【壓縮機(jī)網(wǎng)】往復(fù)壓縮機(jī)是一種在石油、化工、天然氣儲(chǔ)運(yùn)、冶金、制冷等國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的通用動(dòng)力機(jī)械,具有流量范圍寬、壓力范圍廣、壓縮效率高等突出優(yōu)勢(shì)。雖然往復(fù)壓縮機(jī)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)明顯,但其也存在振動(dòng)大、易損件多、檢修周期短等問(wèn)題,活塞桿斷裂、撞缸、連桿螺栓斷裂、拉缸、管道裂紋、氣閥閥片斷裂、活塞組件磨損、填料磨損等典型故障時(shí)有發(fā)生。開(kāi)展往復(fù)壓縮機(jī)故障監(jiān)測(cè)診斷技術(shù)的研究與應(yīng)用是減少壓縮機(jī)惡性故障發(fā)生、保障機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行的必由之路。
往復(fù)壓縮機(jī)常見(jiàn)故障類型,可分為泄漏類、磨損類、斷裂類、松動(dòng)類、沖擊類、堵塞類等。根據(jù)發(fā)生部位,分為氣閥類、傳遞部件類、密封組件類等。往復(fù)壓縮機(jī)故障種類雖然很多,但按照監(jiān)測(cè)的狀態(tài)參數(shù)大致可分為兩類:熱力性能故障和機(jī)械性能故障。熱力性能故障可以從壓縮機(jī)熱力性能參數(shù)的變化上體現(xiàn)出來(lái),包括進(jìn)排氣量、進(jìn)排氣壓力、溫度的變化以及油路、水路流量及溫度的變化等,可通過(guò)監(jiān)測(cè)進(jìn)、排氣溫度、氣缸壓力、潤(rùn)滑油溫度、壓力等進(jìn)行改善,監(jiān)測(cè)對(duì)象包括氣閥、填料函、活塞環(huán)、軸承等。機(jī)械性能故障可以從往復(fù)壓縮機(jī)機(jī)械性能參數(shù)的變化上體現(xiàn)出來(lái),如由于零部件磨損斷裂而引起的沖擊和振動(dòng)。當(dāng)然,某些故障所體現(xiàn)的征兆也會(huì)同時(shí)反映在熱力參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)的變化上。
往復(fù)壓縮機(jī)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和診斷方法有很多,目前通常使用在線監(jiān)測(cè)診斷方法,通過(guò)傳感器實(shí)時(shí)采集壓縮機(jī)的工況信息,通常對(duì)處理后的信息進(jìn)行人工分析和比對(duì)、診斷。
用于故障分析診斷的往復(fù)壓縮機(jī)監(jiān)測(cè)信號(hào)包括鍵相信號(hào)、振動(dòng)信號(hào)、壓力信號(hào)、溫度信號(hào)等,結(jié)合壓縮機(jī)的實(shí)際結(jié)構(gòu),可按鍵相信號(hào)、氣閥溫度信號(hào)、氣缸動(dòng)態(tài)信號(hào)、活塞桿位移信號(hào)、十字頭振動(dòng)信號(hào)、缸體振動(dòng)信號(hào)、曲軸箱振動(dòng)信號(hào)、機(jī)組主軸承信號(hào)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)的布局。
一.基于振動(dòng)信號(hào)的監(jiān)測(cè)診斷技術(shù)
首先是基于振動(dòng)信號(hào)的氣閥故障診斷方法的應(yīng)用。氣閥的故障是往復(fù)壓縮機(jī)最常見(jiàn)的故障,個(gè)別機(jī)組氣閥故障數(shù)量占故障總數(shù)的60%以上。氣閥的故障診斷通常是采用加速傳感器拾取閥蓋上的振動(dòng)信號(hào),通過(guò)提取振動(dòng)信號(hào)的特征反映氣閥的工作狀態(tài),因而信號(hào)具有調(diào)制的特點(diǎn)。針對(duì)調(diào)制的特點(diǎn),目前普遍使用的方法是通過(guò)帶通濾波器對(duì)載波帶進(jìn)行濾波后,進(jìn)行包絡(luò)分析,最后提取包絡(luò)分析后信號(hào)的時(shí)域特征指標(biāo)來(lái)分析故障。因?yàn)榘殡S著設(shè)備工況的變化,載波的頻帶會(huì)發(fā)生變化,需要人為提前確定載波頻率的特征帶,并進(jìn)行帶通濾波,給實(shí)際應(yīng)用帶來(lái)了很多不便。在實(shí)際運(yùn)用中,采用多次帶通濾波,對(duì)能量最大的一個(gè)頻帶進(jìn)行包絡(luò)解調(diào)的方法來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題,但是這種方法受噪聲干擾太大,計(jì)算效率低下。因?yàn)闅忾y振動(dòng)信號(hào)噪比低,而且對(duì)實(shí)時(shí)性要求高,這就限制了該方法在氣閥故障診斷中的應(yīng)用。另外,采用幾何分離的方法進(jìn)行多載波帶的信號(hào)包絡(luò)分析,但這種方法僅可以分辨出頻率,對(duì)應(yīng)的幅值誤差太大,并且計(jì)算速度較慢。而近年來(lái),研究的方法采用從信號(hào)包絡(luò)解調(diào)的精度和運(yùn)算的實(shí)時(shí)性兩方面考慮,將能量算子作為包絡(luò)解調(diào)的方法,在包絡(luò)解調(diào)之前的信號(hào)預(yù)處理中,使用小波包變換技術(shù)來(lái)避免人為確定特征帶的問(wèn)題,將提升方法引入小波包變換中,來(lái)提高小波包變換的速度,提出了基于小波包變換和能量算子技術(shù)的包絡(luò)解調(diào)分析方法,將此技術(shù)用于往復(fù)壓縮機(jī)氣閥振動(dòng)信號(hào)包絡(luò),提高對(duì)故障前后的信號(hào)進(jìn)行分析計(jì)算,取得了滿意的結(jié)果。
能量算子是在研究非線性語(yǔ)音建模時(shí)引入的一種調(diào)制信號(hào)的分離方法,用于分析和跟蹤窄帶信號(hào)的能量,在調(diào)制作用的結(jié)果中,可以解調(diào)出信號(hào)的幅值及瞬時(shí)頻率。小波包變換本質(zhì)上就是對(duì)信號(hào)進(jìn)行等帶寬多帶濾波,在抑制噪聲方面效果很好。將提升方法引入小波包變換后,提高了小波包變換的計(jì)算速度,在實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)診斷應(yīng)用中更有優(yōu)勢(shì)。采用小波包變換與能力算子相結(jié)合的包絡(luò)解調(diào)分析框架,解決了對(duì)信號(hào)包絡(luò)解調(diào)前,需要人為確定載波帶對(duì)信號(hào)進(jìn)行帶通濾波的問(wèn)題,不僅應(yīng)用于氣閥的故障診斷分析,還可以用于旋轉(zhuǎn)機(jī)械的滾動(dòng)軸承和齒輪箱故障分析。
其次是基于振動(dòng)信號(hào)的連桿小頭瓦故障診斷的應(yīng)用,往復(fù)壓縮機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中,驅(qū)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)最終轉(zhuǎn)化為活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng);運(yùn)動(dòng)形式的轉(zhuǎn)換過(guò)程中,連桿是通過(guò)十字頭銷將動(dòng)力傳遞到十字頭及活塞上的,同時(shí),氣動(dòng)力、活塞力也通過(guò)十字頭銷最終傳遞至連桿及曲軸上。因此,十字頭銷可以看做力傳遞的樞紐。當(dāng)十字頭銷受到的連桿力為零時(shí),對(duì)它的曲柄轉(zhuǎn)角即為連桿小頭瓦轉(zhuǎn)向角。機(jī)械結(jié)構(gòu)中的圓柱轉(zhuǎn)動(dòng)副可視為滑動(dòng)軸承,連桿小頭處活塞銷長(zhǎng)度約為連桿小頭寬度的3倍,為了裝配需要和保證兩構(gòu)件在工作過(guò)程中的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)動(dòng)副中軸徑和軸承之間存在一定間隙,當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)副因潤(rùn)滑不良或其他各種原因造成磨損以后,間隙逐漸增大,此時(shí),間隙對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)的影響顯著增強(qiáng)。間隙的存在使轉(zhuǎn)動(dòng)副中多了兩個(gè)自由度,即少了兩個(gè)方面的約束,所以軸頸的中心與軸承的中心是不重合的,運(yùn)動(dòng)副是用來(lái)連接兩個(gè)物體并傳遞力或力矩的,當(dāng)磨損增大到一定程度后,力和力矩不能順利地傳遞,使得被連接的兩物體越過(guò)間隙后直接發(fā)生碰撞;從而引起力和加速度出現(xiàn)較大的異常波動(dòng)并伴有較大的幅值。間隙增大,對(duì)十字頭加速的影響增強(qiáng),波動(dòng)的幅值增大,產(chǎn)生的碰撞力也增大,但是力和加速度發(fā)生突變的位置始終在其運(yùn)動(dòng)換向點(diǎn)附近。在有磨損間隙的工況下,十字頭必然會(huì)在其運(yùn)動(dòng)的反向點(diǎn)附近產(chǎn)生短時(shí)高頻振動(dòng),并通過(guò)與其連接的十字頭滑道傳遞到機(jī)體表面。所以,在往復(fù)壓縮機(jī)十字頭滑道的正上方的機(jī)體表面安裝加速度振動(dòng)傳感器,監(jiān)測(cè)振動(dòng)信號(hào)的時(shí)域波形,當(dāng)發(fā)生小頭瓦磨損故障,可在時(shí)域波形中看到在十字頭的運(yùn)動(dòng)換向點(diǎn)附近出現(xiàn)大的振動(dòng)沖擊信號(hào),采用振動(dòng)信號(hào)角域分析的小頭瓦磨損故障診斷方法在實(shí)際運(yùn)行中是可行的。
二.基于活塞桿位移信號(hào)的監(jiān)測(cè)診斷技術(shù)
1.活塞桿自激振動(dòng)特征提取方法
自激振動(dòng)是某些系統(tǒng)在輸入和輸出之間具有反饋特性并有能源補(bǔ)充,從而引起振動(dòng)的?;钊麠U部件在實(shí)際運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,由于活塞和十字頭受到摩擦力的作用,會(huì)產(chǎn)生自激振動(dòng)?;钊麠U自激振動(dòng)會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的頻率,這位提取診斷活塞桿類故障的特征參數(shù)提供了相應(yīng)的參考。
2.基于活塞桿軸心軌跡的故障診斷方法
對(duì)于往復(fù)壓縮機(jī)故障而言,必須能夠從活塞桿軸心位置軌跡提取必要的特征參數(shù)來(lái)反映設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)?;钊麠U軸心位置的變化與每一時(shí)間點(diǎn)位移傳感器和活塞桿表面距離和活塞桿撓度有關(guān),活塞桿撓度計(jì)算時(shí)可以把活塞桿看做簡(jiǎn)單的超靜定梁,其十字頭端可作為活動(dòng)鉸鏈支座,活塞端作為固定支座,活塞桿的自重作為均布載荷。對(duì)于往復(fù)壓縮機(jī),如果活塞桿撓度較大,會(huì)造成填料密封磨損加快,高溫高壓氣體從填料處泄漏,排氣量會(huì)大大降低,嚴(yán)重影響壓縮機(jī)的工作效率,也會(huì)危害到設(shè)備及人的安全,因此,控制活塞桿的撓度極為重要。在實(shí)際工作中,采用繪制活塞桿正常和故障時(shí)軸心位置軌跡圖進(jìn)行對(duì)比分析,判斷活塞桿是否正常工作,實(shí)現(xiàn)活塞桿運(yùn)行狀態(tài)的早期預(yù)警功能。
3.基于活塞桿位移信號(hào)的松動(dòng)故障診斷方法
活塞桿在往復(fù)壓縮機(jī)中是否連接活塞和十字頭的零件。在壓縮機(jī)運(yùn)行過(guò)程中,活塞桿受力較大的部位主要集中在活塞桿與旋緊螺母螺紋連接處,活塞桿階梯處和活塞桿與十字頭連接處,這些地方由于形狀的變化,運(yùn)動(dòng)過(guò)程中易引起應(yīng)力集中。這些位置都是活塞桿發(fā)生跳動(dòng)故障后,容易引起活塞桿斷裂的主要位置,尤其是螺紋連接的末端需重點(diǎn)檢測(cè)。活塞桿跳動(dòng)故障會(huì)引起整個(gè)活塞桿組件的加速度值增大,從而導(dǎo)致振動(dòng)增大,并且隨著跳動(dòng)量的增加,振動(dòng)更加強(qiáng)烈。此外,活塞桿的應(yīng)力應(yīng)變也會(huì)隨著跳動(dòng)量的增加而逐漸增大,在活塞桿的螺紋處,階梯處和活塞桿與十字頭連接處應(yīng)力集中明顯,易發(fā)生斷裂的危險(xiǎn)。活塞桿跳動(dòng)故障的模擬分析結(jié)果與實(shí)際故障的狀態(tài)監(jiān)測(cè)具有高度一致性,采用動(dòng)力學(xué)和有限元分析聯(lián)合仿真的方法對(duì)研究不同類型的活塞桿故障具有指導(dǎo)意義,可以分析活塞桿在不同故障形式下的應(yīng)力應(yīng)變變化,為活塞桿各類故障的事故預(yù)防和故障診斷在線監(jiān)測(cè)技術(shù)推廣應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
4.基于活塞桿軸心振動(dòng)能量的故障診斷方法
目前,國(guó)內(nèi)外在役的往復(fù)壓縮機(jī)故障在線監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng),都對(duì)活塞桿位移,包括縱向下沉與橫向偏擺信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。使用的傳感器為非接觸式的電渦流傳感器,通過(guò)兩個(gè)方向的位移傳感器,實(shí)現(xiàn)活塞桿運(yùn)動(dòng)過(guò)程中活塞桿相對(duì)傳感器位置變化信號(hào)的在線監(jiān)測(cè)。常規(guī)位移量監(jiān)測(cè)方法屬于相對(duì)參數(shù)監(jiān)測(cè),即傳感器實(shí)時(shí)采集信號(hào)與初始安裝位置的差值,計(jì)算活塞桿位移相對(duì)變化量。在往復(fù)壓縮機(jī)實(shí)際故障監(jiān)測(cè)診斷中,基于活塞桿振動(dòng)能量指數(shù)的方法可提取活塞桿軸心振動(dòng)能量,軸心軌跡面積和單一方向振動(dòng)能量參數(shù),能有效反映活塞桿的運(yùn)行狀態(tài),相對(duì)位移平均值受安裝因素的影響較大,對(duì)故障監(jiān)測(cè)效果較好,特別對(duì)斷裂、撞缸故障更加敏感。從實(shí)際運(yùn)行結(jié)果來(lái)看,活塞桿振動(dòng)能量伴隨故障變化呈現(xiàn)出逐漸增大的趨勢(shì),故障預(yù)警效果相對(duì)較好,對(duì)完善在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的活塞桿監(jiān)測(cè)報(bào)警參數(shù),聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)控制參數(shù)具有積極意義,可有效彌補(bǔ)現(xiàn)有機(jī)組殼體振動(dòng)裂度對(duì)故障早期反應(yīng)不敏感的問(wèn)題,提高在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)故障預(yù)警、停車的準(zhǔn)確性。
三.基于閥蓋溫度信號(hào)的監(jiān)測(cè)診斷技術(shù)
氣閥是往復(fù)壓縮機(jī)故障率最高的部件,氣閥故障會(huì)直接影響壓縮機(jī)的排氣量和工作效率;若閥片斷裂后的殘片落入缸體,可能引發(fā)嚴(yán)重的拉缸、撞缸故障,甚至導(dǎo)致壓縮機(jī)爆炸事故。因此,氣閥故障的早期故障預(yù)警與診斷意義顯著。氣閥閥蓋溫度數(shù)據(jù)直接反映閥腔內(nèi)的介質(zhì)溫度和氣閥的工作情況,同時(shí)氣閥閥片運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與閥座、升程限制器發(fā)生碰撞,因此缸體振動(dòng)傳感器也可對(duì)閥片工作情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
在實(shí)際的往復(fù)壓縮機(jī)氣閥故障監(jiān)測(cè)中,仍依賴人工完成,一是對(duì)于不同的氣閥故障,如氣閥泄漏故障,氣閥閥片斷裂故障,氣閥彈簧失效故障等,需要同時(shí)結(jié)合氣閥溫度數(shù)據(jù)和缸體振動(dòng)數(shù)據(jù)才能判斷,但是這兩類數(shù)據(jù)常常因?yàn)槿绗F(xiàn)場(chǎng)干擾、負(fù)荷調(diào)節(jié)等一些原因存在變動(dòng),需要診斷專家完成人工診斷;二是不同往復(fù)壓縮機(jī)缸體上的氣閥個(gè)數(shù)不一致,也很難建立一般的智能分類器,如人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或支持向量機(jī),實(shí)現(xiàn)氣閥故障診斷。
實(shí)際工作中,往復(fù)壓縮機(jī)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了氣閥閥蓋溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),但報(bào)警方式采用單一特征值過(guò)線報(bào)警,而相關(guān)報(bào)警線設(shè)置工作復(fù)雜,同時(shí)受工況影響,也存在報(bào)警延時(shí)問(wèn)題。氣閥正常工作時(shí),氣閥溫度存在季節(jié)性、晝夜性、工藝性以及其它原因等的變化和波動(dòng),但是同類氣閥之間具有波動(dòng)起伏一致的特點(diǎn);當(dāng)缸體的某氣閥發(fā)生故障時(shí),該氣閥溫度會(huì)偏高自身氣閥溫度而升高,并與其它氣閥溫度不再保持正常起伏一致的特點(diǎn)。根據(jù)這個(gè)特點(diǎn),實(shí)際工作中可提取能夠反映這個(gè)特點(diǎn)的特征參數(shù),實(shí)現(xiàn)故障異常監(jiān)測(cè),進(jìn)一步對(duì)故障氣閥進(jìn)行自動(dòng)定位,實(shí)現(xiàn)故障早期快速報(bào)警。
四.基于氣缸動(dòng)態(tài)壓力信號(hào)的監(jiān)測(cè)診斷技術(shù)
1.基于仿真動(dòng)態(tài)壓力的連桿大頭瓦故障診斷方法
大頭瓦是曲軸傳遞動(dòng)力的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn),由于往復(fù)壓縮機(jī)大都具有強(qiáng)制潤(rùn)滑功能,大頭瓦磨損在機(jī)組處于穩(wěn)定工況下時(shí)不易發(fā)生。但由于往復(fù)壓縮機(jī)的工況隨生產(chǎn)改變得較為頻繁,氣缸內(nèi)工作狀態(tài)不穩(wěn)定,從而直接影響曲柄連桿結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)行為。在這樣的工況下,大頭瓦瓦面巴氏合金長(zhǎng)期受動(dòng)載荷的作用,易發(fā)生疲勞磨損,一旦磨損,潤(rùn)滑油膜受到破壞,疲勞面將快速擴(kuò)展,進(jìn)而惡性循環(huán)導(dǎo)致大頭瓦快速失效。因此,振動(dòng)監(jiān)測(cè)方法是捕捉大頭瓦異常的一種有效方法,而如何確定大頭瓦磨損相位成為關(guān)鍵。由于連桿大頭瓦磨損故障模擬實(shí)驗(yàn)難度大,同時(shí)易引發(fā)曲軸表面拉傷,因而,在實(shí)踐中,會(huì)采用相關(guān)類似的故障機(jī)作為分析對(duì)象,采用模擬動(dòng)態(tài)壓力仿真技術(shù),建立往復(fù)壓縮機(jī)關(guān)鍵運(yùn)動(dòng)部位受力模型,完成連桿大頭瓦動(dòng)態(tài)載荷分析,實(shí)現(xiàn)早期預(yù)警與診斷。
2.基于實(shí)測(cè)動(dòng)態(tài)壓力的故障診斷方法
基于動(dòng)態(tài)壓力測(cè)量的示功圖監(jiān)測(cè)和分析是往復(fù)壓縮機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障預(yù)警的重要工具;尤其是通過(guò)示功圖可以更靈敏、更早期地監(jiān)測(cè)效率的變化,更早期地對(duì)氣閥泄漏等可能造成爆炸事故的嚴(yán)重故障進(jìn)行預(yù)警。示功圖是指在往復(fù)壓縮機(jī)的一個(gè)循環(huán)中,氣缸內(nèi)氣體動(dòng)態(tài)壓力隨活塞位移而變化的循環(huán)曲線。可用動(dòng)態(tài)壓力傳感器測(cè)量動(dòng)態(tài)壓力,鍵相傳感器測(cè)量飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)角度換算成形程或體積來(lái)實(shí)現(xiàn)示功圖的監(jiān)測(cè)。大量的實(shí)踐表明,往復(fù)壓縮機(jī)氣體壓縮過(guò)程出現(xiàn)的異?;蚬收?,示功圖都會(huì)表現(xiàn)出不同的形狀。能夠遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)示功圖,且靈敏、定量地監(jiān)測(cè)出示功圖形狀的異常,就可以提高監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的故障預(yù)警能力,利用現(xiàn)代圖形變換和統(tǒng)計(jì)模式識(shí)別的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)其監(jiān)測(cè)、異常識(shí)別,達(dá)到往復(fù)壓縮機(jī)故障早期識(shí)別的目的。
五.基于聲發(fā)射技術(shù)的活塞桿斷裂的預(yù)警技術(shù)
當(dāng)固體材料受到力作用時(shí),由于內(nèi)部缺陷的存在或微觀結(jié)構(gòu)的不均勻性,會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中,使塑性變形加大或形成裂紋與擴(kuò)展,這時(shí)會(huì)釋放出彈性波,這種現(xiàn)象稱為聲發(fā)射?;钊麠U在周期性非對(duì)稱拉---壓載荷下產(chǎn)生裂紋及裂紋擴(kuò)展,會(huì)產(chǎn)生聲發(fā)射現(xiàn)象。聲發(fā)射信號(hào)的產(chǎn)生率是變化無(wú)常的,活塞桿的裂紋擴(kuò)展過(guò)程產(chǎn)生是聲發(fā)射信號(hào)是連續(xù)的。裂紋疲勞擴(kuò)展到一定程度后擴(kuò)展速度會(huì)加快,這與應(yīng)力強(qiáng)度的大小有很大關(guān)系,而裂紋疲勞擴(kuò)展可以通過(guò)聲發(fā)射參數(shù)反映出來(lái),這是通過(guò)聲發(fā)射技術(shù)對(duì)活塞桿的疲勞斷裂進(jìn)行預(yù)測(cè)的主要依據(jù)。嚴(yán)格來(lái)說(shuō),沒(méi)有裂紋的活塞桿應(yīng)該沒(méi)有聲發(fā)射現(xiàn)象,但因活塞桿加工質(zhì)量問(wèn)題,存在一些細(xì)小的裂紋,會(huì)有少數(shù)聲發(fā)射現(xiàn)象。聲發(fā)射特征參數(shù)中幅度和能量對(duì)有無(wú)裂紋都很敏感,由于幅度計(jì)算相對(duì)簡(jiǎn)便,采用幅度作為監(jiān)測(cè)參數(shù)來(lái)判斷活塞桿有無(wú)裂紋。聲發(fā)射的能量和計(jì)數(shù)會(huì)隨裂紋擴(kuò)展程度的增加而增大,可以通過(guò)兩者趨勢(shì)的變化程度來(lái)預(yù)測(cè)活塞桿的使用壽命?;钊麠U不同部位裂紋的聲發(fā)射特征參數(shù)基本相同,說(shuō)明當(dāng)螺紋連接部位出現(xiàn)裂紋后,應(yīng)變率、疲勞次數(shù)同樣會(huì)與聲發(fā)射計(jì)數(shù)、能量有對(duì)應(yīng)關(guān)系。
設(shè)備故障診斷的發(fā)展方向一直是:不斷尋求解決工程實(shí)際難題的方法與技術(shù)。往復(fù)壓縮機(jī)隨著在線監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展推廣應(yīng)用不斷地豐富完善,故障診斷專家系統(tǒng)、故障智能保護(hù)系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用是發(fā)展的必然趨勢(shì)。
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往復(fù)壓縮機(jī)常見(jiàn)故障類型,可分為泄漏類、磨損類、斷裂類、松動(dòng)類、沖擊類、堵塞類等。根據(jù)發(fā)生部位,分為氣閥類、傳遞部件類、密封組件類等。往復(fù)壓縮機(jī)故障種類雖然很多,但按照監(jiān)測(cè)的狀態(tài)參數(shù)大致可分為兩類:熱力性能故障和機(jī)械性能故障。熱力性能故障可以從壓縮機(jī)熱力性能參數(shù)的變化上體現(xiàn)出來(lái),包括進(jìn)排氣量、進(jìn)排氣壓力、溫度的變化以及油路、水路流量及溫度的變化等,可通過(guò)監(jiān)測(cè)進(jìn)、排氣溫度、氣缸壓力、潤(rùn)滑油溫度、壓力等進(jìn)行改善,監(jiān)測(cè)對(duì)象包括氣閥、填料函、活塞環(huán)、軸承等。機(jī)械性能故障可以從往復(fù)壓縮機(jī)機(jī)械性能參數(shù)的變化上體現(xiàn)出來(lái),如由于零部件磨損斷裂而引起的沖擊和振動(dòng)。當(dāng)然,某些故障所體現(xiàn)的征兆也會(huì)同時(shí)反映在熱力參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)的變化上。
往復(fù)壓縮機(jī)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和診斷方法有很多,目前通常使用在線監(jiān)測(cè)診斷方法,通過(guò)傳感器實(shí)時(shí)采集壓縮機(jī)的工況信息,通常對(duì)處理后的信息進(jìn)行人工分析和比對(duì)、診斷。
用于故障分析診斷的往復(fù)壓縮機(jī)監(jiān)測(cè)信號(hào)包括鍵相信號(hào)、振動(dòng)信號(hào)、壓力信號(hào)、溫度信號(hào)等,結(jié)合壓縮機(jī)的實(shí)際結(jié)構(gòu),可按鍵相信號(hào)、氣閥溫度信號(hào)、氣缸動(dòng)態(tài)信號(hào)、活塞桿位移信號(hào)、十字頭振動(dòng)信號(hào)、缸體振動(dòng)信號(hào)、曲軸箱振動(dòng)信號(hào)、機(jī)組主軸承信號(hào)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)的布局。
一.基于振動(dòng)信號(hào)的監(jiān)測(cè)診斷技術(shù)
首先是基于振動(dòng)信號(hào)的氣閥故障診斷方法的應(yīng)用。氣閥的故障是往復(fù)壓縮機(jī)最常見(jiàn)的故障,個(gè)別機(jī)組氣閥故障數(shù)量占故障總數(shù)的60%以上。氣閥的故障診斷通常是采用加速傳感器拾取閥蓋上的振動(dòng)信號(hào),通過(guò)提取振動(dòng)信號(hào)的特征反映氣閥的工作狀態(tài),因而信號(hào)具有調(diào)制的特點(diǎn)。針對(duì)調(diào)制的特點(diǎn),目前普遍使用的方法是通過(guò)帶通濾波器對(duì)載波帶進(jìn)行濾波后,進(jìn)行包絡(luò)分析,最后提取包絡(luò)分析后信號(hào)的時(shí)域特征指標(biāo)來(lái)分析故障。因?yàn)榘殡S著設(shè)備工況的變化,載波的頻帶會(huì)發(fā)生變化,需要人為提前確定載波頻率的特征帶,并進(jìn)行帶通濾波,給實(shí)際應(yīng)用帶來(lái)了很多不便。在實(shí)際運(yùn)用中,采用多次帶通濾波,對(duì)能量最大的一個(gè)頻帶進(jìn)行包絡(luò)解調(diào)的方法來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題,但是這種方法受噪聲干擾太大,計(jì)算效率低下。因?yàn)闅忾y振動(dòng)信號(hào)噪比低,而且對(duì)實(shí)時(shí)性要求高,這就限制了該方法在氣閥故障診斷中的應(yīng)用。另外,采用幾何分離的方法進(jìn)行多載波帶的信號(hào)包絡(luò)分析,但這種方法僅可以分辨出頻率,對(duì)應(yīng)的幅值誤差太大,并且計(jì)算速度較慢。而近年來(lái),研究的方法采用從信號(hào)包絡(luò)解調(diào)的精度和運(yùn)算的實(shí)時(shí)性兩方面考慮,將能量算子作為包絡(luò)解調(diào)的方法,在包絡(luò)解調(diào)之前的信號(hào)預(yù)處理中,使用小波包變換技術(shù)來(lái)避免人為確定特征帶的問(wèn)題,將提升方法引入小波包變換中,來(lái)提高小波包變換的速度,提出了基于小波包變換和能量算子技術(shù)的包絡(luò)解調(diào)分析方法,將此技術(shù)用于往復(fù)壓縮機(jī)氣閥振動(dòng)信號(hào)包絡(luò),提高對(duì)故障前后的信號(hào)進(jìn)行分析計(jì)算,取得了滿意的結(jié)果。
能量算子是在研究非線性語(yǔ)音建模時(shí)引入的一種調(diào)制信號(hào)的分離方法,用于分析和跟蹤窄帶信號(hào)的能量,在調(diào)制作用的結(jié)果中,可以解調(diào)出信號(hào)的幅值及瞬時(shí)頻率。小波包變換本質(zhì)上就是對(duì)信號(hào)進(jìn)行等帶寬多帶濾波,在抑制噪聲方面效果很好。將提升方法引入小波包變換后,提高了小波包變換的計(jì)算速度,在實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)診斷應(yīng)用中更有優(yōu)勢(shì)。采用小波包變換與能力算子相結(jié)合的包絡(luò)解調(diào)分析框架,解決了對(duì)信號(hào)包絡(luò)解調(diào)前,需要人為確定載波帶對(duì)信號(hào)進(jìn)行帶通濾波的問(wèn)題,不僅應(yīng)用于氣閥的故障診斷分析,還可以用于旋轉(zhuǎn)機(jī)械的滾動(dòng)軸承和齒輪箱故障分析。
其次是基于振動(dòng)信號(hào)的連桿小頭瓦故障診斷的應(yīng)用,往復(fù)壓縮機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中,驅(qū)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)最終轉(zhuǎn)化為活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng);運(yùn)動(dòng)形式的轉(zhuǎn)換過(guò)程中,連桿是通過(guò)十字頭銷將動(dòng)力傳遞到十字頭及活塞上的,同時(shí),氣動(dòng)力、活塞力也通過(guò)十字頭銷最終傳遞至連桿及曲軸上。因此,十字頭銷可以看做力傳遞的樞紐。當(dāng)十字頭銷受到的連桿力為零時(shí),對(duì)它的曲柄轉(zhuǎn)角即為連桿小頭瓦轉(zhuǎn)向角。機(jī)械結(jié)構(gòu)中的圓柱轉(zhuǎn)動(dòng)副可視為滑動(dòng)軸承,連桿小頭處活塞銷長(zhǎng)度約為連桿小頭寬度的3倍,為了裝配需要和保證兩構(gòu)件在工作過(guò)程中的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)動(dòng)副中軸徑和軸承之間存在一定間隙,當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)副因潤(rùn)滑不良或其他各種原因造成磨損以后,間隙逐漸增大,此時(shí),間隙對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)的影響顯著增強(qiáng)。間隙的存在使轉(zhuǎn)動(dòng)副中多了兩個(gè)自由度,即少了兩個(gè)方面的約束,所以軸頸的中心與軸承的中心是不重合的,運(yùn)動(dòng)副是用來(lái)連接兩個(gè)物體并傳遞力或力矩的,當(dāng)磨損增大到一定程度后,力和力矩不能順利地傳遞,使得被連接的兩物體越過(guò)間隙后直接發(fā)生碰撞;從而引起力和加速度出現(xiàn)較大的異常波動(dòng)并伴有較大的幅值。間隙增大,對(duì)十字頭加速的影響增強(qiáng),波動(dòng)的幅值增大,產(chǎn)生的碰撞力也增大,但是力和加速度發(fā)生突變的位置始終在其運(yùn)動(dòng)換向點(diǎn)附近。在有磨損間隙的工況下,十字頭必然會(huì)在其運(yùn)動(dòng)的反向點(diǎn)附近產(chǎn)生短時(shí)高頻振動(dòng),并通過(guò)與其連接的十字頭滑道傳遞到機(jī)體表面。所以,在往復(fù)壓縮機(jī)十字頭滑道的正上方的機(jī)體表面安裝加速度振動(dòng)傳感器,監(jiān)測(cè)振動(dòng)信號(hào)的時(shí)域波形,當(dāng)發(fā)生小頭瓦磨損故障,可在時(shí)域波形中看到在十字頭的運(yùn)動(dòng)換向點(diǎn)附近出現(xiàn)大的振動(dòng)沖擊信號(hào),采用振動(dòng)信號(hào)角域分析的小頭瓦磨損故障診斷方法在實(shí)際運(yùn)行中是可行的。
二.基于活塞桿位移信號(hào)的監(jiān)測(cè)診斷技術(shù)
1.活塞桿自激振動(dòng)特征提取方法
自激振動(dòng)是某些系統(tǒng)在輸入和輸出之間具有反饋特性并有能源補(bǔ)充,從而引起振動(dòng)的?;钊麠U部件在實(shí)際運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,由于活塞和十字頭受到摩擦力的作用,會(huì)產(chǎn)生自激振動(dòng)?;钊麠U自激振動(dòng)會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的頻率,這位提取診斷活塞桿類故障的特征參數(shù)提供了相應(yīng)的參考。
2.基于活塞桿軸心軌跡的故障診斷方法
對(duì)于往復(fù)壓縮機(jī)故障而言,必須能夠從活塞桿軸心位置軌跡提取必要的特征參數(shù)來(lái)反映設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)?;钊麠U軸心位置的變化與每一時(shí)間點(diǎn)位移傳感器和活塞桿表面距離和活塞桿撓度有關(guān),活塞桿撓度計(jì)算時(shí)可以把活塞桿看做簡(jiǎn)單的超靜定梁,其十字頭端可作為活動(dòng)鉸鏈支座,活塞端作為固定支座,活塞桿的自重作為均布載荷。對(duì)于往復(fù)壓縮機(jī),如果活塞桿撓度較大,會(huì)造成填料密封磨損加快,高溫高壓氣體從填料處泄漏,排氣量會(huì)大大降低,嚴(yán)重影響壓縮機(jī)的工作效率,也會(huì)危害到設(shè)備及人的安全,因此,控制活塞桿的撓度極為重要。在實(shí)際工作中,采用繪制活塞桿正常和故障時(shí)軸心位置軌跡圖進(jìn)行對(duì)比分析,判斷活塞桿是否正常工作,實(shí)現(xiàn)活塞桿運(yùn)行狀態(tài)的早期預(yù)警功能。
3.基于活塞桿位移信號(hào)的松動(dòng)故障診斷方法
活塞桿在往復(fù)壓縮機(jī)中是否連接活塞和十字頭的零件。在壓縮機(jī)運(yùn)行過(guò)程中,活塞桿受力較大的部位主要集中在活塞桿與旋緊螺母螺紋連接處,活塞桿階梯處和活塞桿與十字頭連接處,這些地方由于形狀的變化,運(yùn)動(dòng)過(guò)程中易引起應(yīng)力集中。這些位置都是活塞桿發(fā)生跳動(dòng)故障后,容易引起活塞桿斷裂的主要位置,尤其是螺紋連接的末端需重點(diǎn)檢測(cè)。活塞桿跳動(dòng)故障會(huì)引起整個(gè)活塞桿組件的加速度值增大,從而導(dǎo)致振動(dòng)增大,并且隨著跳動(dòng)量的增加,振動(dòng)更加強(qiáng)烈。此外,活塞桿的應(yīng)力應(yīng)變也會(huì)隨著跳動(dòng)量的增加而逐漸增大,在活塞桿的螺紋處,階梯處和活塞桿與十字頭連接處應(yīng)力集中明顯,易發(fā)生斷裂的危險(xiǎn)。活塞桿跳動(dòng)故障的模擬分析結(jié)果與實(shí)際故障的狀態(tài)監(jiān)測(cè)具有高度一致性,采用動(dòng)力學(xué)和有限元分析聯(lián)合仿真的方法對(duì)研究不同類型的活塞桿故障具有指導(dǎo)意義,可以分析活塞桿在不同故障形式下的應(yīng)力應(yīng)變變化,為活塞桿各類故障的事故預(yù)防和故障診斷在線監(jiān)測(cè)技術(shù)推廣應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
4.基于活塞桿軸心振動(dòng)能量的故障診斷方法
目前,國(guó)內(nèi)外在役的往復(fù)壓縮機(jī)故障在線監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng),都對(duì)活塞桿位移,包括縱向下沉與橫向偏擺信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。使用的傳感器為非接觸式的電渦流傳感器,通過(guò)兩個(gè)方向的位移傳感器,實(shí)現(xiàn)活塞桿運(yùn)動(dòng)過(guò)程中活塞桿相對(duì)傳感器位置變化信號(hào)的在線監(jiān)測(cè)。常規(guī)位移量監(jiān)測(cè)方法屬于相對(duì)參數(shù)監(jiān)測(cè),即傳感器實(shí)時(shí)采集信號(hào)與初始安裝位置的差值,計(jì)算活塞桿位移相對(duì)變化量。在往復(fù)壓縮機(jī)實(shí)際故障監(jiān)測(cè)診斷中,基于活塞桿振動(dòng)能量指數(shù)的方法可提取活塞桿軸心振動(dòng)能量,軸心軌跡面積和單一方向振動(dòng)能量參數(shù),能有效反映活塞桿的運(yùn)行狀態(tài),相對(duì)位移平均值受安裝因素的影響較大,對(duì)故障監(jiān)測(cè)效果較好,特別對(duì)斷裂、撞缸故障更加敏感。從實(shí)際運(yùn)行結(jié)果來(lái)看,活塞桿振動(dòng)能量伴隨故障變化呈現(xiàn)出逐漸增大的趨勢(shì),故障預(yù)警效果相對(duì)較好,對(duì)完善在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的活塞桿監(jiān)測(cè)報(bào)警參數(shù),聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)控制參數(shù)具有積極意義,可有效彌補(bǔ)現(xiàn)有機(jī)組殼體振動(dòng)裂度對(duì)故障早期反應(yīng)不敏感的問(wèn)題,提高在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)故障預(yù)警、停車的準(zhǔn)確性。
三.基于閥蓋溫度信號(hào)的監(jiān)測(cè)診斷技術(shù)
氣閥是往復(fù)壓縮機(jī)故障率最高的部件,氣閥故障會(huì)直接影響壓縮機(jī)的排氣量和工作效率;若閥片斷裂后的殘片落入缸體,可能引發(fā)嚴(yán)重的拉缸、撞缸故障,甚至導(dǎo)致壓縮機(jī)爆炸事故。因此,氣閥故障的早期故障預(yù)警與診斷意義顯著。氣閥閥蓋溫度數(shù)據(jù)直接反映閥腔內(nèi)的介質(zhì)溫度和氣閥的工作情況,同時(shí)氣閥閥片運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與閥座、升程限制器發(fā)生碰撞,因此缸體振動(dòng)傳感器也可對(duì)閥片工作情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
在實(shí)際的往復(fù)壓縮機(jī)氣閥故障監(jiān)測(cè)中,仍依賴人工完成,一是對(duì)于不同的氣閥故障,如氣閥泄漏故障,氣閥閥片斷裂故障,氣閥彈簧失效故障等,需要同時(shí)結(jié)合氣閥溫度數(shù)據(jù)和缸體振動(dòng)數(shù)據(jù)才能判斷,但是這兩類數(shù)據(jù)常常因?yàn)槿绗F(xiàn)場(chǎng)干擾、負(fù)荷調(diào)節(jié)等一些原因存在變動(dòng),需要診斷專家完成人工診斷;二是不同往復(fù)壓縮機(jī)缸體上的氣閥個(gè)數(shù)不一致,也很難建立一般的智能分類器,如人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或支持向量機(jī),實(shí)現(xiàn)氣閥故障診斷。
實(shí)際工作中,往復(fù)壓縮機(jī)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了氣閥閥蓋溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),但報(bào)警方式采用單一特征值過(guò)線報(bào)警,而相關(guān)報(bào)警線設(shè)置工作復(fù)雜,同時(shí)受工況影響,也存在報(bào)警延時(shí)問(wèn)題。氣閥正常工作時(shí),氣閥溫度存在季節(jié)性、晝夜性、工藝性以及其它原因等的變化和波動(dòng),但是同類氣閥之間具有波動(dòng)起伏一致的特點(diǎn);當(dāng)缸體的某氣閥發(fā)生故障時(shí),該氣閥溫度會(huì)偏高自身氣閥溫度而升高,并與其它氣閥溫度不再保持正常起伏一致的特點(diǎn)。根據(jù)這個(gè)特點(diǎn),實(shí)際工作中可提取能夠反映這個(gè)特點(diǎn)的特征參數(shù),實(shí)現(xiàn)故障異常監(jiān)測(cè),進(jìn)一步對(duì)故障氣閥進(jìn)行自動(dòng)定位,實(shí)現(xiàn)故障早期快速報(bào)警。
四.基于氣缸動(dòng)態(tài)壓力信號(hào)的監(jiān)測(cè)診斷技術(shù)
1.基于仿真動(dòng)態(tài)壓力的連桿大頭瓦故障診斷方法
大頭瓦是曲軸傳遞動(dòng)力的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn),由于往復(fù)壓縮機(jī)大都具有強(qiáng)制潤(rùn)滑功能,大頭瓦磨損在機(jī)組處于穩(wěn)定工況下時(shí)不易發(fā)生。但由于往復(fù)壓縮機(jī)的工況隨生產(chǎn)改變得較為頻繁,氣缸內(nèi)工作狀態(tài)不穩(wěn)定,從而直接影響曲柄連桿結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)行為。在這樣的工況下,大頭瓦瓦面巴氏合金長(zhǎng)期受動(dòng)載荷的作用,易發(fā)生疲勞磨損,一旦磨損,潤(rùn)滑油膜受到破壞,疲勞面將快速擴(kuò)展,進(jìn)而惡性循環(huán)導(dǎo)致大頭瓦快速失效。因此,振動(dòng)監(jiān)測(cè)方法是捕捉大頭瓦異常的一種有效方法,而如何確定大頭瓦磨損相位成為關(guān)鍵。由于連桿大頭瓦磨損故障模擬實(shí)驗(yàn)難度大,同時(shí)易引發(fā)曲軸表面拉傷,因而,在實(shí)踐中,會(huì)采用相關(guān)類似的故障機(jī)作為分析對(duì)象,采用模擬動(dòng)態(tài)壓力仿真技術(shù),建立往復(fù)壓縮機(jī)關(guān)鍵運(yùn)動(dòng)部位受力模型,完成連桿大頭瓦動(dòng)態(tài)載荷分析,實(shí)現(xiàn)早期預(yù)警與診斷。
2.基于實(shí)測(cè)動(dòng)態(tài)壓力的故障診斷方法
基于動(dòng)態(tài)壓力測(cè)量的示功圖監(jiān)測(cè)和分析是往復(fù)壓縮機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障預(yù)警的重要工具;尤其是通過(guò)示功圖可以更靈敏、更早期地監(jiān)測(cè)效率的變化,更早期地對(duì)氣閥泄漏等可能造成爆炸事故的嚴(yán)重故障進(jìn)行預(yù)警。示功圖是指在往復(fù)壓縮機(jī)的一個(gè)循環(huán)中,氣缸內(nèi)氣體動(dòng)態(tài)壓力隨活塞位移而變化的循環(huán)曲線。可用動(dòng)態(tài)壓力傳感器測(cè)量動(dòng)態(tài)壓力,鍵相傳感器測(cè)量飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)角度換算成形程或體積來(lái)實(shí)現(xiàn)示功圖的監(jiān)測(cè)。大量的實(shí)踐表明,往復(fù)壓縮機(jī)氣體壓縮過(guò)程出現(xiàn)的異?;蚬收?,示功圖都會(huì)表現(xiàn)出不同的形狀。能夠遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)示功圖,且靈敏、定量地監(jiān)測(cè)出示功圖形狀的異常,就可以提高監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的故障預(yù)警能力,利用現(xiàn)代圖形變換和統(tǒng)計(jì)模式識(shí)別的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)其監(jiān)測(cè)、異常識(shí)別,達(dá)到往復(fù)壓縮機(jī)故障早期識(shí)別的目的。
五.基于聲發(fā)射技術(shù)的活塞桿斷裂的預(yù)警技術(shù)
當(dāng)固體材料受到力作用時(shí),由于內(nèi)部缺陷的存在或微觀結(jié)構(gòu)的不均勻性,會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中,使塑性變形加大或形成裂紋與擴(kuò)展,這時(shí)會(huì)釋放出彈性波,這種現(xiàn)象稱為聲發(fā)射?;钊麠U在周期性非對(duì)稱拉---壓載荷下產(chǎn)生裂紋及裂紋擴(kuò)展,會(huì)產(chǎn)生聲發(fā)射現(xiàn)象。聲發(fā)射信號(hào)的產(chǎn)生率是變化無(wú)常的,活塞桿的裂紋擴(kuò)展過(guò)程產(chǎn)生是聲發(fā)射信號(hào)是連續(xù)的。裂紋疲勞擴(kuò)展到一定程度后擴(kuò)展速度會(huì)加快,這與應(yīng)力強(qiáng)度的大小有很大關(guān)系,而裂紋疲勞擴(kuò)展可以通過(guò)聲發(fā)射參數(shù)反映出來(lái),這是通過(guò)聲發(fā)射技術(shù)對(duì)活塞桿的疲勞斷裂進(jìn)行預(yù)測(cè)的主要依據(jù)。嚴(yán)格來(lái)說(shuō),沒(méi)有裂紋的活塞桿應(yīng)該沒(méi)有聲發(fā)射現(xiàn)象,但因活塞桿加工質(zhì)量問(wèn)題,存在一些細(xì)小的裂紋,會(huì)有少數(shù)聲發(fā)射現(xiàn)象。聲發(fā)射特征參數(shù)中幅度和能量對(duì)有無(wú)裂紋都很敏感,由于幅度計(jì)算相對(duì)簡(jiǎn)便,采用幅度作為監(jiān)測(cè)參數(shù)來(lái)判斷活塞桿有無(wú)裂紋。聲發(fā)射的能量和計(jì)數(shù)會(huì)隨裂紋擴(kuò)展程度的增加而增大,可以通過(guò)兩者趨勢(shì)的變化程度來(lái)預(yù)測(cè)活塞桿的使用壽命?;钊麠U不同部位裂紋的聲發(fā)射特征參數(shù)基本相同,說(shuō)明當(dāng)螺紋連接部位出現(xiàn)裂紋后,應(yīng)變率、疲勞次數(shù)同樣會(huì)與聲發(fā)射計(jì)數(shù)、能量有對(duì)應(yīng)關(guān)系。
設(shè)備故障診斷的發(fā)展方向一直是:不斷尋求解決工程實(shí)際難題的方法與技術(shù)。往復(fù)壓縮機(jī)隨著在線監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展推廣應(yīng)用不斷地豐富完善,故障診斷專家系統(tǒng)、故障智能保護(hù)系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用是發(fā)展的必然趨勢(shì)。
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