機器狀态的評價是設備簡易診斷的重要内容之一,就是根據一些振動标準或方法判斷機器處于什麼狀态,為設備有序運行和适時維修提供依據。
由于機器振動特性之間存在較大差異,在類似運行狀況下機器的振動水平會出現較大的差異。一種振動水平在一台機器上可能很好,而在另一台機器上可能會導緻嚴重的後果,因此應對不同的設備建立不同的振動标準。
由前所述,設備振動監測劣化傾向管理的方法有三種,即振動值(振幅)、無量綱參數和頻譜圖的劣化傾向管理。利用振動測量評價機器狀态大體上也分為這幾類。
實際工作中建立評價機器狀态标準的方法有許多,常見的有振動标準法、類比判斷法、趨勢圖法等等。建立振動的标準還可以參考機器制造商的建議,當然最好是長期監測設備,創建特定設備的标準。
1. 絕對判斷标準
絕對判斷标準是評價機器狀态最常用的方法。絕對标準有國際标準、國家标準、行業标準等。
(1)在非旋轉部件上測量和評價機器
ISO2372(表1)、ISO10186(表2)等國際振動标準是最常用的振動判斷标準。
表1 ISO2372國際振動烈度标準
注:第一類 小型機械(如15Kw以下的電機);
第二類 中型機械(如15~75Kw的電機以及300Kw以下的機械);
第三類 大型機械(剛性基礎);
第四類 大型機械(柔性基礎);轉速:600~12000rpm;振動測量範圍:10~1000Hz。
需要說明的是,ISO2372标準僅适用于機殼或軸承座的振動;對于複雜振動來說,振動速度有效值(RMS)的測量更為重要,RMS值說明了設備振動的能量大小;對于600rpm以下的設備,可能更關心峰值的測試;振動值是所測量的各個軸承各個方向的最大值;應選取機器在額定轉速和各種負荷下的最大振動烈度作為判斷依據;所謂剛性基礎是指機器支承系統的固有頻率高于激振力的頻率,柔性支承指機器支承系統的固有頻率低于激振力的頻率。
表2 ISO10186國際振動标準
注:1)适合條件:額定功率大于15KW和額定轉速在120 rpm~15000rpm在現場測量的工業機器;
2)區域說明:區域A:優質;區域B:良好;區域C:注意;區域D:危險。
(2)ISO7919軸振動評價标準
表3為ISO7919-1旋轉機器軸振動标準。
表3 軸振動标準
使用說明:1)振動幅值是在穩态運行工況下額定轉速時的振動幅值;并且兩個選定的相互垂直的測量方向上位移峰峰值的較大者,如果隻使用一個方向,那麼應注意确保它可以提供足夠的信息。
2)區域A:振動良好,可以長期運行,新交付使用的機器的驗收區域。區域B:振動合格,可以長期運行。區域C:振動報警,可以短期運行,必須采取措施。區域D:停機極限、危險,立即停機。
3)振動幅值的變化,可以是瞬時的或者是随時間逐漸發展的,振動變化意味着機組可能有故障。振動幅值變化量報警設定值為:基線值 區域 B上限值的25%。
2. 相對判斷标準
是對同一設備的同一測點、在同一方向(V/H/A/NON)、同一工況下的振動值進行定期測定。将機器的正常值作為初始值,後來的實測值與初始值進行比較。表6-4為ISO2372相對振動标準。
表4 ISO2372相對振動标準
在實際工作中常用的趨勢圖法與此類似,可以根據設備運行經驗、或經過計算模拟,判斷設備的狀态,估計或推斷設備的剩餘壽命。
3. 類比判斷标準(縱向對比看發展)
數台機型相同、規格相同和工況相同的機器,對它們進行測定,通過相互比較做出判斷,表5為推薦的類比判斷标準。
表5 類比判斷标準
4. 波峰因數評價法
波峰因數是無量綱參數的一種,其定義為:峰值與有效值之比。該參數适合于滾動軸承和齒輪箱的早期診斷。設備無故障時,該值為3左右;随故障的出現和發展,該值逐步增大,可達到10~15;當故障發展到一定程度,它又逐步變小,并接近于3。
齒輪軸承故障的峭度檢測也有類似的規律。
5. 頻譜圖報警法
頻譜圖報警有兩種,寬頻帶報警和窄頻帶報警。寬頻帶報警是選擇設備正常狀态的頻譜圖作為基準譜,在監測的整個頻帶上設定若幹報警線,一旦某些譜線超過報警線設備即處于報警狀态。窄頻帶報警與寬頻帶報警不同之處是,窄頻帶報警的報警線僅針對某些譜線,這些譜線常常是設備的轉頻或轉頻的倍頻或零部件的故障頻率或倍頻等,一旦某些譜線超過報警線設備即處于報警狀态。報警線的設置要以大量的監測實踐為基礎才能有效建立。
評價設備狀态還有很多種方法,對于齒輪和滾動軸承還可以根據其它一些監測量和方法(如沖擊脈沖法等)進行判斷。當然感官評價也是最常用的基本評價方法,在實際工作中應綜合運用各種方法,以便作出準确判斷。
05 設備狀态監測和故障診斷成效評價1. 設備狀态監測診斷工作績效評價
設備監測和故障診斷必然存在成本。安排人員,添置儀器。客觀地講,設備監測診斷的成本在設備總成本中占的比例很小,而且還将逐步減小。如何評價設備狀态監測和診斷效果是此項工作能否健康發展的重要因素。對于群檢和專業點檢來說,要考察點檢是否嚴格按照标準化進行作業,點檢是否到位、點檢是否有效、點檢是否發現問題等等。表6為寶鋼公司曾使用的設備監測成效的一種評價方法。
表6 設備監測成效的評價
周期性監測診斷對設備狀态的把握率=(A B)/(A B C D)
2. 設備故障診斷效益評價
設備狀态監測和故障診斷貫穿于設備壽命周期的各個階段,它對于改善設計(設計本身的問題、可診斷性設計)、改進制造工藝和質量、減少庫存、指導和評價設備安裝和檢修效果、保證設備長周期安全經濟運行等均有重要作用。
根據實踐經驗,設備狀态監測和故障診斷的經濟效益主要體現在避免設備事故、依據診斷結果适時适度維修(适當的時機、用最短的時間、有針對性進行檢修;同步維修,确保系統整體效益;延長設備壽命周期等)而産生的産量效益和降低成本效益。診斷實踐中有大量例子,通過典型實例,最能說明設備監測診斷工作的重要性。
此外根據設備狀态加油/換油産生的降低油耗、降低無為能量消耗産生的節電效益等等方面都為企業帶來巨大的收益。
3. 統計結果
根據美國CSI公司提供的數據,在“RBM優秀獎”統計結果中一些行業在設備監測診斷方面的投入産出比,如表7。
表7 設備監測診斷投入産出比
另據英國工業界的統計,設備狀态監測帶來的收益的65%與産量有關,35%與維修費有關。統計結果顯示,最适宜開展狀态監測的行業有:能源、動力、煤炭、電力、石油、化工、交通運輸、冶金、建材、造紙、紡織、卷煙、造船、汽車等等。
,更多精彩资讯请关注tft每日頭條,我们将持续为您更新最新资讯!