浅谈第三类机械松动与转子摩擦故障分析诊断方法

2015-10-31张淑贤兰州石化公司设备维修公司甘肃兰州730060

化工管理 2015年3期

张淑贤（兰州石化公司设备维修公司，甘肃兰州730060）

张淑贤（兰州石化公司设备维修公司，甘肃兰州730060）

本文针对旋转设备第三类机械松动故障的特点，与之频谱特征等相似的转子摩擦故障进行全方位的区分。根据本人的状态监测工作经验，从设备运行环境、设备振动值、频谱图、检修状况等方面总结出相对应的故障诊断判别方法，并结合相关的典型案例进行充分说明，将故障分析的理论依据与设备实际运行状况等相结合提高故障诊断的准确性。

机械松动；故障诊断；案例

前言

第三类机械松动故障许多特征经常与机械转子摩擦频谱特征类似，容易造成故障原因的误判，给设备的维修带来一定困难。但根据设备故障类型频谱、振动波形特征、相位变化等实际情况可以区分故障。

一、故障特征

1.第三类机械松动故障

（1）故障现象：

此类故障能引起很大的噪声地平，如果松动严重，还会出现磨损轴承、轴以及相关部件，甚至卡死旋转设备的情况。

（2）故障诊断方法：

此类松动是比较好判断的，一般容易发生在设备内部的部件上，滚动轴承跑圈是较为常见现象，当发生这种故障时，滚动轴承温度会明显上升，这是因为滚动轴承正确安装时内圈与轴和轴承外圈与轴承座均为过度配合，而跑圈时内圈与轴或轴承外圈与轴承座（内圈转动）之间发生松动，并伴有摩擦现象，摩擦产生的热量聚集在轴承周围，进而使轴承润滑油（脂）受热乳化，造成润滑失效，这种松动的破坏性较大，只要发现就要抓紧检修。此外，该类松动的相位不稳定，在径向和轴向的相位差接近0度或180度；振动频谱图中存在明显的地毯值；振动波形无明显变化。

图1 第三类机械松动特征频谱图

2.转子摩擦故障

（1）故障现象

转子摩擦故障一般是由于转子弯曲、转子不对中引起轴心变形，间隙不足和非旋转部件弯曲变形等，一般发生在旋转件与静止件相接触时，转子摩擦可能是局部的，也可能是整个转子一周都摩擦。

（2）故障诊断方法：

1）径向摩擦：

当旋转件与静止件相接触发生摩擦时，转子摩擦会产生很多高频振动，发出频带很宽的噪声，这种声音就像是粉笔在很脏的黑板上划过发出刺耳的声响一样。激起很多高倍频的谐波（f、2f、3f、4f……），转子在发生局部摩擦故障时，轴心轨迹线总是向左方倾斜，垂直和水平方向上相位差180°。此外，在发生摩擦时，转子振动波形会出现波峰“削波”现象。

2）轴向摩擦：

转子与静止件发生轴向摩擦时，转子的振动特征几乎与正常状况一致，只能凭借检修人员对设备工况、温度变化等判定。

二、典型案例对比分析

案例1：

500万吨常减压装置泵101/1在2009年11月24日监测，发现该泵后端振动值较大，见表1。频谱图主要存在存在多倍倍频成分，并且存在较高的噪音地平和地毯值，见图2。

表1 泵101/1振动值

图2 11月24日泵101/1振动频谱图

解体该泵发现后端轴承外圈跑套，而且轴承滚道有严重划伤，更换轴承回装后设备运行正常。

案例2：

酚精炼装置（23/1）泵8B在2011年5月份监测时发现该泵前端振动值逐渐增大，见表2。

表2 泵8B振动值

该泵在运转过程中能明显听见尖锐的刺耳噪音，特别是在频谱图中，存在类似第三类机械松动故障的频谱特征，但是地毯值较小，并且波形图中可见削波现象，为转子径向摩擦的故障特征。后经证实，该泵添加的是润滑脂，由于输送介质的特殊性，经常造成转子干摩擦，因此振动值常高不下。目前维修班组采取及时添加润滑脂的方式保证该设备的正常运转。