開展設備狀態監測技術勢在必行

顏卓 天津創業環保股份有限公司

　　摘要 企業的生產效益和企業的生產規模、設備管理水平是息息相關的。優化資產管理是現代企業的趨勢，通過提高設備的綜合管理水平，減少設備的停機時間、維修費用，延長設備的壽命。而設備管理中的最重要工作就是開展設備狀態監測。
　　關鍵詞 設備 狀態監測 趨勢

　　在當今競爭日益激烈的國際大環境下，作為企業的管理者，需要考慮企業的前途和生存空間。要想企業具有良好的發展前途，具備較好的生存空間，規劃自己的發展戰略和提高自己設備的管理水平是當務之急的。幾乎所有的企業都認識到：提高設備運行的可靠性和企業的生產效率是目前最主要的工作。
　　 企業的生產效益和企業的生產規模、設備管理水平是息息相關的。優化資產管理是現代企業的趨勢，通過提高設備的綜合管理水平，減少設備的停機時間、維修費用，延長設備的壽命。而設備管理中的最重要工作就是開展設備狀態監測。

一、設備檢修體制的演變

　　1、事后維修：設備運行到壞了才進行修理。
　　 1）優點：不必投資在狀態監測上；
不會出現過度維修：
適用于少數非重點設備。
　　 2）缺點：無法預測事故停機；
產生設備二次損壞及災難性后果；
生產損失：
高額維修費用；
管理失控。
　　 2、預防維修：按預定的時間間隔或檢修周期對設備做維修、調整和更換備件。
　　 1）優點：維修以可控制的方式在方便的時間進行；
減少意外事故，有效避免災難性事故：
可更好的控制備件，節約資金。
　　 2）缺點：狀態良好的設備也被頻繁檢修（維修過盛）；
維修導致的損傷可能大于維修的益處；
仍存在計劃外故障停機：
沒有針對不同設備進行優化與壽命分析。
　　 3、預測維修：有計劃地對設備做檢查和測試，以確定其健康狀況，決定維修時間。
　　1）優點：減少意外停機；
僅在需要時購買和使用所需備件：
只需在適當時候進行維修。
　　 2）缺點：監測儀器、系統、服務、人員花費；
不能延長設備壽命。
　　 4、主動維修：通過設備診斷技術，觀察設備的劣化狀態，視其設備狀態決定維修工作的維修方式。
　　 1）優點：設備壽命延長；
設備可靠性增加：
更少的故障及二次損壞；
停機時間減少；
總維護費用降低。
　　 2）缺點：監測儀器、系統、服務、人員花費；
要求特殊技能；
需要更多時間進行分析：
全體員工改變觀念。

二、設備狀態監測技術的基本認識

　　1、概念：設備狀態監測是在設備運行過程中，利用專用儀器、工具和測量手段，按照規定的監測點對反映設備運行狀態的物理、化學量進行間斷或連續監測，其目的是為了判明設備是否處于正常狀態，判斷故障的部位和程度，分析故障發生原因，根據其運行狀態的變化，預測故障發展趨勢和技術狀態變化，并采取相應措施，最終實現對故障的控制。
　　 2、監測方法：
　　 1）振動監測：頻譜分析、全息譜技術等；
　　 2）溫度監測：接觸式、非接觸式（紅外）、紅外熱像等；
　　 3）裂紋監測：超聲探傷、射線探測、聲發射法等；
　　 4）磨損監測：油樣光譜分析、鐵譜分析、磁塞等；
　　 5）泄漏監測：皂液檢測、超聲檢漏等；
　　 6）腐蝕監測：腐蝕檢查儀、超聲探測、超聲測厚等；
　　 7）噪聲監測：噪聲頻譜分析等；
　　 8）應力、應變監測：直接測量（應變計）、應變電阻測量等。
　　 3、優點：
　　 1）提高產量2~40%；
　　 2）減少維修費用7~60%；
　　 3）提高產品質量5~90%；
　　 4）延長設備壽命大于1~10x；
　　 5）減少零配件庫存10~60%：
　　 6）增加庫存周轉率大于75%；
　　 7）減少成品庫存；
　　 8）降低能耗5~15%；
　　 9）提升生產安全及環境保護。

三、開展設備狀態監測的必要性

　　1、開展設備狀態監測是一種新的管理理念
　　 各行各業，尤其是流程工作，一旦某臺設備發生故障，將迫使整條流程工作效率降低，甚至停機，設備更換起來時間長。多年的摔打與磨練告訴我們：單憑眼看、手摸、耳聽、鼻嗅等感觀經驗來判斷設備故障已無法適應現代化生產的需要，只有開展設備狀態監測工作才能徹底擺脫這種落后的管理模式，從而準確預知設備故障。
　　 2、開展設備狀態監測是提高設備管理水平的需要
　　 企業生產設備每年都需要大修，在檢修項目的確立和設備系統部件的更換上，雖然針對性、方向性有了很大提高，但確切性、適宜性、經濟性仍有差距。要想設備、系統的大小修的立項更具科學性、針對性，減少盲目性，唯有開展狀態監測。
　　 3、開展設備狀態監測是預防突發性故障的需要
　　 設備發生故障是必然的，但是，突發性的故障是任何企業都不愿意接受的事實。它帶來的影響是多方面的。一方面嚴重影響生產，影響全年生產計劃的實施，另一方面事故處理起來比較復雜，難度較大，處理時間長，花費高。通過國內外企業多年大量的實踐證明，實施設備狀態監測可以有效的預防設備突發性故障的發生。
　　 4、設備狀態監測可以防止設備二次故障
　　 這類的事例很多，比如本來通過狀態監測發現電機軸承故障，但是由于對狀態監測可靠性認識不夠，沒有及時處理，造成相關的減速機齒輪齒被打掉。如果及時更換電機軸承，花費可能僅需6000元，但是更換齒輪花費卻要高達59萬元。從這個事例可以看出，設備狀態監測完全能夠防止設備二次故障。
　　 5、設備狀態監測可以大大減少備件庫存量和流動資金
　　 通過開展設備狀態監測，大大提高設備的使用壽命，根據美國電工協會統計報告，一般可以提高設備壽命1～10倍，消耗備件量大大降低，從而大大減少用于購買備件的流動資金。同時，由于可以預知設備的使用壽命，備件可以在受控的條件下采購，避免盲目性，擠占流動資金。
　　 6、設備狀態監測可以大大提高員工的綜合素質，幫助訓練員工
　　 開展設備狀態監測，將迫使員工要提高自己的業務能力，加強業務學習，搞清楚設備構造和特性，這是最基本的條件。反之，員工的業務能力的提高，更有利于設備管理水平的提高。
　　7、保障設備可靠運行的必由之路
　　設備檢修后，不進行狀態監測是不能夠在下一個檢修期到來之前保障設備不出問題的。而狀態監測能實現對設備的動態監控，及時掌握設備的運行情況，一旦設備出現初期故障，就能提前發現，早作計劃、準備備件，安排檢修時間。在可控制的狀態下安排生產。

四、設備狀態監測技術在實際工作中的應用

　　1、故障的船上發動機
　　 1）故障現象為船上的發動機運行時溫度超標，建議停機冷卻后，實施MCA 與ESA測試。
　　 2）在開關柜進行MCA測試，數據如下表：

　　基于美國能源部及IEEE15年的考核得出的評判標準：

　　基于以上標準得出Fi與I/F＞±2。
　　 3）在電機接線端子進行MCA測試，數據如下表：

　　數據發生了變化。基于上面標準得出I/F＞±2。
　　 4）進行阻抗與電感的對應關系的MCA測試，數據如下表：

　　比較上表數據發現Z 與 L “不平行”狀態，說明定子本身存在問題。
　　 5）在開關柜進行ESA測試：
　　 a.啟動‘0’，50％負載，數據如下圖：

　　b.運行10分鐘，50％負載，數據如下圖：

　　c.運行20分鐘，50％負載，數據如下圖：

　　d.運行30分鐘，50％負載，數據如下圖：

　　6）在運轉40分鐘之后停機進行MCA測試，數據如下表：

　　由上表數據不難看出，絕緣降低。
　　 7）由以上各組測試數據得出如下測試結論：
　　a.定子匝間短路；
　　b.絕緣失效（絕緣漆）；
　　c.轉子磁場問題（機械偏心）；
　　d.電纜絕緣不良。
　　 8）針對測試結論進行了問題部位的維修，維修后，測試結果正常，如下圖：

　　9）維修前后的圖形對比：
　　 a.維修前后‘0’分鐘對比

　　b.維修前后的30分鐘運行對比

　　10）維修后再次進行MCA測試，數據如下表：

　　經過維修后測得的數據結果，設備運行恢復正常。
　　目前，在我國的許多企業中，設備維修已開始從早期的事后維修和長期的按計劃維修體制，進入到現代的具有預測性和主動性的狀態維修階段，利用先進的設備管理手段，提高設備利用率，提高企業整體生產效率，開展設備狀態監測技術勢在必行。

參考文獻

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