某化工企业烯烃部E-GA104B联轴器故障案例分析
6月27-28日,电机端速度呈现明显上升趋势,电机两端和泵驱动端时域波形存在明显的转频间隔的周期性。
频谱中电机两端径向测点存在明显转频谐波,其中转频二倍频十分显著,电机驱动端轴向测点频谱以转频1、2、3倍频为主,其余测点也存在明显转频谐波。
机组联轴器膜片存在损伤,并存在对中不良,存在较快劣化。
巡检时关注机组是否存在异响,尽快检查联轴器损伤情况,根据检查情况安排加检修,复查并改善对中。
机组类型:高压加氢裂化装置脱丙戊烷塔液化气产品泵
电机转速:2955RPM
电机两端轴承型号:6312/C3
传感器类型:容知日新RH505型传感器
测点位置:电机端三个加速度传感器1H、2H和2A
泵端五个加速度传感器,分别是3H、3V、4H、4V和4A
从6月24日12:00,到6月28日12:00,速度呈现出一个明显的上升趋势,尤其在电机两端的径向和轴向测点表现明显。
1H从0.295升到了0.604(2倍),2H从0.398升到了0.914(2.3倍),2A从0.227升到了1.142(5倍)。
速度的峭度指标在此期间电机端的径向测点呈现一个下降的趋势,电机轴向测点迅速下降又上升。其他测点在正常范围内趋于稳定。
对比06/24与06/28的速度时域波形。
06/24所有的测点波形都无明显的周期性;
而06/28电机端的测点呈现出一个明显的转频间隔的周期性。
尤其是2A测点更加明显,但是泵端测点依然没有明显的周期性。
06/24
06/28
速度频谱中都是以转频及其谐波为主。
从06/24-06/28,电机端径向1H&2H测点2X转频能量上升明显,电机端轴向2A测点3X转频能量上升明显。
泵端频谱结构与能量大小趋于稳定。
06/24
06/28
低频加速度在此期间只有电机端三个测点呈缓慢上升趋势,而其他测点趋于稳定。
频谱中1H&2H主要是2X转频能量的上升,2A主要是3X转频能量的上升(这一变化与速度趋势一致)。
高频加速度在此期间,只有电机驱动端2H&2A测点在06/24有一个上升下降趋势.
电机自由端1H测点在06/24突然下降后稳定,其他测点都趋于稳定。
在长波形中对高加频谱中变化的频段包络解调都是轴承的特征频率,而且在上次维修完以及本次维修后都存在。
结论
06/24-06/28 8个测点的变化
---高频加速度变化主要是由于轴承的特征频率,而且维修前后一直存在
---低加和速度都是电机端测点有上升趋势,其中速度更加明显,速度峭度指标同步降低
---速度波形中电机端从无周期性变成转频间隔的良好周期性,其他测点始终无周期性
---低加与速度频谱变化部分,1H&2H都是2X上升(2X>1X),2A是3X上升
根据以上趋势与波形频谱信息,表明在靠近电机驱动端联轴器发生了对中不良的故障,并伴随着轻微的轴承早期故障。
06/24 12:00-14:00
1H&2H测点速度略有降低,但是2A测点速度却呈突然上升趋势。
速度峭度指标1H与2H变化不明显,但是2A下降比较明显。
从12:00到14:00,速度波形1H&2H转频间隔的周期性变好,2A测点12:00时波形没有明显的周期性,到14:00时变成了明显的转频间隔的周期。
12:00
14:00
查看12:00-14:00,2A测点的低频加速度频谱,发现频谱中主要是1342.188Hz的电器频率,低频能量主要分布在400Hz以内。
对1-400Hz进行滤波,对比发现从12:00时冲击数量少周期性差,14:00时冲击数量增加而且开始以转频间隔为周期。
12:00
14:00
高频加速度2H&2A测点在06/24 06:00-10:00有一个突发性上升。
对比2H高频加速度上升前后长波形的时域波形中开始出现间隔94Hz左右的冲击,并受转频的调制。
频谱中主要是3000-10000Hz频段内的能量上升。
对这个频段包络解调发现了92.48Hz的轴承外圈特征频率带转频边带。
在06/24 3H测点的高频加速度时域波形中有明显的间隔119Hz左右的冲击。
长波形包络解调得到了121.875Hz的轴承内圈特征频率带15.234Hz的内圈保持架边带。
从06/24 12:00-14:00期间变化来看,总结如下:
趋势
①2A速度突发上升,速度峭度指标同步下降
②1H&2H测点速度与峭度指标变化不明显
③2H72A高加突发上升下降
特征
①速度波形中1H&2H转频间隔周期性变好,2A从无周期变成明显的转频间隔的周期性
②低加波形中400Hz以内2A的尖锐冲击频率上升并开始以转频为间隔
③2H&2A高加上升频段包络解调是外圈特征频率带转频边带
④3H高加波形冲击包络解调得到内圈特征频率带内圈保持架边带
物理变化
联轴器两侧的轴承都有一定的损伤,并且轴承受到一定的紧力作用,靠近电机侧的联轴器膜片在06/24 12:00-14:00期间发生劣化,可能是早期的一片膜片撕裂。
06/24 14:00-06/26 10:00
1H、2H&2A测点的速度有一个明显的上升趋势,但3H&3V变化不大。
速度的峭度指标1H&2H呈现降低趋势,2A是上升趋势,3H&3V在正常范围内上下波动。
频谱中1H&2H主要是2X能量的上升为主,2A以3X能量的上升为主,3H变化不明显。
低频加速度电机端都有上升,2A趋势稍微明显。
而低加峭度指标只有2A下降明显,1H&2H趋于稳定,但是都低于正常值。
对2A测点低频加速度1-400Hz以内滤波,波形中转频间隔的冲击从06/24-06/26周期性大大提高。
06/24 14:00
06/26 10:00
2A低加频谱中1X由0.051-0.071(1.4倍),2X由0.03-0.078(2.6倍),3X由0.054-0.195(3.6倍)。主要是3X f能量的上升(与速度一致)。
06/24 14:00
06/26 10:00
对2H&2A长波形高频段(9000-15000)包络解调,发现轴承的外圈特征频率从06/23-06/25都是91.895Hz,到06/26变成了92.285Hz。
从06/24 14:00-06/26 10:00期间变化来看,总结如下:
趋势
①速度电机端测点都上升,泵端趋于稳定
②速度峭度指标1H&2H降低,而2A升高。3H&3V上下波动
③低加2A相对上升趋势明显,而且峭度指标只有2A下降,1H&2H趋于稳定但是低于正常值
特征
①低加波形1-400滤波转频间隔的冲击周期性变好
②速度频谱1H&2H主要是2X能量上升,2A以3X能量上升为主,3H变化不明显
③2A低加频谱低频段主要是3X能量上升
④长波形高频段包络解调发现外圈特征频率变大
物理变化
在此期间轴承轴向力增大,对中不良故障加剧,2A测点转频间隔的冲击周期性变好,速度频谱中径向2X增长显著,轴向3X增长显著。
但并未引起泵侧明显变化。
06/26 12:00-06/28 12:00,前期膜片损伤在速度趋势中只在电机端表现明显,泵端变化不大。
但是06/27 08:00、18:00两个速度高点在3H&3V中也有对应的高点趋势。
速度峭度指标在此期间只有1H&2H是降低的趋势,其他测点都是上下波动,但是2A峭度指标始终在正常值以下。
对2A测点低频加速度1-400Hz以内滤波,波形中转频间隔的冲击从06/24-06/26周期性大大提高。
2A测点速度变化趋势
1H在06/25 06:00之后2X超过了1X,后1X与2X在波动中上升,并且2X和1X差距越来越大。
2H在06/24 12:00 2X就超过了1X,然后2X在波动中相比1X更加快速的上升
2A开始劣化初期以1X为主,在06/26 12:00之后3X超过了1X,并且在此之后3X波动程度大于1X,最后也是3X大于1X。
3H在劣化前期变化不够明显,在06/26 12:00以后波动加剧并且能量都开始上升,以1X和3X为主,并且3X能量高于1X。
2A低频加速度滤波(1-400)之后,从06/26 12:00到06/27 08:00波形中转频间隔的冲击周期性从时有时无变成了完好的周期性。
2H低频加速度波形滤波之后与2A有着同样的变化趋势。
对比上一次联轴器膜片损伤,膜片撕裂后幅值回落,与本次损伤趋势一致。
从06/26 12:00-06/28 12:00期间变化来看,总结如下:
趋势
①速度都有上升趋势,电机端更加明显
②速度峭度指标1H&2H呈下降趋势,2A在正常值以下波动
特征
①电机端径向测点2X能量在波动中与1X差距越来越大
②电机端轴向测点主要能量由1X变为3X,并且3X与径向2X一起上下波动
③泵驱动端3H测点3X与1X大幅度上升下降,以3X为主,与2H 2X同步上下波动
④速度到高点后膜片撕裂幅值回落,低加波形中转频间隔冲击周期性变差,等到径向2X与轴向3X能量上升到下一个高点时周期性又变好
物理变化
膜片撕裂情况加剧,振动开始传递到泵端,不对中程度更加严重。
扭力聚集时幅值上升,膜片撕裂后幅值回落。
反复几次之后,膜片已出现多处撕裂情况。
膜片两面都有两处撕裂,而且撕裂处都靠近螺孔位置,此处受力比较大。
撕裂的痕迹与膜片圆周垂直。
第一处大的撕裂处,下方撕裂七片膜片,上方一片。
七片撕裂从左到右呈阶梯状上升。
第二处撕裂处,下方有一片撕裂,上方有三片撕裂。
三片撕裂膜片从左到右呈阶梯状下降,与第一处刚好对称。
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