設備診斷技術基本內容
首先明確一下設備診斷技術的概念,診斷一詞本身源于醫(yī)學,由于對設備狀態(tài)的了解與判斷如同醫(yī)生對患者的診斷相似故而引用之。
設備診斷起源于機械工業(yè),發(fā)展于軍事工業(yè),推廣于使用技術裝備及其它設備的各個行業(yè)。通常的理解,設備診斷就是指設備發(fā)生了異常和故障之后,要弄清楚它是怎么一回事,是什么原因,也就是對診斷對象進行故障識別和異常的鑒定。這種理解只是一種狹義的理解。
其實設備診斷技術貫穿于整個設備管理之中,從設備的設計、制造、安裝、使用、保養(yǎng)、維修、技術改造、更新、報廢等全過程管理來看都是行之有效的方法。
對于設備診斷技術的定義提法較多,目前比較完整地描述設備診斷技術的定義是:掌握設備現(xiàn)在的狀態(tài)與異?;蚬收现g的關系,以及預知、預測未來的技術。
這個定義包括三層意思,即①應用設備狀態(tài)監(jiān)測技術掌握設備技術狀況。②運用設備診斷技術對設備狀況進行識別診斷,準確判斷正常、異常與故障,并弄清原因。③作出設備診斷的決策,對重點監(jiān)視、巡回監(jiān)視、停機檢修以及預測未來提供技術指導。
設備診斷技術的基本類型包括兩大部分:
一是簡易診斷技術,二是精密診斷技術。
簡易診斷是一種初級的診斷,它的特點是能快捷地對設備狀況作出有效地概括與評價。它具有這樣一些功能:
①設備的性能、效率的趨勢控制和異常檢測;
②設備的劣化、故障的趨勢控制和早期發(fā)現(xiàn);
③設備所受應力的趨勢控制和異常應力的檢測;
④指出存在問題的設備;
⑤設備的監(jiān)測與保護。
精密診斷是在簡易診斷的基礎上對其未能進行準確判斷的設備狀態(tài)而運用先進診斷儀器和設備及其診斷分析技術對設備進行的高級技術診斷。它具有這樣一些功能:
①確定設備異常的模式或種類;
②分析設備異常的原因;
③測算危險程度,預測發(fā)展趨勢;
④提出改善設備狀態(tài)的方法,實現(xiàn)這些功能,不僅需要簡單的測定和分析,而且還要運用故障檢測和強度、性能定量分析技術等,以定性和定量的角度來客觀地對設備狀態(tài)做出評價。
簡易設備診斷技術與設備精密診斷技術對設備工作具有同樣重要的作用,在具體應用中往往是配合使用,恰到好處。然而簡易診斷技術往往是依贛予人的實踐經驗,而精密診斷不僅需要人的經驗,更需要先進的診斷儀器和設備。所以,在確定應采取措施用的狀態(tài)分析技術一般由經過專門診斷技術培訓的技術人員來實施。
精密診斷涉及很多技術,其中:
(1)應力定量技術,包括應力測定技術和應力計算技術。應力測定技術有機械應力測量法、化學應力測量法、熱應力測量法、電應力測量法等。應力計算技術有機飯應力計算法、化學應力計算法、熱應力計算法,電應力計算法等。
(2)故障檢測、分析技術。故障分析技術有強鐒劣化檢驗,破壞性檢驗、斷面分析、理化分析等。故障檢測技術有,回轉機械診斷技術、電氣設備診斷技術、靜止設備診斷技術、管理類設備診斷技術等。
(3)強度、性能定量技術有疲勞強度的估計技術、耐熱強度的估計技術、絕緣強度的估計技術、耐腐蝕強度的估計技術等。不論是簡易診斷還是精密診斷,都是涉吸很多學科的綜合性技術。為此,加強診斷人員的技術培訓并熟練掌握設備診斷技能是搞好設備工作的重要條件。
設備狀態(tài)監(jiān)測是診斷的前期工作,目前設備狀態(tài)監(jiān)測的方法有:
(1)目測。不需要特殊技術,主要是依靠檢測人員的經驗;
(2)溫度。屬于通用監(jiān)測技術,用人手的觸覺或測溫儀即可進行;
(3)漏泄檢查。使用專用儀器、儀表容易掌超;
(4)潤滑狀態(tài)監(jiān)測。
從外觀可依靠人的經驗,對潤滑油質狀態(tài)進行污染及零部件磨損微粒的監(jiān)測則需要一定的專門技術,使用的儀器一般是鐵譜分析儀、光譜分析儀等;
(5)裂紋檢查。
外部裂紋檢查一般有磁力線法、染色法、電阻法等。這些方法需要一定的專門技術,也是常用的方法。內部裂紋檢查一般有超聲波檢查法、漏渣檢查法和射線檢查法,這些都俺要有相應的檢測儀器和專門的檢測技術,但也都是常用方法。
(6)振動監(jiān)測。
屬于通用技術,包括菝事分析、信號監(jiān)測等,這種方法有簡單也有復雜的,能夠在線監(jiān)測,不影響設備運行,是一種最常用的方法,在對復雜振動狀態(tài)監(jiān)測時需專門檢測技術;
(7)腐蝕監(jiān)測
包括腐蝕過程監(jiān)測、腐蝕狀態(tài)檢查儀檢查、極化電阻及腐蝕電位法、氫探極法、探極指示孔法、試樣失重法、超聲法等,這些腐蝕監(jiān)測法.般都需要一些化學及電學知識,還應具備設備管理的經驗,根據(jù)對腐蝕現(xiàn)象檢查、腐蝕程度定量檢查、設備分解檢查以及預測腐蝕程度等情況進行針對性選擇監(jiān)測方法,使監(jiān)測結果準確、快速、有效。
由于設備的運行狀態(tài)和環(huán)境條件不盡相同,各式各樣,因此也就產生了不同類型的設備故障診斷。前面我們對簡易診斷和精密診斷作了一些介紹,現(xiàn)在我們再介紹一些設備故障診斷類型:
(1)定期診斷和在線監(jiān)測。
定期診斷就是根據(jù)設備管理所制訂的按照一定時間間隔對在用設備狀態(tài)進行檢查和診斷。在線監(jiān)測是采用各類檢測儀器、儀表和計算機信號處理系統(tǒng)對設備運行狀態(tài)進行連續(xù)監(jiān)測和檢測。
采用哪一種診斷方式,需要根據(jù)設備的關鍵程度,設備故障對生產的影響程度,對設備的自身壽命影響的嚴重程度,運行中設備性能下降的快慢程度以及設備故摩發(fā)生和發(fā)展的可預測性來決定的;
(2)性能診斷和運行診斷。
對于新安裝的或剛檢修好的設備來判定它的性能是否正常,并根據(jù)檢查和診斷的結果來進行調整:這種診斷就叫做性能診斷。對于正常服役的設備對其運行狀態(tài)的監(jiān)視,以便對設備故障的發(fā)生和發(fā)展能進行早期診斷的方法叫運行診斷;
(3)常規(guī)診斷和特殊診斷。
在常規(guī)工作條件下也就是在設備正常服役條件下進行的診斷。大多數(shù)的診斷是屬于這一類。但是,在個別情況下需要創(chuàng)造特殊的服役條件來采集信息,比如,大型動力機組的起動和停車過程要通過轉子的。扭振和彎曲振動的幾個臨界轉速,就需要采集在起動和停車過程中的振動信號,這些信號在常規(guī)診斷中是得不到的。
(4)直接診斷和間接診斷。
直接診斷是直接根據(jù)關鍵的信息確定這些零部件狀態(tài)的診斷方法。比如軸箱、齒輪齒面磨損、軸承間隙不當、軸或葉片的裂紋以及在腐蝕條件下管道的壁厚等等。間接診斷就是在技術上和經濟上可用于限鑭采用直接診斷技術的條件下。前面提到設備間接診斷是通過二次診斷信息來間接判別關鍵零部件的狀態(tài)變化。多數(shù)二次診斷信息屬于綜合信息。因此,診斷誤差較大,出現(xiàn)誤診、漏診的可能性較大。
設備診斷技術對于設備零部件的不同分類,具體診斷對象的不同,采取的診斷技術也有所不同,可能是單一的,也可能是綜合的,以下就設備診斷技術的應用情況作一簡單介紹(見表)。
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