水泥機械設(shè)備故障和診斷技術(shù)的應(yīng)用探討

李 森

(中材天山（云浮）水泥有限公司， 廣東 云浮 527500)

0 引言

人類利用水泥進(jìn)行建造，已經(jīng)有了 100多年的歷史，水泥的生產(chǎn)和使用已經(jīng)完全達(dá)到了現(xiàn)代機械化水平，關(guān)于水泥設(shè)備的故障診斷技術(shù)研究已經(jīng)有了40多年的發(fā)展歷史，形成了一整套科學(xué)詳細(xì)的體系。形成了以油樣分析、振動診斷、無損檢測探傷和溫度監(jiān)測為主要診斷方法，各種針對性診斷方法共同實行的發(fā)展局面。進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著現(xiàn)代化機械設(shè)備的不斷發(fā)展，對機械故障診斷技術(shù)又提出了更高的要求，面臨著更高的挑戰(zhàn)。以計算機科學(xué)應(yīng)用為例，設(shè)備的信號分析處理效率大大提高，從而幫助設(shè)備故障診斷的速度提升，機械設(shè)備的診斷已經(jīng)向著現(xiàn)代化、科學(xué)化的方向飛速發(fā)展。

1 水泥設(shè)備維修技術(shù)發(fā)展

縱觀我國水泥機械設(shè)備維修方法發(fā)展歷程，可以發(fā)現(xiàn)在很長時間以來，我國大部分企業(yè)對于水泥機械設(shè)備的維修方式主要采用周期性維修和養(yǎng)護(hù)，規(guī)定一段時間內(nèi)進(jìn)行一次故障排查和維修。隨著水泥生產(chǎn)技術(shù)的不斷變革，新出現(xiàn)的干法水泥技術(shù)要求水泥設(shè)備能夠長時間連續(xù)性工作，傳統(tǒng)的周期性維修養(yǎng)護(hù)，不能滿足新型大型機械設(shè)備的要求。至上世紀(jì)80年代，我國關(guān)于水泥機械設(shè)備的維護(hù)技術(shù)出現(xiàn)了變革，逐漸接受了西方的狀態(tài)維修理論。即根據(jù)設(shè)備運行時的狀態(tài)進(jìn)行分析研究，來確定設(shè)備狀態(tài)的優(yōu)劣程度，從而進(jìn)一步進(jìn)行針對性的維修。該理論最為注重的是設(shè)備狀態(tài)的持續(xù)性監(jiān)測，能夠有效預(yù)防設(shè)備故障的出現(xiàn)。

進(jìn)入21世紀(jì)以來，電子信息技術(shù)逐漸應(yīng)用到機械設(shè)備的運行當(dāng)中，機械設(shè)備自動化、信息化成為了衡量設(shè)備狀態(tài)優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)，除此之外，隨著工程科學(xué)管理水平的不斷提高，機械設(shè)備的可靠性大幅增強，現(xiàn)階段的機械設(shè)備更加依靠的是科學(xué)管理。目前形勢下出現(xiàn)的新的發(fā)展形勢主要有以下幾個方面：1. 電子信息技術(shù)逐步應(yīng)用于機械設(shè)備的管理；2.設(shè)備的維修和養(yǎng)護(hù)不再是單一的工程，而是對所有設(shè)備形成的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行維修處理；3.更加注重機械設(shè)備的可靠性；4.設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測以及故障診斷技術(shù)成為現(xiàn)階段主流手段。出現(xiàn)以上發(fā)展趨勢的主要原因，就是由于現(xiàn)階段大量應(yīng)用的新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)。

2 水泥設(shè)備故障診斷技術(shù)應(yīng)用

2.1 故障診斷技術(shù)分類

（1）初級診斷

一般是指針對機械設(shè)備進(jìn)行簡要診斷，由現(xiàn)場技術(shù)人員進(jìn)行一對一診斷，從而初步得出設(shè)備狀態(tài)的評估信息。

（2）精密診斷

是指以初級診斷得到的評估信息為基礎(chǔ)，對需要進(jìn)行故障排查的設(shè)備進(jìn)行進(jìn)一步識別，并進(jìn)行詳細(xì)的進(jìn)一步診斷。明確故障出現(xiàn)的原因和位置，從而得出針對不同型號、不同類別設(shè)備的故障診斷策略。

（3）功能診斷

是指對出現(xiàn)疑是故障的機械設(shè)備進(jìn)行運行后的功能診斷，主要檢測的是設(shè)備功能和狀況是否出現(xiàn)故障。根據(jù)設(shè)備運行產(chǎn)生的結(jié)果，從而進(jìn)行故障定位和處理，進(jìn)行整改的標(biāo)準(zhǔn)是同型號同類型正常工作的設(shè)備所發(fā)出的功能性信息。

（4）連續(xù)監(jiān)控

通過對需要進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測的機械設(shè)備進(jìn)行外接儀表或計算機處理系統(tǒng)，從而對設(shè)備的運行狀態(tài)進(jìn)行實時的信息反饋，來達(dá)到連續(xù)監(jiān)控的目的。由于目前的工業(yè)生產(chǎn)大多是一整套大型機械設(shè)備共同運作，一旦某一環(huán)節(jié)由于故障而出現(xiàn)停止運作，就會進(jìn)而影響整條生產(chǎn)線，從而導(dǎo)致重大的生產(chǎn)損失。常規(guī)的定期檢測方法無法適用于系統(tǒng)的大型設(shè)備，此時就需要對機械設(shè)備進(jìn)行連續(xù)監(jiān)控，從而確保機械設(shè)備在處于監(jiān)控的狀態(tài)下良好運行。

2.2 故障診斷形式

（1）外觀檢查

是指由專門的技術(shù)檢測人員通過對設(shè)備工作時的聲音、溫度以及運行狀態(tài)等表面信息進(jìn)行檢測，從而初步定位故障產(chǎn)生的位置和故障信息。該方法主要依靠技術(shù)檢測人員的檢察經(jīng)驗和維修技術(shù)，從而進(jìn)行人工初步估算，對故障進(jìn)行預(yù)測。

（2）振動測量

機械設(shè)備在日常運行中必定會產(chǎn)生振動現(xiàn)象，當(dāng)設(shè)備運轉(zhuǎn)出現(xiàn)故障時，其產(chǎn)生的振動信息將會與平常狀態(tài)不一樣。通過對設(shè)備運行產(chǎn)生的振動信息進(jìn)行采集分析，可以進(jìn)行設(shè)備故障的判斷處理。

（3）噪聲

機械設(shè)備在運作過程中會產(chǎn)生噪音，噪音產(chǎn)生的主要聲源是機械設(shè)備的振動通過媒質(zhì)向遠(yuǎn)處傳播。出現(xiàn)故障的機械設(shè)備產(chǎn)生的噪音與正常工作狀態(tài)下的機械設(shè)備不一樣，其噪聲頻率主要受到機械零件的運動頻率影響。通過對噪音頻率進(jìn)行分析，可以確定設(shè)備是否出現(xiàn)故障，而對機械每個部位的定點分析，可以確定故障位置。

2.3 設(shè)備材料缺陷診斷方式

（1）超聲波探測：該方法的主要優(yōu)點是診斷方式成本較低，能夠適用于各種厚度的機械設(shè)備，穿透性較好，成像速度較快，比較適用于平面型缺陷的檢測。

（2）射線探測：采用的主流射線是x射線。可以通過立體的方式對體積型缺陷進(jìn)行詳細(xì)檢測，能夠穿透大部分材料且不會受到衰減。但是由于射線對人體的危害較大，所消耗的成本較高，一般需要謹(jǐn)慎使用。

（3）滲透探測：一般是指熒光滲透和著色滲透。這兩種方法在日常的設(shè)備檢測中使用較為普遍。原因就在于操作簡單，耗費成本較少。主要運用于宏觀的設(shè)備故障檢測，或者用來檢測設(shè)備表面損傷。

（4）磁粉探測：該種探測方法針對的是鐵磁性材料機械設(shè)備，利用該類型機械設(shè)備的材料磁性進(jìn)行故障檢測。該方法的針對性較強，對表面損傷的反應(yīng)較敏捷。

（5）渦流探測：該探測方法主要適用于電子計算機系統(tǒng)自動化檢測，針對封閉結(jié)構(gòu)下的機械設(shè)備不便于進(jìn)行拆解，便可以使用具有高靈敏度的渦流探測方法。

3 結(jié)語

隨著現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的時代到來，具有高度自動化、高精度的大型水泥機械設(shè)備來說，需要有先進(jìn)的故障檢測技術(shù)進(jìn)行配套。水泥機械設(shè)備的故障檢測考驗技術(shù)人員過硬的理論知識和操作實踐經(jīng)驗，同時對故障檢測技術(shù)有著較高要求。如何能夠確保系統(tǒng)化的機械設(shè)備進(jìn)行較長周期的穩(wěn)定連續(xù)運行，從而提高設(shè)備的運轉(zhuǎn)效率，將設(shè)備故障發(fā)生概率降到最小，是我們現(xiàn)在需要解決的問題。

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