动设备课件旋转机械故障诊断.ppt

旋转机械故障诊断 设备监测中心 赵贺嘉 * 事后维修，故障维修 (Break down) 设备坏了后才去修理。 定期维修，预防维修 (Preventive) 定期地检查和大修。 预测维修，视情维修 (Predictive) 周期的监测，必要时才去维修。 事后维修体制 设备运行到坏了再进行修理。 不需要安排计划。 对一些设备，更换比修理更便宜。 意外停机引起生产损失。 可能引起设备的二次损坏，甚至灾难性事故。 库存备件投资多。 定期维修体制 按预订的时间间隔或检修周期，对设备作维修、调整和更换备件。 机器寿命较长。 减少意外停机。 备件库存较少。 意外停机引起生产损失。 过剩维修导致维修费用增加。 过剩维修引起人为维修故障。 预测维修体制 有计划地对设备作检查和测试，以确定其健康状态，必要时才进行维修。 减少非计划停机损失。 维修时间间隔可以延长。 维修费用大为减少。 备件库存最小。 需要初始投资。 需学习和培训。 不同制度的维修成本的比较 何谓旋转机械 主要运动由旋转运动来完成的机械 汽轮机、离心式压缩机、水泵、风机、电动机 核心：转轴组件 转子、轴、齿轮传动件、叶轮、联轴器 滑动轴承、滚动轴承 支座、定子、机座 密封、密封装置 旋转机械故障原因分类 设计原因 设计不当，动态特性不良，运行时发生强迫振动/自激振动 结构不合理，应力集中 设计工作转速接近或落入临界转速区 热膨胀量计算不准，导致热态不对中 制造原因 零部件加工制造不良，精度不够 零件材质不良，强度不够，制造缺陷 转子动平衡不符合技术要求 旋转机械振动及故障概述 旋转机械故障原因分类 安装/维修的原因 机械安装不当，零部件错位，预负荷大 轴系对中不良 机器几何参数(如配合间隙、过盈量及相对位置)调整不当 转子长期放置不当，改变了动平衡精度 操作运行的原因 工艺参数(如介质的温度、压力、流量、负荷)偏离设计值 转速接近或落入临界转速区 润滑或冷却不良 启停机或升降速过程操作不当，暖机不够，热膨胀不均匀或在临界区停留时间过长 旋转机械振动及故障概述 旋转机械故障原因分类 机器劣化的原因 长期运行，转子的挠度增大或动平衡劣化 转子局部损坏、脱落或产生裂纹 零部件磨损、点蚀或腐蚀 配合面受力劣化、产生过盈不足或松动等，破坏了配合的性质和精度 机器基础沉降不均匀，机器壳体变形 典型的表盘式监测系统 离心压缩机 转子不平衡故障 转子不平衡故障 转子不平衡故障 不平衡的原因 转子不平衡故障 不平衡的原因 转子不平衡故障机理与诊断 不平衡的种类 按发生不平衡的过程可分为： 原始不平衡 渐发性不平衡 突发性不平衡 按机理可分为： 静不平衡 偶不平衡 动不平衡 转子不平衡故障机理与诊断 转子不平衡故障的频谱特征 振动幅值与转速平方成正比 工频的1倍频能量较大 同一平面x,y振动相位差90 转子不平衡故障的时域特征 呈现为类似简谐振动的波形 由于其他振动信号源（松动、不动中、轴承磨损、噪声）的影响，实际的信号不会是标准的正弦波 转子不平衡故障机理与诊断 正向进动：轴转向与轴心轨迹转向一致 不平衡、不对中、油膜失稳产生的亚同步涡动、内摩擦激发的涡动等 逆向进动：轴转向与轴心轨迹转向相反 干摩擦等少数情况下发生 转子不平衡故障机理与诊断 转子不平衡与转速的关系 当ωωn，即在临界转速下，振幅随着转速的增加而增大； 当ω接近ωn时，发生共振，振幅具有最大峰值； 当ωωn，即在临界转速上，转速增加时振幅趋于一个较小的稳定值； 当工作转速一定时，相位稳定 转子不平衡故障机理与诊断 诊断实例1 某大型离心式压缩机组蒸汽透平经检修更换转子后，机组启动时发生强烈振动。压缩机两端轴承处径向振幅达到报警值，机器不能正常运行。 转子不平衡故障机理与诊断 诊断实例1 振动特征分析 时域波形为正弦波 频域中能量集中于1×频，有突出的峰值，高次谐波分量较小 轴心轨迹为椭圆 进动方向为同步正进动 振动大小随转速升降变化明显 诊断意见：强烈振动的原因是振动不平衡 处理措施：监护运行 生产验证 在加强监测的前提下维持运行，其振动趋势稳定，没有增大的趋势 维持运行一个大修周期后，下次大修发现动平衡严重超标 原因：转子库存时间较长，转子较重，未按规定周期盘转 转子不平衡故障机理与诊断 诊断实例2 某52万吨/年尿素装置CO2压缩机组低压缸转子，大修后开车振动值正常，但在线监测系统发现其振动值有逐步增大的趋势。 转子不平衡故障机理与诊断 诊断实例2 振动特征分析 时域波形为正弦波 频谱图中，以1×频为主 分析其矢量域图，相位有一缓慢变化 诊断意见：故障原因为渐变不平衡，是由于转子流道结垢或局部腐蚀造成的 处理措施：监护运行 生产验证 6个