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冶金设备监测诊断技术及前景

文章来源:未知    时间:2016-05-24
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  乐虎国际首页,冶金企业的次要环节设备有焦化和烧结厂风机,炼铁厂高炉鼓风机,炉顶齿轮箱,高炉煤气余压透平发电安拆和运料机,炼钢耳轴倾动机构和大包反转展转台,高线、棒材和热轧厂粗精轧机组,冷连轧和硅钢机组,一些主要的电机、风机、齿轮箱、大型起沉机、泵以及某些企业的矿山排岩机、大型挖掘机、口岸门式起沉机和发电机组等也至关主要。

  1999年1月,发觉高炉炉顶齿轮箱螺栓拉断;2000年,判断高线精轧机锥轴和辊轴零部件损坏;2006年2月,发觉棒材厂16号轧机减速机锥箱轴承毛病;2007年11月,判断某大型铁矿排岩车间破裂机反转展转表现患;2008年4月,发觉冷连轧机五机架第五架传动轴毛病;2009年11月,发觉高线架锥箱输出轴轴系毛病;2010年,发觉炼钢耳轴倾动机构轴承晚期磨损;2011年,发觉高炉炉顶新齿轮箱反转展转支承间隙小,影响运转。由上可见,设备诊断手艺不只能够预测毛病现患,正在判断设备制制拆卸精度方面也可起到必然感化。国内冶金行业设备的诊断成功案例中,宝钢能够逃溯到1983年,部门设备正在投产时就有诊断成功案例,此后每年均有各类成功案例,出格是正在1996年开展设备形态监测诊断受控点工做后,每年均无数百项成功案例。武钢自2002年开展基于设备诊断手艺的“万点受控”工程项目以来,曾经成功地正在首钢、河钢等二十多个大中型企业推广使用,堆集各类成功案例达200余个。

  冶金机械设备监测诊断手艺已构成以振动监测诊断、油样阐发、电流监测、温度监测和无损探伤为从,其他手艺为辅的款式。

  (1)振动监测诊断手艺冶金企业以旋起色械为多,这类机械毛病所激发的振动多为横向振动,凡是是由其焦点部件轴部件毛病惹起,轴部件毛病信号大多为周期信号,准周期信号或平稳随机信号等。该类信号的阐发方式目前最常用的是时域—频域阐发方式。时域波形是机械振动振幅的瞬态值随时间延续而不竭变化所构成的动态图像,时域信号阐发的根基参数有峰值、均值、均方根值(无效值)、方差、方根幅值、平均幅值、偏度、峭度等。一般说来均方根值、方根幅值、平均值以及峭度均会跟着毛病的发生和成长而增大。峭度、裕度因数和脉冲因数对于冲击脉冲类的晚期毛病比力,但跟着毛病的逐步成长,其值反而会下降,而均方根值的不变性较好,但对晚期毛病不较着,故常将它们同时利用,以兼顾性和不变性。正在频谱阐发时,所关怀的多是各类轴转速的多倍频次处以及转速的非整数倍频次处的峰值。通过度析频谱中的轴速频次的整倍数波峰可诊断如零部件不均衡、不合错误中、松动、轴弯曲和磨损等多种毛病;不均衡、不合错误中这两类毛病给冶金设备带来庞大丧失,该当做为企业设备诊断的沉点。

  (2)应力应变检测手艺机械设备发生失效并最终激发毛病往往由其布局的潜正在局部毁伤惹起,布局毁伤从藐小到扩张再到最终是一个逐步成长演变的过程。因为应变能使布局随机振动响应中小毁伤消息得以“放大”,基于应力应变的检测手艺近年来惹起关心并获得快速成长,普遍使用于冶金等范畴。

  (3)声发射检测手艺声发射传感器和振动传感器焦点部件都是压电元件,声发射检测手艺不只能够操纵材料受载以弹性波的形式应变能的现象来探测和识别材料内部发生毁伤或布局变化的环境,还能够用来检测机械零部件外表点蚀或剥落环境。该手艺做为一种无损检测方式已被普遍使用于冶金、石油化工等浩繁范畴。因为其领受信号的频次范畴宽(至多可达2~70kHz),活络度高,合用于探测布局缺陷发出的高频应力波信号,其高频特征可无效避开四周低频的噪声,对机械设备(特别是低速沉载设备)或大型构件可供给全体或局部快速检测,及早发觉毛病现患。

  (4)磁回忆检测手艺铁磁学研究指出,磁弹性效应是指当弹性应力感化于铁磁材料时,铁磁体不单会发生弹性形变,还会发生磁致伸缩性质的形变,从而惹起磁畴壁的位移,改变其自觉磁化的标的目的。当铁制设备的某一部位正在周期性负载和外部的配合感化下,正在该处会形成磁强度的增加。采用金属磁回忆检测手艺能及时、精确地找出部件可能导致损坏的最大应力集中区域。检测时不需要对被检测对象进行特地的磁化,检测后也无需进行退磁处置;不需要对金属概况做特地的预处置,对概况有层的答应距离150mm进行检测;无需耦合剂;它可以或许检测到金属委靡毁伤和接近毁伤的形态,正在应力应变形态评价取设备强度及靠得住性阐发、寿命预测方面有独到的能力。这方面的研究和使用已初见成效。

  (5)油液检测手艺从润滑油动手的设备毛病诊断手艺内容包罗:润滑油物理化学目标变化;润滑油正在机体内生成堆积物检测;油颗粒污染度检测(磨损颗粒,泄露介质)等。理化机能目标次要是检测润滑油的酸值、水分、活动黏度、闪点等来检测设备的润滑形态;使用光谱仪、铁谱仪、颗粒计数器等可对润滑油中照顾的磨粒的尺寸、颜色、描摹、浓度等目标进行检测,以此来判断设备磨损形态和磨损部位。通过按期采集油液系统摩擦副之后、油滤安拆之前,油箱加油口、放油口,公用放油阀的油样,并对所取油样或油脂进行阐发来判断能否需要换油和该设备能否存正在毛病现患。目前,油液阐发手艺更多地集中正在多手艺油液阐发消息的融合毛病诊断方式及油液阐发消息取其他毛病消息融合方式的研究上,而油液阐发手艺的智能诊断方式及正在线检测系统成为油液阐发手艺的成长趋向。

  (6)油液测温手艺齿轮箱和飞剪等设备的油温过高会惹起一系列问题。油温变化惹起润滑油机能下降,包罗黏度下降、加快老化变质,并导致齿轮啮合摩擦增大、磨损严沉以及发人丁面胶合。而飞剪轴瓦温升过高往往是轴取瓦摩擦所致。为了及时发觉油温变化,正在易出毛病部位安拆温度传感器并最好同时安拆振动传感器,及时监测油暖和振动变化,及时采纳办法,避免毛病发生。

  (7)低速沉载设备监测诊断手艺炼钢耳轴倾动机构、高炉炉顶齿轮箱和粗轧机等低速沉载设备的次要特点是工做转速低且正在运转中承受较大的冲击载荷,布景噪声大,晚期毛病特征难以提取,仅用振动方式很难精确判断晚期毛病现患。上述检测手艺的连系能够无效识别低速沉载设备的晚期毛病。实践证明,对于一般磨损的设备,正在设备运转晚期,对毛病特征较为的是油液、声发射和磁回忆检测手艺;正在设备运转中期,对毛病特征较为的是振动和噪声检测手艺;正在设备运转后期,电流和温度监测手艺对毛病环境也很无效,应按照设备运转的分歧阶段,采用分歧的检测手艺来排查设备毛病现患。需要指出的是,多传感器消息融合手艺和小波阐发等手艺不只合用于中高速设备毛病诊断,对于低速沉载设备毛病也有必然的结果。

  (1)现场人员应能看懂频谱图。先学会看基频,再学会看谐波和边频,最初学会看频次布局。

  (2)精确出示诊断演讲。设备人员该当按照培训监测诊断人员的国度尺度,颠末专业组织机构培训,通过6~12个月的时间达到I级监测诊断人员的程度,再用1~3年的时间达到Ⅱ级监测诊断人员的程度,即可控制做诊断演讲的根基方式。

  (3)分清毛病发生的根基缘由。正在持久控制监测数据的根本上,从机械和电气两个方面分头排查毛病。

  (4)全方位提高毛病诊断精确率。以轴承毛病为例,其次要毛病形式是磨损和委靡剥落,从命“浴盆曲线”,班组人员通过趋向图并正在时域和频域图中寻找等间隔成分,能够发觉60%以上的毛病现患。对于冶炼和轧钢的绝大大都机械设备,通过“感官检测+正在线/离线监测系统+义务心”,可达到80%以上的诊断精确率。企业设备人员、专业公司专业人员和专家三方会诊,能够进一步提高精确率。

  冶金设备毛病的环境很是多,全面精确诊断设备毛病难度较大,只要出产和人员配合实施基于设备诊断手艺的点检才能最大限度地控制设备形态,再加上多种维修模式并存的设备维修体系体例,才能最大限度地降低设备毛病。

  (5)提取低频微冲击消息。国表里均有振动仪器能够提取到0.1Hz的毛病特征频次,此中声发射仪器结果也很是好,低频微冲击消息提取曾经有很多成功案例。

  (1)认为设备老是要坏的,监测没有用。2011年4月14日到4月22日,江南某高线厂精轧机检修完毕,预备正在48h后投入运转,某高校诊断人员正在检修前的振动正在线监测系统频谱图上发觉锥箱Z3/Z4齿轮啮合频次和边频,该边频取Ⅱ轴轴频相等,即演讲厂方,从头开箱查抄,发觉Z3齿轮沿轴向呈现穿透性裂纹,当即改换后避免了一路恶性变乱。

  (2)认为设备一曲没出问题,降成本压力大,不需要上监测系统。某钢厂用了6年的50t转炉耳轴倾动机构突发毛病,停产196h,形成700万以上的间接丧失,远跨越6年来降低的成本。现实上这种间歇性低速沉载设备的现患是能够通过形态监测手艺诊断出来的。

  (3)认为振动离线监测能够代替正在线监测系统。正在低端产物,例如通俗型材和通俗棒材等产物,因为配备程度不高,用离线监测系统能够发觉设备中晚期毛病,若是专业人员程度较高,也能够发觉一些高速设备的中晚期现患。

  正在中高端产物,例如钢帘线、冷轧板、硅钢板等,离线系统很难埔捉到毛病晚期特征;并且无法记实轧制每一块原材料的时辰,从而也就无法晓得影响产质量量的精确缘由;更主要的是,某些新型复杂机电系统,不容许人员用手持式仪器接近设备,例如炼铁高炉炉顶齿轮箱附近煤气大,冷连轧机组机架进行封锁式轧制等。所以,正在轧成品种钢或者新建具有国际合作力出产线的企业,应有比例的投运正在线)认为扶植新厂时曾经投入大量费用,再没有资金投入,刚运转的新设备不需要上正在线时摆布,某新建热轧厂点检工人听见粗轧机下接轴均衡轴承座处一声异响,人工检测出该部位温度升高,因为测温仪无法识别轴承毛病,泊车后又恢复转车,该部位又听到一声异响,同时冒出大量黑烟,轧机遏制运转,停机后发觉该轴承严沉烧损,多处融接正在一路。因为下接轴轴颈烧损,仅正在换上新接轴之前,热连轧机R2下接轴均衡轴承的累计检修时间就长达204h,间接丧失高达4420万元。而正在承德钢铁集团公司热轧厂,因为投入了正在线监测系统,不只正在试车阶段就发觉了制制厂的设备缺陷,且从投产至今从没有发生过恶性机械毛病。

  冶金设备机械零部件制制工艺、材质、热处置、拆卸等要素未达到手艺要求时,往往会惹起非常振动、噪声和温升等,成为诱发毛病的主要要素。针对冶金机械传动系统的特点,对其前进履力学阐发,将系统简化为系统力学模子,通过成立活动微分方程组,并求解获得系统的固有频次、扭振的角位移和扭振力矩,可认为准确利用设备、阐发处理设备毛病供给帮帮。跟着科学手艺的成长,材料机能的提拔,机械设备的靠得住性越来越高,寿命越来越长,正在答应的时间内很难获取脚够的失效数据,采用基于寿据的传通盘计揣度方式进行靠得住性评价难度较大。机械设备正在利用过程中的机能退化数据中包含着大量的寿命消息,基于机能退化数据的靠得住性阐发手艺正在预测冶金设备毛病方面具有很好的使用前景。冶金企业比任何时候都愈加需要设备智能诊断手艺,基于案例和法则的专家系统将会快速成长,基于神经收集等各类手艺的智能诊断系统也将逐渐投入使用,国表里科研单元和企业结合开辟将使各方尽早受益。全员是设备诊断手艺成功的,厂长要将预知维修纳入日常工做进行督察,出产厂长正在控制设备运转形态的根本上放置出产,设备厂长根据监测诊断数据设备,出产操做人员要及时发觉现患,设备人员要会阐发判断毛病部位、损坏程度并预测寿命。

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