石油化工轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的振動(dòng)故障分析及處理

李鴻志

摘要：在科學(xué)技術(shù)水平不斷發(fā)展背景下，越來越多先進(jìn)技術(shù)設(shè)備涌現(xiàn)，并被廣泛應(yīng)用在石油化工生產(chǎn)中。由于石油化工產(chǎn)業(yè)自身特性，轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備在運(yùn)行中，由于運(yùn)行負(fù)荷較大，或是受到環(huán)境因素影響出現(xiàn)振動(dòng)故障問題，在不同程度上影響著設(shè)備的運(yùn)行效率。本文就石油化工轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備振動(dòng)故障進(jìn)行分析，從多種角度分析故障原因，提出合理有效的改善措施。

關(guān)鍵詞：石油化工；轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備；振動(dòng)故障

引言

機(jī)械設(shè)備的振動(dòng)是物體或質(zhì)點(diǎn)在相對平衡點(diǎn)的位置移動(dòng)，因?yàn)槲矬w在運(yùn)行中存在間隙，在晃動(dòng)中從而產(chǎn)生位置偏移，其震動(dòng)幅度的大小取決于設(shè)備控制間隙的大小，間隙越大震動(dòng)越大，間隙越小震動(dòng)越小。機(jī)械設(shè)備的振動(dòng)不僅會(huì)對工作的精度產(chǎn)生不利影響，一定程度上會(huì)加重設(shè)備因振動(dòng)磨損帶來的損壞。對機(jī)械設(shè)備震動(dòng)原因進(jìn)行分析，排除故障，才能有效保證設(shè)備的正常和高效運(yùn)行。

一、機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生的原因

機(jī)械設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，因?yàn)橐獪p小摩擦力，所以不同物體之間都存在一定的間隙，隨著轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)的增加和不斷的日漸磨損，間隙會(huì)呈現(xiàn)增大的趨勢，一旦超過一定范圍，就會(huì)產(chǎn)生運(yùn)轉(zhuǎn)中的振動(dòng)，并會(huì)隨著間隙的增大而振動(dòng)的越來越厲害，不但加劇了設(shè)備的磨損程度，而且由于振動(dòng)會(huì)影響其工作的精確度，也一定程度上降低了功的傳遞效率。但是，機(jī)械設(shè)備的振動(dòng)是無法完全避免的，運(yùn)行最穩(wěn)定的機(jī)械也存在振動(dòng)現(xiàn)象，是無時(shí)不在的。而引起機(jī)械振動(dòng)的原因也不是單一的，有時(shí)會(huì)因?yàn)橐怀稣饎?dòng)而波及另一處的振動(dòng)，從而形成一種共振，共振會(huì)產(chǎn)生一定的沖擊力，對設(shè)備的使用壽命和使用效果產(chǎn)生不利影響。

反過來說，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)震動(dòng)現(xiàn)象時(shí)，或震動(dòng)的頻率超出正常范圍時(shí)，就要考慮設(shè)備是否發(fā)生了某些故障或損壞。要檢查和排除設(shè)備故障，可以通過檢測設(shè)備振動(dòng)的頻率、轉(zhuǎn)數(shù)、速度及其位移量和相位等一些列數(shù)據(jù)參數(shù)，進(jìn)行有效的分析研究，查尋產(chǎn)生異常震動(dòng)的原因，以便及時(shí)采取行之有效的措施進(jìn)行妥善處置，保證機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)行。通過異常震動(dòng)的參數(shù)分析來檢測設(shè)備故障，具有方便快捷、判斷準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)。而采用的振動(dòng)檢測診斷設(shè)備故障的分析法，成為較為常用的一種故障診斷方法，被廣泛的應(yīng)用到設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的故障排除中來，并不斷地更新和完善，技術(shù)越來越成熟。

二、常見的振動(dòng)故障分析

（一）常見的振動(dòng)故障類型

引起機(jī)械振動(dòng)的原因也是多方面的，認(rèn)識(shí)和了解機(jī)械設(shè)備轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)易見的振動(dòng)故障和振動(dòng)原因，可以有效提升轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備振動(dòng)分析的準(zhǔn)確性。通常來說，引起機(jī)械設(shè)備轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的故障主要來自以下原因。一是機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)轉(zhuǎn)子失衡和轉(zhuǎn)子彎曲。轉(zhuǎn)軸作為轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的最關(guān)鍵部件，安裝或使用過程中很容易出現(xiàn)轉(zhuǎn)軸的質(zhì)量偏心或缺損，出現(xiàn)轉(zhuǎn)子失衡現(xiàn)象，從而產(chǎn)生不平衡的往復(fù)作用力。來回往復(fù)的作用力指的是一種作用力反復(fù)的對另一種物體產(chǎn)生作用，從而引起物體的來回運(yùn)動(dòng)，而在往返運(yùn)動(dòng)過程中，如果運(yùn)行的不平衡、不對中就會(huì)引起磨損晃動(dòng)等現(xiàn)象，會(huì)產(chǎn)生一定的反復(fù)作用力，引起設(shè)備振動(dòng)。另外，轉(zhuǎn)子彎曲或不對中引起震動(dòng)。機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的轉(zhuǎn)子通常情況下由聯(lián)軸器來連接，當(dāng)聯(lián)軸器出現(xiàn)熱膨脹或承載負(fù)荷過大時(shí)，容易造成轉(zhuǎn)子間軸線不對中，致使軸承磨損增大、轉(zhuǎn)軸彎曲、轉(zhuǎn)子偏心，引發(fā)機(jī)器強(qiáng)烈振動(dòng)。二是共振現(xiàn)象引起震動(dòng)加大。共振現(xiàn)象是因?yàn)檫\(yùn)轉(zhuǎn)中的機(jī)械設(shè)備遭受到和機(jī)械固有頻率相同的往復(fù)作用力而引起的，振動(dòng)越強(qiáng)烈，越容易造成破壞力，影響機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)行。三是設(shè)備的某些部件產(chǎn)生松動(dòng)跡象。比如固定設(shè)備的螺絲沒有擰緊、設(shè)備軸承間隙過大、某些配件標(biāo)準(zhǔn)不符、轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備存在載荷過大、潤滑不良、某些部件老化腐蝕等等，都會(huì)引起機(jī)械設(shè)備的振動(dòng)，尤其在旋轉(zhuǎn)工作狀態(tài)，振動(dòng)就會(huì)越強(qiáng)烈，越強(qiáng)烈越容易引起共振，加重設(shè)備的振動(dòng)頻率，導(dǎo)致工作不精細(xì)、效率低下，嚴(yán)重時(shí)致使設(shè)備損壞。

（二）振動(dòng)故障分析步驟

當(dāng)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備發(fā)生不同程度的振動(dòng)時(shí)，要結(jié)合機(jī)械設(shè)備的實(shí)際情況，通過對一系列參數(shù)數(shù)據(jù)的分析和研究，進(jìn)行綜合、分析、判斷，從而查出故障原因。首先，要對機(jī)械設(shè)備的性能和結(jié)構(gòu)、工作原理有一個(gè)清楚的了解。其次，要注重監(jiān)測三個(gè)關(guān)鍵變化點(diǎn)來識(shí)別故障。通過觀察設(shè)備啟動(dòng)與關(guān)停中轉(zhuǎn)速變化引起的振動(dòng)量變化，用頻譜分析法觀察頻率成分與各成分相位間的的變化，軸心軌跡形狀的變化，然后進(jìn)行綜合分析和判斷，辨別故障是否存在。如果有故障要采取相應(yīng)解決措施，并通過工作狀態(tài)的一系列監(jiān)測來檢查及其是否發(fā)揮正常功能。

三、檢測維修

（一）預(yù)防性維修

其基本含義是對影響設(shè)備正常運(yùn)行的潛在故障采取“預(yù)防為主”的措施，即在設(shè)備的使用過程中加強(qiáng)維護(hù)保養(yǎng)，預(yù)防故障的發(fā)生，盡可能在設(shè)備開始出現(xiàn)功能性故障之前進(jìn)行預(yù)防維修。設(shè)備功能定義了設(shè)備提供設(shè)計(jì)功能所必需的正常運(yùn)行條件要求，預(yù)防性維修的最基本的目的就是保持設(shè)備自身（除環(huán)境和工藝條件外）的正常運(yùn)行條件要求。通常概念的預(yù)防性維修主要是指基于時(shí)間的維修，這是一種基于日歷時(shí)間或設(shè)備運(yùn)行時(shí)間為依據(jù)而進(jìn)行的周期性維修。

典型的預(yù)防性維護(hù)活動(dòng)包括定期檢查、狀態(tài)檢測、易損部件的更換、緊固和校準(zhǔn)，以及基本的清潔，從而維持設(shè)備正常運(yùn)行和防止設(shè)備發(fā)生故障。有效的預(yù)防性維護(hù)策略可以讓設(shè)備保持在最佳的運(yùn)行狀態(tài)，減少故障并實(shí)現(xiàn)設(shè)備最大化的有效生命周期。另外，通過預(yù)防性維修也可以發(fā)現(xiàn)設(shè)備潛在故障，從而有充分的時(shí)間安排維修計(jì)劃和準(zhǔn)備所需的備件，有計(jì)劃地進(jìn)行維修工作。裝置定期停車進(jìn)行大檢修也可看做是預(yù)防性維修的一種特殊形式。

（二）狀態(tài)維修或預(yù)測性維修

狀態(tài)維修以設(shè)備狀態(tài)檢查、檢測和診斷等科學(xué)技術(shù)手段為基礎(chǔ)，適時(shí)掌握設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，收集可用于指示潛在故障或即將發(fā)生故障（ 振動(dòng)，溫度，聲音，顏色等等） 的變量數(shù)據(jù)，再根據(jù)設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)情況對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和預(yù)測，進(jìn)而制定相應(yīng)的維修計(jì)劃，在設(shè)備出現(xiàn)了性能劣化后以接近會(huì)發(fā)生功能性故障之前進(jìn)行維修，而不是僅僅以設(shè)備使用時(shí)間為依據(jù)制定維修計(jì)劃。通過尋求所需的合理有效的維護(hù)水平，達(dá)到非計(jì)劃停機(jī)時(shí)間最小化的目標(biāo)。狀態(tài)維修要求定期對設(shè)備進(jìn)行各種參數(shù)測量，及時(shí)反映設(shè)備實(shí)際狀態(tài)。測量的參數(shù)可以在一定的提前期間給出警報(bào)，以便采取適當(dāng)?shù)木S修措施。狀態(tài)維修是在設(shè)備出現(xiàn)了性能劣化后實(shí)施的維修，只不過狀態(tài)的逐漸劣化是由被檢測的設(shè)備狀態(tài)參數(shù)變化反映出來的，因而可以被提前分析和預(yù)測。預(yù)防性維修和狀態(tài)維修都屬于主動(dòng)性維修的范疇。

四、結(jié)語

總而言之，在對石油化工產(chǎn)業(yè)當(dāng)中所應(yīng)用的轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)管理的過程當(dāng)中，應(yīng)該具體問題具體分析，結(jié)合設(shè)備所呈現(xiàn)的實(shí)際運(yùn)行狀況以及變化的特征制定最為合理的優(yōu)化方案。相關(guān)從業(yè)人員應(yīng)該積極探索，對國外的一些先進(jìn)技術(shù)和理念加以借鑒，與我國石油化工行業(yè)的實(shí)際狀況相互結(jié)合，繼而創(chuàng)建出一套符合我國國情的轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備維護(hù)管理體系，為行業(yè)的健康發(fā)展以及國民經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步提供出源源不斷的動(dòng)力。

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