故障程度的判断，指导设备维护、维修方案的制定

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　　判断故障所形成的危害程度，对确定是否需要立即停车、能否维持运行、是否需要减负荷运行有着决定性的指导作用。


　　在判断故障程度时，要仔细比较故障前后的有关数据、图谱，然后参照有关规范、规定及设备的历史情况加以综合判断。其中，既要考虑现在的数值，更要考虑与原正常值相比的变化倍数，关键看当前数值有无继续发展的趋势。以下仍就最常见的振动故障来举例说明。


　　对于由转子动不平衡所引发的振动(并且为工频的幅值及相位都发生了突变)


　　首先，应进一步查看一倍频趋势图，看振值及相位有无再次或多次发生突变。若有，表明转子发生了二次损伤、多次损伤扩大故障，故障的程度往往比较严重;若无，表明转子没有发生二次损伤，故障的程度一般较为稳定，而且在一定的时间段内不大可能再次发生强烈振动。


　　其次，应比较故障发生前后工频幅值变化倍数的大小。通常，故障后的工频振动值小于故障前正常值的2.5倍时，可以认为，虽然转子的动不平衡状况发生了比较明显的变化，但仍可继续监视运行;故障后的工频振动值为故障前的2.5倍到3倍以上时，则表明转子动不平衡状况的变化程度非常严重，应考虑停车。(在振动评定标准、动平衡精度等级标准中，都是按照2.5倍的级差来划分等级档次的。)


　　第三，关键的是看当前的工频振动值有无继续上升的趋势。若无上升趋势，则表明尽管转子发生了动不平衡，甚至当前的振动值也非常高，但是，转子本身的刚度较强，转子因弯曲变形而产生的弹性恢复力随变形量(即振动值)的增大也同时增大，与不平衡量所产生的离心力处于动态平衡状态，也就是说，不平衡质量矩所造成的危害程度也就仅此水平而已，振动不会再增大;若有上升趋势，即使上升的速率很缓慢、振动值并不很高、工频幅值变化倍数低于2.5倍，仍说明故障程度相当严重，从转子上掉下的质量较大，转子在不平衡质量矩的作用下仍将被继续拉弯，不平衡质量矩将继续上升，或者说转子轴承系统本身的刚度较差，弹性恢复力难以抗拒离心力，必须停车。


　　即使是发生断叶片这样的重大设备故障，只要判断准确，处理得当，同样可以做到监视运行、待机修理。


　　例如，某合成气压缩机驱动透平三个轴承的振动值028Ax/Ay/Bx/By/Dx/Dy，于1999年5月14日零时7分突然同时报警(报警值为30μm)，通频振动值由正常情况下的17/25/16/17/19/21μm上升到30/52/35/42/60/80μm，而另一个轴承028Cx/Cy的振动值却略有降低，由27/19μm变化为20/21μm，同时低压缸发出明显异常的“嗡嗡…”声。通过查看本特利TDM在线状态监测系统的相关图谱，发现转子工频振幅值、特别是相位都发生了突变，其中测点028Bx/By的工频趋势图如下图所示。

　　从图中可以看到，尽管工频振幅值的变化倍数已达到4倍以上，但是突变后的幅值及相位变化平稳，既没有发生二次损伤扩大情况，也没有继续上升的趋势。这表明从转子上掉落的质量不是很大，不像是往往容易发生的末级、次末级长叶片断裂，故障本身具有一定的偶然性。当时诊断为汽轮机断叶片，并认为可以继续运行，但是一旦停车后必须更换转子，否则再次开车将难以通过临界转速区。


　　对于由轴承工作不良故障而引起的振动


　　由于此类振动通常为间歇性的跳动，判断其故障程度主要是通过趋势图，看振动值的跳动范围、跳动的持续时间和相邻两次振动的间隔时间，最为关键的是看振动趋于平稳后，振动值能否回落到原有的正常值。若振动值的跳动范围越来越大，持续时间越来越长，间隔时间越来越短，则说明振动程度趋于严重。特别是振动值回落后高于原正常值，则表明程度相当严重，轴承合金已产生磨损或被辗应考虑停车。


　　对摩擦故障程度的判断


　　一般情况下，通过波形频谱图看新增加的频率成分多不多，新频率成分的振幅值大不大。如果新频率成分不多、振幅值不大，则摩擦程度不大;反之，则摩擦程度大;如果频率成分丰富，幅值很高、甚至超过工频时，则摩擦程度相当严重。其中，高频成分相对丰富、但是幅值较低，低频成分较少，持续时间较短时，很可能是局部轻摩擦;低频成分相对密集、幅值较高，高频成分稀疏，持续时间长、甚至连续，则很可能是局部严重摩擦。


　　判断摩擦程度是否严重，关键是通过轴心轨迹图看转子的进动方向。若为正进动，表明摩擦程度不很严重，通常为梳齿密封的齿片所产生的摩擦，不必急于停车;若为反进动，特别是正、反进动交错发生时，说明摩擦时所产生的能量相当大，故障程度相当严重，此时若振动仍在加剧，必须立即停车。在刚刚检修结束后的开车过程中，由于若干梳齿密封的间隙偏小，常常会出现摩擦，一般在通过临界转速区后，摩擦现象会自行消失。


　　不对中故障程度的判断


　　除了看轴心轨迹外，还要看二倍频振动趋势图，要分辨是一开车就高、还是在开车过程中逐步变高或迅速变高、或是在运行一段时间后缓慢增高。如果是一开车就高，则为原始冷态不对中所引起，其影响程度不会变化、相对较小;如果是开车中逐步变高或迅速变高，则为管线、支座等受热不均匀而产生的热态不对中所引起，其程度相对较严重，应该迅速查找原因、及时消除或减轻;如果是在运行中缓慢、逐步增高，则为齿式联轴器磨损所引起，磨损初期影响不大，磨损后期会迅速加剧，因此在中后期要加强监视。


　　本文摘录自沈立智先生撰写的《大机组管理工作中的几点体会》。