化工机械的故障诊断与控制分析

绪 论

机械故障诊断技术作为一门新兴的科学，自从二十世纪六七十年代以来已经取得了突飞猛进的发展，尤其是计算机技术的应用，使其达到了智能化阶段。现在，机械故障诊断技术在工业生产中起着越来越重要的作用，生产实践已经证明开展故障诊断与状态预测技术研究具有重要的现实意义。

我国的故障诊断技术在理论研究方面，紧跟国外发展的脚步，在实践应用上还是基本落后于国外的发展。在我国，故障诊断的研究与生产实际联系不是很紧密，研究人员往往缺乏现场故障诊断的经验，研制的系统与实际情况相差甚远，往往是从高等院校和科研部门开始，再进行到个别行业，而国外的发展则是从现场发现问题进而反映到高等院校或科研部门，使得研究有的放矢[1]。

要求机械设备不出故障是不现实的，因为不存在绝对安全可靠的机械设备。因此，为了预防故障和减少损失，必须对设备的运行状态进行监测，及时发现设备的异常状况，并对其发展趋势进行跟踪：对己经形成的或正在形成的故障进行分析诊断，判断故障的部位和产生的原因，并及早采取有效的措施，这样才能做到防患于未然。因此，设各状态监测与故障诊断先进技术的研究对于保证复杂机械设备的安全运行具有重要意义。

关键词：小波分析，故障诊断，小波基选取，奇异性

基于小波分析的机械故障检测

小波奇异性理论用于机械故障检测的基本原理

信号的奇异性与小波变换的模极大值之间有如下的关系：

设)(xg为一光滑函数，且满足条件0g(x) lim,1x)dx ( gx ，不妨设)(xg为高斯函数，即2221)(xexg，令 dx,/x)( dgx)(由于0x)dx(，因此，可取函数x)( 作为基小波。

对函数)(xf的关于x)(的小波变换可写成

dxaxxfaaWf)()(1),(dda)(xfdxxga)( （3-6）

化工机械的故障诊断与故障控制

摘要：在化工企业生产过程中，化工机械的故障诊断至关重要，本文主要阐述了化工机械运行特征，对其常见故障类型进行了分析，在此基础上，了解并掌握了化工机械发生故障的规律，同时跟笔者的工作实践相结合，总结了化工机械故障控制的策略，希望能够为该工作的进一步发展献策献力。

关键词：化工机械；故障诊断；故障控制

前言

伴随着化工企业发展规模的增大，化工企业开始研发和创新化工机械，并将其运用在实际化工生产的过程中，但这些新的化工机械工艺却没有得到较为有力的完善，其化工机械仍然存在缺陷和弊端。与此同时，因为化工机械内部构造较为复杂，所以，化工企业在对化学机械进行故障诊断和控制时势必会受到阻碍。为了避免化工机械停止运行，化工企业必须要对化工机械加强诊断和控制，从而防范安全事故的发生。

1对化工机械进行故障研究的重要性

在实际的化工生产过程中，虽然新型化工机械设备能够极大地提高生产效率，保证生产质量，在一定程度上提高了化工产业的经济效益。但是因为化工机械设备的创新技术并不完善，所以，在化工生产过程中很有可能会发生一些意外故障，对化工生产的持续性和安全性造成严重影响。因此，为了提高化工机械设备的稳定性和安全性，对化工机械设备的故障进行全面研究和分析十分必要。这样可以对化工机械的故障原因进行及时确定，尽早维修，降低因为化工机械故障造成的停产次数，保证化工生产企业的经济效益。在这一过程中化工生产企业还要根据化工机械设备的实际运行情况制定合理可行的故障检查方案和定期维护制度，对化工机械设备的潜在故障隐患进行及时排除，提高化工机械设备的稳定性和安全性。

2化工机械特征概述

第一，化工设备所涉及到的技术知识比较多，而且在运行能量上的形式也比较多，各部件相互转换比较复杂。第二，化工机械工作性质多样，另外其工作环境比较恶劣，而且操作的时候一些参数相对特殊。第三，化工机械在正常运行过程中受到各种化学介质的影响，因此其具有一定的耐腐蚀性和耐高温性。当前，化工企业的发展朝着自动化、精细化以及专业化的方面发展，而且化工机械也更加大型化、集成化。因此，在对化工机械进行设计的时候一定要遵循机械工艺参数以及要求。化工机械最主要的一个特征就是构件和组件比较多，它们之间联系紧密，哪怕是其中一个小部件出现问题，也有可能会导致整个机械出现故障，进而影响正常运转。如果不能及时发现和解决问题，那么就会形成恶性循环，造成更大的损失，更有甚者，使得化工生产系统瘫痪，既造成经济损失，也还有可能因为机械故障而影响相关人员安全。

化工机械设备的常见故障及维修管理　

李建平　（新疆大黄山鸿基焦化有限责任公司８３１５００））　应用技术　

●ｌ　

［摘要］随着我国国民经济的迅猛发展，化工业的发展也举世瞩目，当前我国化工机械设备朝着大型化、集成化、精细化等方向发展，但在蓬勃发展过程中　还面临着许多问题，设备故障维修管理即是关键。因此，为了解决这一问题，本文首先分析化工机械设备故障大致的分类，发生故障的形式，以此来对机械设备故障　进行维修，以此提升化工企业的生产率。　中图分类号：ＴＱ０５　文献标识码：Ａ　文章编号：１００９—９１４Ｘ（２０１４）０９～０３８１—０１　

一　化工机械设备故障分析　

为了进一步提高化工机械设备运转的可靠性和安全性，保证其工作效率，　

实现化工生产的科学管理，针对化工机械设备在运转过程中出现的故障，以及　因为机械运转故障而引起的安全事故，国内相关研究人员对此作了大量的调查　

和研究。调查研究资料表明，当化工机械设备处于运转状态时，其故障发生率是　

最高的，且其运转时主要发生的故障大致可分为两类：（１）化工机械性能故障。　

这一类故障主要是由于机械设备性能下降而引起的，比如活塞式压缩机排气量　

不足、排气温度过高、设备内部发生汽蚀现象等。（２）化工机械本身的质量故障。　这一类运转故障是由于机械设备本身所存在的质量问题所导致　比如化工机械　

的轴功率过大、长时间工作导致机械组成机件损坏、破裂等。针对以上两个引起　机械运转故障发生的原因，在预防和控制其故障时，便可直接从机械的性能和　

质量两方面人手，对其运转故障实施合理的防治。　

＝，化工机械设备发生故障的几种形式　２　１磨损与疲劳　

在化工机械试车、运行过程中，机械作用引起的常见事故原因是运动的磨　

损、材料的塑性变形和疲劳破坏。按照磨损造成化工机械摩擦表面破坏的机理，　主要可分为粘着磨损，磨料磨损和腐蚀磨损等类型。其中，外界硬颗粒或者对表　

面上的硬突起物在摩擦过程中引起表面材料脱落的现象为磨料磨损。　２．２噪声与振动　噪声是我们需要特别注意的一个重要因素。噪音的存在对于人的身体健康　

科技专诡　谈化工机械运转设备中常见故障分析及预防措施　王枫孙代秋　大连齐化化工有限公司辽宁大连１　１　６６００　Ｉ摘娶】众所周知，企业生产能力的高低是由企业内部生产条件来决　定的。生产技术和生产设备作为企业内部生产条件中的重要组成部分，其　对企业生产能力的提高以及企业经济的增长起着重要作用。本篇文章针对　化工企业生产设备在运转中容易发生的故障及故障原因、形式、发生规律　作重点分析，并在此基础上提出相关的故障预防和控制对策，供相关人员　参考借鉴。　【关键词】化工机械；机械设备；故障；原因；预防措施　化工机械设备的稳定、安全运转是保障化工生产安全的重要前　提。然而在实际生活中，化工机械设备在运转时难免会因为各种各样因　素的影响而发生运转故障，打乱化工企业的生产模式，进而影响化工　产品的生产质量。为此，充分认识到化工机械设备故障对化工生产的影　响，并在实际生产中采取有效的措施对其故障进行预防和控制，对提高　化工企业生产效益，促进化工经济发展起着重要作用。　１　化工机械设备故障分析　为了进一步提高化工机械设备运转的可靠性和安全性，保证其工　作效率，实现化工生产的科学管理，针对化工机械设备在运转过程中出　现的故障，以及因为机械运转故障而引起的安全事故，国内相关研究人　员对此作了大量的调查和研究。调查研究资料表明，当化工机械设备　处于运转状态时，其故障发生率是最高的，且其运转时主要发生的　故障大致可分为两类：１）化工机械性能故障。这一类故障主要是由于机　械设备性能下降而引起的，比如活塞式压缩机排气量不足、排气温度过　高，设备内部发生汽蚀现象等。２）化工机械本身的质量故障。这一类运　转故障是由于机械设备本身所存在的质量问题所导致。比如化工机械　的轴功率过大、长时间工作导致机械组成机件损坏、破裂等。针对以上　两个引起机械运转故障发生的原因，在预防和控制其故障时，便可直接　从机械的性能和质量两方面人手，对其运转故障实施合理的防治。　２，化工机械设备发生故障的几种形式　２．１磨损与疲劳　在化机械试车、运行过程中，机械作用引起的常见事故原因是运动　的磨损、材料的塑性变形和疲劳破坏。按照磨损造成化工机械摩擦表　面破坏的机理，主要可分为粘着磨损，磨料磨损和腐蚀磨损等类型。其　中，外界硬颗粒或者对表面上的硬突起物在摩擦过程中引起表面材料　脱落的现象为磨料磨损。　２．２噪声与振动　噪声除了损害职工身体健康外，还可能对环境造成噪声的污染，石　油化工用泵的噪声主要有流体噪声和机械噪声两类。流体噪声是由于　泵系统中流体的周期性脉动、汽蚀和系统中的实际运行点离允许运行　范围时所产生的。机械噪声则是由于地脚螺栓松动、垫片未垫实、轴弯　曲、叶轮不平衡、滚动轴承滚珠破碎，滑动轴承间隙过大、１２１环间隙过　小和平衡盘研磨等原因产生的。　２．３汽蚀与喘振　所谓汽蚀现象即是当液体在急剧汽化过程中，产生大量气泡，随流　进入高压区时，在压差作用下被压碎，突然破灭、消失，此时在材料的　局部表面上产生的局部压力可达上百兆帕，金属表面在巨大压力的高频　连续冲击下产生疲劳点蚀破坏。加之气泡凝结时放出氧气，对金属表面　产生化学腐蚀作用（又称侵蚀），从而加快金属零件的破坏。　３．化工设鲁故障发生规律分析　设备经安装，最初投入运行后，虽已经过技术鉴定和验收，但初期　故障总是不同程度的反映出来，其表现为：１）设备内在质量方面：如设　备的设计结构和性能，零部件加工、材料的选用缺陷，操作人员对设　备、结构、性能、特点的认识掌握和认知程度，以及现场操作人员误操作　导致设备故障。２）安装质量方面：设备安装质量是企业内技术管理、人　员素质、综合效能、计量检测手段等诸多因素的综合反映。　在设备运行过程中，零部件经过一段磨合期后，初期故障已基本排　除，现场操作人员水平也逐步提高，并且基本掌握了每台设备的特性、　原理和性能，故障率明显降低，即便如此，设备的运行还会出现新的问　题，例如：故障易发生在易损件或该换而未及时更换的零部件上，因每　台设备所有静、动零部件密封、轴承等磨损件都具有使用周期和寿命，　运行中的中期设备已逐步接近此项指标。经过停车检修而更换的零部　件之后，有些不配套、不稳合、尚处在磨合期，或发生装配错误，也会导　致设备故障，甚至带病运行，这类故障也多处发生。　４．故障预防及维修技术实施控制　化工机械设备安装完成，并正式投入使用之后，由于其在使用过程　中老是会涉及到关于电力、机电设备运行管理、结构、运行条件、设备性　能分析等多方面的的内容，所以其在具体运转时都会牵扯到对各类技　术的应用，如信号处理技术、监测诊断技术　信息组织管理技术、计算　机软硬件操作技术等等。从其实质而言，化工机械设备运转故障的防控　其实是一个复杂的动态系统，这个系统根据设备在运转中所发生的各种　信息来作决策，保持设备的正常运转，保持总体的平衡，并通过规划、实　施、监测、信．鼠反馈、分析总结、归档这一全过程的信息管理手段来对设　备运转情况实施管理，做好每一项管理工作的记录。　鉴于化工机械设备运转故障管理控制工作的复杂，其工作在具体　实施时必须要有知识全面，专业能力强的人才作基础，更需要完整、健　全的人才管理制度作管理依据。通过构建一个完整的、有保障的组织管　理机构，来对化工企业内部所拥有的上千、上万台化工机械设备实施科　学化，经济化的管理，同时，设备诊断技术必须在设备寿命周期的全过　程中发挥作用。也就是说，如果仅仅是在设备寿命周期的全过程中的某　一个特定时间，或某一个特定的故障和异常，就想作出对症的诊断是困　难的　因此，要依据设备的综合管理理论，把设备的全过程作为诊断技　术的应用范围。　５．结论　综上所述，做好化工机械设备运转故障的防治是保证化工机械正　常运转，保证化工生产系统稳定运作的重要前提，同时也是提高机械生　产效率，推动化工企业经济发展的重要手段。现阶段，我国在解决化工　机械设备运转故障上还存在着诸多不足，对故障所采取的处理方式也　有些欠妥　针对这一点，在实际问题解决中，更应该对设备运转故障产　生的原因、类型以及故障发生规律进行重点把握，以采取全面、有效的　防治措施对其进行防治，提高化工企业生产率。