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

張士偉

（大慶石化公司化工一廠，黑龍江 大慶 163000）

在石油化工行業(yè)中，大量機(jī)械設(shè)備的采用，促進(jìn)了行業(yè)的發(fā)展，尤其是轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的采用大大提高了生產(chǎn)效率。在實(shí)際運(yùn)行中，不可避免的由于各種原因?qū)е略O(shè)備的振動(dòng)而產(chǎn)生故障，設(shè)備的振動(dòng)幅度與配合間隙相關(guān)，間隙越大振動(dòng)越大，對設(shè)備的損傷也越大，很容易造成設(shè)備故障，影響設(shè)備的正常運(yùn)行，因此應(yīng)該做好石油化工轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的振動(dòng)原因和故障分析，從而有針對性的采取解決措施。

1 石油化工中主要的轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備運(yùn)行問題

石油化工設(shè)備中，煙機(jī)、風(fēng)機(jī)、氣壓機(jī)、空壓機(jī)、合成機(jī)組等是主要的轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備，也是主要的振動(dòng)來源。上述基礎(chǔ)一般采用離心式或軸流式壓縮機(jī)，具有功率大轉(zhuǎn)速高的特點(diǎn)，大多為生產(chǎn)中的主力設(shè)備，一旦發(fā)生故障停機(jī)就會(huì)造成生產(chǎn)損失，直接影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。隨著石油化工行業(yè)的不斷發(fā)展，生產(chǎn)設(shè)備的尺寸和重量越來越大，并且在自動(dòng)控制，故障檢測等方面提出了新的要求。特別是轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的振動(dòng)問題，一直是造成設(shè)備故障的主要原因之一，由設(shè)備振動(dòng)造成的故障損壞、能源額外損耗和停產(chǎn)維護(hù)是生產(chǎn)成本提高的主要元兇，并且進(jìn)一步危害到生產(chǎn)安全，威脅到工作人員的身體健康。

2 振動(dòng)產(chǎn)生的原因及分析

2.1 振動(dòng)的原因

石油化工轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的振動(dòng)是機(jī)械振動(dòng)的一種，是由物體在平衡位置做有規(guī)律的往復(fù)運(yùn)動(dòng)所形成的，是一種常見的物理現(xiàn)象，在機(jī)械運(yùn)行過程中非常常見。石油化工設(shè)備經(jīng)過長期運(yùn)行，不可避免的會(huì)產(chǎn)生磨損和變形，磨損和變形都會(huì)導(dǎo)致不平衡力的作用，從而產(chǎn)生振動(dòng)，機(jī)械振動(dòng)一般按照一定的規(guī)律進(jìn)行，假如受到外界因素的影響，有可能導(dǎo)致振動(dòng)失去原有規(guī)律，從而造成機(jī)械設(shè)備的損壞。此外，機(jī)械零件之間的配合不好也會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)。磨損件和正常件對比圖如圖1。

2.2 振動(dòng)的分析方法

通常采用時(shí)域分析法對石油化工轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的振動(dòng)進(jìn)行分析。時(shí)域分析法需要采用專門設(shè)備將機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)化為波形，通過觀察一定時(shí)間內(nèi)的波形變化，分析振動(dòng)的規(guī)律和特點(diǎn)，振動(dòng)信號的幅度值是指其最大值與最小值之間的差值，當(dāng)振動(dòng)幅度之超出標(biāo)準(zhǔn)范圍時(shí)，還需要對振動(dòng)的方向進(jìn)行分析，來確定振動(dòng)對機(jī)械設(shè)備的影響程度。此外，傅里葉分析也是經(jīng)常出現(xiàn)在機(jī)械設(shè)備振動(dòng)分析中的方法，這種分析方法能夠通過波形的阻值和功率頻譜分析出諧波分量和散布情況。

圖1 磨損件和正常件對比

3 石油化工轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的振動(dòng)故障的分類

（1）轉(zhuǎn)子失衡與彎曲。石油化工轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備中，假如轉(zhuǎn)軸在安裝時(shí)出現(xiàn)偏心，就會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)不平衡，引起振動(dòng)。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)過程中還會(huì)產(chǎn)生離心力，假如離心力不斷變化，就會(huì)造成設(shè)備振動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)子軸發(fā)生彎曲時(shí)，勢必造成質(zhì)量分布的不平衡，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動(dòng)。上述振動(dòng)都是由于轉(zhuǎn)子失衡或彎曲引起的，也是轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備振動(dòng)的常見原因之一。

（2）軸線不對中。通常是用化工轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備是通過連軸器進(jìn)行軸與軸的連接的，如果兩個(gè)軸通過連軸器連接時(shí)，軸線不對中，就會(huì)引起振動(dòng)，損壞軸承和設(shè)備，甚至造成安全生產(chǎn)事故，為企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)損失。一般軸線不對中是由于裝配誤差或連軸器過熱膨脹導(dǎo)致的。

（3）支承松動(dòng)。支撐松動(dòng)是指支撐轉(zhuǎn)動(dòng)部件的軸承座等部件發(fā)生松動(dòng)，一般是由于連接剛度不足或緊固較松引起的，進(jìn)而導(dǎo)致轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的阻力下降，在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中發(fā)生位移和碰撞，產(chǎn)生振動(dòng)，往往伴隨著設(shè)備的撞擊聲。

4 振動(dòng)故障的分析

石油化工轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的振動(dòng)是造成設(shè)備損壞和故障的常見原因，根據(jù)振動(dòng)原因的不同，振動(dòng)信號會(huì)表現(xiàn)出不同的特征，因此加強(qiáng)對振動(dòng)原因的分析，能夠區(qū)分不同的振動(dòng)類型，作為判斷故障原因的依據(jù)，為了保證振動(dòng)分析的結(jié)果準(zhǔn)確，我們應(yīng)采取多樣化的方法對其進(jìn)行分析。

4.1 根據(jù)類型判斷

對石油化工轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的振動(dòng)故障進(jìn)行分析時(shí)，需要從多方面因素入手，進(jìn)行全面細(xì)致的分析，比如根據(jù)振動(dòng)的聲音判斷故障類型。由于振動(dòng)發(fā)聲的位置，原因等不同，產(chǎn)生的振幅、振波、頻率等參數(shù)也會(huì)有很大的不同，因此，還需要根據(jù)設(shè)備的實(shí)際情況進(jìn)行判斷，采用多種方法進(jìn)行故障類型的檢測和分析，為解決故障提供科學(xué)的依據(jù)。

4.2 掌握設(shè)備性能

進(jìn)行振動(dòng)故障分析，首先要全面細(xì)致的了解設(shè)備的性能，對設(shè)備的型號功能、工作原理以及正常運(yùn)行情況進(jìn)行了解，掌握設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)的規(guī)律，如設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)的聲音、物料輸送情況、機(jī)械潤滑與傳動(dòng)情況等，還要掌握設(shè)備的維修歷史，然后根據(jù)故障的波形判斷出與設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)不同的異常情況，以此來分析故障的原因。

4.3 觀察變化

進(jìn)行振動(dòng)故障分析，還要做好三方面的觀察工作，抓住振動(dòng)故障的特征，進(jìn)而采取相應(yīng)的解決方法。一方面要觀察設(shè)備啟動(dòng)和停止時(shí)的振動(dòng)情況，掌握一定的振動(dòng)故障信息。另一方面要觀察振動(dòng)頻譜中的成分的改變，排除一些不可能的故障因素。最后一方面要觀察轉(zhuǎn)動(dòng)軸的運(yùn)動(dòng)軌跡，以此作為故障分析的依據(jù)。好這三方面觀察后，就可以將所得的信息進(jìn)行綜合分析，找出故障原因提出解決辦法，在故障排除后，還是要對設(shè)備進(jìn)行工作狀態(tài)的檢測，檢驗(yàn)故障的排除情況。

5 石油化工轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的維護(hù)管理

5.1 選擇合適的維修方法

石油化工轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備振動(dòng)故障的產(chǎn)生并不是一蹴而就的，而是日積月累逐漸發(fā)展的，在石油化工轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備日常運(yùn)行中應(yīng)注重設(shè)備狀態(tài)的維護(hù)，對設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)測，到檢測設(shè)備的檢測信息與維修人員的維修經(jīng)驗(yàn)開展設(shè)備維護(hù)工作。在維護(hù)過程中應(yīng)加強(qiáng)故障的預(yù)防，及時(shí)更換老舊部件，維持設(shè)備的良好運(yùn)行狀態(tài)。嚴(yán)格按照設(shè)備操作與養(yǎng)護(hù)規(guī)程進(jìn)行設(shè)備的保養(yǎng)，使設(shè)備的運(yùn)行處于可控狀態(tài)。負(fù)責(zé)設(shè)備維護(hù)的人員應(yīng)制定設(shè)備保養(yǎng)制度，在日常工作中做好設(shè)備的防腐、防老化處理。石油化工生產(chǎn)線具有很強(qiáng)的連貫性，一旦其中某個(gè)設(shè)備發(fā)生故障，有可能影響整條生產(chǎn)線的運(yùn)行，因此故障的預(yù)防是設(shè)備維護(hù)工作中的重中之重，應(yīng)做好預(yù)防性維修，制定設(shè)備定期檢修計(jì)劃，確保設(shè)備的連貫性不被破壞。石油化工企業(yè)在轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的維護(hù)工作中，應(yīng)強(qiáng)化責(zé)任意識，確保每臺設(shè)備都有專人負(fù)責(zé)，將責(zé)任落實(shí)到人，完善設(shè)備維護(hù)管理制度，使設(shè)備的維護(hù)更加規(guī)范與可控。

5.2 加強(qiáng)日常監(jiān)測

采用先進(jìn)技術(shù)和儀器進(jìn)行石油化工轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的日常監(jiān)測，建立穩(wěn)定高效的日常監(jiān)測系統(tǒng)，制定完備的設(shè)備檢修章程，當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，能夠有效應(yīng)對。還要不斷完善故障預(yù)警系統(tǒng)，做好設(shè)備的前瞻性維護(hù)，根據(jù)監(jiān)測記錄掌握設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，一旦超出標(biāo)準(zhǔn)值，立刻采取有效措施，確保設(shè)備的運(yùn)行安全。將石油化工轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備振動(dòng)數(shù)據(jù)錄入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，提高轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的故障信息搜集能力，為有效處理振動(dòng)故障提供科學(xué)依據(jù)。

5.3 做好巡檢

是由化工轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的振動(dòng)故障會(huì)嚴(yán)重威脅設(shè)備安全運(yùn)行，如不加以及時(shí)處理，又會(huì)引發(fā)更大的故障，更大的經(jīng)濟(jì)損失。因此必須做好設(shè)備的日常巡檢，將老舊設(shè)備事故設(shè)備作為巡檢的重點(diǎn)，在巡檢中采取科學(xué)的先進(jìn)技術(shù)，通過振動(dòng)監(jiān)測儀，紅外線探測儀等進(jìn)行設(shè)備的監(jiān)測，將監(jiān)測設(shè)備所獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行智能化分析，分析軸承的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，做好軸承的潤滑。

5.4 提高維護(hù)人員的素質(zhì)

為了提高石油化工轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的維護(hù)效率，必須提高維護(hù)人員的綜合素質(zhì)與技能水平，為科學(xué)高效進(jìn)行設(shè)備維護(hù)打下良好的基礎(chǔ)。石油化工企業(yè)要建立完善的人才培訓(xùn)、培養(yǎng)機(jī)制，對設(shè)備管理人員和維護(hù)人員進(jìn)行定期或不定期的培訓(xùn)，以此作為保障設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的前提。當(dāng)前使用化工行業(yè)中設(shè)備的故障率較高，設(shè)備管理與維護(hù)人員的管理意識與服務(wù)意識還相對較低，無法有效做到故障的預(yù)防與排除。因此，在提升社會(huì)管理與維護(hù)人員技能水平的同時(shí)，還要加強(qiáng)他們的責(zé)任意識，將安全生產(chǎn)人人有責(zé)的理念，落實(shí)到每一位維護(hù)人員，降低使用化工轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備振動(dòng)故障的維護(hù)成本。

6 結(jié)語

石油化工行業(yè)中轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備是石油化工生產(chǎn)設(shè)備中不可或缺的一項(xiàng)，由慣性力、共振、松動(dòng)等原因引起的振動(dòng)，會(huì)造成設(shè)備運(yùn)行不穩(wěn)定，能耗增加，甚至引發(fā)安全事故。因此做好石油化工轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備振動(dòng)故障的分析及處理，對石油化工生產(chǎn)具有重要意義，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，解決振動(dòng)故障，將振動(dòng)故障排除在未影響正常生產(chǎn)之前，是提高設(shè)備運(yùn)行效率，維護(hù)生產(chǎn)安全的重要保障。