關于化工設備與機械狀態的診斷分析探究實踐

＊張懷生

（玉門油田應急與綜治中心煉化設備維護部 甘肅 735200）

1.引言

化工設備與機械是指化工企業生產化工產品所使用的各種設備機械的總稱，是現代化工行業生產發展不可或缺的重要組成部分。伴隨著現代科學技術水平的不斷提升，化工生產已基本淘汰了人工作業方式，可以說整個化工生產作業流水線均是由化工設備與機械完成。與此同時，化工設備與機械已實現了自動化和集成化轉變，工作人員只需要設置好作業程序便能夠實現化工產品的自動化生產，并以此提高化工生產的整體水平和產品質量。從化工生產角度來看，化工設備與機械的作業環境十分復雜和惡劣，一方面由于化工原材料具有極強的腐蝕性，因此在長期生存作業中會對設備機械造成侵蝕，并給生產安全問題的發生埋下隱患。另一方面，化工生產環境往往需要低壓、真空等條件，伴隨著部分高溫高壓作業環境極易發生燃燒、爆炸等情況，因此會對設備機械的運行狀態造成嚴重影響。基于此，為保障化工生產的安全性與穩定性，需要化工企業定期對化工設備與機械進行檢修和維護，由此在保障化工生產質量和效率的同時確保整個生產過程的安全與穩定，并最終實現理想的經濟效益。

2.化工設備與機械狀態診斷分析的重要價值

（1）實時掌控設備機械運行狀態。在化工生產作業過程中，設備與機械的運行狀態不僅決定著化工產品質量的優劣，同時也會一定程度上影響生產效率。一般情況下，化工設備與機械的運行時間較長，且生產線已經開啟便會持續不斷地進行生產作業，因此確保化工設備與機械處于良好的運行狀態具有十分重要的意義。加強化工設備與機械狀態診斷分析工作，能夠及時發現設備機械運行中存在的故障問題，并及時對其進行檢修和維護，從而使其處于較高的運行水平和狀態，并保障化工產品生產的質量和效率。

（2）減少化工生產安全事故發生。在化工生產領域，安全生產是一項十分重要的管理內容，因為化工生產安全事故的發生不僅給工作人員帶來嚴峻的生命安全考驗，同時也會帶來化學污染問題，并由此帶來嚴重的社會影響和危害。從專業角度來看，化工生產安全事故的發生主要由化工設備與機械運行故障所引發，例如因化工設備與機械出現泄露、線路故障漏電以及長期不穩定運行等情況都會誘發嚴重的安全事故。加強化工設備與機械狀態診斷分析工作，能夠及時發現并消除設備機械運行中存在的安全隱患，進而在保障安全生產的同時保障企業及員工的權益不受侵害。

（3）提高化工設備機械使用壽命。現代化生產的化工設備機械一般具備著高精密、自動化等特征，因此設備機械在采購成本方面也十分昂貴，因此化工設備機械是化工企業最為核心的生產材料。一般情況下，化工設備與機械的設計使用壽命相對較長，但其實際使用壽命則會受到具體作業環境的影響，而運行狀態不穩定以及故障問題長期得不到處理則是降低設備機械使用壽命最為主要的影響因素。加強化工設備與機械狀態診斷分析工作，能夠對其運行狀態進行全面了解和把控，而相對應的維護檢修工作也有利于減少運行故障及安全事故的發生，由此在大幅提高化工設備機械使用壽命的同時也為企業帶來極高的經濟效益。

3.常見的化工設備與機械狀態診斷分析技術和方法

（1）簡易診斷法。在化工設備與機械狀態診斷分析過程中，針對不同程度和部位的故障問題，會涉及到不同形式的診斷技術和方法，具體可以歸納為簡易診斷法和精密診斷法兩種。所謂簡易診斷法，是指技術人員能夠通過簡單儀器或者直接通過經驗便能診斷出故障問題的技術方法。

①聽診法

聽診法，顧名思義便是通過聽覺來對化工設備與機械的故障問題進行診斷和分析，是一種十分常見的故障問題診斷方法。眾所周知，化工設備與機械在正常運轉狀態下發出的聲音應當為平穩、規律以及無雜音，但出現故障問題時則會產生明顯的雜音和異響。聽診法是工作人員根據異響發生位置或區域，基于工作人員豐富的工作經驗來對故障問題進行判斷，而在具體的診斷中也會借助聽診器等簡易工具，例如電子聽診器能夠檢測到運行故障設備機械發出聲音的波長或頻率，進而基于相關信號來實現對故障問題的診斷。

②觸測法

接觸法是指工作人員通過對化工設備與機械進行直接接觸來感知故障問題的診斷分析方法，例如化工設備與機械存在故障問題時，會導致設備出現異常振動、溫度升高等情況，而經驗豐富的工作人員則能夠通過接觸的形式來對相關故障問題進行判斷。除此之外，工作人員也能夠借助工作來進行診斷，例如常見的壓力傳感器、溫度傳感器和測振儀器等簡易設備都能夠實現對化工設備與機械的監測，進而獲取設備機械故障問題的相關信息。

（2）精密診斷法。由于現代化工設備與機械越來越精密，以及整個化工生產線的自動化發展，使得一些故障問題隱藏很深，并且無法通過簡易診斷方法來實現故障問題的診斷分析，因此在化工設備與機械診斷分析中還需要采用精密診斷法。

①油液分析法

在化工機械運行過程中，由于許多傳動裝置在長期運行中會出現磨損，進而需要定期對相關零部件進行更換，如此才能保障化工機械的良好穩定運行。由于部分化工機械的傳動裝置位置較深，無法通過簡易診斷法來進行故障問題的診斷，進而需要采取更加科學與合理的診斷方法，而油液分析法則能夠完美解決該方面問題。具體而言，油液是化工機械傳動裝置運轉不可或缺的重要材料，而其流動特性會受到機械運行狀況的影響，例如重力作用會導致油液密度出現差異，亦或伴隨機械使用而導致油液中金屬含量的增加。油液分析法是對大型化工機械的零部件進行逐一診斷，并通過對油液的科學分析來準確判斷各零部件的老化磨損情況，由此在對化工機械運行狀態進行評估的同時也對相關零部件的更換加以確定，從而來保障化工機械的長遠穩定運轉。

②紅外測溫法

化工設備與機械在生產作業中，由于機械設備的運轉會產生一定的溫度，而當設備處于非正常運轉狀態時則會導致溫度出現異常，當故障位置處于設備機械內部時，往往無法通過簡易診斷法來進行分析，這時便需要采用紅外測溫儀器進行溫度的感知和信息采集。具體而言，工作人員利用熱敏元件的輻射效應，能夠準確感知化工設備與機械各部位的溫度，并生成溫度分布圖像。而工作人員根據已獲知的溫度分布圖像來對化工設備與機械工作異常的區域進行診斷和分析，進而掌握故障問題所在。從應用效果來看，紅外測溫法具有操作簡單、成本低廉和準確高效的優勢，是當前化工設備與機械故障診斷分析的常見方法之一。

③無損檢測法

無損檢測法是指利用物質的聲光磁特性。通過超聲檢測、射線探傷、滲透檢修等技術手段來實現對化工設備與機械故障問題的診斷分析，是當前化工生產領域最為常見的故障診斷分析方法。從應用角度來看，無損檢測法的優勢在于能夠在不拆解或損害化工設備與機械內外結構的同時實現對故障問題的非接觸式診斷分析，并且診斷結果準確性極高。例如X射線是通過電磁感應方式來進行故障問題的診斷分析，具有較高的靈敏度和抗干擾能力，能夠在復雜環境下實現對故障問題的診斷。而超聲波則是利用超聲回波信號來進行化工設備與機械故障問題的診斷和分析，能夠對零部件位移情況進行精準判斷，因此在測距方面有著無法替代的應用價值。

④功率譜分析技術

在化工設備與機械狀態診斷分析工作中，還經常用到功率譜分析方法，即通過化工設備與機械運行中產生消耗和損耗方面的差異來進行故障問題的診斷分析。眾所周知，當化工設備與機械出現故障問題時，其功耗也會相應的增加，而當部分機械部件、電子元件等出現磨損時，也會導致設備機械耗能的增加。通過對化工設備與機械的耗能進行功率譜繪制，并對功率譜中的異常情況來對設備機械運行狀態進行診斷和分析。一般情況下，功率譜主要分為山狀譜、線狀譜和隨機譜三種類型，能夠通過不同角度來對設備機械的損耗情況進行客觀反映，進而對工作人員診斷分析進行輔助。值得注意的是，由于化工設備與機械運轉環境十分復雜，而天氣條件變化、溫度上的差異也會導致設備機械功耗的增加，因此在具體應用上需要對相關因素的排除，如此才能提高故障問題診斷分析的準確性。

4.化工設備與機械狀態診斷分析實例

擠壓機機組是化工產業生產運行中一種常見的機械設備，由于相關機械設備的價值較高，且處于化工生產的關鍵環節，因此一旦設備機械出現故障問題不僅會影響化工生產的穩定性，同時也給企業帶來沉重的經濟損失。然而在具體的設備機械狀態診斷分析工作中，由于擠壓機設備機械在運行過程中存在變速、變載、低速的運行特點，而設備的常見故障主要為軸承和齒輪箱這種隱蔽性較強的故障，因此傳統診斷分析技術往往無法在設備運行中獲得有效精確地診斷分析結果，由此也導致了擠壓機狀態檢測也成為了化工設備機械故障診斷領域的難點之一。

圖1 高清沖擊脈沖技術軸承狀態診斷圖

為保障擠壓機機組的良好穩定運作，以及能夠及時有效的發現相關故障問題，在擠壓機狀態診斷分析時主要采用以下兩種診斷分析技術：（1）振動技術。振動技術能夠通過傳感器獲取設備運轉中的相關信息，進而完成設備運轉狀態頻譜的繪制，如此能夠完成相應故障問題的診斷分析。然而單獨使用振動技術來進行故障診斷需要保障擠壓機機組處于恒定轉速和負載的情況下，因此在化工生產環節中無法實現軸承、齒輪箱故障的精確有效診斷。（2）高清沖擊脈沖技術。高清沖擊脈沖技術能夠實現擠壓機變速、變載以及低速運行中的故障診斷，與振動技術的區別在于實現了對軸承潤滑狀態下的診斷。具體而言，高清沖擊脈沖技術能夠對軸承與齒輪的潤滑狀態以及早期損傷進行檢測，并通過傳感器準確獲知相關數據信息，同時結合過往數據庫中相關數據的對比來實現故障問題的精確判斷。

5.提高化工設備與機械狀態診斷分析水平的相關思參

新時期，企業為提高設備與機械狀態的診斷分析水平，還需要推動具體診斷模式的信息化建設工作。具體而言，企業要積極推進設備運行狀態的網絡化檢測和管理，即打造網絡監測平臺，并與設備檢測傳感設備相連接，這時工作人員能夠通過客戶端來實現設備機械運轉狀態的遠程監控。其次，企業還要構建設備運行狀態的數據庫，從而為監測工作的分析判斷提供參考依據。最后，企業還要建立設備機械故障問題預警機制，進而在發現問題時能夠采取科學合理的防治措施。

6.結束語

綜上所述，化工設備與機械狀態的診斷技術方法呈現出多樣化和專業化發展趨勢，能夠很好的滿足不同情況下設備機械故障問題的診斷分析需求。在此背景下，化工企業還要注重自身設備機械診斷分析意識的強化，同時通過相關工作的制度化轉變以及工作人員業務能力的提升來全面保障化工設備與機械的良好穩定運轉，并最終推動化工企業的長遠穩定發展。