振动故障诊断

电力18讯：    振动故障诊断这一名称国外早在40多年前就已提出，但由于当时测试技术和振动故障特征知识的不足，所以这项技术在70年代前未有明显发展。我国提出振动故障诊断也有20多年的历史，由于国内机组振动的特殊性，因而在振动故障诊断方法，故障机理研究方面，具有独特的见解，经过40多年现场故障诊断的实践，在机组振动故障特征方面我们积累了丰富的知识，已扭转了振动故障原因难于查明的局面。
故障诊断从目的来分，可分为在线诊断和离线诊断， 前者是对运行状态下的机组振动故障原因作出粗线条的诊断，以便运行人员作出纠正性操作，防止事故扩大，因此诊断时间上要求很紧迫，目前采用计算机实现，故又称自动诊断系统。系统的核心是专家经验， 但是如何将分散的专家经验系统化和条理化，变成计算机的语言，是目前国内外许多专家正在研究的一个问题，因此不能将这种诊断系统误解为能替代振动专家，即使将来，也是振动专家设计和制造诊断系统，为缺乏振动知识和经验的运行人员服务， 而不是替代振动专家的作用。
离线诊断是为了消除振动故障而进行的诊断，这种诊断在时间要求上不那么紧迫，可以将振动信号、数据拿出现场，进行仔细地分析，讨论或模拟试验，因此称它为离线诊断。在故障诊断深入程度上要比在线诊断具体得多，因此难度大，本章要讨论的是离线故障诊断技术。
第一节 机组振动故障诊断的思路和方法
2.1.1直观寻找振动故障
2.1.1.1振动故障直观可见性
由于是采用肉眼或一般的测量直观去寻找，因此能找到的振动故障必然是直观可见的故障，例如轴承座松动、台板接触不好、转子上存在自由活动部件等，对于直观不能发现的故障，例如转子不平衡，系统共振，汽轮发电机转子存在热弯曲等故障，即使多次寻找，也无法查明。
2.1.1.2发现故障的偶然性
即使对于直观可见的故障，也不是通过1―2次解体检查就能发现的，这是由于寻找本身带有较大的盲目性，因此能发现故障往往带有较大的偶然性，例如某厂一台国产100MW机组，新机启动发生发生2、3瓦振动大，经两次揭缸检查，都未能找到故障原因，而且经多次启停观察振动，都不能解说其故障原因，正在一筹莫展之际，一个运行人员无意间用听棒在2、3瓦之间听到异音，再次揭缸才发现高压转子4公斤重的中心孔堵头脱落掉在波形节联轴器内。
2.1.1.3设备结构和故障机理的复杂性
显然对于结构和故障机理简单的回转机械，例如风机、水泵、一般电动机等，采用解体直观寻找振动故障成功率较高，但是对于结构复杂，特别是大型汽轮发电机组，不仅零部件大而多、结构复杂，而且引起振动的机理也很复杂，一次解体寻找振动故障不可能对机组每一个部件都做仔细检查，即使是直观可见的振动故障，在一次解体寻找中也未必能发现，因此直观寻找在大机组上成功率往往是很低的。
2.1.2振动原因分析寻找
2.1.3振动故障诊断
故障诊断与上述查明故障的方法最大区别是摆脱了振动故障以眼见为实的局限性，它是采用演绎推理的方法，以故障特征为基础，与振动特征进行比较、分析，或采用逐个排除的方法，对振动性质、故障原因和具体部件作出判断。
2.1.3.1反向推理
反向推理也称目标直接推理，它是依据振动特征反推出振动故障原因，因此称它反向推理。在推理过程中只与单一的目标有关，当振动特征与故障特征符合时，即可做出诊断。
故障特征是指前人或个人在以往工作中经归纳总结得到具体的、明确的故障所呈现的振动现象和特点；振动特征是指要诊断的机组振动，经调查、测试、分析后归纳得出的振动现象和征兆。例如柔性转子存在一阶不平衡，在一阶临界转速下轴承或转轴振动必然会呈现显著峰值，则其故障特征是转子一阶不平衡，在一阶临界转速下发生强烈震动，则启动中一阶临界转速下强烈振动即为振动特征，若采用反向推理，即可做出该机组一阶临界转速下，强烈振动故障原因是转子存在一阶不平衡的诊断。
使用反向推理不需要了解故障范围，而只要对有关的故障特征有所了解，即可进行诊断，因此目前国内这种诊断方法应用相当广泛，而且国内外在线诊断目前主要也是采用这种推理方法。由于反向推理诊断故障容易掌握，所以目前已获得广泛应用，但是在实际诊断振动故障时往往会发生下列弊病。
1.诊断结果不肯定
机组绝大多数振动故障特征有多方面的反映，不同的故障其特征存在着显著的交叉，例如转子不平衡过大，引起的是基频振动过大；同样支撑动刚度不足，轴系连接同心度、平直度偏差等故障，也是基频振动过大，也就是说故障和特征之间不是一一对应关系，而是多重交叉关系，而且一种故障在特征上有多方面的反映，就拿最简单的振动故障转子不平衡来说，它可以在升速过程中发生振动过大，但也有不大的，而只是在工作转速下振动大；有时则相反。从而依据振动特征反推故障，必然会得出几种不肯定的诊断结果，这就是目前一般都习惯采用的：可能是某种原因，或大概是某种原因。得出这种不肯定的诊断结果，从方法上来说是采用了