所以,对设备利用温度进行诊断,可以起到快速见效的效果。
2.4 声、振测试及其分析技术
对发生故障的设备,要能够及时和准确地确定发生的原因,机器设备运行状态的好坏与机器的振动有着很重要的联系,目前,声、振测试是评定维修质量和设备的动态性能,最好的技术,也是状态诊断和状态监测技术中,应用最普遍的技术,并且,目前已经取得了比较好的应用效果。
2.5 无损检测技术
无损监测技术是独立的一种技术,如超声、射线,磁粉、着色渗透的表面裂纹的探伤,以及声发射探伤等技术。人们已越来越重视这些技术,用其对大型固定或运动装置进行监测和诊断。
3 化工机械设备状态诊断与分析的方法
3.1 化工机械设备状态诊断的简易方法
简易诊断方法采用了便携式测振仪拾取信号,并直接由信号的参数或统计量组成指标,根据分析来判定设备是否正常。所以,简易诊断用在设备状态检测中,可作为再次精密诊断的基础。其方法简单易行、投资少,见效快,受到广泛的欢迎和重视。但是由于它的功能有限,同时受到简易诊断方法原理的一定程度的制约,所以只能解决状态识别的初步问题,对于复杂情况的识别就不能很好地进行了,这种方法是具有一定的局限性的,但是目前处在推广应用的初级阶段,随着下一步计算机技术的快速进展,在功能上便携式测振仪也有了很大发展。简易诊断方法逐渐具有非常普遍的现实使用价值。
3.2 齿轮故障诊断方法
虽然现代机械设备多种多样,但齿轮传动有着结构紧凑、使用效率高、使用的寿命长的优点。并且其工作具有可靠、维修方便的特点,所以在运动、动力传递、速度变更等方面得到了广泛的应用。但由于它特有的运行方式,也造成了两个突出的问题:一是噪声和振动较其他的传递方式大;二是当材质、制造工艺、装配、热处理等各个环节没达到理想的运行状态时,就会成为重要的诱发机器故障的因素,因此,齿轮运行状态的诊断较为复杂。在诊断齿轮运行状态的过程中,我们最首先要注意的是齿轮运行过程中齿轮的特征频率。因为,在齿轮正常运行过程中会有特有的噪声和特有的振动信号。而如果设备发生故障,会使齿轮的振动频率与噪声发出的信号快速加剧或者发生一些变化。在实际操作过程中,我们最常用的是利用功率谱分析法进行齿轮运行状态的诊断,用功率谱分析法可以快速确定齿轮振动的信号频率,并确定其频率构成,能够快速测量齿轮振动的能量在设备的各个频率成分上的具体的分布。运行正常的齿轮功率谱可能同时有以上三种频率结构,幅值都相对较小,但是随着齿轮发生故障,它的线状谱的幅值部分会上升。功率谱分析在齿轮故障的诊断中发挥了越来越大的作用,成为故障诊断和振动监测的信号处理技术中应用最广的技术,对点蚀、大面积磨损等均匀故障有明显分析效果。
4 加强机械设备维修保养制度
(1)我们知道,机械设备的保养、维修、使用这三者是相互关连,互为条件的。任何设备在使用了一段较长的时间后,都会出现不同程度的故障,为了降低故障率、延长设备使用寿命,应根据机械设备的使用情况,密切配合生产生产,按照设备规定的运转周期(公里或小时)定期做好各项保养与维修的工作。设备管理部门在制定维修及保养计划时须认真分析各类设备的具体情况,针对新旧设备的不同特点,采取不同的措施。对于老旧设备,要以保证运行、消除隐患、及时修理为重点;对新设备,则以提高人员的技术水平、加强维护为重点,从而有效地保证每台设备的使用性能和安全生产。
(2)对于企业已装备的具有先进技术水平、价格昂贵的机械设备,因其技术含量高,单凭经验与普通工具已难以对这些设备进行正确的修理。因此,这些机械设备应采用现代的手段,以经济合理的方法开展维修,改变以往计划经济背景下实施的强制修理制度,实行“视情修理法”,即视乎设备的功能、工作环境、磨损大小,在充分了解与掌握其故障情况、损坏情况、技术情况的基础上进行状态维修、项目维修,这样既保证了设备的完好率,在确保正常使用的同时,又能充分发挥设备的最大工作效率,避免了机械不坏不修,坏了又无法修的局面发生。
(3)为了促进各基层单位的管理工作,每年应组织开展机械设备检查评比活动。检查评比宜采用不定期抽检的方式,以防止基层单位平时不重视设备现场管理,检查时再搞突击应付。检查评比的结果还应与奖惩制度相结合,要体现增产节约有奖,损失浪费要罚的原则,对管理优秀的单位与个人给予奖励,对管理差的予以处罚。这样,不但有效地推动了企业的设备管理工作,还减少了设备的故障停机率,保证了企业的正常生产。