机械设备故障判断与处理空压机水泵

机械设备故障判断与处理空压机水泵第1页，共55页，2023年，2月20日，星期五9999福特公司在检查设备时，曾发现一台大型电机运转时有异响，但毛病在哪却无法“确诊”，于是请来了斯坦门茨，斯坦门茨仔细地听了听，敲了敲，然后在电机外壳上画了条线，等到技工打开电机，才果然发现毛病在那里。事后，福特公司爽然支付了1万美元。什么？就这么听听敲敲就值1个万？一时间人们议论纷纷，斯坦门茨会意，便在领款单的背面写道：“画一条线值1美元，知道在哪里画值9999美元。”第2页，共55页，2023年，2月20日，星期五课程目标通过培训课程，学员应掌握以下知识和能力：1、理解设备故障判断和维修的步骤和方法，建立设备维修的基本思想。2、掌握设备故障判断的基本思考逻辑，培养分析设备故障的基本能力，具备判断设备运行状态的正确思路。3、了解现代设备的维修方法，掌握解决设备故障问题的思路，培养规范处理设备故障的能力，提升企业的设备维修水平。4、掌握设备故障处理后的管理方法，共享维修经验，减少设备故障。5、通过实例分析，练习设备故障判断和修复的思路。第3页，共55页，2023年，2月20日，星期五故障的定义

定义：机械设备在运行过程中，丧失或降低其规定的功能及不能继续运行的现象。（规定功能是指在设备的技术文件中明确规定的功能。失效有时也被称为一种故障，也可能是设备工作中丢失也是一种故障，但这些故障却是可修复的。）第4页，共55页，2023年，2月20日，星期五故障的定义两层含义：1、机械系统偏离正常功能，它的形成原因主要是因为机械系统的工作条件（含零部件）不正常而产生的，通过参数调节或零部件修复又可以恢复到正常功能。2、功能失效，是指系统连续偏离正常功能，且其程度不断加剧，使机械设备基本功能不能保证。一般零件失效可以更换，关键零件失效，往往导致整机功能丧失第5页，共55页，2023年，2月20日，星期五故障的分类故障的类型：按工作状态分1、间歇性故障2、永久性故障按发生时间分1、早发性故障2、突发性故障3、渐进性故障4、复合型故障按表现形式分1、功能故障2、潜在故障按产生原因分1、人为故障2、自然故障按造成的后果分1、致命故障2、严重故障3、一般故障4、轻度故障故障通常不能单纯的用一种类别去界定，往往是复合型的。第6页，共55页，2023年，2月20日，星期五故障的特点特点：1、多样性2、层次性3、多因素和相关性4、延时性5、不确定性6、修复性第7页，共55页，2023年，2月20日，星期五设备故障管理故障管理故障管理是设备管理的核心内容之一。其目的是在于早期发现故障征兆，及时采取措施进行预防和维修。故障管理的程序和内容：1、宣传教育和技术培训相结合2、制定科学的管理制度和维护保养制度3、熟悉机械设备结构和工作原理，掌握工作性能4、配置先进的检查、检查和检测设备，对重要设备和零部件进行实时监测，定期分析，准确掌握设备故障的信息和征兆。5、根据故障现象和信息及征兆，进行科学分析，确定故障原因、类型，采取最佳的维修方案，及时、准确记录，提供后期统计和借鉴。6、对常发生或多次重复出现的故障部位或零件重点监测，必要时对其进行系统技术改造，建立故障信息管理流程。第8页，共55页，2023年，2月20日，星期五故障产生的因素故障产生的主要因素一、制造和修理因素1、材料的选择2、加工质量3、装配质量二、使用因素1、工作负荷2、工作环境3、设备保养和操作技术第9页，共55页，2023年，2月20日，星期五设备故障判断与处理

故障诊断故障诊断是根据状态检测所得到的信息，结合设备的工作原理、结构特点、运行参数及其历史运行状况，对设备有可能发生的故障进行分析、预报，对设备已经或正在发生的故障进行分析、判断，以确定故障的性质、类别、程度、部位及趋势，从而找出必要的对策的技术。它是一门综合性技术，涉及多门基础学科，是对基础理论的综合应用。

第10页，共55页，2023年，2月20日，星期五故障的危害危害：1、机组的故障停机会引起生产装置的停产，给企业、社会、国家造成巨大的经济损失2、故障可能导致事故，造成设备损坏、人员伤亡。第11页，共55页，2023年，2月20日，星期五故障诊断的目的

故障诊断的根本目的就是要保证机组的安全、稳定、长周期、满负荷、优良运行，其目的的主要为：1、对机组的运行中各种异常状态做出及时、正确、有效的判断，预防和消除故障，或者将故障的危害性降低到最低程度；同时对设备运行进行必要的指导，确保运行的安全性、稳定性和经济性。2、确定合理的故障检修时机及项目，既要保证设备的带病运行时安全、不发生重大设备故障，又要保证停机检查时发现设备有问题，合理延长设备的使用寿命和降低维修费用。3、通过状态监测，为提高设备的性能而进行的技术改造及优化运行参数提供数据和信息。第12页，共55页，2023年，2月20日，星期五故障诊断的任务故障诊断的任务主要包括三个方面1、监视机组的运行状态，判断其是否正常2、预测将来发生的趋势，提供消除故障的思路3、指导机组的运行和维修第13页，共55页，2023年，2月20日，星期五设备故障诊断的方法故障诊断的方法一、振动分析法：是对设备所产生的机械振动进行信号采集、数据处理后，根据振幅、频率、相位及相关图形所进行的故障分析。1）旋转机械的所有故障中，振动问题出现的概率最高2）振动信号包含了丰富的机械及运行的状态信息3）振动信号易于采集，便于在不影响机器运行的情况下实行在线监测和诊断（振动产生声音）第14页，共55页，2023年，2月20日，星期五设备故障诊断的方法二、润滑油分析法：是对机组在用润滑油的油液本身及油中微小颗粒所进行的理化分析。通过对润滑油的粘度、闪点、酸值、破乳化度、水分、机械杂质、液相锈蚀试验、抗氧化安全性等各种主要性能指标的检验分析，掌握润滑油本身的性能信息的同时了解到机组轴承、密封的工作状态。第15页，共55页，2023年，2月20日，星期五设备故障诊断的方法三、轴位移的监测在某些非正常的情况下，机械的转子会因轴向力过大而产生较大的轴向位移，严重时会引起推力轴承的磨损，进而引起叶轮与气缸摩擦碰撞。四、轴承回油温度及瓦块温度的监测检修或运行中的操作不当都会造成轴承工作不良，从而引起轴承瓦块及轴承回油温度升高，严重时会造成烧瓦。按API617规定，轴承进出口润滑油的正常温升应小于28℃，轴承出口处的最高油温应小于82℃。第16页，共55页，2023年，2月20日，星期五设备故障诊断的方法五、综合分析法在进行实际的故障诊断时，往往是将以上各种方法连同工艺及运行参数的监测与分析仪器进行综合分析的。第17页，共55页，2023年，2月20日，星期五故障诊断的步骤机械所发生的各种故障，是立即停机抢修、防止事态扩大，还是维持运行、待机修理，或是采取措施加以消除或减轻，诊断及处理的食物会给企业带来相当大的经济损失。正确的诊断及处理，不是来自盲目的主观臆断，而应该建立在获取与故障有关信息的基础上，依据设备的工作原理、机构、性能等，运用科学的分析方法，按照合理的步骤进行综合分析，去伪存真、舍次取主，排除故障的受害者，找出故障的肇事者，这才是提高故障诊断准确性的关键之所在。第18页，共55页，2023年，2月20日，星期五故障诊断的步骤思路如下：1、辨别故障的真伪2、确认故障的类型3、评估故障的程度4、确定故障的部位5、判断故障发展的趋势第19页，共55页，2023年，2月20日，星期五故障真伪的诊断

机械设备本身是否真的发生了故障，是否为仪表失灵或工艺系统波动所造成的假象，是故障诊断首先应解决的问题。（切记仅限于一、两个因素就轻易判断发生了机械设备故障，而应根据系统、仪表、运行、现场等多方面情况进行综合的判断）第20页，共55页，2023年，2月20日，星期五故障真伪的诊断

1、首先应查询故障发生时生产工艺系统有无较大的波动或调整。系统的异常变化会造成机组工质的组份、流量、压力、温度等发生异常的变化，从而一起机组的振动、轴位移、温度等发生变化，但此时机组未必发生机械故障。案例：流量的变化，引起离心式压缩机喘振。第21页，共55页，2023年，2月20日，星期五故障真伪的诊断

2、其次应查看探头的间隙电压是否真实可信仪表故障造成的各种假象屡见不鲜，在进行故障诊断时，首先应确认仪表所显示的信息是否真实可信、仪表本身有无故障。案例：监测排气温度的探头故障导致压缩机联锁停机。第22页，共55页，2023年，2月20日，星期五故障真伪的诊断

3、相关运行参数有无相应的变化第23页，共55页，2023年，2月20日，星期五故障真伪的诊断

4、现场有无人可直接感受到的异常现象由于工艺系统和运行参数的情况有时较难摸清找准，仪表问题复杂且专业性强，三方面查起来都要耗费较多的时间。相比之下，人到现场，通过听、摸、闻、比、看，往往只需要几分钟，便可完成对机组状况的总体了解。当然要做好这一点，需要依靠经验的积累，平时对正常运行的机组体验的多，体验的细，遇到故障发生时，自然就会感受到明显的区别。第24页，共55页，2023年，2月20日，星期五听、摸、闻、比、看看：眼。看就地仪表参数、设备外观、附属部件、润滑油颜色等。听：耳。听机组发出的声音。正常运行情况下，机组的噪音是连续、平稳，有规律的。摸：手。摸轴承箱、气缸、机体以判断振动、温度等状况。闻：鼻。闻气味，如泄漏、烧焦的乙烯、丙烷、润滑油、油漆等都有较大刺激性气味。比：比较。如同型机组运行时各种状态的对比。对比，找出不同，找出差距。第25页，共55页，2023年，2月20日，星期五故障类型的诊断故障诊断的核心：发生了什么类型的故障，是何种原因所造成的故障，是故障诊断的核心。第26页，共55页，2023年，2月20日，星期五故障诊断的核心发生了什么类型的故障何种原因所造成的故障第27页，共55页，2023年，2月20日，星期五故障类型的诊断开始查找时范围要大，凡是可能引起故障的信息都要收集。然后对所收集的信息进行筛选，删除本身正确、正常、未发生变化的信息。最后对剩下的疑点信息采用排除法，逐一去伪存真，特别要注意排除因发生故障所连带产生的异常现象，从而找出导致故障发生的真正原因。因此，对故障类型的诊断，要找到主要矛盾，找到肇事者、排除受害者，在确保准确的前提下，尽可能只明确一条主要故障，即造成故障的真正原因。实在吃不准时也可以多列几条，但应附加说明其中的主次关系和可能发生的概率。第28页，共55页，2023年，2月20日，星期五故障程度的评估判断故障所形成的危害程度，对确定是否需要立即停机、能否维持运行、是否需要减少负荷运行有着决定性的指导作用。第29页，共55页，2023年，2月20日，星期五故障部位的诊断判断故障所发生的具体部位，对挺车后的抢修工作有着很重要的指导作用，判断具体、准确时，可以大大缩短抢修时间，降低检修费用，为工厂创造较好的经济效益。判断时，一定要紧密结合设备的具体结构特点并参考各方面的信息加以综合考虑。第30页，共55页，2023年，2月20日，星期五故障趋势的预测判断故障的发展趋势，除了对确定是否需要停车有决定性作用外，还对如何维持运行有着具体的指导作用。应着重所发生故障的自身特点及故障发生后短时间内所呈现的特征来进行判断。第31页，共55页，2023年，2月20日，星期五故障判断需明确的问题面对故障，只要分析透彻、判断准确，正确的处理意见就会有分析、判断的过程中自然形成。基于判断要提出可靠、稳妥、切实可行的处理意见，通常需要依次明确一下问题：1、是立即停车检修，还是维持运行待机修理2、是降低负荷维持运行，还是满负荷运行3、是否需要采取哪些应急措施来维持运行4、维持运行中需要监测、调整哪些主要的运行参数，具体为何值5、哪些运行参数变化为何值时需立即停车6、停机后的抢修项目7、抢修中的重点检查内容及主要控制指标第32页，共55页，2023年，2月20日，星期五案例分析1、离心泵故障判断及处理2、往复式压缩机故障判断及处理3、螺杆式压缩机故障判断及处理4、往复泵常见故障判断及处理5、离心式压缩机故障判断及处理第33页，共55页，2023年，2月20日，星期五离心泵故障判断及处理1、离心泵机构（单级单吸泵为例）第34页，共55页，2023年，2月20日，星期五离心泵轴承发热现象：泵轴承发热危害：造成润滑油失效，轴承损坏原因：润滑油过多润滑油过少润滑油失效机组不同心振动处理措施：减少润滑油增加润滑油清洗油池，更换新油检查并调整泵和电机的对中检查转子的平衡度或较小流量处运行第35页，共55页，2023年，2月20日，星期五离心泵异常振动和异响泵异常振动和异响现象：泵的振动大，有异响危害：造成设备损坏原因：泵轴和电机轴不同心轴承磨损转动部分脱落管路或泵内有异物弹性块损坏处理措施：检查并校正对中更换轴承检查转动部分是否松动清楚异物更换弹性块第36页，共55页，2023年，2月20日，星期五离心泵故障案例故障现象：2010年7月某厂一台泵在运行中自停。盘泵时，泵卡滞；经拆解泵体检查发现蜗壳内有一较大金属异物；泵轴承失效，轴承外圈、内圈、保持架碎裂，滚动体点蚀、烧焦、破损。故障危害：1、泵轴损坏2、电机烧毁原因分析：滚动轴承是运转机械不可缺少的基础部件之一。滚动轴承的可靠性与轴承的失效形式有着密切的关系，根据轴承破坏形式，内外圈断裂失效一般较少见，往往是突发性过载造成的，一旦受过载冲击负荷或剧烈振动均有可能造成内外圈断裂。产生的原因较复杂，如轴承的原材料缺陷、锻造缺陷、热处理缺陷、加工缺陷、安装不当、润滑不足等。金属异物进入泵体内，造成叶轮振动加大并卡滞，轴承由于过载冲击，内外圈碎裂，保持架毁坏。电机过载后发热，直至保护跳开断电。处理措施：盘泵检查，泵卡滞。拆解泵体，发现金属异物并清除。对泵进行拆解，发现前端轴承碎裂。清洗轴承箱，更换新轴承，更换填料，加润滑油。检查电机是否正常。第37页，共55页，2023年，2月20日，星期五思考题预防措施有哪些？第38页，共55页，2023年，2月20日，星期五往复式压缩机故障往复式压缩机结构第39页，共55页，2023年，2月20日，星期五往复式压缩机常见故障（一）现象：油压降低危害：油压降低（正常工作压力为0.2～0.4Mpa,小于0.15Mpa,认为不正常）油压低易造成润滑油供油量不足，从而导致所润滑的运动部件温升过高而烧坏，造成设备重大损失，因此该机设计为润滑油总管油压低于0.15Mpa报警，低于0.12Mpa时自动停机。原因：1、泵的转向不对2、机身内润滑油不够3、油泵管路堵塞，或破裂或某个连接部分有渗漏4、油压表失灵5、油泵本身或其传动机构有故障，油泵齿轮磨损；油泵轴油封磨损，轴和轴封间隙过大，使内泄漏增大，供油量减少。6、油过滤器过滤元件逐渐堵塞7、运动机构的轴衬（例如主轴瓦、连杆大头瓦等）磨损过甚，使间隙过大，泄油过多8、油溢流阀失灵9、油变质处理措施：1、联系电工重新接线。2、补充润滑油。3、检查管路，如因堵塞，则疏通管路；如因渗漏，则打卡消除。4、联系仪表工修复或更换。.5、停机检查并清洗油泵、调整泵齿轮间隙必要时更换齿轮，更换油封。6、切换至备用过滤器，检查并清洗。7、停机，调整间隙。8、检查并更换。9、停机，更换润滑油。第40页，共55页，2023年，2月20日，星期五往复式压缩机常见故障（二）现象：冷却效果差危害：1、排气温度异常，缸体温度异常，造成设备损坏油温高，油品易变质，油压降低，从而导致所润滑的运动部件润滑不足，造成设备重大损失原因：1、水压低，水量减少。2、换热表面（冷却器换热管表面或气缸水道内表面）积垢，影响换热效率。3、管系有渗漏，使水压上不去。处理措施：1、增大冷却水压。2、利用化学试剂或打磨的方式除去积垢。3、检查管路，进行修补或更换第41页，共55页，2023年，2月20日，星期五往复式压缩机常见故障（三）现象：管系和阀门漏气危害：气体泄露，易燃易爆原因：1、接点处松动2、进排气阀工作不正常3、阀片启闭不及时4、阀座变形或阀片翘曲,影响气阀的密封5、弹簧或阀片折断,使气阀无效;6、介质较脏,在阀座通道和气阀密封面上结焦和积碳,影响了气阀的正常启闭和密封.处理措施：1、查出漏点，检查接点处的联接紧固程度和密封垫片。2、更换排气阀3、气阀弹簧力不匹配，可根据该工况重新计算弹簧弹力，更换弹簧或调整工况。4、更换阀座5、更换气阀6、停机清洗阀座通道和气阀密封面第42页，共55页，2023年，2月20日，星期五往复式压缩机常见故障（四）现象：压缩机振动大，有异响危害：异常振动和异响易破坏运动机构，造成电机和压缩机损坏。原因：1、负荷超过规定值或由于配管及管架设置不当，使脉动过大。2、机身、滑道支点过少，支点位置不合适或管道在支点处紧固不足，管架刚性不够，或气流脉动频率接近共振频率。3、活塞与气缸盖之间落入硬质金属块(如断裂的阀片及其它杂物)产生撞击声。4、活塞螺母松脱,或活塞杆与十字头紧固不牢,活塞松扣,造成轻微顶缸。5、轴承紧固螺栓松动，需要重新调整垫或重新紧固锁紧。6、气阀松动或气阀弹簧断裂。7、气缸内有积水,产生液击现象。8、有固体物质落入排气缓冲器,发出撞击声。9、填料固定螺母松动或气阀昆固螺母松动。10、连杆轴衬磨损后间隙过大或连杆螺钉松动。11、主轴瓦严重磨损。12、十字头与滑道间隙过大,产生敲击。13、活塞与活塞杆连接紧定螺母未拧紧,造成轴向的微量窜动。14、活塞环轴向轴隙过大。处理措施：1、降低负荷或合理配管及管架设置2、增加支撑点，合理布置支点位置，管道在支点处紧固，加强管架刚性，避免气流脉动频率接近共振频率3、停机检查4、重新调整垫或重新紧固锁紧5、检查并重新安装或更换气阀6、紧固螺母7、换连杆轴衬，紧固连杆螺钉8、换主轴瓦第43页，共55页，2023年，2月20日，星期五往复式压缩机故障案例分析往复式压缩机供油总管压低原因分析故障现象：压缩机油压一直较低，最低时已达2.3bar，对机组的安全运行形成了安全隐患。故障危害：油压低，造成运动部件润滑冷却不足，可能造成轴瓦烧毁2、造成压缩机联锁停机原因分析：造成压缩机供油总管压力低的原因主要有：1、油池油位过低2、过滤器太脏3、吸油管不严密，管内有空气4、油泵泵壳和填料密封不严密漏油，供油量不足5、油温过高压缩机油池油位一直处于视镜的2/3处。冬季运行时油压一直处于正常状态，随着天气温度越来越高，供油总管压力呈缓慢降低趋势，油池温度一直在53℃左右；在一天中，油压随温度变化而有明显变化。轴头泵在正常运行时出口压力不足3bar，辅助油泵单独运行时出口压力可达4bar，油过滤器压差在10KPa；供油管线并无泄漏点。2010年5月检修该压缩机，清洗油池及过滤器，更换轴头泵。经五天运行观察，油池温度在53℃，油压正常，而且有调节余量。基本可以确定是由于轴头泵供油量不足，油池过滤器较脏堵塞，造成油压低，油池温度偏高，也影响着供油总管的压力偏低的一个因素。第44页，共55页，2023年，2月20日，星期五往复式压缩机供油总管压低原因分析处理措施：清洗油池、油过滤器，保证润滑油清洁及管路通畅。更换新轴头泵预防措施：定期清洗油池、油过滤器，防止因过滤器堵塞造成油压低。降低供油温度，增加外部喷淋设施，以第45页，共55页，2023年，2月20日，星期五螺杆式压缩机故障案例螺杆式压缩机结构第46页，共55页，2023年，2月20日，星期五螺杆式压缩机结构在压缩机的机体中，平行地配置着一对相互啮合的螺旋形转子。通常把节圆外具有凸齿的转子，称为阳转子或阳螺杆。把节圆内具有凹齿的转子，称为阴转子或阴转子。一般阳转子与原动机连接，由阳转子带动阴转子转动。转子上的最后一对轴承实现轴向定位，并承受压缩机中的轴向力。转子两端的圆柱滚子轴承使转子实现径向定位，并承受压缩机中的径向力。在压缩机机体的两端，分别开设一定形状和大小的孔口。一个供吸气用，称为进气口；另一个供排气用，称作排气口。第47页，共55页，2023年，2月20日，星期五案例分析故障现象：空压机排气温度达到100℃故障危害：压缩机效率降低，电能消耗大，产气量下降减少油的使用寿命增大油分离的难度，导致更多的油进入供气管网，增加油耗，污染分子筛第48页，共55页，2023年，2月20日，星期五案例分析原因分析：造成压缩机排气温度高的原因主要有以下几点：环境温度高，通风不畅冷却器排风通道不畅冷却油位不足油分堵塞风扇电机故障风冷器太脏，堵塞空气滤芯太脏当日环境温度在30℃左右，空压站门窗都敞开着；排风通道并无堵塞物；打开边盖，油位在油分离器视窗二分之一处；风扇电机运行正常；空气滤芯有些脏。根据以往经验，造成压缩机排气温度高的原因可能是风冷器太脏，影响冷却效果；空气滤芯太脏，吸气量不足。在吹扫风冷器、更换空气滤芯后，压缩机运行一周，排气温度在88℃左右。处理措施：吹扫风冷器检查油分离器液位更换空气滤芯第49页，共55页，2023年，2月20日，星期五往复泵常见故障往复泵结构第50页，共55页，2023年，2月20日，星期五常见故障泵振动、异响大，压力不稳现象：无液排出压力表指针急剧摆放出液量不足原因：泵没有注入液体泵的净正吸入正压力不足吸入管内有异物堵塞或管