海上平臺(tái)熱油循環(huán)泵電機(jī)軸承失效分析

紀(jì) 軍 張少鋒

1.概述

海上某平臺(tái)兩臺(tái)閉排泵間歇運(yùn)行，機(jī)組振動(dòng)幅值不高，運(yùn)轉(zhuǎn)比較平穩(wěn)。泵型號(hào)HP50-2008，單級(jí)離心式，介質(zhì)為凝析油。電機(jī)型號(hào)YB160M2-2-H，轉(zhuǎn)速2980r/min，功率15kW。

機(jī)組測(cè)點(diǎn)布置如圖1所示，振動(dòng)數(shù)據(jù)由SKF Microlog CMVA60-EN-1數(shù)據(jù)采集器采集，通過相應(yīng)的Machine Analyst 2.2軟件進(jìn)行處理分析。在一次例行振動(dòng)監(jiān)測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)組的振動(dòng)有明顯升高（圖2），現(xiàn)場(chǎng)觀察發(fā)現(xiàn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)端端蓋軸承座附近有銹蝕存在。

2.頻譜分析

（1）電機(jī)驅(qū)動(dòng)端加速度包絡(luò)值較以前有明顯升高，幅值最高達(dá)到25.83gE，由于無(wú)法查詢到該端軸承的具體型號(hào)，也就無(wú)法通過軟件的功能在頻譜中將軸承的故障峰值與實(shí)際頻譜進(jìn)行一一對(duì)應(yīng)，但通過對(duì)圖3和圖7包絡(luò)頻譜的分析，可以看見頻譜中180Hz、300Hz、440Hz等頻率處存在明顯峰值，但在速度頻譜中未發(fā)現(xiàn)該頻率，所以可以判斷這些頻率峰值是一些高頻信號(hào)，由軟件通過包絡(luò)處理得到的故障峰值；另外在加速度包絡(luò)頻譜中顯示較高的地腳噪聲信號(hào)（圖3、圖4、圖7）。

（2）電機(jī)驅(qū)動(dòng)端水平與軸向方向速度譜高頻部分1500～2500Hz顯示軸承的故障峰值（圖5、圖8），在時(shí)域波形中出現(xiàn)周期性的沖擊信號(hào)（圖6），并且電機(jī)驅(qū)動(dòng)端故障更為明顯。

3.故障判斷

通過頻譜與現(xiàn)場(chǎng)分析，判斷為電機(jī)驅(qū)動(dòng)端軸承存在比較嚴(yán)重的故障（銹蝕或本身存在缺陷）。對(duì)該電機(jī)兩端軸承進(jìn)行檢查更換，發(fā)現(xiàn)軸承存在明顯的銹蝕現(xiàn)象，并且軸承內(nèi)圈出現(xiàn)明顯的剝落現(xiàn)象，驅(qū)動(dòng)端軸承更為明顯。原因是該機(jī)組較長(zhǎng)時(shí)間停轉(zhuǎn)，且期間刮過臺(tái)風(fēng)，機(jī)組位置在平臺(tái)最底層，被海水浸泡過，導(dǎo)致電機(jī)軸承出現(xiàn)銹蝕，軸承內(nèi)圈表面出現(xiàn)剝落。

更換新軸承后，電機(jī)兩端振動(dòng)幅值較更換前明顯下降（圖9），電機(jī)驅(qū)動(dòng)端水平方向加速度包絡(luò)值由14.61gE降為1.77gE，速度值由5.03mm/s降為1.13mm/s，機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)正常。

4.小結(jié)

（1）應(yīng)用監(jiān)測(cè)診斷技術(shù)及時(shí)發(fā)現(xiàn)軸承故障并更換，避免電機(jī)突發(fā)故障的發(fā)生，保證平臺(tái)正常工作。

（2）對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間較少的機(jī)組，可在一定間隔時(shí)間下對(duì)機(jī)組進(jìn)行試運(yùn)行，防止出現(xiàn)由于機(jī)組長(zhǎng)時(shí)間停轉(zhuǎn)導(dǎo)致的問題。