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壓縮機狀態(tài)控制與預知維修探討

    【壓縮機網(wǎng)關于壓縮機運行狀態(tài)管理和預知維修文件系統(tǒng)
  本文所論及的是一項較新的技術,可保持穩(wěn)定節(jié)能效果的有效實施。
  壓縮機的預知性維修是通過對壓縮機的狀態(tài)監(jiān)測,得到關于壓縮機的溫度、壓力、流量、振動、噪聲、電耗等各種動態(tài)參數(shù),由系統(tǒng)對各種參數(shù)進行分析,進行故障診斷、狀態(tài)預測和維修決策,進而實現(xiàn)對壓縮機的預知維修。屬于從事故維修,計劃修理向預知維修的轉(zhuǎn)變,不僅有利于節(jié)約維修費用,而且還可大大降低事故率、減少停機次數(shù)和時間。
  一個成功的預知性維修程序是建立在壓縮機上的優(yōu)化維修策略(亦即矯正的,預防的或可知性的), 以得到正確的“維修組合”, 它包含經(jīng)過良好培訓的人員, 應用技術, 集成的分析, 有效的決策和對成本效益的不懈追求。
  預知性維修也稱預測性維修(Predictive Maintenance,簡稱PdM)是以狀態(tài)為依據(jù)(Condition Based)的維修,在壓縮機運行時,對它的主要(或需要)部位進行定期(或連續(xù))的狀態(tài)監(jiān)測。根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù),使用分析工具,判定壓縮機被檢測零部件所處的狀態(tài),預測壓縮機被檢測零部件狀態(tài)的發(fā)展趨向,依據(jù)其狀態(tài)發(fā)展趨向和可能的故障模式,預先制定預知性維修計劃,確定機器應該修理的時間、內(nèi)容、方式,下達維修指令或作業(yè)單。安排人員,準備必需的技術和物資。按期進行計劃規(guī)定的維修項目,加強記錄,反饋維修指令或作業(yè)單,將修理記錄和有關數(shù)據(jù)錄入狀態(tài)管理文件,做為狀態(tài)控制的依據(jù)。
  預知性維修集壓縮機狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷、故障(狀態(tài))預測、維修決策和維修活動于一體,是一種新興的維修方式。
  例如壓縮機的氣,直接關系到壓縮機的打氣量,吸排氣壓力,電耗等,是壓縮機維修量最大的零部件。絕大部分的氣損壞是由于氣閥彈簧過度磨損、斷裂或自由高度變小,而使閥片的緩沖作用喪失。氣閥的開閉聲響逐步變大,漏氣逐步增加,排氣溫度升高和閥蓋溫度升高。通過對氣閥溫度、噪聲或振動進行精確的定點測試,并結(jié)合氣閥狀態(tài)分析技術,進行科學的預測,采用數(shù)字圖線技術,對后續(xù)狀態(tài)發(fā)展進行預測,確定合理而經(jīng)濟的維修計劃或命令,與鄰近的維修項目合并執(zhí)行。經(jīng)過幾個循環(huán)的實踐,對已執(zhí)行的維修計劃進行總結(jié)分析或矯正,使之更趨于優(yōu)化狀態(tài),其程序如表1。
壓縮機狀態(tài)控制與預知維修探討   
       列舉一個壓縮機狀態(tài)管理表文件如下:
  SCY10a是一個壓縮機狀態(tài)管理表文件,分氮氫1#機到6#機、11#機到22#機共18列。
  行為日期,可以把任一機器的狀態(tài)輸入到該文件。
  具體輸入方法:
  1 從試運行日開始,按機臺和日期,輸入狀態(tài)管理表;
  2 輸入機器狀態(tài),(輸入其中之一:運行,停機及時間,開機及時間,在修理,修理好);
  3 運行狀態(tài)是否正常,穩(wěn)定;有無異音或壓力、或有無溫度不正常波動;
  4 發(fā)現(xiàn)和存在問題用紅色表示,(某段吸氣閥異音或發(fā)熱,某段排氣閥音異音或發(fā)熱;某段填料漏氣)等;
  5 發(fā)現(xiàn)和存在異常用紅色表示,(氣缸,活塞,活塞桿,活塞環(huán),導向環(huán),緩沖器);
  6 發(fā)現(xiàn)和存在故障用紅色表示,(其他設備、管線、閥門、儀表);
  7 未處理項,繼續(xù)拷貝,延續(xù)存在;
  8 處理項用藍色;第二日經(jīng)處理該項不存在時刪除。
  例1:運行13天,穩(wěn)定;氣閥,填料,活塞環(huán)狀態(tài)正常
  例2:20:18停機,發(fā)現(xiàn)五段中體兩處裂,四進緩沖器支撐板裂兩處,三段缸有響聲,六段填料有異聲;四五段平衡管漏氣較大;經(jīng)檢查四五段活塞環(huán)斷裂,三段排氣閥壞;六處排氣閥有活塞環(huán)碎塊。
  例3:運行16天,穩(wěn)定;氣閥,填料,活塞環(huán)狀態(tài)正常。
  關于優(yōu)化壓縮機運轉(zhuǎn)狀態(tài)、預知性維修工作內(nèi)容
  優(yōu)化壓縮機運行狀態(tài)采用預知性維修相關技術,是一項綜合技術。該系統(tǒng)對某化工廠所管轄的41臺壓縮機和循環(huán)機的氣閥、活塞環(huán)、導向環(huán)和活塞桿設立狀態(tài)管理記錄和狀態(tài)分析,通過圖表顯示所管理的零部件的狀態(tài)特征和變化趨勢,為其維修計劃提供依據(jù)。
  該系統(tǒng)管理的壓縮機和循環(huán)機按表2編號,包括下列主要內(nèi)容:
壓縮機狀態(tài)控制與預知維修探討   
       1 通過壓縮機狀態(tài)管理文件,管理壓縮機整體狀態(tài),使壓縮機整體狀態(tài)得到清晰的描述,避免隱患得不到管理而疏忽;
  2 確定易損零部件狀態(tài)
  2.1氣閥
  檢測儀器:紅外測溫儀或熱像儀。
  測量參數(shù):定時準確測量各段吸氣溫度,吸氣壓力,排氣壓力,吸氣閥蓋溫度,排氣閥蓋溫度。
  分析方法:
  ① 按各段吸氣溫度計算吸氣閥蓋溫度;
 ?、?按各段吸氣溫度和壓縮比計算排氣閥蓋溫度;
  ③ 以氣閥實測溫度與最佳工況溫度對比,計算偏移量,按偏移量確定氣閥的工作狀態(tài)。當偏移量數(shù)值為藍色時,可認為屬正常狀態(tài);當偏移量數(shù)值為紅色時,可認為不正常狀態(tài);
  測量要點:
 ?、?氣閥編號,編號方法:靠近十字頭處氣閥為內(nèi),蓋側(cè)氣閥為外;同名氣閥從上往下編號。例:一段蓋側(cè)吸氣閥從最上面數(shù)第二閥,編號為一吸外2。
  ② 各段吸氣溫度測量點定位并做標記;
 ?、?檢測記錄各氣閥最高溫度,并作記錄;
 ?、?換氣閥后,應對每個氣閥的溫度進行測試,記入系統(tǒng)的“氣閥記錄分析.excel文件”,并調(diào)整修正溫度項,使偏移量為最小整數(shù),以備對后續(xù)記錄進行分析。
  2.2 導向環(huán)磨損測試
  測試分析方法:
  ① 測量該段十字頭平均間隙;
 ?、?在活塞桿上壓千分表,將內(nèi)死點千分表示值調(diào)為0;
 ?、?盤車,測外死點千分表示值(注意正負);
 ?、?計算活塞軸線偏移氣缸軸線實際量值;
 ?、?計算導向環(huán)磨損量。當導向環(huán)磨損量大于1mm時,磨損量數(shù)值變紅色,應引起警惕!此狀態(tài)會引起活塞環(huán)泄漏增加較多,并導致活塞環(huán)磨損加快。
  2.3 活塞環(huán)磨損測試
  測試該段排氣溫度增加值(剔除氣閥影響)與換環(huán)初期該值對比,確定活塞環(huán)的漏氣程度。
  檢測儀器:紅外測溫儀或熱像儀。
  測量參數(shù):準確各段吸氣溫度,排氣溫度,吸氣壓力,排氣壓力。
  分析方法:
  ① 記錄換氣閥和活塞環(huán)后的吸氣溫度,排氣溫度,吸氣壓力,排氣壓力,調(diào)整修正溫度項,使偏移量為最小整數(shù);
  ② 隨后按時記錄各段吸氣溫度,排氣溫度,吸氣壓力,排氣壓力,計算排氣溫度,計算偏移量。當偏移量數(shù)值為藍色時,可認為屬正常狀態(tài);當偏移量數(shù)值為紅色時,可認為不正常狀態(tài);
  測量要點:
  a. 準確測量測試段的吸氣溫度,排氣溫度,吸氣壓力,排氣壓力;
  b. 各段溫度測量點應定位并做標記;
  c. 換氣閥和活塞環(huán)后,應測吸氣溫度,排氣溫度,吸氣壓力,排氣壓力,調(diào)整修正溫度項,使偏移量為最小整數(shù)。
  2.4 零部件磨損極限
  ① 極限磨損量判斷依據(jù):測試間隙超過新機間隙的2倍以上;
 ?、?效率判斷依據(jù):測試效率較新機效率下降5%以上;
  2.5 易損件可靠性要求的計算
  按最短停機時間的倍數(shù)計算。
  2.6 易損件進入維修程序的判斷依據(jù)
  按計算結(jié)果的必要性和可能性去判定。
  2.7 氣閥可用性判斷依據(jù)
  按氣閥的測試溫度判定
  2.8 閥簧與閥片價格的比率
  閥片價格為優(yōu)質(zhì)閥簧價格的10倍。
  2.9 閥簧可用判斷依據(jù)
  自由高度損失7%,使用時間超過2000小時。
  3 延長易損件壽命的技術
  3.1 導向環(huán)配置技術:合理寬度的計算(結(jié)合寬度變化加大趨勢確定);適用不同比壓的導向環(huán)材料;隨氣缸磨損量調(diào)整的導向環(huán)配置技術
  3.2 均勻磨損的活塞環(huán)結(jié)構(gòu)
  3.3 優(yōu)化的活塞環(huán)材料類別(青銅,鑄鐵,填充聚四氟乙烯,peek,ppek)
  3.4 優(yōu)化的配方和物理性能
  3.5 優(yōu)化的氣閥馬赫數(shù)
  3.6 優(yōu)化的氣閥彈簧配置
  3.7 優(yōu)化的彈簧結(jié)構(gòu)、尺寸和材質(zhì)
  3.8 精準的狀態(tài)測量
  3.9 拆卸前的位置測定,安裝時盡量恢復原位置(尤其是活塞位置)
  3.10 精細的安裝準備
  3.11 科學的安裝過程潤滑。國外機械包括汽車、鐵路車輛、飛機、軍方設備等可靠性高的原因之一是精良的安裝過程潤滑
  4 壓縮機狀態(tài)管理
  把氣閥、活塞環(huán)、導向環(huán)測試分析的狀態(tài)結(jié)果記入狀態(tài)管理;把昨日的狀態(tài)復制到今日,并按變化情況記入,未變的繼續(xù)復制。
  5 維修作業(yè)單下達和反饋
  預知維修能有效減少停機次數(shù)的關鍵是:根據(jù)壓縮機狀態(tài),參考維修計劃,適當調(diào)整壓縮機維修項目的執(zhí)行時間,合理的減少前后各次停機次數(shù),逐步走上經(jīng)濟的壓縮機維修運行軌道,達到壓縮機的穩(wěn)定、高效、低耗、安全維修運行。
  關于壓縮機狀態(tài)管理表具體文件
  這是一個制定和調(diào)整停機檢修計劃(氣閥,活塞環(huán),導向環(huán),)的列舉文件和各壓縮機檢修的記錄列舉文件,此文件主要是配合記錄表格而作。
  其包含分氮氫機、二氧化碳機、循環(huán)機3個文件集。氮氫機又分6段氮氫機檢修記錄、低壓機檢修記錄、高壓機檢修記錄和停機檢修計劃(氣閥,活塞環(huán),導向環(huán),)等四個表文件,可從下段切換。二氧化碳機又分檢修記錄和停機檢修計劃兩個表。循環(huán)機又分20MPa循環(huán)機檢修記錄、25MPa循環(huán)機檢修記錄、低壓醇循環(huán)機檢修記錄、中壓醇循環(huán)機檢修記錄和停機檢修計劃五個表,也可從下段切換,便于清晰的檢查易損零部件的使用周期,即時輸入有關數(shù)據(jù),便于對維修進行管理。
  SCY200氣閥紀錄分析文件說明
  SCY201氣閥紀錄分析氮氫機1#,顯示1#機在裝的80個氣閥的溫度偏移趨勢分析;
  SCY301活塞桿環(huán)導向環(huán)磨損測試氮氫機1#,1#機在裝的8個活塞導向環(huán)的磨損測試表格和計算;5個活塞的活塞環(huán)漏氣引起的排氣溫度偏移趨勢分析;4個活塞桿的溫度測試和溫度偏移趨勢,便于觀察分析。
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  SCY300活塞桿環(huán)導向環(huán)磨損測試說明
  該文件分3個工作區(qū):導向環(huán)磨損測試、活塞環(huán)磨損測試和活塞桿溫度測試區(qū)。
  1 導向環(huán)磨損測試
  通過測內(nèi)外死點活塞桿的高度千分表示值,內(nèi)側(cè)調(diào)為零;
  輸入十字頭間隙、活塞桿長度、壓縮機行程、活塞原軸線偏移氣缸軸線;測試時間、內(nèi)、外拐點活塞桿高度;通過計算活塞軸線偏移氣缸軸線實際量值,計算導向環(huán)磨損。
  當導向環(huán)磨損量大于1mm時,磨損量數(shù)值變紅色,應引起警惕!此狀態(tài)會引起活塞環(huán)泄漏增加較多,并導致活塞環(huán)磨損加快。
  2 活塞環(huán)磨損測試
  通過準確測量各段吸氣溫度,排氣溫度,吸氣壓力,排氣壓力,測試該段排氣溫度的偏移量(剔除氣閥影響),與換環(huán)初期該值對比,確定活塞環(huán)的漏氣程度。
  當偏移量數(shù)值為藍色時,可認為屬正常狀態(tài);當偏移量數(shù)值為紅色時,可認為不正常狀態(tài)。
  3 活塞桿溫度測試
  通過用紅外測溫儀測試活塞桿的最高溫度,與吸氣溫度對比,計算活塞桿的最高溫度與吸氣溫度的差值,當差值為藍色時,可認為屬正常狀態(tài),當偏移量數(shù)值為紅色時,可認為不正常狀態(tài)。該差值反映填料的漏氣程度和活塞桿的摩擦狀態(tài),避免活塞桿由于不當摩擦或磨損造成的填料漏氣和活塞桿斷裂。
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