風機的故障企業(yè)正常生產的敵人,輕則影響企業(yè)的績效,重則產生重大的安全事故,因此風機的故障監(jiān)測與診斷,就很重要了,目的是監(jiān)測設備的運行狀況,盡早識別故障、解決故障。
故障機理
導致設備故障產生的原因,稱為故障機理。故障機理表明了故障的形成原因和發(fā)展規(guī)律,可分為以下幾種。
1.腐蝕
材料由于運行環(huán)境含的有害氣體成分而發(fā)生腐蝕,從而破壞零部件表面或者是零部件本體,導致配合失效、強度降低等。腐蝕可以分為化學腐蝕和電化學腐蝕。金屬與介質直接發(fā)生反應的損壞叫做化學腐蝕,電化學腐蝕是指金屬與周圍介質發(fā)生電化學作用而有電流產生的腐蝕。
2.磨損
由于運行介質中存在的顆粒或者長時間的運行,會導致零部件發(fā)生磨損,磨損可以分為顆粒磨損、黏著磨損、疲勞磨損、腐蝕磨損等。磨損與材料的機械性能、磨料顆粒大小與硬度有關。設備的磨損會導致配合失效、強度降低、性能下降等。
3.變形
由于外力的作用,會導致零部件發(fā)生變形。變形分為彈性變形和塑性變形。外力消除后,能恢復到原來的位置,這種變形是彈性變形。當外力超過屈服強度時,會發(fā)生不可逆的變形,這個即為塑性變形。
4.斷裂
材料在設備運行過程中,會產生裂紋,甚至斷裂。這與設計、制造、使用有關系。當外力交變的時候發(fā)生的斷裂稱為疲勞斷裂。
故障發(fā)生的規(guī)律
盡管故障的種類繁多,但在整個生命周期中,故障還是有一定的規(guī)律。下圖是故障隨時間的發(fā)展特性曲線。
故障發(fā)生率隨時間的曲線類似與浴盆,所以稱之為“浴盆曲線”,分為早期故障期、偶發(fā)故障期、耗損故障期。
早期故障期:又稱為磨合期,原因有很多,比如設計、制造、安裝上的缺陷、操作和使用上的疏忽等。設備經過磨合期,故障率會逐漸降低,進入故障偶發(fā)期。
偶發(fā)故障期:是故障率相對恒定、故障率最低的階段。由于使用錯誤或者誤操作等原因,仍會引起故障,故障有很大的偶然性。這個階段是設備的最佳工作時間段。此階段要注意設備的運行參數,嚴格按照設備使用手冊來運行,以便延長設備的使用壽命。
耗損故障期:當設備經過偶發(fā)故障期后,故障率會逐步升高,這是由于設備零部件的正常磨損、材料物理化學性質的改變、材料老化等原因導致的。因此在零部件達到壽命前采取維護保養(yǎng)措施,會降低此階段的故障率。
故障特征
人在發(fā)病的時候有很多癥狀,比如發(fā)熱、乏力、咳嗽等,設備也一樣,在故障的時候會有很多特征,搞清楚故障特征對故障診斷很重要。
振動異常:風機振動時監(jiān)測風機是否正常運行的最重要的參數之一,如果振動發(fā)生異常,一定有不正常的地方,比如轉子不平衡、對中破壞、主軸彎曲、風機失速、油膜渦動等,振動是風機故障振動的重要信息。
風機參數變化:風機的參數,比如風壓、風量、 電流等,是衡量風機是否正常運行的重要參數,這些參數異常意為著風機可能存在故障。
聲音異常:風機在運行中如果聲音異常,表明風機的正常運行狀態(tài)破壞,聲音是故障診斷的重要信息。
軸承溫度異常:如果軸承溫度異常,設備肯定有問題,比如冷卻系統(tǒng)出現問題,軸承損壞等,因此軸承溫度也是故障診斷的重要信息。
磨損殘余物增加:風機的零部件如果磨損殘余物突然增加,意味著設備存在故障,比如潤滑油中銅粉增加,意為著軸承保持架可能存在磨損情況。通過殘余物的采樣分析葉式故障診斷的重要內容。
風機的故障診斷就是通過監(jiān)測上面的故障特征參數,通過一定的機理,來預測識別故障的發(fā)生概率,進而避免或者延遲故障的發(fā)生,是風機故障監(jiān)測與診斷的重要基礎.