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      在線(xiàn)狀態(tài)檢測與故障診斷的意義及發(fā)展現狀

      文/ 發(fā)布于 : 2021-06-03    瀏覽次數:8669

      一、在線(xiàn)狀態(tài)檢測與故障診斷的定義

      通俗地說(shuō),狀態(tài)監測與故障診斷就是給機器看病。人不可能不生病,機器在運行過(guò)程中出現故障也是不可避免的。人生了病需要求醫就診,機器出了故障也要找“醫生”診斷病因。醫生對病人的診斷是基于體征檢查(先看體溫,再進(jìn)行驗血、X 光、心電圖、B 超、…、甚至 CT 等)基礎上的分析判斷,對機器故障的診斷同樣也是基于狀態(tài)監測(先看總振動(dòng)值,再求助于頻譜、波形、軸心軌跡、趨勢圖、波德圖、全息譜圖等)基礎上的綜合性分析判斷。

      狀態(tài)監測是指通過(guò)一定的途徑了解和掌握設備的運行狀態(tài),包括利用監測與分析儀器(在線(xiàn)的或離線(xiàn)的),采用各種檢測、監視、分析和判別方法,對設備當前的運行狀態(tài)做出評估(屬于正常、還是異常),對異常狀態(tài)及時(shí)做出報警,并為進(jìn)一步進(jìn)行的故障分析、性能評估等提供信息和數據。

      故障是指機械設備喪失了原來(lái)所規定的性能或狀態(tài)。通常把設備在運行中所發(fā)生的狀態(tài)異常、缺陷、性能惡化、以及事故前期的狀態(tài)統統稱(chēng)為故障,有時(shí)也把事故直接歸為故障。

      而故障診斷則是根據狀態(tài)監測所獲得的信息,結合設備的工作原理、結構特點(diǎn)、運行參數、歷史狀況,對可能發(fā)生的故障進(jìn)行分析、預報,對已經(jīng)或正在發(fā)生的故障進(jìn)行分析、判斷,以確定故障的性質(zhì)、類(lèi)別、程度、部位及趨勢,對維護設備的正常運行和合理檢修提供正確的技術(shù)支持。

      20210325142169836983.jpg 

      二、在線(xiàn)狀態(tài)檢測與故障診斷的意義

      狀態(tài)監測與故障診斷技術(shù)的由來(lái)及發(fā)展,與十分可觀(guān)的故障損失以及設備維修費密切相關(guān),而狀態(tài)監測與故障診斷的意義 狀態(tài)監測與故障診斷的意義則是有效地遏制了故障損失和設備維修費用。具體可歸納如下幾個(gè)方面:

      ① 及時(shí)發(fā)現故障的早期征兆,以便采取相應的措施,避免、減緩、減少重大事故的發(fā)生;

      ② 一旦發(fā)生故障,能自動(dòng)紀錄下故障過(guò)程的完整信息,以便事后進(jìn)行故障原因分析,避免再次發(fā)生同類(lèi)事故;

      ③ 通過(guò)對設備異常運行狀態(tài)的分析,揭示故障的原因、程度、部位,為設備的在線(xiàn)調理、停機檢修提供科學(xué)依據,延長(cháng)運行周期,降低維修費用;

      ④ 可充分地了解設備性能,為改進(jìn)設計、制造與維修水平提供有力證據。

      自上世紀七十年代以來(lái),國內外石化、化工、電力、鋼鐵等行業(yè)為了極大限度地提高經(jīng)濟效益,生產(chǎn)規模不斷擴大,生產(chǎn)裝置向著(zhù)大型化、高速化、自動(dòng)化、連續化、單系列化發(fā)展,裝置中的關(guān)鍵設備均無(wú)備機,一旦出現故障停機,將導致整個(gè)裝置停產(chǎn),所造成的經(jīng)濟損失是十分巨大的。例如,一個(gè)年加工原油 500萬(wàn)噸的煉油廠(chǎng),停產(chǎn)一天的經(jīng)濟損失達二千多萬(wàn)元;一個(gè)年產(chǎn) 30 萬(wàn)噸合成氨的化肥廠(chǎng)預知性維修比較先進(jìn)、經(jīng)濟。據日本資料介紹,采用設備故障診斷技術(shù),故障停機時(shí)間可降低 75%,每年設備維修費可減少 25~50%。無(wú)怪國外有些專(zhuān)家認為,把少量美元花費在狀態(tài)監測上,比把上百萬(wàn)美元花費在因設備嚴重損壞而引起強迫停機后的檢修上更有價(jià)值。從開(kāi)展此項工作中嘗到甜頭的國內設備專(zhuān)家則說(shuō),開(kāi)展狀態(tài)監測與故障診斷工作是花小錢(qián)、省大錢(qián),購置監測儀器是花了一些錢(qián),但有效地降低了故障損失和設備維修費,反而節省了大錢(qián)。

      振動(dòng)分析.jpg 

      三、在線(xiàn)狀態(tài)檢測與故障診斷的發(fā)展與現狀

      狀態(tài)監測與故障診斷技術(shù)是近三十年來(lái)國內外發(fā)展較快的一門(mén)新興學(xué)科。我國狀態(tài)監測與故障診斷技術(shù)起源于上世紀七十年代末。那時(shí),建國后首批從西方工業(yè)發(fā)達國家成套引進(jìn)的 13 套大化肥裝置,以及隨后不久引進(jìn)的大化纖、大乙烯等裝置正處于建成后的試車(chē)、開(kāi)車(chē)階段,由于某些機組事故頻發(fā),促進(jìn)了高校及科研單位對這項技術(shù)的理論研究和實(shí)際應用。國外某些大公司的監測與診斷部門(mén)也同時(shí)開(kāi)展了一些服務(wù)與交流,客觀(guān)上起到了一定的推動(dòng)作用。79 年起,有些企業(yè)開(kāi)始研究西方設備維修體制,從中感受到狀態(tài)監測與預知性維修的重要意義。79 年到 83 年,一些受故障損失嚴重困擾的石化企業(yè),購置了國外先進(jìn)的頻譜分析儀等狀態(tài)監測儀器,進(jìn)入了初步的實(shí)踐階段,1983 年,原國家經(jīng)委下達了《國營(yíng)工業(yè)交通設備管理試行條例》,明確提出:“逐步采用現代故障診斷和狀態(tài)監測技術(shù),發(fā)展以狀態(tài)監測為基礎的預知性維修體制” ,從而把故障診斷納入企業(yè)管理法規,對發(fā)展故障診斷技術(shù)具有極為重要的意義。自 1984 年起,石化企業(yè)逐步建立起以總公司、公司(總廠(chǎng))、廠(chǎng)的三級狀態(tài)監測機構,配置人員,購置儀器,培訓學(xué)習,相互交流,全面開(kāi)展了狀態(tài)監測與故障診斷工作,整體水平得到提高。九十年代起,火力發(fā)電行業(yè)開(kāi)始開(kāi)展大型汽輪發(fā)電機組的在線(xiàn)狀態(tài)監測與故障診斷工作,并且發(fā)展較為迅速。進(jìn)入本世紀以來(lái),在鋼鐵、煉鋁、水力發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、空分等行業(yè)內,伴隨著(zhù)技術(shù)先進(jìn)的大型轉動(dòng)設備的投入使用,狀態(tài)監測與故障診斷技術(shù)也開(kāi)始得到重視與應用,并呈現出上升的趨勢。

      狀態(tài)監測與故障診斷技術(shù)自身的發(fā)展過(guò)程,大致可歸納為以下三個(gè)階段:

      ① 離線(xiàn)的 FFT 分析儀階段 FFT 分析儀階段

      上世紀八十年代初、中期,通過(guò)磁帶記錄儀到現場(chǎng)記錄振動(dòng)信號,然后回實(shí)驗室輸入 FFT(快速傅里葉變換)分析儀回放,進(jìn)行頻譜分析,只有功率譜(幅值譜)及波形,少數配置雙通道時(shí)才能看到軸心軌跡,分析方法單一,基本上只能查幅值、頻率。

      ② 離線(xiàn)或在線(xiàn)的計算機輔助監測、診斷階段

      上世紀八十年代末期至九十年代中期,通過(guò)計算機完成信息采集、信號分析、數據庫管理、甚至給出診斷結論,有各種圖譜,分析方法多樣,更加注重幅值、頻率、相位信息的全面、綜合利用,還涌現出專(zhuān)家輔助診斷系統。

      ③ 網(wǎng)絡(luò )化監測、診斷階段

      上世紀九十年代末以來(lái),充分利用企業(yè)內部局域網(wǎng)和 Internet 網(wǎng)絡(luò ),做到資源共享、節省投資、遠程診斷,所監測的參數不再局限于振動(dòng)、軸位移、轉速,進(jìn)一步擴展到流量、壓力、溫度等工藝過(guò)程量,對設備運行狀態(tài)的把握更加全面、準確,實(shí)現了真正意義上的專(zhuān)家遠程診斷。

      如今,在對設備當前運行狀態(tài)的監測以及故障原因的診斷方面,可以說(shuō)國內外狀態(tài)監測與故障診斷產(chǎn)品(無(wú)論是在線(xiàn)的、還是離線(xiàn)的)的性能都達到了較為令人滿(mǎn)意的水平。然而,用戶(hù)現場(chǎng)人員最關(guān)心的是設備當前故障的 ,用戶(hù)現場(chǎng)人員最關(guān)心的是設備當前故障的

      嚴重程度如何、今后的發(fā)展趨勢怎樣、還能否繼續運行下去 、還能否繼續運行下去、還能運行多久等問(wèn)題,恰恰在對故障程度的評估上以及故障趨勢的 ,恰恰在對故障程度的評估上以及故障趨勢的預報上,各家產(chǎn)品都顯得欠缺 ,各家產(chǎn)品都顯得欠缺。因此,狀態(tài)預報是目前監測診斷技術(shù)中較為薄弱的環(huán)節。

       

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      http://www.hizlt.cn/


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