异常运行和故障条件检测
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发布时间:2025-07-24 02:01:50 更新时间:2025-07-23 02:01:50
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作者:中科光析科学技术研究所检测中心
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在现代工业生产和设备运维中,异常运行和故障条件检测是确保系统安全、稳定、高效运行的关键环节。它是指在设备或系统的运行过程中,通过特定的技术手段和方法,主动识别、分析和判断偏离正常运行状态(异常运行)或预示可能发生功能失效(故障条件)的征兆。有效的检测不仅能预防灾难性事故、减少非计划停机带来的巨大经济损失,还能优化维护策略、延长设备使用寿命、提升整体运营效率。无论是复杂的电力系统、精密的制造设备、交通工具的动力核心,还是庞大的基础设施网络,都高度依赖于精准、及时的异常与故障检测技术来保障其可靠性与安全性。其核心在于构建一套科学、系统化的检测体系,这主要包括明确关键的检测项目,选择合适的检测仪器,应用恰当的检测方法,并严格遵循相关的检测标准。
异常运行和故障条件检测的项目繁多且高度依赖于具体设备和系统,但核心目标都是捕捉表征异常或潜在故障的物理量变化。主要的检测项目包括:
电气参数异常: 如电压波动、电流畸变(谐波)、绝缘电阻下降、接地不良、功率因数异常、局部放电等,常预示电气设备过载、绝缘老化、接触不良等问题。
机械振动与噪声: 异常的振动幅度(位移、速度、加速度)、振动频率特征(频谱分析)、噪声水平及特性,是旋转机械(轴承、齿轮、电机、泵、风机)失衡、不对中、松动、磨损、叶片损伤等故障的关键指标。
温度异常: 关键部位(轴承、绕组、连接点、换热面、电子元件)的过热现象,通常由过载、摩擦增大、散热不良、接触电阻增大或内部故障引起。
性能参数劣化: 如设备效率下降、出力不足、能耗异常升高、压力/流量/液位偏离设定值、响应速度变慢等,表明系统或部件性能衰退或存在内部故障。
润滑状态异常: 润滑油/脂的理化性能(粘度、酸值、水分、污染度)及所含磨损金属颗粒的分析,能有效诊断机械部件的磨损状况。
结构损伤: 如裂纹、腐蚀、变形、泄漏(气体、液体)等,可通过特定方法进行检测。
实现精准检测离不开先进的仪器仪表,这些仪器可分为便携式和在线固定式两大类:
便携式仪器: * 振动分析仪/数据采集器: 用于测量和分析机械振动信号,是诊断旋转机械故障的主力设备。 * 红外热像仪: 非接触式测量物体表面温度分布,快速发现过热点。 * 超声波检测仪: 检测气体泄漏、电气局部放电、轴承早期润滑不良或损伤产生的超声波信号;也可用于材料厚度测量和内部缺陷探伤。 * 电能质量分析仪: 测量和分析电网或设备的电压、电流、功率、谐波、闪变等参数。 * 绝缘电阻测试仪/兆欧表: 测量电气设备绝缘电阻。 * 油液分析仪: 现场或实验室分析润滑油状态和磨损颗粒。 * 多功能过程校准仪/万用表: 校验传感器、变送器,测量基本电信号。
在线监测仪器(传感器与系统): * 振动传感器: 加速度计、速度传感器、涡流位移传感器,永久安装于关键设备上持续监测振动。 * 温度传感器: 热电偶、热电阻(Pt100)、红外测温探头,用于连续温度监控。 * 压力/流量/液位变送器: 监测过程参数。 * 电流/电压互感器与监测单元: 实时监测电气参数。 * 气体/泄漏传感器: 检测特定气体泄漏或环境参数。 * 在线油液监测传感器: 实时或近实时监测油液粘度、水分、颗粒物等。 * 状态监测与诊断系统: 集成多种传感器数据,进行集中采集、分析、报警和诊断。
检测方法是指运用仪器获取并分析数据以识别异常和诊断故障的具体技术手段:
基于振动的分析: * 频谱分析: 将时域振动信号转换为频域信号,识别特征频率(如转频、轴承故障频率、齿轮啮合频率)及其幅值,是诊断机械故障最核心的方法。 * 时域分析: 观察振动波形、峰值、有效值(RMS)、峭度等指标变化。 * 包络分析(解调分析): 特别适用于检测轴承、齿轮等由冲击引起的早期微弱故障信号。 * 趋势分析: 长期跟踪监测参数的变化趋势,预测潜在故障。
红外热成像分析: 通过分析设备表面的温度分布图像,发现异常热点,定位过热故障。
超声波检测与分析: * 泄漏检测: 监听高频超声波信号定位泄漏点。 * 电气放电检测: 检测开关柜、变压器等内部局部放电产生的超声波。 * 轴承/润滑状态监测: 通过声发射或超声波信号强度评估轴承状态。
油液分析: * 理化性能分析: 检测油品的粘度、酸值、水分、闪点等是否合格。 * 污染度分析: 检测油中固体颗粒的数量和大小分布。 * 磨损颗粒分析(铁谱/光谱分析): 识别磨损颗粒的成分、形态、数量,判断磨损类型和部位。
电气测试与分析: * 绝缘测试: 测量绝缘电阻、极化指数、介质损耗角等。 * 回路电阻测试: 检测开关、连接点的接触电阻。 * 局部放电测试: 检测电气设备内部绝缘缺陷。 * 电能质量分析: 全面评估供电或用电质量。
性能参数比对与趋势分析: 持续记录关键工艺参数(压力、流量、温度、效率、能耗),与历史数据或设计值进行比对分析,发现异常劣化趋势。
为了确保检测结果的科学性、准确性和可比性,并为状态评估和维修决策提供可靠依据,检测活动必须严格遵循相关的国家标准、行业标准或国际标准:
振动评价标准: * ISO 10816 系列:评价机器在非旋转部件上测量的振动烈度(速度有效值)。 * ISO 7919 系列:评价机器在旋转轴上测量的振动(轴振位移)。 * ISO 13373 系列:状态监测与诊断中振动数据的处理、分析与表示指南。 * GB/T 6075 / GB/T 11348 系列(中国国家标准,等效或修改采用ISO标准)。
红外热成像标准: * ISO 18434-1:设备状态监测与诊断 热成像 第1部分:总则。 * GB/T 19870:工业检测型红外热像仪。
油液分析标准: * ISO 4406:液压传动油液 固体颗粒污染等级代号法(颗粒计数)。 * ISO 11171:液压传动 液体自动颗粒计数器的校准。 * ASTM D6595:使用旋转盘电极原子发射光谱法测定在用润滑油中磨损金属和污染物的标准试验方法。 * GB/T 14039 等系列油品污染度等级标准。
电气试验标准: * IEC 60270:高压电气设备局部放电测量。 * IEEE 43:旋转电机绝缘电阻测试推荐规程。 * GB/T 50150:电气装置安装工程电气设备交接试验标准。 * DL/T 596:电力设备预防性试验规程(电力行业标准)。
通用状态监测与诊断标准: * ISO 13379 系列:状态监测与诊断 数据处理、诊断技术及应用指南。 * ISO 17359:状态监测与诊断 总则。
遵循这些标准不仅规范了检测操作流程、仪器校准周期、数据采集方法、分析判据和结果报告格式,更重要的是确保了不同
证书编号:241520345370
证书编号:CNAS L22006
证书编号:ISO9001-2024001
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