对机泵进行故障诊断课件

状态监测技术在张海波 王会山 汤洪刚 何文新大庆油田第1 1设备状态监测与故障诊断技术是一种了解和掌设备状态监测与故障诊断技术是一种了解和掌握设备在使用过程中的状态，确定其整体或局握设备在使用过程中的状态，确定其整体或局部正常或异常，早期发现故障及其原因，并能部正常或异常，早期发现故障及其原因，并能预报故障发展趋势的技术。通俗地讲，它是一预报故障发展趋势的技术。通俗地讲，它是一种给设备种给设备“看病看病”的技术。设备工程师以及点的技术。设备工程师以及点检员、岗位员工就是检员、岗位员工就是“设备医生设备医生”设备状态监测与故障诊断技术是一种了解和掌握设备在使用过程中的2 2给人看病，医生需要“望、闻、观、切、问。”给设备给设备“看病看病”需要需要对设备运行数据采集、对设备运行数据采集、分析、判断、处理分析、判断、处理 给人看病，医生需要“望、闻、观、切、问。”给设备“看病”需要3 3 下面联系龙虎泡作业区外输、掺水泵、注下面联系龙虎泡作业区外输、掺水泵、注水泵在实际工况条件下的状态监测，以及根据水泵在实际工况条件下的状态监测，以及根据采集到的振动故障信号，对机泵进行故障诊断。采集到的振动故障信号，对机泵进行故障诊断。实现设备的预知维修。实现设备的预知维修。设备状态监测数据、分析、判断、处理在机设备状态监测数据、分析、判断、处理在机泵预知维护上的应用。泵预知维护上的应用。主要有主要有4 4个环节：个环节：1.1.机器设备状态参数的监测；机器设备状态参数的监测；2.2.进行信号处理，提取故障特征信息；进行信号处理，提取故障特征信息；3.3.确定故障类型和发生部位；确定故障类型和发生部位；4.4.对确定的故障作防治处理或控制。对确定的故障作防治处理或控制。下面联系龙虎泡作业区外输、掺水泵、注水泵在实际工况条4 4机器机器状态参数监测状态参数监测分析设备分析设备信号处理信号处理采样器采样器采集数据采集数据记录仪记录仪信号显示信号显示软件包软件包数据处理数据处理专家组专家组趋势分析与故障诊断趋势分析与故障诊断故障防治与控制故障防治与控制图图 1 1 机器状态监测的主要环节机器状态监测的主要环节设备监测过程完整PDCA循环图下面就下面就4 4个环节和各位进行一下交流个环节和各位进行一下交流机器状态参数监测分析设备信号处理采样器采集数据记录仪信号显示5 5 作为机械设备的状态监测及故障诊断技术，应用在上述环节中，监测与分析尤为重要。检测设备的状态参数是利用各类传感器和放大器获得有关设备运行状态的信息，以便测到设备的异常征兆，预知将要发生或已经发生的故障，为分析、诊断故障发生的部位、种类和程度提供依据，并且与记录系统、预警系统联接起来。1 1、机泵设备状态参数的监测、机泵设备状态参数的监测 作为机械设备的状态监测及故障诊断技术，应用在上述环6 61 1、机泵设备状态参数的监测、机泵设备状态参数的监测 据统计，因振动产生的机械故障率达据统计，因振动产生的机械故障率达60%60%；其次是因为振动信号中含有丰富的信息，很多其次是因为振动信号中含有丰富的信息，很多机械故障都能以振动状态的异常反应出来。机械故障都能以振动状态的异常反应出来。达到以下目的：达到以下目的：（1 1）在机器处于良好的工作状态时避免不必要的检修。）在机器处于良好的工作状态时避免不必要的检修。（2 2）对仍适合运转的轴承，避免常规更换）对仍适合运转的轴承，避免常规更换（3 3）及时发现隐患，避免事故发生和不必要的停产，有计划地）及时发现隐患，避免事故发生和不必要的停产，有计划地安排维修安排维修 1、机泵设备状态参数的监测 据统计，因振动产生的机械7 72011年以据岗位员工实测数据绘制的龙一联1#掺水泵的振动趋势图分析及处理：分析及处理：从趋势图中可以看出四月一日掺水泵非电机侧振动速度突然增大到从趋势图中可以看出四月一日掺水泵非电机侧振动速度突然增大到3.2MM/s3.2MM/s，电，电机振动正常。结合该泵历史，分析运行情况已有机振动正常。结合该泵历史，分析运行情况已有2459624596小时没更换轴承，大致判断该小时没更换轴承，大致判断该泵轴承出现故障。后来经维修验证轴承滚动体磨损或保持架损坏，更换轴承后运行泵轴承出现故障。后来经维修验证轴承滚动体磨损或保持架损坏，更换轴承后运行正常。正常。龙1-1#掺水泵非电机侧振动速度趋势图0.000.501.001.502.002.503.003.503.063.184.014.144.295.135.266.106.237.087.21日期振动速度(mm/s)Y(径向垂直)Z(轴向)1 1、机泵设备状态参数的监测、机泵设备状态参数的监测 2011年以据岗位员工实测数据绘制的龙一联1#掺水泵的振动趋8 82.2.进行信号处理，提取故障特征信息进行信号处理，提取故障特征信息在油田生产中，离心泵是典型的旋转机械，又是集输生产流程中的关键设备。作为核心设备的关键机泵在工艺流程中占据着重要的地位，其工作性能的好坏，直接影响到集输生产过程的连续性。因此，对一些重要的关键机泵状态监测信号的处理就尤为重要。2.进行信号处理，提取故障特征信息在油田生产中，离心泵是典型9 9实例：龙二实例：龙二2#2#掺水泵，振动趋势图：掺水泵，振动趋势图：龙二2#输油非电机侧振动速度趋势图0.001.002.003.004.005.006.003.063.133.183.244.014.075.205.276.236.307.087.157.217.29日期振动速度(mm/s)X(径向水平)Y(径向垂直)Z(轴向)2.2.进行信号处理，提取故障特征信息进行信号处理，提取故障特征信息分析及处理：分析及处理：该泵在该泵在1010年年3 3月月2424日底开起来后垂直振动一直偏大，有噪音。更换润滑油后有所好转，换出的油日底开起来后垂直振动一直偏大，有噪音。更换润滑油后有所好转，换出的油发黑，且含有水。现场人员判断是机封的漏水顺着轴封进入轴承腔内造成油乳化。但振动速度一直在发黑，且含有水。现场人员判断是机封的漏水顺着轴封进入轴承腔内造成油乳化。但振动速度一直在4.5-5.0mm/s4.5-5.0mm/s，拆解检轴承完好，故判断是轴承和轴承座不同心，拆卸轴承后测量发现轴承套和轴套，拆解检轴承完好，故判断是轴承和轴承座不同心，拆卸轴承后测量发现轴承套和轴套轻度磨损，配合间隙是轻度磨损，配合间隙是0.025mm0.025mm，原因是该泵的输送介质是含油污水，含腐蚀性以及微小沙粒造成该，原因是该泵的输送介质是含油污水，含腐蚀性以及微小沙粒造成该处磨损，机封更换频繁。处磨损，机封更换频繁。7 7月份针对故障现象我们重新加工了轴承套，更换轴承腔的油封月份针对故障现象我们重新加工了轴承套，更换轴承腔的油封”O”O”型圈，型圈，振动速度降为振动速度降为3.2mm/s3.2mm/s，噪声也明显下降，效果良好。，噪声也明显下降，效果良好。实例：龙二2#掺水泵，振动趋势图：龙二2#输油非电机侧振动速1010所谓的故障特征信息就是利用信号处理后特征与正常下的信号特征进行对比，如果出现较大的差异，就要重点研究处理。3 3 提取故障特征信息提取故障特征信息所谓的故障特征信息就是利用信号处理后特征与正常下的信号特征进1111CASE1：龙一联集输岗外输泵在2011年2月14日8点在状态检测监测时发现进口端的2X振动值突然加大，与以往的振动值变化相比较瞬间增高数很多，经过与正常监测图形对比判定是轴承问题，或者是轴承所在位置的出现重大问题，后经过维修与技术人员进一步的检查确认，跑内套出现较大的磨损。3 3 提取故障特征信息提取故障特征信息CASE1：龙一联集输岗外输泵在2011年2月14日8点在状1212 通过时时的状态监测，可以发现当机泵出现较大问题之前，监测的数据都会出现较大的变化，对于这些出现的变化我们要加以分析，确定问题的所在，最终确定故障，解决问题，这才是状态监测的根本。下面以机泵轴承监测与故障诊断为例加以说明。4 4、确定故障类型和发生部位，采取有效处理策略、确定故障类型和发生部位，采取有效处理策略 通过时时的状态监测，可以发现当机泵出现较大问题13134.14.1轴承故障诊断方式及技巧轴承故障诊断方式及技巧 实例：龙一联掺水泵2011年故障分析及处理 4.1轴承故障诊断方式及技巧 实例：14144.24.2轴承正常运行特点与诊断技巧轴承正常运行特点与诊断技巧 在长期生产过程的状态监侧中发现在长期生产过程的状态监侧中发现,滚动轴承的滚动轴承的运转状态在其使用过程中有一定的规律性运转状态在其使用过程中有一定的规律性,并且重复并且重复性非常好。例如性非常好。例如,正常优质轴承在开始使用时正常优质轴承在开始使用时,振动振动幅值和噪声均比较小幅值和噪声均比较小,但频谱有些散乱，这可能是由但频谱有些散乱，这可能是由于制造过程中的一些缺陷于制造过程中的一些缺陷,如表面毛刺等所致。运行如表面毛刺等所致。运行一段时间后，振动幅值和嗓声维持一定水平一段时间后，振动幅值和嗓声维持一定水平,频谱非频谱非常单一常单一,仅出现一、二倍频高点。极少出现三倍频以仅出现一、二倍频高点。极少出现三倍频以上频高点上频高点,轴承状态非常稳定，进人稳定工作期。轴承状态非常稳定，进人稳定工作期。4.2轴承正常运行特点与诊断技巧 在长15154.24.2轴承正常运行特点与诊断技巧轴承正常运行特点与诊断技巧 4.2轴承正常运行特点与诊断技巧 1616CASE2注水泵组1(型号：5S175）4.24.2轴承正常运行特点与诊断技巧轴承正常运行特点与诊断技巧 CASE2注水泵组1(型号：5S175）4.2轴承正常运行1717 继续运行一段时间后继续运行一段时间后,轴承幅值和噪声开始轴承幅值和噪声开始增大增大,有时出现异响有时出现异响,但振动增大的变化较慢但振动增大的变化较慢,此此时时,轴承峭度值突然加大轴承峭度值突然加大,可认为轴承出现初期可认为轴承出现初期故障。这时故障。这时,就要对该轴承进行严密监侧就要对该轴承进行严密监侧,密切注密切注意其变化。此后某年某月某日意其变化。此后某年某月某日,轴承峭度值又开轴承峭度值又开始快速下降始快速下降,并接近正常值并接近正常值,而振动和嗓声开始显而振动和嗓声开始显著增大著增大,且幅度加快且幅度加快,当振动超过振动标准时当振动超过振动标准时,其轴承峭度值也开始快速增大，当峭度值也超过其轴承峭度值也开始快速增大，当峭度值也超过正常值时，我们认为轴承已进人晚期故障正常值时，我们认为轴承已进人晚期故障,需及时需及时检修设备检修设备,更换滚动轴承。更换滚动轴承。4.24.2轴承正常运行特点与诊断技巧轴承正常运行特点与诊断技巧 继续运行一段时间后,轴承幅值和噪声开始增大,有时18181、通过设备状态监测与故障诊断技术在机泵上的应用，帮助点检维、通过设备状态监测与故障诊断技术在机泵上的应用，帮助点检维护人员确定泵组系统中零部件确切的失效位置及其故障发展趋势，预护人员确定泵组系统中零部件确切的失效位置及其故障发展趋势，预计被监测部件的预期寿命。点检维护人员针对具体情况作出决策，安计被监测部件的预期寿命。点检维护人员针对具体情况作出决策，安排巡回监测、监护运行或立即停机检修，在确保安全的前提下，避免排巡回监测、监护运行或立即停机检修，在确保安全的前提下，避免不必要的停机，延长设备的运行周期。这种防患于未然的处理方法使不必要的停机，延长设备的运行周期。这种防患于未然的处理方法使得设备故障在未发生前得到恰当处理，变事后维修为预防维修。得设备故障在未发生前得到恰当处理，变事后维修为预防维修。2、通过状态监测的四个步骤可以清晰的分析出机泵的隐患。利用状、通过状态监测的四个步骤可以清晰的分析出机泵的隐患。利用状态监测设备，完成了数据采集与处理，得出了实测曲线，对实测曲线态监测设备，完成了数据采集与处理，得出了实测曲线，对实测曲线处理与分析可看出状态监测系统得出的数据与以往的历史数据吻合程处理与分析可看出状态监测系统得出的数据与以往的历史数据吻合程度。状态监测为整个机泵的平稳、安全运转提供了必要的保证，成为度。状态监测为整个机泵的平稳、安全运转提供了必要的保证，成为指导实践进行预知性维修的重要依据。指导实践进行预知性维修的重要依据。5 结论1、通过设备状态监测与故障诊断技术在机泵上的应用，1919感谢各位专家的聆听；谢谢！2020