1、1化工机械设备状态的诊断与分析摘要：机械设备在现代的化工生产行业中占有极其重要的地位，机械设备的故障会对化 31 工生产正常的运行造成恶劣的影响，严重损害国家和企业的经济利益，因此，针对化工设备运行的准确、高效、实时状态诊断及分析系统都已建立。本文旨在对化工机械设备进行概述的基础上，分析设备状态诊断及分析的作用，阐述设备状态诊断及分析所运用的技术和方法。 关键词：化工；机械；设备状态；诊断；应用 Abstract: the mechanical equipment in the modern chemical production industry occupies an extremely
2、important position, mechanical equipment failure will cause bad to turn 31 workers in the production of normal operation, the influence of serious damage to national and enterprises economic benefits, therefore, in view of the chemical equipment running state of accurate, efficient, real-time diagno
3、sis and analysis system has been established. This article is to overview of chemical machinery equipment, on the basis of analysis of equipment state diagnosis and analysis, equipment state diagnosis and analysis by using the technology and method. Key words: chemical industry; Machinery; Equipment
4、 state; 2Diagnosis; application 中图分类号：TQ05 文献标识码：A 文章编号：2095-2104(2013) 在现代的化工行业中，化工机械是进行化学工业生产需要的机器与设备的总称。进行化工生产时，为把原料加工成不同规格的成品，通常要经过原料的预处理、化学反应的进行、反应产物的分离及提纯等一系列的化工过程，完成所有这些步骤用到的机械，统统划归为化工机械。 1 化工机械设备概述 1.1 分类 通常，化工机械分为两类：1）化工机器：主要的作用部件是运动的机械，如破碎机、过滤机、旋转窑、离心分离机、旋转干燥机、流体输送机及搅拌机等；2）化工设备：主要的作用部件静止或极
5、少运动的机械，如各类容器（罐、槽、釜等） 、塔器、换热器、反应器、蒸发器、普通干燥器、普通窑、电解槽、反应炉、传质设备、结晶设备、流态化设备、吸附设备、离子设备以及普通分离设备等。化工机械的划分方式并不严格，在化工部门常将许多用于流体输送的机械（如泵、风机及压缩机等）称作化工机械，同时它们还是其它工业生产中通用的机械。近代的化工机械设计及制造，不仅仅依赖机械工程、材料工程的发展，更与化学工艺及化学工程的发展密切相关。 1.2 性能 化工产品的质量、成本和产量，很大程度上都决定于化工机械完善的程度，但化工机械自身的特点须能够适应化工生产过程中常遇到的高3温、高压、易燃、易爆、高真空、超低压以及强
6、腐蚀性等特殊环境条件。近代化学工业对化工机械提出了更高的要求：能够连续运转且安全可靠，在一定的操作条件下具有满足要求的机械强度，耐腐蚀性能优良，密封性好，效率高且能耗低。 1.3 特点 在进行化学生产的工厂中，化工机械是不可或缺的生产装备，其区别于其它机械的显著特点包括：1）涉及多种多样的能量形式，不同种类能量间的相互转换过程也颇为复杂，其中常见能量形式为化学能、机械能、热能以及电磁能；2）工质的性质多变，如工质的组成、组分及相态等变化多端；3）运行工况域非常宽阔，操作参数也比较特殊，如高、低温，高、低压，高、低粘度，高、低转速等；4）为广泛适应不同化学性质对其的要求，化工机械装备的特殊结构千
7、变万化。 2 化工机械设备的状态诊断及分析的作用 状态诊断是通过现有的已知信息来认识含不可知信息系统主要的特性和状态，并随后分析其发展趋势，经过深入的分析，对化工机械的设备状态加以诊断，并对运行时可能出现的故障进行早期预报，然后预测未来的发展，决策要采取的行动。化工机械设备状态诊断及分析的主要作用可以具体分为如下方面：1）从设备运行的特征信号中，快速的提取有助于进行状态诊断的运行信息，进而确定被检测设备各项功能的运行是否正常；2）根据运行设备所独有的特征信号，确定故障内容、故障部位、故障程度以及未来发展的趋势；3）能够在早期预报出设备运行中可能出现的机械故障，更好的确保化工设备运行的安全性、可
8、靠性，进而4使化工设备为企业带来最大的经济效益；4）化工机械的设备状态诊断及分析能够在一定程度上评定设备的动态性能及以前维修的质量；5）对化工机械设备先前出现的设备故障进行及时且准确的状态检测，然后找出出现故障的原因，并在仔细分析的基础上，快速决定下一步的维修措施。3 化工机械的设备状态诊断及分析中所运用的主要技术 化工机械设备状态的诊断是通过检测设备的运行状态，并随后快速分析、诊断出现异常故障的原因，从而为设备维修提供强有力的支持，以此提高企业的经济效益。其主要技术包括：电子及计算技术，油液分析技术，温测技术，声、振测试技术以及无损检测技术。 3.1 电子及计算技术 该技术能够确保化工机械设
9、备运行的安全性、可靠性，使化工机械设备发挥出最大的效益。此技术利用专用的仪器及设备拾取并分析新的信号，然后根据不同设备独有的特征信号最终确定化工机械设备故障的内容，并于故障分析后，确定化工机械的设备状态分析结论，并进一步确定化工机械设备的处理方法，根据设备的故障部位、状态程度及未来的发展趋势，做出最终决策。 3.2 油液分析技术 机械零件失效的三种主要形式或原因包括疲劳、磨损和腐蚀。其中磨损失效占机械零件失效故障的比例为 50%左右，油液分析方法对零件磨损监测的灵敏性和有效性都较高，因此，该技术在化工机械的设备状态检测和诊断中显示除了越来越重要的作用。 53.3 温测技术 机器的运行状态与温度
10、的关系十分密切，把温度作为测试指标十分适于进行在线测量。该技术在检测过程中能够直接读出测点的温度，利用温度对设备进行诊断能达到快速见效的目的。另外，红外测温技术可以进行非接触式及远距离的测试，所以其应用日益普遍。 3.4 声、振测试及其分析技术 对于发生故障的设备而言，我们力争能及时并准确的确定故障原因，机器设备的运行状态是否良好与机器振动有着非常紧密的联系。目前，声、振测试是用于评定维修的质量以及设备的动态性能中最先进的技术，也是设备的状态监测和诊断技术中得到最普遍应用的技术，且已经获得了很好的应用效果。 3.5 无损检测技术 无损监测技术是一种独立的技术，如射线、超声波，磁粉、着色渗透的表
11、面裂纹探伤，及声发射探伤等技术。这些技术已经越来越受到人们的重视，通常用于监测和诊断大型的固定或者运动装置。 4 化工机械设备的状态诊断及分析方法 4.1 简易方法 该方法用便携式测振仪拾取信号，直接由信号参数或统计量构成指标，经分析判断设备正常与否。在设备状态的检测中，简易诊断可用作再次诊断的基础。该方法因其操作简单、投资省、见效快，而得到了广泛的应用与重视。然而，其功能有限，同时受方法原理的制约，只能初步解决状态的识别问题，无法进行复杂情况的识别。这种方法具有局限6性，目前正处于推广应用的阶段。随着计算机技术快速的发展，便携式的测振仪在功能方面有了较大发展，这使得简易诊断方法具备了非常普遍
12、的实际使用价值。 4.2 齿轮故障诊断方法 虽然现代的机械设备多种多样，但齿轮传动具备结构紧凑、使用的寿命长、使用效率高等优点，且其运行可靠，维修方便，所以广泛的应用于运动、速度变更、动力传递等方面。然而，其特殊的运行方式导致了以下问题：振动与噪声的传递程度较大，若制造工艺、材质、装配和热处理等环节无法达理想运行状时，就极有可能成为诱发机器故障的关键因素，因此，根据齿轮的运行状态进行故障诊断十分复杂。 诊断齿轮的运行状态时，首先要注意齿轮运行过程中的特征频率。正常运行过程中，齿轮产生特有的噪声与振动信号。如果设备出现故障，齿轮的振动频率及噪声会急速的加剧或发生其他的变化。实际操作中以功率谱分析
13、法来诊断齿轮的运行状态是最长用的，该方法能够迅速确定齿轮振动的频率及其频率构成，还能快速测定齿轮的振动能量在设备各频率成分上的具体分布情况。 功率谱有三种不同的频结构，各自原因为：1）山状谱，主要为结构的共振频率；（2）线状谱，主要为齿轮啮合的频率以及运动产生谐波的频率；3）随机谱，主要是由随机振动造成的振动信号。正常运行齿轮的功率谱可能包括三种频率，但其幅值均较小，若齿轮出现故障，其线状谱幅值部分会上升。功率谱分析在诊断齿轮故障中发挥的作用越来越大，对点蚀及大面积的磨损等故障具有明显的分析效果。 75 结语 现代的化工生产过程正在逐渐向着大型化、集成化的趋势发展，实际上，处于运行状态的化工设
14、备的整体便是极为复杂的一个大规模系统。该系统中某环节突然出现故障时，若得不到及时的处理，就很可能会引发运行系统故障，随着故障的不断扩大，极有可能导致运行系统发生重大事故。因此，化工机械设备的状态诊断及分析在化工生产过程中的作用越来越关键,生产实践中务必要予以足够的重视。 参考文献： 1 戴东华. 设备监测与诊断技术的特点及发展应用. 企业技术开发，1999(6). 2 盛兆顺，尹琦岭. 设备状态监测与故障诊断技术及应用. 化学工业出版社，2003. 3 杨顺莹. 化工机械设备状态的诊断及分析. 河南科技，2010（9）. 4 刘军. 浅谈化工机械设备状态的诊断及分析. 中国新技术新产品，2011（10）.
