对由润滑油问题引起故障的空压机诊断实例

1、Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.对由润滑油问题引起故障的空压机诊断实例Stanlley R. Boggnattz, P.EE.Asssett Caare Teaam LLeadderBBenttly Nevvadaa Coorpoorattionne-mmaill: sstannleyy.boognaatzbenntlyy.coom HYPERLINK /bnprc/vibration25/diagnosef1.htm 点击击放大图图1：机机器总体体示意图图及相关关数据列列表 HYPERL

2、INK /bnprc/vibration25/diagnosef2.htm 点击放大图图2：第第3级压压缩机轴轴承的半半频谱图图 HYPERLINK /bnprc/vibration25/diagnosef3.htm 点击放大图图3：微微粒计数数趋势结结果润滑滑油分析析等技术术可以提提供对机机器状态态的新的的深入了了解，以以及对振振动分析析的机械械状态监监测能力力的补充充。本特特利内华华达公司司机械故故障诊断断服务部部(MDDS)及及资产管管理（AAsseetCaare，AAC)研研究小组组使用上上述手段段及其它它工具帮帮助我们们的客户户解决困困难的机机械问题题。本案案例研究究中将讨讨论将上上

3、述技术术集成至至一个预预测性维维修计划划中的重重要性。背景资料今今年的早早些时候候，本特特利公司司的MDDS被要要求对某某客户的的大型（44级，齿齿轮连接接）空气气压缩机机的问题题进行故故障诊断断。图11所示为为机器的的总体示示意图及及相关的的数据列列表。压压缩机的的两个小小齿的轴轴各由两两个径向向轴承支支撑，且且每个轴轴承各由由一个安安装在邻邻近轴承承的本特特利公司司生产的的电涡流流传感器器监测，以以测量转转轴相对对于轴承承座的振振动。所所有传感感器连接接至在线线的本特特利33300系系列振动动监测和和保护系系统。电电机及减减速齿轮轮轴各由由两个滑滑动轴承承支撑，但但并未安安装任何何永久安安

4、装的振振动监测测设备。这这种非常常有限的的振动监监测（缺缺少XYY两方向向振动监监测，缺缺少键相相位传感感器，减减速齿轮轮和电机机上没有有监测），虽虽被认为为对机械械进行故故障诊断断是非常常不充分分的，但但其却是是提供给给这种齿齿轮连接接的压缩缩机设计计的典型型配置。一一般来说说，这种种配置在在某种意意义上限限制了振振动分析析。本本案例分分析中的的数据采采集采用用本特利利公司的的便携式式数据采采集器SSnappshoot forr Wiindoows CEE及本特特利公司司的Syysteem1 软件件平台。SSnappshoot 装置连连接至333000系统的的监测器器上以采采集压缩缩机的振振

5、动数据据，而一一个临时时安装的的传感器器则被用用于进行行从电机机和减速速齿轮的的轴承上上采集数数据。相相关的过过程数据据测点也也同时被被组态至至Sysstemm1 中并采采样，以以进行对对振动数数据的相相关分析析。 振动分析在在过去的的数次检检测中，工工厂的预预测维修修（PDDM）程程序发现现了在压压缩机的的第3和和第4级级上振动动水平在在逐渐地地且连续续地增高高。当本本特利公公司的MMDS到到达现场场时，所所测量到到的转轴轴振动为为1.00密耳峰峰-峰值值(miil，ppp)。这这种振动动水平被被认为处处在 长长期运行行允许值值的边缘缘状态。对对电涡流流传感器器的信号号进行的的半频谱谱分析显

6、显示，各各测点的的振动信信号以工工频振动动（1XX)为主主要成分分。图22所示为为第3级级轴承处处的半频频谱。在在第1级级和第22级转子子上测量量到的振振动略低低，分别别为0.6miilppp和0.8miilppp，同样样1X分分量为主主。对对于振动动的增加加，轴承承的磨损损应为所所考虑的的可能性性之一。为为帮助进进行轴承承磨损的的评估，通通常应检检查电涡涡流传感感器的直直流间隙隙电压。非非常值得得指出的的是应该该牢记电电涡流传传感器提提供两种种重要的的测量：转轴相相对振动动(交流流电压成成分)和和转轴表表面至传传感器端端部的平平均距离离（间隙隙）（直直流电压压成分）。通通过对直直流间隙隙电压

7、对对时间的的趋势即即可确定定转轴的的表面是是否正在在远离传传感器的的端部，而而这正是是轴承乌乌金磨损损或其它它力的结结果。不不幸的是是，工厂厂所使用用的便携携式数据据采集器器并未测测量直流流电压分分量，也也更未对对其进行行趋势记记录以提提供转轴轴移动的的历史记记录。本本特利公公司的MMDS转转而对工工厂的维维修记录录和润滑滑油分析析的历史史记录进进行研究究以查找找进一步步线索。维修记录工工厂的有有关人员员报告在在过去的的两次检检查中，不不同程度度的焦渣渣均在压压缩机的的第3级级和第44级的轴轴承中被被发现，迫迫使轴承承被更换换。包括括相关的的材料和和人力费费用，每每次给工工厂造成成的费用用达4

8、千千美元。焦焦渣，或或称为碳碳沉积物物，通常常由润滑滑油氧化化所导致致。这是是一种部部分氧化化的有机机物的形形成物，由由高温、高高机械应应力，及及/或有有氧状态态下润滑滑油与某某些杂质质的反应应所导致致。油泥泥和漆状状墨油是是早期氧氧化的典典型的副副产品。随随着进一一步的氧氧化，这这些副产产品则被被转化为为腐蚀性性的羧酸酸，它可可以腐蚀蚀许多机机械部件件的表面面。润滑油分析析作作为工厂厂的预测测性维修修（PDDM)计计划的组组成部分分，润滑滑油每季季度被采采样一次次并送至至独立的的试验室室进行分分析。本本特利公公司的MMDS查查阅了最最近的数数据并发发现： 3pppm的铜铜含量 - 似为轴轴承

9、乌金金成分，也也是一种种污物并并加速氧氧化。 100ppmm的硅 - 由于对对环境空空气的过过滤不良良产生的的特别的的杂质。 水分为“ 0.1%” (1,000ppm)，- 粗略测量。 39ppm的锌含量（添加量）- 2000年3月以来的最低量，并呈下降趋势。 70ppm的磷含量（添加量）- 为测量范围的底限。 36.4CSt粘度值（40oC) - 高于此种润滑油的采样参考值31.6CSt约15.2%。 微粒计数指标达最高历史值且趋势向上，表明润滑油系统中的杂质正在积累。虽然然上述各各项中无无一单项项指标达达到报警警，或单单个指示示润滑油油存在问问题，但但统计数数指出润润滑油的的添加量量正在变

10、变质，轴轴承磨损损正在发发生，且且所发现现的机械械问题很很可能与与润滑油油相关。因因此，对对润滑油油再次进进行了进进一步的的分析，同同时本特特利公司司的MDDS对机机械的维维修记录录进行再再次分析析以查找找可能的的内部原原因。故障原因记记录显示示，原始始装填润润滑油- 一一种轻矿矿质透平平油-自19995年年投运开开始使用用至今。从从那时起起，仅进进行过必必须的油油添加补补充。此此油种的的润滑油油特性显显示，其其应用范范围适宜宜于冷态态，相对对低速，且且不宜过过低温。本本特利内内华达公公司过去去曾观察察到数次次由于这这种润滑滑油的错错误使用用所引起起的轴承承失效，特特别是在在高速或或较高温温度

11、情况况下的应应用。建议根根据对对对所测量量的振动动数据、油油分析数数据、及及维修记记录所作作的分析析，本特特利公司司MDSS向工厂厂提出了了如下建建议，以以改进此此种压缩缩机的可可靠性： 对轴承承进行检检查，并并对间隙隙进行仔仔细测量量。即便便是轻微微超过间间隙允许许值的轴轴承也会会导致较较低的动动刚度引引起振动动的增加加。 应使用用合成润润滑油（推推荐Poolyaalphhaollefiin,PPAO)以提供供改善的的润滑油油特性（见见表1）。在在此例中中，最重重要的特特性就是是凝固点点（PoourPPoinnt)和和粘度指指数。 表1 润滑滑油特性性比照表表动粘度类型凝固点F闪点FcSt4

12、0cSt100粘度指数ISO粘度级现有润滑油2040030.45.19532推荐的PAO合成油-5544032.06.013832 在添加加新润滑滑油前对对油箱进进行彻底底清洗，以以避免残残余的杂杂质造成成污染。 装置应运转8至10小时以对油系统进行彻底的冲洗，油应被排掉，油箱重新充油。 在未来的水分分析中，应采用卡尔-费歇尔水分测定试验（ Karl-Fischer， ASTM D1744)取代正在使用的“ Crackle试验” 。“ Crackle试验” 相对不够灵敏，通常仅用于检测湿度成分大于0.05%(500ppm)。经验表明，当水分水平仅为200ppm至300ppm时也会对润滑油特性及

13、油的使用寿命产生明显的和有害的影响，同时也会加重腐蚀。ASTMD1744试验提供的精确度高达0.001%(10ppm)，并提供乳化及纯水计数。 对于杂质的积累，建议对过滤器进行检查，以确认是否存在阻塞或滤网失效。同时建议考虑更换更好的滤网以提高过滤效果。因滤网加密导致的抽气降低损失不应成为问题，因为工厂仅使用了不到压缩机的总容量的75。 结束语任何预预测性维维修计划划的目的的都是以以最小的的维修费费用来提提高可靠靠性和可可用率。本本案例分分析指出出，无论论是对于于选择采采集数据据的类型型，还是是随后对对采集到到的数据据的分析析，经良良好训练练的专业业人员对对于工厂厂的预测测性维修修计划的的努力都都是非常常必要的的。本案案例中，仅仅有非常常有限的的数据一定周周期的振振动和润润滑油分分析数据据，但在在工厂中中没有经经良好培培训的专专业人员员对数据据进行分分析及对对数据之之间的关关系进行行分析。同同时，采采集到的的数据并并不象理理想的那那样完备备，如较较早提到到的检测测间隙电电压的趋趋势指示示轴承的的磨损及及较高范范围的试试验能力力（Kaarl-Fisscheer）以以检测润润滑油中中水分的的存在。 本本特利内内