石油化工转动设备的振动故障分析及处理

李鸿志

摘要：在科学技术水平不断发展背景下，越来越多先进技术设备涌现，并被广泛应用在石油化工生产中。由于石油化工产业自身特性，转动设备在运行中，由于运行负荷较大，或是受到环境因素影响出现振动故障问题，在不同程度上影响着设备的运行效率。本文就石油化工转动设备振动故障进行分析，从多种角度分析故障原因，提出合理有效的改善措施。

关键词：石油化工；转动设备；振动故障

引言

机械设备的振动是物体或质点在相对平衡点的位置移动，因为物体在运行中存在间隙，在晃动中从而产生位置偏移，其震动幅度的大小取决于设备控制间隙的大小，间隙越大震动越大，间隙越小震动越小。机械设备的振动不仅会对工作的精度产生不利影响，一定程度上会加重设备因振动磨损带来的损坏。对机械设备震动原因进行分析，排除故障，才能有效保证设备的正常和高效运行。

一、机械振动产生的原因

机械设备在运转过程中，因为要减小摩擦力，所以不同物体之间都存在一定的间隙，随着转动次数的增加和不断的日渐磨损，间隙会呈现增大的趋势，一旦超过一定范围，就会产生运转中的振动，并会随着间隙的增大而振动的越来越厉害，不但加剧了设备的磨损程度，而且由于振动会影响其工作的精确度，也一定程度上降低了功的传递效率。但是，机械设备的振动是无法完全避免的，运行最稳定的机械也存在振动现象，是无时不在的。而引起机械振动的原因也不是单一的，有时会因为一出震动而波及另一处的振动，从而形成一种共振，共振会产生一定的冲击力，对设备的使用寿命和使用效果产生不利影响。

反过来说，当设备出现震动现象时，或震动的频率超出正常范围时，就要考虑设备是否发生了某些故障或损坏。要检查和排除设备故障，可以通过检测设备振动的频率、转数、速度及其位移量和相位等一些列数据参数，进行有效的分析研究，查寻产生异常震动的原因，以便及时采取行之有效的措施进行妥善处置，保证机械设备的正常运行。通过异常震动的参数分析来检测设备故障，具有方便快捷、判断准确的优点。而采用的振动检测诊断设备故障的分析法，成为较为常用的一种故障诊断方法，被广泛的应用到设备运转的故障排除中来，并不断地更新和完善，技术越来越成熟。

二、常见的振动故障分析

（一）常见的振动故障类型

引起机械振动的原因也是多方面的，认识和了解机械设备转动时易见的振动故障和振动原因，可以有效提升转动设备振动分析的准确性。通常来说，引起机械设备转动时产生的故障主要来自以下原因。一是机械设备出现转子失衡和转子弯曲。转轴作为转动设备的最关键部件，安装或使用过程中很容易出现转轴的质量偏心或缺损，出现转子失衡现象，从而产生不平衡的往复作用力。来回往复的作用力指的是一种作用力反复的对另一种物体产生作用，从而引起物体的来回运动，而在往返运动过程中，如果运行的不平衡、不对中就会引起磨损晃动等现象，会产生一定的反复作用力，引起设备振动。另外，转子弯曲或不对中引起震动。机械转动设备的转子通常情况下由联轴器来连接，当联轴器出现热膨胀或承载负荷过大时，容易造成转子间轴线不对中，致使轴承磨损增大、转轴弯曲、转子偏心，引发机器强烈振动。二是共振现象引起震动加大。共振现象是因为运转中的机械设备遭受到和机械固有频率相同的往复作用力而引起的，振动越强烈，越容易造成破坏力，影响机械设备的正常运行。三是设备的某些部件产生松动迹象。比如固定设备的螺丝没有拧紧、设备轴承间隙过大、某些配件标准不符、转动设备存在载荷过大、润滑不良、某些部件老化腐蚀等等，都会引起机械设备的振动，尤其在旋转工作状态，振动就会越强烈，越强烈越容易引起共振，加重设备的振动频率，导致工作不精细、效率低下，严重时致使设备损坏。

（二）振动故障分析步骤

当机械运转设备发生不同程度的振动时，要结合机械设备的实际情况，通过对一系列参数数据的分析和研究，进行综合、分析、判断，从而查出故障原因。首先，要对机械设备的性能和结构、工作原理有一个清楚的了解。其次，要注重监测三个关键变化点来识别故障。通过观察设备启动与关停中转速变化引起的振动量变化，用频谱分析法观察频率成分与各成分相位间的的变化，轴心轨迹形状的变化，然后进行综合分析和判断，辨别故障是否存在。如果有故障要采取相应解决措施，并通过工作状态的一系列监测来检查及其是否发挥正常功能。

三、检测维修

（一）预防性维修

其基本含义是对影响设备正常运行的潜在故障采取“预防为主”的措施，即在设备的使用过程中加强维护保养，预防故障的发生，尽可能在设备开始出现功能性故障之前进行预防维修。设备功能定义了设备提供设计功能所必需的正常运行条件要求，预防性维修的最基本的目的就是保持设备自身（除环境和工艺条件外）的正常运行条件要求。通常概念的预防性维修主要是指基于时间的维修，这是一种基于日历时间或设备运行时间为依据而进行的周期性维修。

典型的预防性维护活动包括定期检查、状态检测、易损部件的更换、紧固和校准，以及基本的清洁，从而维持设备正常运行和防止设备发生故障。有效的预防性维护策略可以让设备保持在最佳的运行状态，减少故障并实现设备最大化的有效生命周期。另外，通过预防性维修也可以发现设备潜在故障，从而有充分的时间安排维修计划和准备所需的备件，有计划地进行维修工作。装置定期停车进行大检修也可看做是预防性维修的一种特殊形式。

（二）状态维修或预测性维修

状态维修以设备状态检查、检测和诊断等科学技术手段为基础，适时掌握设备的运行状态，收集可用于指示潜在故障或即将发生故障（ 振动，温度，声音，颜色等等） 的变量数据，再根据设备的实际运行状态情况对这些数据进行分析和预测，进而制定相应的维修计划，在设备出现了性能劣化后以接近会发生功能性故障之前进行维修，而不是仅仅以设备使用时间为依据制定维修计划。通过寻求所需的合理有效的维护水平，达到非计划停机时间最小化的目标。状态维修要求定期对设备进行各种参数测量，及时反映设备实际状态。测量的参数可以在一定的提前期间给出警报，以便采取适当的维修措施。状态维修是在设备出现了性能劣化后实施的维修，只不过状态的逐渐劣化是由被检测的设备状态参數变化反映出来的，因而可以被提前分析和预测。预防性维修和状态维修都属于主动性维修的范畴。

四、结语

总而言之，在对石油化工产业当中所应用的转动设备进行维护管理的过程当中，应该具体问题具体分析，结合设备所呈现的实际运行状况以及变化的特征制定最为合理的优化方案。相关从业人员应该积极探索，对国外的一些先进技术和理念加以借鉴，与我国石油化工行业的实际状况相互结合，继而创建出一套符合我国国情的转动设备维护管理体系，为行业的健康发展以及国民经济的进步提供出源源不断的动力。

参考文献：

[1]张芬.石油化工转动设备的振动故障分析[J].石化技术，2018，25（04）：275.

[2]姚金磊.石油化工转动设备的振动故障分析及处理[J].石化技术，2017，24（10）：52+27.

[3]刘恕平，李海鲸，郑江存，郑兴周，付春兵.石油化工转动设备的振动故障分析[J].中国石油和化工标准与质量，2013，34（06）：245.