機(jī)泵振動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)提升設(shè)備預(yù)知維修管理水平

黃綠洲

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)和科技水平的快速發(fā)展，石油化工企業(yè)主設(shè)備基本通過(guò)計(jì)劃性定期維護(hù)、事后維護(hù)等模式進(jìn)行設(shè)備管理。定期計(jì)劃維修，即三年一大修，兩年一中修，一年一小修，這種模式是典型的以犧牲成本換取設(shè)備穩(wěn)定，維護(hù)缺乏科學(xué)性和針對(duì)性。隨著企業(yè)規(guī)模擴(kuò)大，設(shè)備同時(shí)存在使用頻率、服役年限和規(guī)格型號(hào)等差異化現(xiàn)狀，如繼續(xù)沿用計(jì)劃性維護(hù)管理，往往會(huì)造成許多無(wú)效維護(hù)，造成浪費(fèi)。設(shè)備維護(hù)目的是使設(shè)備長(zhǎng)期處于穩(wěn)定、高效、安全的運(yùn)行狀態(tài)，而如何盡可能降低維修費(fèi)用是又一個(gè)問(wèn)題。但是，設(shè)備無(wú)論怎么維護(hù)，總有損壞停運(yùn)的可能，如果停運(yùn)即要事后維修來(lái)保證設(shè)備再次運(yùn)行，即預(yù)防維護(hù)和事后維修總存在著最優(yōu)的選擇。對(duì)于油庫(kù)主設(shè)備高使用率和零部件復(fù)雜性，故障風(fēng)險(xiǎn)大于維修風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)采用預(yù)防維修為主，以防止設(shè)備故障造成停機(jī)，減少油庫(kù)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，降低維修費(fèi)用。

關(guān)鍵詞：機(jī)泵振動(dòng);原因分析;狀態(tài)監(jiān)測(cè);設(shè)備預(yù)知維修

引言

振動(dòng)作為機(jī)泵常見(jiàn)的不穩(wěn)定工況，會(huì)損耗或損壞機(jī)泵形成安全隱患。分析機(jī)泵常見(jiàn)振動(dòng)問(wèn)題，對(duì)裝置中機(jī)泵應(yīng)用狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)分析及故障診斷，捕捉設(shè)備運(yùn)行隱患，做到機(jī)泵在振動(dòng)初期及時(shí)發(fā)現(xiàn)并采取相應(yīng)的預(yù)防措施，全面提升設(shè)備預(yù)知維修管理水平，對(duì)設(shè)備長(zhǎng)周期安全運(yùn)行及玉門煉廠降本增效起到了良好效果。

1異常振動(dòng)原因

在石油化工生產(chǎn)裝置中，機(jī)泵輸送的流體多為液體或泥漿類流體，通過(guò)給流體加壓而達(dá)到長(zhǎng)距離或高壓、高速輸送的目的。其在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)幾種常見(jiàn)的故障現(xiàn)象，異常振動(dòng)在這些異?，F(xiàn)象中較為常見(jiàn)。機(jī)泵異常振動(dòng)的原因通常有以下幾種。（1）吸入口堵塞或不通暢造成吸入困難。解決辦法：在吸入口加裝濾網(wǎng)，并且在運(yùn)行前后加裝反沖洗裝置，保證吸入流體無(wú)雜質(zhì)。（2）吸入管或排出管螺栓未擰緊，運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生振動(dòng)。在運(yùn)行過(guò)程中，要加強(qiáng)巡檢，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)處理。（3）葉輪動(dòng)不平衡造成的徑向振動(dòng)。在泵檢修的過(guò)程中，要做葉輪動(dòng)平衡檢測(cè)，以確保葉輪整體質(zhì)量分布均勻。（4）流體介質(zhì)工況發(fā)生變化導(dǎo)致葉輪軸向振動(dòng)。要求操作人員平穩(wěn)操作，嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程，并且做好應(yīng)急預(yù)案，避免非計(jì)劃停車。（5）滾子軸承或深溝球軸承變形或滾動(dòng)體損壞造成的徑向振動(dòng);推力球軸承損壞造成的軸向振動(dòng)。這兩種振動(dòng)的解決辦法：要嚴(yán)格控制軸承質(zhì)量，從正規(guī)廠家購(gòu)買;安裝時(shí)，涂抹好潤(rùn)滑脂或向軸承箱內(nèi)加注規(guī)定液位和規(guī)定牌號(hào)的潤(rùn)滑油。

2機(jī)泵振動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)管控措施

2.1加強(qiáng)機(jī)泵狀態(tài)檢測(cè)管理

要求各屬地單位機(jī)泵操作工用VM63（或BH550）測(cè)振儀開(kāi)展機(jī)泵運(yùn)行監(jiān)測(cè)，每天對(duì)運(yùn)行機(jī)泵進(jìn)行1次全面檢測(cè)巡檢且做好檢查記錄，遇到異常情況根據(jù)設(shè)備重要程度及時(shí)聯(lián)系屬地單位設(shè)備管理人員和機(jī)修維修人員開(kāi)展診斷工作。要求各屬地單位設(shè)備技術(shù)人員用VM63（或BH550）測(cè)振儀開(kāi)展機(jī)泵運(yùn)行監(jiān)測(cè)，每天對(duì)運(yùn)行機(jī)泵進(jìn)行1次離線檢測(cè)，每周一18：00前將上周監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以本周實(shí)測(cè)最高值上報(bào)機(jī)動(dòng)科。運(yùn)維單位機(jī)修車間巡檢人員每周用VM63（或BH550）測(cè)振儀對(duì)全廠運(yùn)行機(jī)泵進(jìn)行1次全面狀態(tài)檢測(cè)巡檢且做好記錄，遇到異常情況根據(jù)設(shè)備重要程度及時(shí)聯(lián)系屬地單位設(shè)備管理人員和機(jī)修技術(shù)人員開(kāi)展診斷工作。運(yùn)維單位機(jī)修車間技術(shù)主管帶領(lǐng)技術(shù)人員每周用VM63（或BH550）測(cè)振儀對(duì)全廠塔底泵及高危泵進(jìn)行1次全面狀態(tài)檢測(cè)巡檢且做好檢查記錄，每周一18：00前將上周監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，且出具分析報(bào)告，對(duì)振動(dòng)超標(biāo)設(shè)備及時(shí)與屬地單位溝通處理解決。機(jī)動(dòng)科轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備管理崗位及時(shí)匯總每周運(yùn)行機(jī)泵的振動(dòng)數(shù)據(jù)，組織機(jī)修技術(shù)主管、技術(shù)人員對(duì)振動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)超標(biāo)的屬地單位設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)會(huì)診，幫助屬地單位分析問(wèn)題，提出解決問(wèn)題的短期、長(zhǎng)期治理方案，同時(shí)利用中油即時(shí)通平臺(tái)及時(shí)將問(wèn)題進(jìn)行通報(bào)。

2.2機(jī)泵振動(dòng)檢測(cè)

其基本原理為通過(guò)希爾伯特變換將原信號(hào)變換為解析信號(hào)，此解析信號(hào)即構(gòu)成包絡(luò)信號(hào)。設(shè)內(nèi)圈滾道回轉(zhuǎn)頻率為fi（即軸的頻率），滾動(dòng)體在外圈滾道上的通過(guò)頻率為foc，滾動(dòng)體在內(nèi)圈滾道上的通過(guò)頻率為fic，滾動(dòng)體公轉(zhuǎn)頻率為fcase，滾動(dòng)體自傳頻率為froller。假設(shè)滾動(dòng)軸承的外環(huán)固定在軸承座上，只有內(nèi)環(huán)隨軸一起以頻率fi旋轉(zhuǎn)，并做以下假設(shè)：滾道與滾動(dòng)體之間無(wú)滑動(dòng);徑向軸向受載荷是平衡的;軸承各部分元件無(wú)變形。根據(jù)幾何學(xué)條件，可得軸承的各故障特征頻率如下，其中D為軸承節(jié)徑，d為滾動(dòng)體直徑，α為滾動(dòng)軸承接觸角，取0，z為滾動(dòng)體數(shù)。

2.3軸承損壞處理方案

機(jī)泵停機(jī)檢修，軸承拆解后發(fā)現(xiàn)滾動(dòng)體、軸承內(nèi)外滾道有明顯剝落現(xiàn)象。兩軸承內(nèi)圈受推面剝落尤其嚴(yán)重，軸承內(nèi)圈與軸配合面存在燒結(jié)。該軸承品牌為SKF，技術(shù)協(xié)議壽命24000h，該型號(hào)軸承用于其他同類型機(jī)組，未出現(xiàn)短期損壞現(xiàn)象，可排除軸承質(zhì)量問(wèn)題。機(jī)泵運(yùn)行期間設(shè)備潤(rùn)滑良好，油質(zhì)合格。機(jī)泵高振動(dòng)前一段時(shí)期內(nèi)工藝參數(shù)未做調(diào)整，排除油品質(zhì)量及工藝操作波動(dòng)影響。值得關(guān)注的是，該泵非驅(qū)動(dòng)端軸承箱自投運(yùn)以來(lái)溫度始終偏高，約為68℃。分析引起軸承損壞的主要原因如下。（1）安裝問(wèn)題造成的對(duì)中不良，軸承座定位有偏差，兩軸承座中心不在一條線上。（2）原始制造問(wèn)題，平衡鼓盤尺寸核算偏差，機(jī)泵軸向力無(wú)法良好平衡，非驅(qū)動(dòng)端軸承始終承受較大的軸向力。機(jī)泵返制造廠檢修，重新核算軸向力，調(diào)整平衡鼓盤間隙。更換新軸承后，設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)，經(jīng)近2年校核運(yùn)行，機(jī)泵振動(dòng)烈度1.8mm/s，軸承加速度10～20m/s2，非驅(qū)動(dòng)端軸承箱溫度穩(wěn)定在50℃左右。

2.4傳感模塊

本系統(tǒng)中所使用的傳感模塊為智能測(cè)振傳感器，是系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備之一，多用于水泵、鼓風(fēng)機(jī)、通風(fēng)機(jī)、空壓機(jī)等設(shè)備的振動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)和溫度狀態(tài)監(jiān)測(cè)。該智能測(cè)振傳感器通過(guò)將振動(dòng)、溫度、壓力等模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，再上送給邊緣網(wǎng)關(guān)，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)在線監(jiān)測(cè)。該智能測(cè)振傳感器能以最小1min的間隔上傳數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)內(nèi)容包括三軸加速度（三軸速度）、溫度、三軸波形等，數(shù)據(jù)類型為峰值、平均幅值、有效值、峭度、峭度指標(biāo)、裕度指標(biāo)、波形指標(biāo)、峰值指標(biāo)、0.5倍頻、1倍頻、2倍頻、3倍頻、4倍頻、頻率、幅值、占比等頻域參數(shù)，以RS485或自定義協(xié)議方式進(jìn)行通信。頻響范圍為10～1000Hz，波形最大點(diǎn)數(shù)8192，溫度分辨率為1℃。

結(jié)語(yǔ)

隨著數(shù)據(jù)的積累、趨勢(shì)的分析，形成設(shè)備的基準(zhǔn)值，為以后的設(shè)備檢測(cè)提供參考。異常振動(dòng)也就是超標(biāo)振動(dòng)，在檢修過(guò)程中通過(guò)嚴(yán)格執(zhí)行檢修標(biāo)準(zhǔn)來(lái)消除振動(dòng)。一切讓數(shù)據(jù)說(shuō)話的思想，將在設(shè)備預(yù)防維護(hù)管理起到一個(gè)先導(dǎo)性的作用。運(yùn)用轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)，通過(guò)加強(qiáng)日常離線電子化巡檢，找出故障原因，進(jìn)行故障診斷，實(shí)現(xiàn)了全廠轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備狀態(tài)的全面、有效監(jiān)控，有效避免了事故的發(fā)生，有針對(duì)性地維修節(jié)約了大量的維護(hù)費(fèi)用，節(jié)約了人力資源，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益，全面提升了設(shè)備預(yù)知維修管理水平。

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