开展设备状态监测技术势在必行

开展设备状态监测技术势在必行

颜卓 天津创业环保股份有限公司

　　摘要 企业的生产效益和企业的生产规模、设备管理水平是息息相关的。优化资产管理是现代企业的趋势，通过提高设备的综合管理水平，减少设备的停机时间、维修费用，延长设备的寿命。而设备管理中的最重要工作就是开展设备状态监测。
　　关键词 设备 状态监测 趋势

　　在当今竞争日益激烈的国际大环境下，作为企业的管理者，需要考虑企业的前途和生存空间。要想企业具有良好的发展前途，具备较好的生存空间，规划自己的发展战略和提高自己设备的管理水平是当务之急的。几乎所有的企业都认识到：提高设备运行的可靠性和企业的生产效率是目前最主要的工作。
　　 企业的生产效益和企业的生产规模、设备管理水平是息息相关的。优化资产管理是现代企业的趋势，通过提高设备的综合管理水平，减少设备的停机时间、维修费用，延长设备的寿命。而设备管理中的最重要工作就是开展设备状态监测。

一、设备检修体制的演变

　　1、事后维修：设备运行到坏了才进行修理。
　　 1）优点：不必投资在状态监测上；
不会出现过度维修：
适用于少数非重点设备。
　　 2）缺点：无法预测事故停机；
产生设备二次损坏及灾难性后果；
生产损失：
高额维修费用；
管理失控。
　　 2、预防维修：按预定的时间间隔或检修周期对设备做维修、调整和更换备件。
　　 1）优点：维修以可控制的方式在方便的时间进行；
减少意外事故，有效避免灾难性事故：
可更好的控制备件，节约资金。
　　 2）缺点：状态良好的设备也被频繁检修（维修过盛）；
维修导致的损伤可能大于维修的益处；
仍存在计划外故障停机：
没有针对不同设备进行优化与寿命分析。
　　 3、预测维修：有计划地对设备做检查和测试，以确定其健康状况，决定维修时间。
　　1）优点：减少意外停机；
仅在需要时购买和使用所需备件：
只需在适当时候进行维修。
　　 2）缺点：监测仪器、系统、服务、人员花费；
不能延长设备寿命。
　　 4、主动维修：通过设备诊断技术，观察设备的劣化状态，视其设备状态决定维修工作的维修方式。
　　 1）优点：设备寿命延长；
设备可靠性增加：
更少的故障及二次损坏；
停机时间减少；
总维护费用降低。
　　 2）缺点：监测仪器、系统、服务、人员花费；
要求特殊技能；
需要更多时间进行分析：
全体员工改变观念。

二、设备状态监测技术的基本认识

　　1、概念：设备状态监测是在设备运行过程中，利用专用仪器、工具和测量手段，按照规定的监测点对反映设备运行状态的物理、化学量进行间断或连续监测，其目的是为了判明设备是否处于正常状态，判断故障的部位和程度，分析故障发生原因，根据其运行状态的变化，预测故障发展趋势和技术状态变化，并采取相应措施，最终实现对故障的控制。
　　 2、监测方法：
　　 1）振动监测：频谱分析、全息谱技术等；
　　 2）温度监测：接触式、非接触式（红外）、红外热像等；
　　 3）裂纹监测：超声探伤、射线探测、声发射法等；
　　 4）磨损监测：油样光谱分析、铁谱分析、磁塞等；
　　 5）泄漏监测：皂液检测、超声检漏等；
　　 6）腐蚀监测：腐蚀检查仪、超声探测、超声测厚等；
　　 7）噪声监测：噪声频谱分析等；
　　 8）应力、应变监测：直接测量（应变计）、应变电阻测量等。
　　 3、优点：
　　 1）提高产量2~40%；
　　 2）减少维修费用7~60%；
　　 3）提高产品质量5~90%；
　　 4）延长设备寿命大于1~10x；
　　 5）减少零配件库存10~60%：
　　 6）增加库存周转率大于75%；
　　 7）减少成品库存；
　　 8）降低能耗5~15%；
　　 9）提升生产安全及环境保护。

三、开展设备状态监测的必要性

　　1、开展设备状态监测是一种新的管理理念
　　 各行各业，尤其是流程工作，一旦某台设备发生故障，将迫使整条流程工作效率降低，甚至停机，设备更换起来时间长。多年的摔打与磨练告诉我们：单凭眼看、手摸、耳听、鼻嗅等感观经验来判断设备故障已无法适应现代化生产的需要，只有开展设备状态监测工作才能彻底摆脱这种落后的管理模式，从而准确预知设备故障。
　　 2、开展设备状态监测是提高设备管理水平的需要
　　 企业生产设备每年都需要大修，在检修项目的确立和设备系统部件的更换上，虽然针对性、方向性有了很大提高，但确切性、适宜性、经济性仍有差距。要想设备、系统的大小修的立项更具科学性、针对性，减少盲目性，唯有开展状态监测。
　　 3、开展设备状态监测是预防突发性故障的需要
　　 设备发生故障是必然的，但是，突发性的故障是任何企业都不愿意接受的事实。它带来的影响是多方面的。一方面严重影响生产，影响全年生产计划的实施，另一方面事故处理起来比较复杂，难度较大，处理时间长，花费高。通过国内外企业多年大量的实践证明，实施设备状态监测可以有效的预防设备突发性故障的发生。
　　 4、设备状态监测可以防止设备二次故障
　　 这类的事例很多，比如本来通过状态监测发现电机轴承故障，但是由于对状态监测可靠性认识不够，没有及时处理，造成相关的减速机齿轮齿被打掉。如果及时更换电机轴承，花费可能仅需6000元，但是更换齿轮花费却要高达59万元。从这个事例可以看出，设备状态监测完全能够防止设备二次故障。
　　 5、设备状态监测可以大大减少备件库存量和流动资金
　　 通过开展设备状态监测，大大提高设备的使用寿命，根据美国电工协会统计报告，一般可以提高设备寿命1～10倍，消耗备件量大大降低，从而大大减少用于购买备件的流动资金。同时，由于可以预知设备的使用寿命，备件可以在受控的条件下采购，避免盲目性，挤占流动资金。
　　 6、设备状态监测可以大大提高员工的综合素质，帮助训练员工
　　 开展设备状态监测，将迫使员工要提高自己的业务能力，加强业务学习，搞清楚设备构造和特性，这是最基本的条件。反之，员工的业务能力的提高，更有利于设备管理水平的提高。
　　7、保障设备可靠运行的必由之路
　　设备检修后，不进行状态监测是不能够在下一个检修期到来之前保障设备不出问题的。而状态监测能实现对设备的动态监控，及时掌握设备的运行情况，一旦设备出现初期故障，就能提前发现，早作计划、准备备件，安排检修时间。在可控制的状态下安排生产。

四、设备状态监测技术在实际工作中的应用

　　1、故障的船上发动机
　　 1）故障现象为船上的发动机运行时温度超标，建议停机冷却后，实施MCA 与ESA测试。
　　 2）在开关柜进行MCA测试，数据如下表：

　　基于美国能源部及IEEE15年的考核得出的评判标准：

　　基于以上标准得出Fi与I/F＞±2。
　　 3）在电机接线端子进行MCA测试，数据如下表：

　　数据发生了变化。基于上面标准得出I/F＞±2。
　　 4）进行阻抗与电感的对应关系的MCA测试，数据如下表：

　　比较上表数据发现Z 与 L “不平行”状态，说明定子本身存在问题。
　　 5）在开关柜进行ESA测试：
　　 a.启动‘0’，50％负载，数据如下图：

　　b.运行10分钟，50％负载，数据如下图：

　　c.运行20分钟，50％负载，数据如下图：

　　d.运行30分钟，50％负载，数据如下图：

　　6）在运转40分钟之后停机进行MCA测试，数据如下表：

　　由上表数据不难看出，绝缘降低。
　　 7）由以上各组测试数据得出如下测试结论：
　　a.定子匝间短路；
　　b.绝缘失效（绝缘漆）；
　　c.转子磁场问题（机械偏心）；
　　d.电缆绝缘不良。
　　 8）针对测试结论进行了问题部位的维修，维修后，测试结果正常，如下图：

　　9）维修前后的图形对比：
　　 a.维修前后‘0’分钟对比

　　b.维修前后的30分钟运行对比

　　10）维修后再次进行MCA测试，数据如下表：

　　经过维修后测得的数据结果，设备运行恢复正常。
　　目前，在我国的许多企业中，设备维修已开始从早期的事后维修和长期的按计划维修体制，进入到现代的具有预测性和主动性的状态维修阶段，利用先进的设备管理手段，提高设备利用率，提高企业整体生产效率，开展设备状态监测技术势在必行。

参考文献

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2 西马力检测仪器公司，西马力技术培训教材，2006
3 黄勇波，振动和噪声分析在过冬轴承故障诊断中的应用，设备管理与维修，2007.3
4 秦涛，应用数据分析法进行简易的设备故障诊断，设备管理与维修，2007.4