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第二節 設備故障診斷技術和它的實施過程
一、設備故障診斷的實施過程
測取設備在運行中或相對靜止條件下的狀態信息,通過對信號的處理和分析,并結合設備的歷史狀況,定量識別設備及其零部件的技術狀態,并預知有關異常、故障和預測未來技術狀態,從而確定必要的對策的技術,即設備故障診斷技術。
診斷技術的三個階段:狀態監測,分析診斷,治理預防。
(一) 狀態監測
通過傳感器,采集設備在運行中的各種信息,把它轉變為電信號或者其他信號,再把這個信號送到信號處理系統進行處理。
信號處理系統主要就是把有用信號提取出來,而把無用信號、干擾信號排除。
(二) 分析診斷
包括狀態識別和診斷決策兩個部分,狀態識別就是把這些參數或者圖譜和參考的參量或者參考的圖譜進行比較,來識別設備是否存在故障,通過這樣狀態識別以后,就可以做出診斷結果,即分析診斷。
(三) 治理預防
根據分析診斷得出的結論,確定治理修正預防的辦法。包括調度、改變操作、更換停機檢修等等。
二、狀態監測與故障診斷的區別與聯系
狀態監測是故障診斷的基礎和前提,沒有狀態監測就談不上故障診斷。而故障診斷是對監測結果的進一步分析和處理,診斷是目的。
三、設備故障診斷技術的分類,有三種分類方法:
(一)按照診斷的目的、要求和條件分類,分為功能診斷和運行診斷、定期診斷和連續監測、直接診斷和間接診斷、在線診斷和離線診斷、常規診斷和特殊診斷、簡易診斷和精密診斷等等。
1、功能診斷和運行診斷。功能診斷主要是針對新安裝的設備或剛剛維修過的設備,而運行診斷更多是起到狀態監測的功能。
2、定期診斷和連續監測。
3、直接診斷和間接診斷。
直接診斷是直接根據關鍵零部件的狀態信息來確定其所處的狀態,例如軸承間隙、齒面磨損.直接診斷迅速可靠,但往往受到機械結構和工作條件的限制而無法實現。
間接診斷是通過設備運行中的二次效應參數來間接判斷關鍵零部件的狀態變化。由于多數二次效應參數屬于綜合信息,因此在間接診斷中出現偽警或漏檢的可能性會增加。
4、在線診斷和離線診斷。
在線是指對現場正在運行設備的自動實時監測;而離線監測是利用磁帶記錄儀等將現場的狀態信號記錄后,帶回實驗室后再結合診斷對象的歷史檔案進行進一步的分析診斷或通過網絡進行的診斷。
5、常規診斷和特殊診斷。
常規診斷是在設備正常服役條件下進行的診斷,大多數診斷屬于這一類型診斷。但在個別情況下,需要創造特殊的服役條件來采集信號,例如,動力機組的起動和停機過程要通過轉子的扭振和彎曲振動的幾個臨界轉速采集起動和停機過程中的振動信號,停車對診斷其故障是必須的,所要求的振動信號在常規診斷中是采集不到的,因而需要采用特殊診斷。
6、簡易診斷和精密診斷。
簡易診斷一般由現場作業人員進行。憑著聽、摸、看、聞來檢查。也可通過便攜式簡單診斷儀器,如測振儀、聲級計、工業內窺鏡、紅外測溫儀等對設備進行人工監測,根據設定的標準或憑人的經驗確定設備是否處于正常狀態。
精密診斷一般要由專業人員來實施。采用先進的傳感器采集現場信號,然后采用精密診斷儀器和各種先進分析手段(包括計算機輔助方法、人工智能技術等)進行綜合分析,確定故障類型、程度、部位和產生故障的原因,了解故障的發展趨勢。
(二)按診斷的物理參數分類
振動、聲學、溫度、污染、無損診斷、壓力診斷等等,都是按物理參數分類。
表9-1 按診斷的物理參數分類
診斷技術名稱 狀態檢測參數
振動診斷技術 平衡振動、瞬態振動、機械導納及模態參數
聲學診斷技術 噪聲、聲阻、超聲以及發射等
溫度診斷技術 溫度、溫差、溫度場以及熱象等
污染診斷技術 氣、液、固體的成分變化,泄漏及殘留物等
無損診斷技術 裂紋、變形、斑點及色澤等
壓力診斷技術 壓差、壓力及壓力脈動等
強度診斷技術 力、扭矩、應力及應變等
電參數診斷技術 電信號、功率及磁特性等
趨向診斷技術 設備的各種技術性能指標
綜合診斷技術 各種物理參數的組合與交叉
(三)按照按診斷的直接對象分類
各種不同的對象,診斷方法、診斷的技術、診斷的設備都有很大區別,按照機械零件、液壓系統、旋轉機械、往復機械、工程結構等等來進行區分。
表9-3 按直接診斷對象分類
診斷技術名稱 直接診斷對象
機械零件診斷技術 齒輪、軸承、轉軸、鋼絲繩、連接件等
液壓系統診斷技術 泵、閥、液壓元件及液壓系統等
旋轉機械診斷技術 轉子、軸承、葉輪、風機、泵、離心機、汽輪發電機組及水輪發電機組等
往復機械診斷技術 內燃機、壓氣機、活塞及曲柄連桿機構等
工程結構診斷技術 金屬結構、框架、橋梁、容器、建筑物、靜止電氣設備等
工藝流程診斷技術 各種生產工藝過程
生產系統診斷技術 各種生產系統、生產線
電器設備診斷技術 發電機、電動機、變壓器、開關電器
【例題4•多選題】設備故障診斷通常分為狀態監測、分析診斷和治理預防三個階段,其中分析診斷包括狀態識別和診斷決策。下列各項中,屬于分析診斷階段工作內容的包括 ( )。(2007)
A.獲得診斷決策的可靠依據——征兆
B.將反映設備運行狀態的征兆與故障狀態參數進行比較,來識別設備是否存在故障
C.找出故障產生的原因及發生的部位
D.預測設備的性能和故障發展的趨勢
E.確定治理修正的辦法
答案:BCD
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