设备检测诊断技术应用实例

摘要：通过设备故障诊断实例，介绍诊断技术在开展状态检修中的重要性。
关键词：状态检修、故障检测、诊断技术、应用实例
一．引言
随着电力技术的发展，我厂的设备检修体制也在不断的优化，由最初的故障检修、计划检修逐步向状态检修过渡，分阶段的采用了转动设备振动检测专家系统、油液分析仪、红外成像仪等检测设备，对相关设备运行状况进行检测诊断，结合机组计划检修合理安排设备检修。状态检修是建立在设备状态检测与诊断技术的基础上而开展的。
我厂现在使用的转动设备诊断设备是美国恩泰克（Entek）公司研制的振动检测专家系统，包括软件与硬件两部分,软件为EMONITOR Odyssey，硬件包括FAST TRASK数据采集仪和与其配套使用的加速度传感器。我厂是从94年开始使用该系统的，期间对软件进行过一次升级，由开始的DOS版升级为Windows版。设备的诊断过程可分为现场数据采集、回放至电脑、数据分析、得出结论。经过几年的实践，逐渐形成一套较完整的转动设备诊断制度。进行诊断的设备主要是主机及其附属转动设备，现场数据采集的周期基本为每月一次，然后根据不同设备状况进行随时调整。
二．检测结果
这里介绍的是我厂#1机组的A汽泵振动故障检测诊断处理过程。该汽泵为6级离心泵，最大功率为6MW，转速调整范围为3000-6000rpm，给水泵两端轴瓦为多油契可倾瓦，泵与汽轮机连接方式为
图1
[img]http://www.electricpower.cn/UploadFiles/News/A20051028928.9819.jpg[/img]
图2
[img]http://www.electricpower.cn/UploadFiles/News/A20051028274.3799.jpg[/img]
齿轮连接。A汽泵于99年2月大修后启动运行不久，发现振动值相对其他汽泵偏高，但不超过标准值，一直维持运行。2000年10月10日进行周期振动检测时发现汽泵轴承座水平、垂直、轴向三个方向振动都有不同程度升高，非驱动端轴承振动速度幅值分别为15.1mm/s、12.0 mm/s 、10.7 mm/s，驱动端轴承振动也有不同程度增加,但振幅一直较低，约是非驱动端振幅的一半。检查轴承温度、回油温度无异常，进行转速负荷调整，振动随转速升高而增加。通过对非驱动端轴承振动频谱分析，发现振动速度值频谱图（图1）以工频90Hz为主，幅值为12.2 mm/s，占振动全频幅值的81%，并伴有2倍、3倍等的低频振动，转换成冲击能量频谱图（图2）进行分析，发现除了低频振动外，还有明显的19.5倍、20.5倍、21.5倍等高频振动存在，高频区域含有较丰富的边带成分。

三．诊断分析

对泵两端轴承及小汽轮机负荷侧轴承振动频谱比较分析，发现三个部位频谱图很相似，只是幅值不同,泵驱动端水平方向为7.6 mm/s，小汽轮机负荷侧轴承水平方向为4 mm/s，因而判断，三个部位的振动源是相同的，由于泵与汽轮机之间为齿轮连接，对振动传递具有削弱功能，所以判断振源在泵侧。

产生以上振动频谱的原因可能有不平衡、部件松动、碰磨、裂纹等。较高的工频振动首先应怀疑动不平衡，但不平衡的一个突出特点是水平方向振幅远大于其它方向，比较非驱动端三个方向的振幅，认为不平衡成份很小，不是引起振动大的主要原因，因而排除不平衡因素。对汽泵组各轴承外部螺丝进行紧固，未发现有外部松动现象。如果没有汽轮机侧的约束力，有可能泵两端振动幅值相近，那么振源可能是泵内部，而不是哪一端轴承。

冲击能量通常反映的是金属与金属之间周期性的短暂的机械冲击的一种能量变化，以gSE为单位。根据明显的高频分量和较高的冲击能量存在，初步判断是泵内部部件有裂纹或动静之间的碰磨存在。

暂时不能精确判断发生故障的部件，加上轴承温度与回油温度无升高，考虑到在机组运行中进行汽泵检修的多种不利因素，决定维持运行，运行中严密观察其发展情况再定，若故障发展加重必然在振幅上表现出来。现在做好检修准备，当振幅超过运行允许值时再安排检修。如果振动情况基本稳定，没有明显发展现象，如果振动幅值能保持现在的水平，将维持运行至下次机组小修时（2001年6月）处理。

四．故障处理

经过几个月的运行，A汽泵振动稍有升高，2001年6月6日#1机组开始小修，A汽泵解体，对轴瓦检查未发现异常，转子外观无异常，决定更换泵转子。小修结束后，A汽泵启动，非驱动端振动值三个方向最大值为4.6mm/s，运行稳定。

对替换下的A汽泵转子解体发现，泵导叶内衬套与轴径有摩擦痕迹,各级导叶与衬套的焊接部位有不同程度开裂,有的已全周开焊脱离。

对泵轴进行检查，弯曲度正常，进行着色探伤，在泵轴非驱动侧推力盘装配部位键槽内侧发现裂纹，利用裂纹分析仪器检查裂纹长20mm，深6mm。

综合分析认为：振动增大是由于运行中轴裂纹与导叶衬套之间开焊并与泵轴摩擦造成。

五．总结

该实例说明了设备检测诊断技术在生产现场的应用对及时发现设备故障、合理安排检修降低成本、提高设备运行可靠性起着重要作用。