故障诊断案例选编

旋起色械常有故障诊疗实践事例选编郑州恩普特设施诊疗工程有限企业2011年2月1.不均衡类故障1.1风机转子不均衡2007年8月15日，国投海南水泥股份有限企业所属一台风机振动较大，严重的影响了正常生产，受其拜托，我们对该机组进行了振动检测，检测仪器使用乙方的检测设施——PDES-C型设施状态检测及安全评论系统，分别检测了电机两头轴承处微风机两头轴承处的振动。机组状况转速：850-900rpm功率：1300Kw风机叶片数：11轴承：双列滚柱轴承型号：SKF22328C3/W33本事例只列出振动较激烈的风机前端（凑近电机端）的振动谱图，图1和图2为风机前端（凑近电机端）轴承振动的时域波形和频谱图，图3和图4为该测点垂直方向振动波形和频谱图。图1.水平方向振动时域波形：图2.水平方向振动频谱图图3.垂直方向振动时域波形：图4.垂直方向振动频谱图⑴剖析从以上振动的频谱图能够看出：振动中拥有激烈的一倍频成分，据此能够判断此风机存在不均衡故障。⑵治理举措基于上述的检测和剖析结果，我们建议甲方立刻停机，并进行转子动均衡实验。于8月16日，对该转子实行了动均衡操作。⑶动均衡后的振动检测状况达成了动均衡实验后，风机振动显然减小，振动的速度有效值由本来的14mm/s降至2mm/s左右，见图5和图6。故障清除，机组答复正常运行。图5.治理后振动频谱图：图6.治理后振动时域波形⑷事例分析该事例切合均衡故障判其余特色，如激烈的1X特色，振动幅度的散布特色（凑近不均衡截面的测点振动幅度较大），都是正确诊疗的重要依照。对该机组进行的现场动均衡也特别成功，振动幅度的降低很显然，达到了预期的目的，从另一个方面证了然高振的主要原由就是转子的均衡问题。1.2汽轮发电机组振动2010年11月28日，榆林能化企业的一台汽轮发电机组，在运行过程中振动较大，影响生产，厂方希望对机组振动进行测试、剖析，找出故障原由。⑴机组状况及测试方案机组状况：机组构造简图及测点部署图以下：发发发发发发发发发发发发发图1.机组构造简图及测点部署图汽轮机转速为3000rpm，经过联轴器等转速发电机运行。依据现场实质状况，采用吸附式加快度传感器丈量。测点选用如图：①为汽轮机前端轴瓦；②为汽轮机后端轴瓦；③为发电机前端轴瓦；④发电机后端轴瓦。测试结果以下。⑵测试结果各测点的振动加快度大小如表1所示。表1各测点振动加快度值（g）测点①②③④水平0.6904.0242.7640.762垂直0.5712.4611.5610.694图2测点②水平方向波形频谱图图3测点②垂直方向波形频谱图图4测点③水平方向波形频谱图图5测点③垂直方向波形频谱图⑶丈量结果剖析从丈量结果剖析，能够获得以下几点结论：①联轴器两头振动比较大，汽轮机前端和发电机后端振动较小。可见振动的本源应在联轴器部分；②联轴器双侧的振动除了拥有显然的一倍频重量外，其二倍频重量也较为显然，可能汽轮机轴存在不均衡质量，且联轴器对中已经超出了要求。⑷办理建议春联轴器进行精准对中。对汽轮机转子零件进行动均衡（包含洁净除垢、维修缺损等）。⑸事例分析一般来说，联轴器不对中的辨别原则是：联轴器双侧的振动较大，且存在较为显然的二倍频重量。本事例中切合这项辨别原则，联轴器汽轮机侧的振动值最大，二倍频特色最显然，时间波形呈显然的“w”型。1.3离心式通风机振动天脊中化高平化工有限企业硫化车间一离心式通风机，自2008年1月以来，该机组电机振动较大，连续改换两台电机均无效，振动直接影响到机组的安全生产。本企业应邀于2008年2月19日对该机组进行振动检测和诊疗。发发发发发发发发发发发图1硫化风机机组监测表示图机组概略和测点部署该风机机组是由三相异步电动机直接拖动，风机为悬臂式风机，构造简图及测点部署如图1所示。机组工作转速为1450r/min，功率为160kw，风机流量为87736m3/h，没有备机。钢筋混凝土专用基础，转动轴承支承。⑵丈量结果振动丈量使用郑州恩普特设施诊疗有限企业研制的PDES设施状态检测与安全评论系统，测点散布为图1所示，每个测点测试包含水平方向、垂直方向和轴向。测点1对应于电动机前端，测点2对应风机后端，测点3对应风机前端，各测点振动记录如表1所示。表1硫化风机振动丈量记录转速1450rpm振动烈度（mm/srms）方向①②③垂直6.92.03.2水平5.82.93.6轴向4.93.4典型测点的波形图和频谱图如图2所示。图2典型测点波形图与频谱图⑶诊疗剖析经过对本次振动数据的提取与剖析，联合机组现场实质条件，得出以下结论：惹起电机处振动大的原由是电动机驱动端靠背轮问题及风机叶片存在必定的不均衡。⑷结论2008年2月20日上午开始停机第一对风机进行现场动均衡办理，到下午14：点动均衡办理完成后开机振动值显然减小，本来最大振动地点处的振动值在4.0mm/s以内，其余各点振动烈度均有不一样程度的降落。因为没有靠背轮备件，没法立刻改换。假如靠背轮质量较好且成对改换的话振动成效应当更好！到当前为止，机组振动值没有持续增大的迹象，机组保持稳固运行。⑸事例分析本事例切合转子均衡问题的基本特色，即振动幅度拥有显然的散布特色，在本例中振动幅度最大点为电动机内侧测点，判断为靠背轮质量问题定位正确（其实不是对中问题，二倍频重量较小）。转轴曲折类故障2.1制氧厂风机电机轴故障2010年09月17日，鄂钢制氧厂2#冷却风机在运行过程中机组振动较大，严重影响生产，厂方希望对机组振动进行测试、剖析，找出故障原由。⑴机组状况机组构造简图如图1。发发发发发图1冷却风机简图电机转速为1480rpm，额定功率160KW。依据现场实质状况，使用吸附式速度传感器对电机输出端径向和轴向振动、风机的径向振动、电机的安装基础振动分别进行了丈量。收集参数设置为：自由收集，采样长度1024，采样频次789Hz，传感器采用速度传感器磁座安装，测试仪器为PDES-E，测试结果以下。⑵测试结果电机输出端水平、竖直和轴向的波形频谱图如图2、图3、图4所示。图2电机输出端水平方向波形频谱图图3电机输出端竖直方向波形频谱图图4电机输出端轴向波形频谱图图5风机径向振动波形频谱图图6电机基础振动波形频谱图结果剖析与办理建议①电机两头振动均高出振动标准，电机输出端水平方向振动为5.4mm/s,竖直方向振动为8.1mm/s，轴向振动达到7.1mm/s,振动信号以工频（24.67Hz）为主。②电机基础水平方向振动为0.8mm/s,竖直方向为2.5mm/s,其竖直方向的振动大于水平方向的振动，其振动频次24.67Hz，为电机旋转频次。可见基础的振动是由电机的振动而惹起。③对风机座用传感器测其互相垂直的两个方向振动，发现其径向振动分别为2.2mm/s和2.4mm/s,风机振动显然弱于电机振动。由以上剖析，振动的振源主假如电机的振动，电机振动以一倍频为主且没有其余高频成份存在，清除电机轴承的问题，故障的原由可能是电机转子存在均衡问题，如热曲折变形、质量散布不平均、转子构件构造缺损或结垢等问题。所以，建议从电机转子零件查找故障，如改换电机主轴或对主轴进行校直办理。同时基础因振动而受到破坏，建议检修中同时增强基础，使其恢复坚固。最后厂方决定整体改换电动机。⑷办理结果改换电机后，丈量电机输出轴端的振动波形频谱图如图7、图8所示。图7改换电机后电机输出端水平方向波形频谱图图8改换电机后电机输出端竖直方向波形频谱图从丈量图像和数据能够看出，此时电机水平方向振动为0.07mm/s，竖直方向振动为1.5mm/s。远远小于改换电机前的振动值，而且已经小于同意振动值范围内，能够知足正常生产。很好的考证了以上的剖析。⑸事例分析显然的一倍频重量和较大的轴向振动是轴曲折的主要振动特色。不对中类故障2008年5月6日，河南济源豫光锌业五厂铸锭机组存在振动超标，需要对其进行测振剖析，查找振动原由。⑴机组状况及测点部署发发发发发发发发发发发发发发发发发发发发发发发发发发机组参数：电机：型号Y100L1-4功率：2.2kW额定转速：1420r/min生产厂家：天津市小型电机厂生产日期：2004年调速方式：电磁调速测试实质转速：1250r/min链轮轴承：滑动轴承P326（2）测试结果测试结果见表1。表1测试结果汇总表振动烈度mm/srms测试方向12345H1.231.301.551.131.30V0.670.811.372.442.09A0.62//0.72/测点4和测点5的时间波形和频谱图见图2-图5。图2测点4水平方向振动图3测点4垂直方向振动图4测点5水平方向振动图5测点5垂直方向振动⑶剖析及办理建议从各点振动幅值看，4点垂直方向振动最大，其次是5点垂直方向，联合波形频谱图和机组特色，振动主要表现为不对中的特色，考虑到机组中滑差离合器与电机处于悬臂状态，这样当铝锭对机组产生一个冲击作用时，就使悬臂部分产生较大的振动，长久下来，就会降低轴承的使用寿命。所以建议在滑差离合器和电机处增强支承。⑷事例分析除了本例所属原由，从波形拥有显然的调制现象看，铝锭对机组冲击的作用特别显然，应是振动的主要原由。增添支撑刚度有助于降低振动响应，但应进行必需的计算。基础松动类故障4.1．风机基础松动机组状况8月20日，某水泥厂称，其所属的一台风机振动忽然加剧，振动量达到210mm/s,已经失掉了先前的稳固运行状态。要求对其进行检测诊疗。接到紧急后，我们立刻赶到现场，对其进行了检测和剖析诊疗，现就检测和剖析诊疗状况报告以下。振动测试风机两头轴承处径向振动特色见图1-图4。图1水平方向振动波形图2水平方向振动频谱图3垂直方向振动波形图4垂直方向振动频谱振动剖析此后次振动的波形图和频谱图来看，频谱图上拥有1X、2X、3X等许多的高倍频部分，拥有基础松动故障的特色。经检查发现，的确有一支地角螺栓破坏，出现滑丝现象，没法紧固。建议举措及办理结果依据诊疗剖析结果，我们建议厂家改换此坏掉的地脚螺栓，但因为改换地脚螺栓需要拆掉地基从头埋置新的地脚螺栓，时间限制，我们不可以在现场等候改换地脚螺栓后的状况，也就没有丈量新的振动数据。后经厂家反应，改换地脚螺栓后振动减低，恢复到正常状态。办理后的振动时域波形和频谱图如图5、图6所示。图5水平方向振动波形图6水平方向振动频谱⑸事例分析水平方向振动较垂直方向大，说明主要原由是基础刚度差，而丰富的谐波特色，则是松动的表现。改换地脚螺栓同时加固了基础，所以振动得以有效的控制。齿轮类故障5.1．球磨机变速箱齿轮故障2009年12月19，武汉鑫凌云水泥厂所属的一台水泥磨机出现了较大的振动，要求对其进行检测和振动剖析。机组状况及测点部署机组简图和测点部署如图1所示：发发发发发发发发发发发发发发图1磨机简图及测点地点丈量结果及剖析测试中发现测点3处振动最大，达到20mm/s.。剖析测点3处的振动波形图和频谱图以下。测点3时域图50s/mm/0值幅-501.2时间波形图:s测点3频谱图10s/mm/值5幅0600频次/Hz从波形图上看有显然的拍现象，频谱图上也有显然的边频现象，这是齿轮故障的典型图谱，是齿轮轴旋转频次和齿轮啮合频次调制的结果，所以能够判定这是变速箱齿轮发生了故障。但因为不得悉详细的变速箱参数，还难以确立详细的故障部位（哪个齿轮发生了故障）和故障种类，但这已经足够了，判断出是变速箱中齿轮发生了故障，就能够对齿轮箱进行检修。经停机检修，发现小齿轮存在平均磨损状况，经改换齿轮后振动大大降低，工作状态恢复正常。⑶事例分析典型的齿轮故障特色：冲击、调制、边频带。轴承类故障6.1．云南铜业股份有限企业锅炉引风机故障诊疗（1）机组概括电收尘车间锅炉引风机（布袋风机），由电动机经过联轴器和轴承座带动风机叶轮转动，叶片数12，为典型的悬臂风机，介质为烟气尾气，支承均为转动轴承。其有关参数以下：电机额定功率：250KW电机额定转速：1477r/min电机端轴承型号：N322（负载端）、6322（电扇端）风机端轴承型号：N322（2）测试方案依据机组特色，对机组轴承处壳体振动信号进行丈量提取，共提取4个测点，9个振动通道。测试仪器为郑州恩普特设施诊疗工程有限企业的设施状态检测与安全评论系统PDES-E，传感器主要为速度传感器，磁座吸附安装。测点部署图如图1。V01V02V03V04H01H02H03H04发发发发发图1机组简图及测点部署⑶测试数据测试数据见表1。表1测试数据汇总表振动烈度mm/srms测点01020304垂直（V）0.590.671.711.38水平（H）0.490.811.790.93轴向（A）0.81下列图为轴承振动的波形和频谱图。从本次丈量的振动值大小和频谱图来看，机组当前处于优秀的工作状态，没有显然故障成分。但，从该机组运行的历史可知，该机组的轴承常常破坏，寿命很短，说明存在其余破坏轴承的因素。本次所测的数据，固然振动值不大，但也初现轴承故障特色。图2轴承前端水平方向振动特色⑷事例分析从历史的角度看问题是故障诊疗的基本准则之一。一般来说，变化率或累计变化率都能够正确判断机器状态的变化。本例中振动烈度固然较小，但冲击特色很显然，转动轴承故障特色初现，说明轴承处于故障早期，属稍微的冲击性局部故障。6.2．焦作电厂锅炉引风机故障诊疗⑴测试与剖析概略2006年12月5号，焦作一发电厂锅炉引风机振动大，特别在电机端，振动异样，并有较大噪声，经测试剖析发现，在16Hz处振动值0.3mm/s,而在110Hz处振动达到0.8mm/s。该风机转速为960rpm(16Hz)，剖析知道，110Hz是略低于7倍频的频次，经查，该处轴承为滚子轴承，滚子数目为14，110Hz的频次正好凑近于1/2*14*fr,能够判断为轴承故障。⑵事例分析判断转动轴承故障的简略方法是，3倍频以上非整数倍转速频次成份是关注的要点，如本例中特色频次为6.875倍转速频次，在转动体数目不详的状况下用此法预估，完整能够知足现场诊疗的需求。机泵的振动剖析2010年11月23日，壳牌中国勘探与生产有限企业长北天然气办理厂有2台KSB离心泵，在运行过程中泵的轴承处振动较大，严重影响生产，厂方希望对机组振动进行测试、剖析，找出故障原由。（1）机组状况及测试方案机组构造简图及测点部署图如图1。发发发发发发发发发发发发发发发发发图1机组简图及测点部署电机转速为2980rpm，经过联轴器等转速带动泵体运行。依据现场实质状况，采用吸附式加快度传感器丈量。测点选用如图1：①为电机输前端基础；②为电机后端基础；③为电机输出端轴承处；④为联轴器输出端轴承处；⑤为泵体前段轴承处；⑥为泵体后端壳体。测试结果以下。⑵测试结果各测点的振动加快度大小如表1所示（单位：g）表1振动丈量数据汇总表机组测点①②③④⑤⑥1#机组水平0.5050.2700.5122.3184.073未测垂直0.3710.4660.4853.8994.593未测2#机组水平1.4371.6761.5594.4934.2654.013垂直1.8942.1921.9655.5894.1774.919以下各图所示为第二号机组部分测点典型的波形频谱图。其余图略去。图2二号机组泵体前端（测点5）水平方向振动波形频谱图图3二号机组泵体前端（测点5）垂直方向振动波形频谱图丈量结果剖析从丈量结果剖析，能够获得以下几点结论：①振动由电机端到泵体端是逐渐增大的，在电机端振动较小，从联轴器到泵体端振动较大。可见振动的本源应在联轴器到泵体这部分。②振动在低频部分，一、二、三倍频都比较显然。可能的振动原由有二：一是联轴器对中不够优秀，存在不良运行状况；二是泵的转子（包含叶片）部分存在不均衡状况。③频次调制现象也比较显然。现场也反应，转动轴承破坏较屡次，常常更换转动轴承，这是因为联轴器对中状态不好和泵体不均衡造成振动，进而破坏了轴承的运行状态，使轴承寿命降低。④两台机组振动状况基本一致，第一台机组振动略小一些，剖析及所附简图以第二台为主，第一台机组状况与此剖析报告完整一致。⑷办理建议①春联轴器进行精准对中办理，并对泵体转动零件进行动均衡查验（包含洁净除垢、维修缺损等）。②检查轴承状态，包含转动轴承和滑动轴承。改换破坏的轴承。③在此基础上能够坚固基础。⑸事例分析机泵构造虽不复杂，但振动特色仍是比较复杂的。本例中频谱有几个特色：以1X到3X的低频特色，与转子运行状态有关，属转子有关振动的频带；以3500Hz到4000多Hz的频带为转动轴承有关振动频带。油膜失稳故障2008年08月10日，内蒙古博源企业一台合成气压缩机发生较大振动，现对其振动进行测试剖析和诊疗。（1）机组简图及测点部署：041X042X044X041Y042Y044Y发发发

发发发041A发发发043X043Y图1合成气压缩机1302B构造简图和测点部署简图（2）测试结果表1测试结果方向测点041042043044X24.728.616.545.9Y23.424.516.646.2Z41.134.6//注：X、Y方向分别表示45°和135°方向（从驱动机侧察看）；测试转速：10300rpm；机组报警阈值：62um机组连锁阈值：76um轴位移阈值：041：-0.19mm；042：-0.16mm部分测点数据波形和频谱图：图2041X波形频谱图3041Y波形频谱图4042X波形频谱图5042Y波形频谱图6043X波形频谱图7043Y波形频谱图8044X波形频谱图9044Y波形频谱图10041A波形频谱图11042A波形频谱从各点振动幅值并联合振动波形和频谱图来看，振动问题主要表此刻测点041和042，也即问题应当发生在压缩机上.从振动频谱图上看，测点041的两个径向丈量方向上除了1X（X表示倍频）外，还有0.44X、2X、3X等频次成分，轴心轨迹不太规则，而其轴向频谱图上（041A）1－4X都较大，且有0.46X频次成分和低于0.46X的频次簇，这可能与轴承油膜失稳、轴承摩擦有关。⑶剖析结论及办理建议综上所述，本机故障诊疗为轴承油膜失稳或轴承摩擦。⑷办理建议依据以上诊疗结果，建议检修时要点检查压缩机轴承安装状况，查察轴瓦能否存在摩损，以及轴承空隙能否切合技术要求。⑸事例分析低频特色是失稳的重要判断依照。摩擦类故障8.1TRT发电机组摩擦故障⑴机组概括及测点部署河北行进钢铁企业安装了3套TRT机组，主要由TRT透平转子、发电机和励磁机构成，为成都发电机企业生产制造，机组装备有美国本特利企业3300在线监测系统。机组运行半年来，1#机组因发电机凑近联轴器端轴振变化过大，无规律，有时从13um直接上窜到200um，超出预设连锁值，甚至达到本特利监测仪表的满量程，造成该机组出现多次跳车，不可以安全、稳固、满负荷、常周期运行，影响正常生产。该机组TRT转子第一临界转速3800r/min，为刚性转子，由成都发电机企业制造；发电机第一临界转速为1