王健（jiàn）偉，王彥江，王（wáng）長青，陶義
（中國石油獨山子石化分公司設（shè）備檢修公司）
主要（yào）內容：潤滑狀態監測技術在凝結水泵維護中的應用，提高了（le）軸承運行狀（zhuàng）態（tài）評估的準確性，將凝結水泵軸承運行周期由10 個月延長到36 個月，且在檢修中做到了預知性維修和精準性維修（xiū），為（wéi）設備安全（quán）運行提供可靠保（bǎo）障。
關鍵詞（cí）：預（yù）知性維修；潤滑狀態監測；精準性維修
0 引言（yán）
在軸承運行中起潤滑作用的是滾道和滾（gǔn）動體之間一層微（wēi）米級的薄油膜，因此評價軸（zhóu）承潤滑狀態（tài）時，引（yǐn）入膜厚比判定油膜是否能隔開滾動體和滾道。膜厚比一般使用Z小油膜厚度和接觸表麵綜合粗糙度的比值。在（zài）狀態（tài）監測中，潤滑不良是指軸承接觸副之間的油膜厚（hòu）度不足以分開滾（gǔn）動（dòng）體和滾道表麵微觀凸點，這些不（bú）同（tóng）部件表麵的微觀凸點穿通油膜互（hù）相接觸發生碰磨，並引發軸承異常振動和噪聲的情況。通過監（jiān）測凝結水泵振動加速度和包絡（luò）值變化，可以更早發現軸承潤滑是否處於不良狀態。
1 凝結水泵運行參數及測點參（cān）數
1.1 凝（níng）結水泵主要運（yùn）行參數
凝（níng）結（jié）水泵主要運行參數見表1。
表1 凝結水泵主要運（yùn）行參數
1.2 滾動軸承故障（zhàng）頻率
滾動軸承故障頻率見表2。
表2 滾動軸承故障頻率 Hz
1.3 測點設（shè）置
加速度為0～5000 Hz 有效值，采集線數3200 線；加速（sù）度為0～10 000 Hz 有效值（zhí），采集線數6400 線；包絡為0～10 000 Hz有效值，采集線（xiàn）數（shù）6400 線；正常運轉時振動加速度＜12 mm/s2，振動速度＜2.1 mm/s，包絡＜10 gIE。
2 故障分析及處理措施
2.1 凝結水泵振動（dòng）趨（qū）勢分析
每周巡檢BH550 采集數據趨（qū）勢圖（圖1）可見凝結水（shuǐ）泵（bèng）聯軸器端水平振動加速度值從（cóng）2018 年12 月19 日（rì）（10.74 mm/s2）至2019 年3 月18 日（21.87 mm/s2）呈逐步上升趨勢，達到正（zhèng）常運（yùn）行值的（de）2 倍左右。
2.2 凝結水泵（bèng）速度頻譜圖（tú）分析（xī）
包絡頻譜圖（圖2）中故（gù）障衝（chōng）擊頻（pín）率峰值與（yǔ）滾動軸承零件內（nèi）圈缺（quē）陷頻（pín）率的1×（148.38 gIE）、2×（298.44 gIE）、4×（596.88 gIE）和（hé）7×（892.19 gIE）頻相重（chóng）合。
2.3 凝結水泵（bèng）加速度頻譜圖分（fèn）析
加速度頻（pín）譜圖（圖3）中故障衝擊頻率峰值與滾動軸承零件內圈缺陷頻率的1×（148.44 Hz）、2×（298.44 Hz）、4×（596.88 Hz）和7×（892.19 Hz）倍頻相重合。且（qiě）在高頻區的3000～5000 Hz 和7000～9000 Hz 均出現大量隨機高頻並伴有“白底噪（zào）”抬升現（xiàn）象。
2.4 綜合分析
凝結水泵（bèng）使用脂潤滑（huá）潤滑，長期運行後軸（zhóu）承磨損鐵屑混入潤滑脂（zhī）內（nèi）使（shǐ）潤滑脂變質，變質的潤滑（huá）脂油膜無法達到凝結（jié）水泵運行需要的膜厚比，出現潤滑不良現象。潤滑不良引起隨機激勵強迫振動，主要激勵源（yuán）是大量無序隨機的凸（tū）點碰擦，在摩擦副上表現為無序碰擦形成（chéng）的隨機激勵頻率。金屬微凸體的振動激勵作用是寬頻的“白噪聲”激勵，在頻譜圖上表現為“白（bái）噪聲（shēng）”。金屬微凸體振動激勵的隨機（jī）高頻帶極寬，往往會引發接觸副固有頻率共振，在頻譜圖上表（biǎo）現為軸承零件的故障頻率或其倍頻。
圖1 凝結水泵振動趨勢
圖2 凝結水泵包絡頻譜
圖3 凝結水泵加速度（dù）頻譜
當發生軸承潤滑副金屬微凸體（tǐ）的振動激勵時，部分凸（tū）點劃破油（yóu）膜相（xiàng）互接觸（chù），此時（shí）的載荷量由油膜和接觸金屬微（wēi）凸體共同承擔。在（zài）振動加速度和包絡頻譜上表現為高頻區域的“白噪聲”，且（qiě）“白噪聲”所處（chù）高頻區越高，表明屬微凸體的振動（dòng）激勵故障越（yuè）早期，軸承（chéng）故障處於或第二階段。傳統診斷手段表現為（wéi）溫度正常但噪聲和振動加速（sù）度總量略增（zēng）大，振（zhèn）動速度總量（liàng）較小。日常巡檢振動速度采集區域一般（bān）集中在2000 Hz 以下，當振動速度值有響應時，表明微凸體的振動激勵故障已經集中到2000 Hz 以（yǐ）下，即在頻譜圖（tú）上（shàng）表現為軸承故障頻率尖峰值（zhí）占優勢。低頻區“白噪聲”顯著提高，說明軸承故障已經處（chù）於必（bì）須檢修更換的第三或（huò）第四階段，傳統診斷手段表現為溫度明顯升高且可以聽到噪聲，振動加速度總量略大增或已經減（jiǎn）小，振動速度總量明顯增加。
2.5 處理措施（shī）
更換軸承箱內潤滑脂。凝結水泵過濾網檢修前後對比見圖4。
3 檢修後驗證
3.1 速度頻譜圖驗證
檢修後，由凝（níng）結水泵速度頻譜圖（圖5）可以看（kàn）出（chū）軸承內圈衝擊頻率峰值均有降低。檢修前高頻範圍內出現的隨機寬（kuān）帶能量譜和少量離散頻率（lǜ）分量“白（bái）噪聲”抬升現象均大幅降低，2000～5000 Hz 降幅Z為明顯。
3.2 加速度（dù）頻譜圖驗證
檢修後，由凝結水泵加速度頻譜圖（圖6）可以看出軸承內圈故障頻率峰值均有降低（dī）。檢修前，高頻範圍內出現的隨機寬帶能量譜和少量離散頻率分量“白噪聲”抬升現象均大幅降低，3000～9000 Hz 降幅Z為明顯。
4 結語
軸承潤滑不良是機泵常見故障之一。凝結水泵以往采用人工巡檢采集振動速（sù）度和溫度的監測方式，當發現振動速度和溫（wēn）度出現上升時，軸承故障已進入第三（sān）或（huò）第四階段運行，必須停（tíng）機檢修更換，這將大（dà）大縮（suō）短滾動軸（zhóu）承壽命。通過潤換狀態監測與診斷技術的應用（yòng），采集振動加速度和包絡的監測手段（duàn），在（zài）軸承故障（zhàng）處於第二階段時就能（néng）及時發（fā）現（xiàn）故障原（yuán）因，推進了複（fù）雜工況下的預知性（xìng）維（wéi）修和精準性維修，減少事故給設備和裝（zhuāng）置造（zào）成的損害和損失。在設備維修上實現MTBR（平均修（xiū）複時間）和MTBF（平均無（wú）故（gù）障時間）的雙降，在維護（hù）上實現設（shè）備平穩長周期可靠運行。
圖4 凝結水泵過濾網檢修前後
圖5 凝結水泵包絡頻譜比較
圖6 凝結水泵加速度頻譜比較
（來源：超級（jí）石化）
