離線監測係統是國內在狀態監測係統中（zhōng）針對普通旋轉設備應用Z普遍Z成熟的技術，它在（zài）通常的設備故障診斷中（zhōng）能較為準確的（de）判斷設備運行狀態、故障類型以及（jí）嚴重程度，但對於某些設備故障的監測與診斷離線監測卻顯得力不從心，這樣（yàng）的設備故障通常有兩種情況：1）往複機設備故（gù）障；2）不會（huì）產生或不會長期存在明顯振動征兆的設備故障。
第1種情況的設備故障在很多同（tóng）仁們的論文（wén）中均（jun1）有闡述，本文不再討論；在此本（běn）人將結合在實際工作中遇到的空壓機電機軸承突然失效的案例及針（zhēn）對該案例的分析來討論第二種情況的設備故障。
案例分析及討論
1.情（qíng）況介紹（shào）
該空壓機位於某采油平台中甲板，采用離線監測方式監測，該平台共兩台空壓機，軸承失效的為A機，失效軸承為電機驅動端軸承，空壓機機組結構示意圖如下：
（1）設備具體參數及維修曆史
電機：
轉速：2960rpm（49.35HZ）
功率：45kw
驅動端軸承：NU312
非驅動端軸承：6214ZC3
軸承潤（rùn）滑方式：潤滑脂潤滑
壓縮機：
製造商：INGERSOLL-RAND
型號：SSR-MH-37
功率：45KW
空氣排量：310m3/h
驅動端（duān）軸承：NU2207，NU207E
非驅動端軸承：88513+88540兩套，Y-30306+X-30306兩套（tào）
主動螺杆牙數：4牙
從動螺（luó）杆牙數：6牙
主動螺（luó）杆轉速：6600rpm（4牙）
從動螺杆轉數：4400rpm（6牙（yá））
軸承及螺（luó）杆潤滑方式：潤滑油潤滑
電機與壓縮機之間為齒輪傳動，齒輪（lún）為斜齒，Z1=87，Z2=38。
維修（xiū）曆史：該壓縮機曾於2004年7月整機大修，電機在這次大（dà）修中更換了兩端軸承。
（2）失效過程（chéng）
空（kōng）壓機軸承失效前設備振動測試Z近的日期：2005年10月11日。
空壓機軸承失效日期：2005年10月23日。
操作人員巡檢時未發現（xiàn）設備運行異常，但半小時後報警係統（tǒng）顯示空壓機異常停機，操作人員至現場發現A機電機（jī）驅動端軸（zhóu）承已抱軸，遂（suí）啟動B機。
2.軸承失效（xiào）前後（hòu）數據對比與分析
該軸承於10月26日（rì）更換新軸承，10月30日和11月19日（rì）分別對該壓縮機進行了（le）再次振動監測。為說明該軸承失效前後在振動信（xìn）息上的反應情況，下麵將對比10月11日的振動數據與10月30日的振動數據並進行相應（yīng）的（de）振動分（fèn）析。
由以上三張圖可知：在（zài）包（bāo）絡頻譜圖（tú）中失效前的各峰值主要為電機工頻49.35HZ及其諧頻（諧頻）、主螺杆工頻110HZ及其諧頻（第二諧頻），更（gèng）換軸承後（hòu）包絡頻譜圖中的各峰值依然為為電機工頻49.35HZ及其諧頻（諧頻）、主螺杆工頻110HZ及其諧頻（pín）（第二諧頻），以上兩組諧頻都是（shì）設備正常運（yùn）行時都會存在的振動信息，且失效前軸承的包絡（luò）頻譜（pǔ）圖中的諧頻各峰值還（hái）略小於更換軸承後的各峰值，未見軸承部件缺陷頻率。
失效前軸承的包絡總值（zhí）為9gE、（趨（qū）勢圖（tú）中條線所（suǒ）在位置）處（chù）於統計報警正常範圍之內，更換新軸承後為11.21gE，軸（zhóu）承（chéng）失效前的包絡總值小於更換軸承後的包絡總值。由趨勢圖可知，自今年2004年7月至2005年10月軸承振動數（shù）據一直處於正常波動範（fàn）圍內，運行（háng）平穩（wěn），沒有增長的趨勢。
在2005年10月11日時域波形圖中未見（jiàn）軸承因部件缺陷而（ér）引起的衝（chōng）擊峰值，且2005年（nián）10月11日時域（yù）波形圖圖中的Z高峰值小於2005年10月30日時域波形圖中的Z高峰值。通過以上對比分析及趨勢分析可知2005年10月11日該軸承從振動數據來（lái）看仍然處於正常運行狀（zhuàng）態。
3.軸承失效後的各部件反映的信息（xī）
現象：軸承保持架隔離各滾（gǔn）子的支架大部分已掉落，支架被擠壓程度不一。軸承內圈滾道一半有明顯的凹痕（hén）（中間箭頭所指部分），凹痕之間距離很近，另一半則沒有（上（shàng）箭頭所指部分）。大部分滾子上都有受壓變形（xíng）的（de）痕跡（下箭頭所指（zhǐ）部分（fèn）），但變形痕跡大（dà）小不一（yī），將兩個滾子分別放在臨近的兩個凹痕上，兩個滾子則擠在一起沒有間距，在軸承的內圈與外圈滾道未見軸（zhóu）承使用過程中的常（cháng）見缺陷，如：磨損痕跡，疲（pí）勞剝（bāo）落痕跡。
4.軸承（chéng）失效過（guò）程分析
綜合振動分析及軸承各（gè）部件（jiàn）反映（yìng）的信息判斷：軸承保持架在設備運（yùn）轉過程中不是受力部件，保持架即使有局部缺陷，在設備正常運行時（shí）在振動上也不會（huì）表現出來；但當設備（bèi）運（yùn）行工況變化，或頻繁加卸載時，軸承（chéng）各部（bù）件會承受（shòu）額外附加的載荷，造成軸承受（shòu）力（lì）條件變差，正常的軸承保持架完全能夠承受（shòu）工（gōng）況（kuàng）變（biàn）化帶來的（de）附加載荷，但存在缺陷的軸（zhóu）承保持架會在附加載荷的反複作用下缺陷逐步擴展（zhǎn），以至於存在局部缺陷地保持架支架在附加載荷的（de）作用下斷裂，造成部分滾子相互（hù）擠壓（yā），隨著轉子的繼續轉動，擠壓（yā）在一（yī）起的滾子瞬（shùn）間將臨近的支（zhī）架擠斷，大部分滾子擠在一起轉動，短時間內產生了大量熱量，造成軸承溫度（dù）急劇升高，軸承（chéng）部件受熱膨脹硬度降低，Z終導致軸承失效。
5.結論
（1）2005年10月11日該軸承從振動數據來看仍然處於正常（cháng）運行（háng）狀態。
（2）軸承保持架支架存在（zài）局部（bù）質量缺陷，如：裂紋缺（quē）陷。
（3）變化的工礦使軸承保持架承受額外附加載荷，保持架失效導致軸承Z終失效。
思考與討論
通過以上對空壓機軸承失效的分析和討論我們看（kàn）到（dào）由於離線監測係統對設備狀態進行評估的主要依據是某一（yī）時間段內的振動數據，不能做到對設備振動的實時監測，這種監測方式適用於監（jiān）測漸進發展並在（zài）振動上有所反映的設備故障，而對那些在短期內發生的設（shè）備故障，離線監測係統通（tōng）常不能（néng）有效的監測到。屬於（yú）這種情況的設備故障一（yī）般包括（kuò）以下兩類：
（1）設備故障在一段較長的時期內存在，但在設備（bèi）的發展過程中不會有效的從振動上表現出來的（de），隻有設備（bèi）故障發展（zhǎn）到較為嚴重的情（qíng）況下（xià）才會從振動上表現出來。如：軸裂紋、滾動軸承保持架疲勞斷裂等。頻繁啟動或頻繁加卸載和（hé）啟動扭矩（jǔ）大的設備易出現這類設備故障。
（2）因工藝條件變化或誤操作而產生的設備（bèi）振動，如：汽蝕、抽空、喘振、容積類設備出口憋壓等。傳送介質溫（wēn）度、壓（yā）力變化大，氣（qì）液混（hún）相，含雜質的設備易出現這類設備故障。
以上這兩類（lèi）設備故障發生時在故障現象（xiàng）上通常表現在兩個方麵：（1）溫度上升（shēng）。（2）振動上升。一般來講類（lèi）設備故障首先（xiān）表現在溫度方（fāng）麵，當設備故障（zhàng）發展（zhǎn）到中（zhōng）後期（qī）時才會在振動方麵明（míng）顯表現，但此時故障發展到（dào）比較嚴（yán）重的程度；第二類設（shè）備故障由於不（bú）是由設備本身故障（zhàng）或缺陷產（chǎn）生，因而當出現設備（bèi）故障時通常直接表現在振動方麵，若設備振（zhèn）動持續時間較長，會對設備部件造（zào）成極大破壞，並Z終導致設備本身的（de）故障，如：軸承故障、油封磨損、機封泄漏、甚至轉（zhuǎn）子掃膛。
針對解決這兩類設備故障，防止（zhǐ）發展到嚴重的設備事故，並考（kǎo）慮經（jīng）濟上（shàng）的可（kě）行性，以達到（dào）對旋轉（zhuǎn）設備突發故障的有效監測，可采取以下措施來彌補（bǔ）離線監測（cè）係統的不足：
（1）對於易發（fā）生類（lèi）故障的設（shè）備應加裝（zhuāng）溫度傳感器，並（bìng）設置溫度報警；當溫度報（bào）警時，操作人員應初步判斷原因，並及時聯係狀態（tài）監（jiān）測人員，進行現場測試分析。
（2）對於易發生第二類故障的設備應加裝振動傳感器，並設置振動報警；當振動報警時，操作人員應初步判斷（duàn）原因，盡量排除（chú）工藝方麵的影響，並及時聯係狀態監測人員，進行現場測試分析。
（作者：陳明華；來源（yuán）：聲振之家）
