工業內窺鏡在故障監測空壓機中的應用
往復式空壓機在各類船舶上的應用十分廣泛,由于其長期工作在強烈沖擊、***溫、***壓、***濕等惡劣的工作條件下,因此容易發生故障和事故。其故障主要分為結構性故障和性能方面的故障。結構性故障。主要表現在零件磨損、裂紋、裝配不當、動靜部件間的碰磨及油、氣路堵塞等;而性能方面故障,主要表現在機械性能指標達不到要求,結構性故障會反映機器的性能指標,而通過性能指標的評定,也可以反映結構性故障的存在及其嚴重程度。
故障檢測形式及監測方式
對于往復式空壓機監測和診斷,從理論上講,用振動診斷法是有效的。但對振動敏感點的選擇及判據的確定,在理論上和經驗上都不太成熟,特別是當前對往復式機械的判別還缺少權威性的判斷標準。另外,在實際檢測中還存在其他問題,如振動頻率范圍寬廣,給對激勵源的識別帶來一些困難;機體內運動零件數量多而形狀復雜,在工作狀態下難以接近;當運動部件出現不同故障時,對振動性號的分析識別有相當的難度;在測試某一部位時,難以排除來自其他方面的眾多干擾等,在監測和診斷方法上,還須輔以其他的檢測方法和手段。
針對以上特點,在空壓機故障診斷中,應該使用分析式鐵譜儀和“工業內窺鏡”兩種儀器。
鐵譜分析,是一種比較成熟的機械磨損檢測方法,其利用***梯度強磁場,將機器油液中所含碎屑按粒度大小有序地分離出來,通過對磨屑形態、大小、成分、濃度和粒度分布等方面,進行定性定量觀測,得到有關摩擦磨損狀態的重要信息。由于磨損或疲勞點蝕引起的異常振動,會使摩擦副在運行中產生的相應的異常磨粒,通過鐵譜分析,可以直接捕捉到故障磨粒,從而實現故障診斷。
工業內窺鏡,利用可彎曲、照明的微型探頭深入到機械的內部,將可視的故障信息,傳送到顯示器上供診斷使用,對不能進行拆解觀察的機械設備監測診斷具有重要作用。因此,應當使用工業內窺鏡對可能出現問題的重點部位,進行觀察監測,該方法監測的對象是空壓機。又由于磨損或疲勞點蝕引起的異常振動,會使摩擦副在運行中產生的相應的異常磨粒,通過油液分析,尤其是鐵譜分析,可以直接捕捉到故障磨粒。該方法的監測對象是空壓機使用的潤滑油,因此是間接方法。
兩種方法同時使用,可大大提***監測的準確性。
用分析式鐵譜儀診斷實例
2009年10月13日,抽取某船2號中壓空壓機的潤滑油,進行間接監測。經分析鐵譜分析。發現了鋁質磨粒,有較多片狀磨粒和少量滑動磨粒。通過以上油液分析結果,可以看出,2號中壓空壓機鋁元素含量較***,磨損加劇,建議換油和進一步檢查氣缸內部情況,并繼續跟蹤監測。圖l為鐵譜圖片,其中譜位為譜片的入口端,照明為透射光、反射光,放大倍數為100倍,磨粒特征為入口端全貌,且有較多鋁磨粒。譜片中磨粒多數小于10 I.tm,個別磨粒尺寸大于10¨肌,呈碎片狀條狀,表面粗糙有劃痕。從此類磨粒的形成原因,可以判斷該空壓機存在粘著磨損。
用工業內窺鏡診斷實例
2009年10月14日,在不對空壓機進行拆檢的前提下,使用“視頻內窺鏡”通過2#中壓空壓機曲柄箱對活塞和氣缸套進行檢查,發現該機活塞有數道較深的“拉痕”,氣缸套上也存在兩道“拉痕”。這種情況,是由于內部相對運動的部件表面溫度升***形成的粘連牽拉造成的。該照片驗證了空壓機存在粘著磨損這一狀況。
故障原因分析及處理辦法
兩種儀器的診斷結果,均表明該空壓機存在粘著磨損,主要原因是機器中潤滑油形成的油膜被擊穿,使機器內部相對運動的部件表面溫度升***,直至出現粘著而產生的破壞。油膜被擊穿主要有兩種具體原因:一是由于負載過大或速度過***,使潤滑油量相對不足;二是由于潤滑油的粘度達不到要求。所檢測的空壓機,一直按照規定運轉,無過載情況。潤滑油添加及時,因此不存在潤滑油不足的情況。但檢測的油液樣本顏色相對較淺,且有氣泡存在,可斷定其中存在水分,結合該空壓機的工作環境,發現系有海水混入該空壓機,致使潤滑油粘度下降,無法有效形成油膜,以至出現粘著磨損,造成空壓機故障。
根據以上診斷結果,應該更換該空壓機的活塞和氣缸套,并且在以后的工作中,嚴防出現機器進水的狀況,以維持正常運轉,保障正常工作。
結束語
通過對空壓機潤滑油中攜帶的磨粒(或污染顆粒、腐蝕產物)進行檢測與識別,可較好地獲得機器的潤滑和磨粒狀態的信息,定性和定量地描述機器的磨損狀態,并能準確定位故障部位,為狀態監測、保養和維修提供可靠的技術參考依據,發揮質量監控的效力。