關(guān)于化工設(shè)備與機械狀態(tài)的診斷分析探究實踐

＊張懷生

（玉門油田應(yīng)急與綜治中心煉化設(shè)備維護部 甘肅 735200）

1.引言

化工設(shè)備與機械是指化工企業(yè)生產(chǎn)化工產(chǎn)品所使用的各種設(shè)備機械的總稱，是現(xiàn)代化工行業(yè)生產(chǎn)發(fā)展不可或缺的重要組成部分。伴隨著現(xiàn)代科學技術(shù)水平的不斷提升，化工生產(chǎn)已基本淘汰了人工作業(yè)方式，可以說整個化工生產(chǎn)作業(yè)流水線均是由化工設(shè)備與機械完成。與此同時，化工設(shè)備與機械已實現(xiàn)了自動化和集成化轉(zhuǎn)變，工作人員只需要設(shè)置好作業(yè)程序便能夠?qū)崿F(xiàn)化工產(chǎn)品的自動化生產(chǎn)，并以此提高化工生產(chǎn)的整體水平和產(chǎn)品質(zhì)量。從化工生產(chǎn)角度來看，化工設(shè)備與機械的作業(yè)環(huán)境十分復(fù)雜和惡劣，一方面由于化工原材料具有極強的腐蝕性，因此在長期生存作業(yè)中會對設(shè)備機械造成侵蝕，并給生產(chǎn)安全問題的發(fā)生埋下隱患。另一方面，化工生產(chǎn)環(huán)境往往需要低壓、真空等條件，伴隨著部分高溫高壓作業(yè)環(huán)境極易發(fā)生燃燒、爆炸等情況，因此會對設(shè)備機械的運行狀態(tài)造成嚴重影響。基于此，為保障化工生產(chǎn)的安全性與穩(wěn)定性，需要化工企業(yè)定期對化工設(shè)備與機械進行檢修和維護，由此在保障化工生產(chǎn)質(zhì)量和效率的同時確保整個生產(chǎn)過程的安全與穩(wěn)定，并最終實現(xiàn)理想的經(jīng)濟效益。

2.化工設(shè)備與機械狀態(tài)診斷分析的重要價值

（1）實時掌控設(shè)備機械運行狀態(tài)。在化工生產(chǎn)作業(yè)過程中，設(shè)備與機械的運行狀態(tài)不僅決定著化工產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)劣，同時也會一定程度上影響生產(chǎn)效率。一般情況下，化工設(shè)備與機械的運行時間較長，且生產(chǎn)線已經(jīng)開啟便會持續(xù)不斷地進行生產(chǎn)作業(yè)，因此確?；ぴO(shè)備與機械處于良好的運行狀態(tài)具有十分重要的意義。加強化工設(shè)備與機械狀態(tài)診斷分析工作，能夠及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備機械運行中存在的故障問題，并及時對其進行檢修和維護，從而使其處于較高的運行水平和狀態(tài)，并保障化工產(chǎn)品生產(chǎn)的質(zhì)量和效率。

（2）減少化工生產(chǎn)安全事故發(fā)生。在化工生產(chǎn)領(lǐng)域，安全生產(chǎn)是一項十分重要的管理內(nèi)容，因為化工生產(chǎn)安全事故的發(fā)生不僅給工作人員帶來嚴峻的生命安全考驗，同時也會帶來化學污染問題，并由此帶來嚴重的社會影響和危害。從專業(yè)角度來看，化工生產(chǎn)安全事故的發(fā)生主要由化工設(shè)備與機械運行故障所引發(fā)，例如因化工設(shè)備與機械出現(xiàn)泄露、線路故障漏電以及長期不穩(wěn)定運行等情況都會誘發(fā)嚴重的安全事故。加強化工設(shè)備與機械狀態(tài)診斷分析工作，能夠及時發(fā)現(xiàn)并消除設(shè)備機械運行中存在的安全隱患，進而在保障安全生產(chǎn)的同時保障企業(yè)及員工的權(quán)益不受侵害。

（3）提高化工設(shè)備機械使用壽命。現(xiàn)代化生產(chǎn)的化工設(shè)備機械一般具備著高精密、自動化等特征，因此設(shè)備機械在采購成本方面也十分昂貴，因此化工設(shè)備機械是化工企業(yè)最為核心的生產(chǎn)材料。一般情況下，化工設(shè)備與機械的設(shè)計使用壽命相對較長，但其實際使用壽命則會受到具體作業(yè)環(huán)境的影響，而運行狀態(tài)不穩(wěn)定以及故障問題長期得不到處理則是降低設(shè)備機械使用壽命最為主要的影響因素。加強化工設(shè)備與機械狀態(tài)診斷分析工作，能夠?qū)ζ溥\行狀態(tài)進行全面了解和把控，而相對應(yīng)的維護檢修工作也有利于減少運行故障及安全事故的發(fā)生，由此在大幅提高化工設(shè)備機械使用壽命的同時也為企業(yè)帶來極高的經(jīng)濟效益。

3.常見的化工設(shè)備與機械狀態(tài)診斷分析技術(shù)和方法

（1）簡易診斷法。在化工設(shè)備與機械狀態(tài)診斷分析過程中，針對不同程度和部位的故障問題，會涉及到不同形式的診斷技術(shù)和方法，具體可以歸納為簡易診斷法和精密診斷法兩種。所謂簡易診斷法，是指技術(shù)人員能夠通過簡單儀器或者直接通過經(jīng)驗便能診斷出故障問題的技術(shù)方法。

①聽診法

聽診法，顧名思義便是通過聽覺來對化工設(shè)備與機械的故障問題進行診斷和分析，是一種十分常見的故障問題診斷方法。眾所周知，化工設(shè)備與機械在正常運轉(zhuǎn)狀態(tài)下發(fā)出的聲音應(yīng)當為平穩(wěn)、規(guī)律以及無雜音，但出現(xiàn)故障問題時則會產(chǎn)生明顯的雜音和異響。聽診法是工作人員根據(jù)異響發(fā)生位置或區(qū)域，基于工作人員豐富的工作經(jīng)驗來對故障問題進行判斷，而在具體的診斷中也會借助聽診器等簡易工具，例如電子聽診器能夠檢測到運行故障設(shè)備機械發(fā)出聲音的波長或頻率，進而基于相關(guān)信號來實現(xiàn)對故障問題的診斷。

②觸測法

接觸法是指工作人員通過對化工設(shè)備與機械進行直接接觸來感知故障問題的診斷分析方法，例如化工設(shè)備與機械存在故障問題時，會導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)異常振動、溫度升高等情況，而經(jīng)驗豐富的工作人員則能夠通過接觸的形式來對相關(guān)故障問題進行判斷。除此之外，工作人員也能夠借助工作來進行診斷，例如常見的壓力傳感器、溫度傳感器和測振儀器等簡易設(shè)備都能夠?qū)崿F(xiàn)對化工設(shè)備與機械的監(jiān)測，進而獲取設(shè)備機械故障問題的相關(guān)信息。

（2）精密診斷法。由于現(xiàn)代化工設(shè)備與機械越來越精密，以及整個化工生產(chǎn)線的自動化發(fā)展，使得一些故障問題隱藏很深，并且無法通過簡易診斷方法來實現(xiàn)故障問題的診斷分析，因此在化工設(shè)備與機械診斷分析中還需要采用精密診斷法。

①油液分析法

在化工機械運行過程中，由于許多傳動裝置在長期運行中會出現(xiàn)磨損，進而需要定期對相關(guān)零部件進行更換，如此才能保障化工機械的良好穩(wěn)定運行。由于部分化工機械的傳動裝置位置較深，無法通過簡易診斷法來進行故障問題的診斷，進而需要采取更加科學與合理的診斷方法，而油液分析法則能夠完美解決該方面問題。具體而言，油液是化工機械傳動裝置運轉(zhuǎn)不可或缺的重要材料，而其流動特性會受到機械運行狀況的影響，例如重力作用會導(dǎo)致油液密度出現(xiàn)差異，亦或伴隨機械使用而導(dǎo)致油液中金屬含量的增加。油液分析法是對大型化工機械的零部件進行逐一診斷，并通過對油液的科學分析來準確判斷各零部件的老化磨損情況，由此在對化工機械運行狀態(tài)進行評估的同時也對相關(guān)零部件的更換加以確定，從而來保障化工機械的長遠穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。

②紅外測溫法

化工設(shè)備與機械在生產(chǎn)作業(yè)中，由于機械設(shè)備的運轉(zhuǎn)會產(chǎn)生一定的溫度，而當設(shè)備處于非正常運轉(zhuǎn)狀態(tài)時則會導(dǎo)致溫度出現(xiàn)異常，當故障位置處于設(shè)備機械內(nèi)部時，往往無法通過簡易診斷法來進行分析，這時便需要采用紅外測溫儀器進行溫度的感知和信息采集。具體而言，工作人員利用熱敏元件的輻射效應(yīng)，能夠準確感知化工設(shè)備與機械各部位的溫度，并生成溫度分布圖像。而工作人員根據(jù)已獲知的溫度分布圖像來對化工設(shè)備與機械工作異常的區(qū)域進行診斷和分析，進而掌握故障問題所在。從應(yīng)用效果來看，紅外測溫法具有操作簡單、成本低廉和準確高效的優(yōu)勢，是當前化工設(shè)備與機械故障診斷分析的常見方法之一。

③無損檢測法

無損檢測法是指利用物質(zhì)的聲光磁特性。通過超聲檢測、射線探傷、滲透檢修等技術(shù)手段來實現(xiàn)對化工設(shè)備與機械故障問題的診斷分析，是當前化工生產(chǎn)領(lǐng)域最為常見的故障診斷分析方法。從應(yīng)用角度來看，無損檢測法的優(yōu)勢在于能夠在不拆解或損害化工設(shè)備與機械內(nèi)外結(jié)構(gòu)的同時實現(xiàn)對故障問題的非接觸式診斷分析，并且診斷結(jié)果準確性極高。例如X射線是通過電磁感應(yīng)方式來進行故障問題的診斷分析，具有較高的靈敏度和抗干擾能力，能夠在復(fù)雜環(huán)境下實現(xiàn)對故障問題的診斷。而超聲波則是利用超聲回波信號來進行化工設(shè)備與機械故障問題的診斷和分析，能夠?qū)α悴考灰魄闆r進行精準判斷，因此在測距方面有著無法替代的應(yīng)用價值。

④功率譜分析技術(shù)

在化工設(shè)備與機械狀態(tài)診斷分析工作中，還經(jīng)常用到功率譜分析方法，即通過化工設(shè)備與機械運行中產(chǎn)生消耗和損耗方面的差異來進行故障問題的診斷分析。眾所周知，當化工設(shè)備與機械出現(xiàn)故障問題時，其功耗也會相應(yīng)的增加，而當部分機械部件、電子元件等出現(xiàn)磨損時，也會導(dǎo)致設(shè)備機械耗能的增加。通過對化工設(shè)備與機械的耗能進行功率譜繪制，并對功率譜中的異常情況來對設(shè)備機械運行狀態(tài)進行診斷和分析。一般情況下，功率譜主要分為山狀譜、線狀譜和隨機譜三種類型，能夠通過不同角度來對設(shè)備機械的損耗情況進行客觀反映，進而對工作人員診斷分析進行輔助。值得注意的是，由于化工設(shè)備與機械運轉(zhuǎn)環(huán)境十分復(fù)雜，而天氣條件變化、溫度上的差異也會導(dǎo)致設(shè)備機械功耗的增加，因此在具體應(yīng)用上需要對相關(guān)因素的排除，如此才能提高故障問題診斷分析的準確性。

4.化工設(shè)備與機械狀態(tài)診斷分析實例

擠壓機機組是化工產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)運行中一種常見的機械設(shè)備，由于相關(guān)機械設(shè)備的價值較高，且處于化工生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，因此一旦設(shè)備機械出現(xiàn)故障問題不僅會影響化工生產(chǎn)的穩(wěn)定性，同時也給企業(yè)帶來沉重的經(jīng)濟損失。然而在具體的設(shè)備機械狀態(tài)診斷分析工作中，由于擠壓機設(shè)備機械在運行過程中存在變速、變載、低速的運行特點，而設(shè)備的常見故障主要為軸承和齒輪箱這種隱蔽性較強的故障，因此傳統(tǒng)診斷分析技術(shù)往往無法在設(shè)備運行中獲得有效精確地診斷分析結(jié)果，由此也導(dǎo)致了擠壓機狀態(tài)檢測也成為了化工設(shè)備機械故障診斷領(lǐng)域的難點之一。

圖1 高清沖擊脈沖技術(shù)軸承狀態(tài)診斷圖

為保障擠壓機機組的良好穩(wěn)定運作，以及能夠及時有效的發(fā)現(xiàn)相關(guān)故障問題，在擠壓機狀態(tài)診斷分析時主要采用以下兩種診斷分析技術(shù)：（1）振動技術(shù)。振動技術(shù)能夠通過傳感器獲取設(shè)備運轉(zhuǎn)中的相關(guān)信息，進而完成設(shè)備運轉(zhuǎn)狀態(tài)頻譜的繪制，如此能夠完成相應(yīng)故障問題的診斷分析。然而單獨使用振動技術(shù)來進行故障診斷需要保障擠壓機機組處于恒定轉(zhuǎn)速和負載的情況下，因此在化工生產(chǎn)環(huán)節(jié)中無法實現(xiàn)軸承、齒輪箱故障的精確有效診斷。（2）高清沖擊脈沖技術(shù)。高清沖擊脈沖技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)擠壓機變速、變載以及低速運行中的故障診斷，與振動技術(shù)的區(qū)別在于實現(xiàn)了對軸承潤滑狀態(tài)下的診斷。具體而言，高清沖擊脈沖技術(shù)能夠?qū)S承與齒輪的潤滑狀態(tài)以及早期損傷進行檢測，并通過傳感器準確獲知相關(guān)數(shù)據(jù)信息，同時結(jié)合過往數(shù)據(jù)庫中相關(guān)數(shù)據(jù)的對比來實現(xiàn)故障問題的精確判斷。

5.提高化工設(shè)備與機械狀態(tài)診斷分析水平的相關(guān)思參

新時期，企業(yè)為提高設(shè)備與機械狀態(tài)的診斷分析水平，還需要推動具體診斷模式的信息化建設(shè)工作。具體而言，企業(yè)要積極推進設(shè)備運行狀態(tài)的網(wǎng)絡(luò)化檢測和管理，即打造網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測平臺，并與設(shè)備檢測傳感設(shè)備相連接，這時工作人員能夠通過客戶端來實現(xiàn)設(shè)備機械運轉(zhuǎn)狀態(tài)的遠程監(jiān)控。其次，企業(yè)還要構(gòu)建設(shè)備運行狀態(tài)的數(shù)據(jù)庫，從而為監(jiān)測工作的分析判斷提供參考依據(jù)。最后，企業(yè)還要建立設(shè)備機械故障問題預(yù)警機制，進而在發(fā)現(xiàn)問題時能夠采取科學合理的防治措施。

6.結(jié)束語

綜上所述，化工設(shè)備與機械狀態(tài)的診斷技術(shù)方法呈現(xiàn)出多樣化和專業(yè)化發(fā)展趨勢，能夠很好的滿足不同情況下設(shè)備機械故障問題的診斷分析需求。在此背景下，化工企業(yè)還要注重自身設(shè)備機械診斷分析意識的強化，同時通過相關(guān)工作的制度化轉(zhuǎn)變以及工作人員業(yè)務(wù)能力的提升來全面保障化工設(shè)備與機械的良好穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，并最終推動化工企業(yè)的長遠穩(wěn)定發(fā)展。