杨宝山张伟初恒魁
摘要：设备检测与故障诊断技术是一项新兴技术，目前它广泛地应用于设备检修的各个领域。在实际生产中，通过对检测与故障诊断技术的运用，采取预知维修避免了许多更大事故的发生，节约了经费支出，取得了巨大的经济效益。本文从设备检测与故障诊断技术的分类入手，结合本公司海上平台实际生产特点加以说明，通过具体的设备故障诊断分析事例，充分体现了此技术在我公司应用所取得的显著效果和由此产生的经济效益，并对此技术的发展提出了建议。
关键词：设备检测故障诊断振动检测故障
设备检测与故障诊断技术是七十年代后期国内发展起来的一项新兴技术。它经过八十年代的不断发展而逐渐趋于成熟，广泛地应用于设备检修的各个领域。所谓设备检测与故障诊断技术，是指在设备运行中或基本不对设备进行拆卸的情况下，通过一定的检测手段对设备的运行参数进行采集，并根据采集得到的信号判断设备的运行状况以及产生故障的部位和原因，预测、预报设备状态的技术。这一技术的应用，使设备检修工作由过去手摸、耳听、眼看、鼻闻的经验判断进入到数据量化分析的新阶段。
设备检测与故障诊断技术包括诊断文档的建立和诊断实施两大部分。文档的建立是一项基础工作，它要搜集被诊断设备的各种故障模式及故障信号特征，从而建立档案库。诊断实施部分通过信号检测选择适当的状态信号，由初始模式获得待检模式，对待检模式进行状态识别后与样板模式进行状态量的比较，从而得出设备的运转状态。设备进行状态检测与故障诊断主要进行以下四个步骤：
1.信号检测：按要求的诊断对象及其故障类型，选择对设备故障类型敏感的工作状态信号。
2.特征提取：即对信号进行处理，其目的是为了去除冗杂的信息，提取故障特征量，即放大故障信号量。
3.状态识别：将经特征提取的待检信号与档案库内的各种样板信号进行比较，进行状态分类。
4.诊断决策：对诊断结果进行分析决策。
一、设备检测与故障分析技术在浅海油田的应用情况
目前设备检测方法多种多样,所涉及的领域也越来越广。根据物理量分类，常用的设备状态检测方法大致可分为五类：
1.声波诊断技术
我们海上平台设备广泛应用的声波检测仪器有机器故障听诊器和超声波测厚仪两种。
2.振动监测技术
我们应用的振动检测仪器主要有VM63振动监测和冲击脉冲分析仪等仪器。
3.油液诊断技术
我们设备检测使用的润滑检测仪器为THY－18D油液分析仪。
4.温度诊断技术
我们公司里应用的数字式接触温度计和热点普查仪就是利用感知温度来判断设备故障的状态监测仪器。
5.数据采集技术
我们公司内应用的数据采集器主要是上海航空技术研究所生产的DSC－1型和DSC2型数据采集器。
目前公司内各单位共拥有状态检测仪器47台，机动员作为设备状态检测的专业人员从事数据的采集和故障分析工作。设备状态检测工作的开展为设备预防性维修提供了可靠的理论依据，对确保设备修理的及时性、准确性起到了超前运行的作用。
1.利用超声波测厚仪检测锅炉对流管束问题。
锅炉对流管束是锅炉本体换热的主要部件，对流管束壁厚的大小直接关系到锅炉的安全运行与换热效率，为保证锅炉的安全运行就必须对锅炉的对流管束壁厚作定期的检测。海二站锅炉为连云港产2吨蒸汽锅炉，对流管束采用的是20g锅炉钢管，壁厚为4.5mm。经过连续几年的运行，锅炉本体结构都有了不同程度的腐蚀，年初我们针对这一情况，利用超声波测厚仪对锅炉对流管束进行了检测。据检测结果判断，对流管束腐蚀量较大，部分管壁已腐蚀掉了50％。根据《锅炉安全检查规程》，需对其进行更换。另外从所测数据看右排对流管束比左排对流管束壁薄，从而判断出锅炉右侧燃烧情况较严重，需对燃烧器重新安装。于是我们根据检测结果，对海二站锅炉进行了更换对流管束的修理，并重新安装了燃烧器。经过修理后，海二站锅炉目前运转良好，使用情况稳定。
2.运用振动测量仪检测中心一号平台外输泵故障。
振动指标是反映设备运行性能的重要指标，运动副和磨擦副部位的振幅、速度、加速度可直接反映出运动副和磨擦副之间的传动性能和运动特性，利用振动测量仪判断中心一号外输泵故障就是一例。在外输泵运转初期，我们用振动测量仪对各连接部位和磨擦副都进行了原始数据的采集，作为分析和判断以后设备故障的依据。并在外输泵运转后每月对各部位的振幅、速度、加速度的数据量进行收集。去年８月份收集数据时发现前轴承处振幅为116μm，速度为45m/s，加速度为17m/s2，后轴承处振幅为437μm，速度为60m/s，加速度为40m/s2。根据采集出的各项指标画出振幅、速度、加速度的趋势图发现，８月份所收集数据中外输泵后轴承处三项指标均超标。于是我们组织人员对外输泵后轴承部位进行拆检，结果发现轴承扶架散落，轴承套破损。在更换轴承和轴承套后重新进行检测，三项技术指标均恢复正常。通过振动检测技术的应用，成功地避免了因部件损坏而造成烧损泵轴的机械设备事故。
3.运用油液分析仪检测中心一号平台柴油发电机组水泵渗水故障。
润滑油达标是保证柴油机正常运行的必备条件，具有良好润滑条件的柴油机既可保证足够的动力输出，又可防止因润滑失效而引发的各类机械设备故障。因此，润滑油是否合格是决定柴油机性能好坏的重要因素，而其中水份又是影响润滑油技术指标的重要因素。在2003年4月份平台设备例检过程中，用油液分析仪化验中心一号平台1#柴油发电机组机油时发现油液分析仪表头指针不断右偏，由此判定机油内含水。又经询问平台操作人员，得知机油刚换两天，并未出现机油变白现象。根据这种情况我们分析后认为，进入油底壳的水可能是从水泵渗入的。于是我们组织对柴油机水泵进行了拆检，发现原因是水泵机械密封磨损，水由机械密封渗出后进入油底壳。在将机械密封更换后重新试验，再未发现机油内部有水的现象出现。
4.运用热点普查仪检查控制柜继电器触点故障。
现代设备是机、电、器、仪的集成体，结构简单、操作方便，但控制系统复杂，控制系统内部继电器动则十几个，甚至几十个、上百个。这些继电器出现问题时比较难以判断，通常采用的短接的办法既费时又费事。在排除中心一号平台压缩机控制柜故障时，我们运用电路热点普查仪对其进行扫描，不仅迅速查出了问题，而且节省了大量的人力和时间。2003年1月份，中心一号压缩机电机控制跳闸，用自动起动几次均失败，而用手动起动则运转正常，因此，初步判断为合闸继电器故障，继电器触点吸合不上。用电路热点普查仪检查几个合闸继电器，发现主开关合闸继电器的温度高于其它几个继电器10－20℃，将此继电器拆开后，发现有两个继电器触点烧损较严重，再经通电实验找到有两个触头似接触非接触，经调整后重新安装，运转一切正常。
5.运用数据采集器诊断中心一号平台外输泵故障。
运用数据采集器可对设备的运转参数进行采集，然后对各参数进行幅频分析，频谱分析，细化各类参数的运转谱值，针对各参数的运转谱分析设备的技术状况。在2003年5月份，我们利用数据采集器对中心一号平台3#外输泵进行检查时发现外输泵后轴承存在故障。根据幅频和速度频曲线表征判断，电动机后轴承振动地毯值较高，150Hz和250Hz处振幅较大，在其倍频300Hz和500Hz处振幅也较大，根据这种情况分析认为轴承有两项故障，一是轴承托架故障，一是轴承外圈损伤，综合分析认为此故障主要由于轴承托架散落造成在150Hz和其倍频300Hz处出现较为明显的振幅，在高速运转情况下引起润滑脂汽化，使轴承润滑不良而造成频谱显示地毯值较高。同时由于轴承托架损坏，导致在高速运转情况下轴承跑外缘，形成250HZ和其倍频500HZ处出现较明显的振幅,于是拆检轴承部分,发现故障与判断相吻合,更换轴承后经重新测试，幅频和速度频谱曲线恢复正常。
二、设备检测与故障诊断技术应用总结
随着我们公司设备数量的不断增多，复杂系数的不断提高，对设备状态检测的要求也越来越高。在实际生产中通过对检测与故障诊断技术的运用，我们从各种设备故障案例中获取了丰富的经验，并且通过此技术预知维修避免了许多更大事故的发生，节约了经费支出，取得了巨大的经济效益。
展望未来，我们认为设备检测与故障诊断技术的发展具有极大的发展潜力，为了提高设备技术状况，预防设备故障的发生，提出了几点建议来供大家参考：
1.完善设备状态检测网络，实现状态检测的制度化、规范化、系统化。
2.加强设备状态检测与故障诊断技术的培训工作。实现设备管理人员不仅要熟悉高度复杂化的现代设备，而且还要掌握现代的诊断、检测技术和设备的计算机管理方法。
3.建立设备检测台帐，作好前期准备工作，取全取准原始资料，充实样板模式库。
4.作好设备状态检测工作，摸索设备各部位、大总成件的使用寿命和维修周期。