旋轉(zhuǎn)設(shè)備振動案例分析

1、旋轉(zhuǎn)設(shè)備振動案例分析一、水流作用引起的振動1、異常情況簡介：7號機(jī)1號、2號循環(huán)泵并列運(yùn)行時(shí)，2號循環(huán)泵電機(jī)上機(jī)架振動變化不大，1號循環(huán)泵電機(jī)上機(jī)架水平振動最高達(dá)到0.17mm；站在電機(jī)上機(jī)架的平臺上有很強(qiáng)的晃動感，1號循環(huán)泵電機(jī)電流為185A, 2號循環(huán)泵電流為225A；兩臺泵的出口壓力均為0.22MPa。1號循環(huán)泵單獨(dú)運(yùn)行時(shí)的參數(shù)：電流225227A，出口壓力0.155MPa（2號泵單獨(dú)運(yùn)行出口壓力也為0.155MPa），電機(jī)上機(jī)架水平振動最大0.04mm。2、振動分析：當(dāng)1號循環(huán)泵單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，電機(jī)電流，電機(jī)上機(jī)架振動，泵出口壓力均處于正常狀態(tài)。當(dāng)與2號泵并列運(yùn)行時(shí)，此時(shí)1號泵性能不如2號

2、泵性能好，2號泵的出口水壓對1號泵產(chǎn)生影響，即水力沖擊或1號泵入口產(chǎn)生渦流現(xiàn)象，1號泵的流量大幅度降低，出現(xiàn)1號泵在并列運(yùn)行時(shí)電機(jī)上機(jī)架水平振動大和電機(jī)電流低的現(xiàn)象。分析原因?yàn)?號循環(huán)泵的泵體密封環(huán)與葉輪密封環(huán)由于磨損間隙過大，泵的軸套與導(dǎo)向橡膠軸承間隙由于磨損超標(biāo)。3、結(jié)論：3個(gè)月后利用機(jī)組小修的機(jī)會對7號機(jī)1號循環(huán)泵解體檢查，橡膠軸承磨損嚴(yán)重與軸套的總間隙達(dá)2.5毫米，葉輪密封環(huán)間隙達(dá)7毫米。導(dǎo)葉室內(nèi)積聚有許多細(xì)砂。二、由于處理缺陷工藝程序不正確引起的振動1、詳細(xì)經(jīng)過2012年8月30日9時(shí)20分，1號機(jī)汽泵轉(zhuǎn)速5140r/min，機(jī)組負(fù)荷280MW，點(diǎn)檢員現(xiàn)場點(diǎn)檢發(fā)現(xiàn)汽泵振動增大，振動產(chǎn)

3、生的聲音也很大，用聽針進(jìn)行聽診，驅(qū)動端聲音比非驅(qū)動端聲音偏大，由于振動太大，沒有聽到有摩擦的聲音，用點(diǎn)檢儀測定振動主要以工頻振動為主。點(diǎn)檢員申請降低汽泵轉(zhuǎn)速運(yùn)行觀察，晚上低負(fù)荷時(shí)停汽泵檢查，當(dāng)轉(zhuǎn)速降低時(shí)，振動的振幅值也在下降。8月31日4時(shí)50分停泵檢查，解體聯(lián)軸器罩發(fā)現(xiàn)聯(lián)軸器膜片出現(xiàn)多處對稱裂紋，此時(shí)由于電泵偶合器潤滑油濾網(wǎng)堵塞，潤滑油壓不斷降低，偶合器軸瓦溫度在不斷上升，切換濾網(wǎng)操作有斷油危險(xiǎn)，為了防止發(fā)生引起停機(jī)事故，因此沒有進(jìn)一步檢查，更換聯(lián)軸器膜片后恢復(fù)運(yùn)行。13時(shí)15分汽泵沖轉(zhuǎn)運(yùn)行，轉(zhuǎn)速在4100r/min以下時(shí)運(yùn)行較穩(wěn)定，振動值不是很大，汽泵繼續(xù)升速時(shí)，汽泵軸瓦的振動值隨著轉(zhuǎn)速升

4、高振幅值增加。8月30日晚上更換電泵偶合器的所有潤滑油，清理潤滑油濾網(wǎng)，9月1日進(jìn)行第二次停運(yùn)汽泵檢查，檢查發(fā)現(xiàn)聯(lián)軸器中心偏差較大，非驅(qū)動端軸承室油封有摩擦的痕跡。采取了更換新油封，重新調(diào)整驅(qū)動端、非驅(qū)動端軸瓦抬量和左右方向的對中，重新對聯(lián)軸器找中心。當(dāng)天晚上18時(shí)沖小機(jī)運(yùn)行，汽泵運(yùn)行正常。2、原因分析2.1 汽泵聯(lián)軸器中心跑偏的原因分析1號機(jī)汽泵在最后一次檢修找中心后，進(jìn)行了多次機(jī)械密封更換工作，由于每次都是更換單套機(jī)械密封，在更換時(shí)必須把需要更換機(jī)械密封端的軸承架拆卸下來，當(dāng)汽泵的一端軸承架拆掉，另一端不動的情況下，汽泵轉(zhuǎn)子垂直支撐點(diǎn)為：有軸瓦一端的軸承支撐和靠近另一端某一級葉輪入口對應(yīng)導(dǎo)

5、葉密封環(huán)的支撐。 對于更換驅(qū)動端機(jī)械密封時(shí)，雖然拆卸軸瓦時(shí)進(jìn)行了解體前軸瓦抬量的記錄，但由于進(jìn)行的是一端單抬，在回裝過程中由于測量的誤差和單抬的誤差，轉(zhuǎn)子中心的上下方向位置是不可能恢復(fù)到原來位置，這樣就會產(chǎn)生聯(lián)軸器中心上下方向相對原來的中心跑偏。轉(zhuǎn)子的左右對中，是把下瓦翻到軸頸上，進(jìn)行左右旋轉(zhuǎn)，憑借手感的緊力來確定左右對中，由于在更換機(jī)械密封前后為不同檢修人員，手感緊力是不一樣的，這樣就會產(chǎn)生轉(zhuǎn)子左右對中位置發(fā)生變化。并且還會出現(xiàn)當(dāng)葉輪入口與對應(yīng)導(dǎo)葉的密封環(huán)有磨損現(xiàn)象時(shí)，葉輪入口外圓和導(dǎo)葉密封環(huán)內(nèi)圓產(chǎn)生不規(guī)則橢圓，撤掉軸瓦時(shí)，轉(zhuǎn)子著落的左右位置要發(fā)生修前和修后左右位置發(fā)生變化，這樣就會產(chǎn)生聯(lián)軸

6、器中心左右方向相對原來的中心更嚴(yán)重的跑偏。在更換非驅(qū)動端機(jī)械密封，驅(qū)動端的膜片聯(lián)軸器處于連接狀態(tài)，由于存在著中心偏差，把非驅(qū)動端軸承架拆卸后，膜片聯(lián)軸器具有一定的剛性作用，轉(zhuǎn)子有可能還會出現(xiàn)憋勁現(xiàn)象，這樣就會產(chǎn)生轉(zhuǎn)子中心位置與檢修前發(fā)生更大的變化。2.1 非驅(qū)動端軸承室油封碰磨分析對于本次非驅(qū)動端軸承室油封發(fā)生左右方向碰磨，是由于1號機(jī)汽泵已進(jìn)行了多次更換機(jī)械密封，聯(lián)軸器中心已經(jīng)有較大的不同心，因此在調(diào)整非驅(qū)動端軸瓦對中時(shí)，由于聯(lián)軸器對轉(zhuǎn)子產(chǎn)生憋勁，以及葉輪入口外圓和導(dǎo)葉密封環(huán)內(nèi)圓可能發(fā)生過碰磨，形成不規(guī)則橢圓，由于以上兩種原因，在進(jìn)行非驅(qū)動端左右對中雖然調(diào)整合格，但回裝后非驅(qū)動端的對中不一定

7、合格，這樣就會產(chǎn)生油封碰磨現(xiàn)象。三、立式旋轉(zhuǎn)設(shè)備部件自身的激振力引起的振動1、振動劣化經(jīng)過：2009年6月前，6號機(jī)2號循環(huán)泵電機(jī)上機(jī)架垂直振動一直在0.015mm以下，水平振動在0.045mm以下，運(yùn)行平穩(wěn)，振動數(shù)值比較穩(wěn)定。在6月份的設(shè)備點(diǎn)檢和通過設(shè)備的劣化分析中發(fā)現(xiàn)電機(jī)上機(jī)架垂直振動在不斷的增大，水平振動也在增大但不太明顯，到7月份垂直振動最大可達(dá)0.08mm，水平0.06mm。2、振動的分析：根據(jù)實(shí)際的振動情況，在現(xiàn)場分別對電機(jī)上機(jī)架及下滾動軸承座的多個(gè)測點(diǎn)進(jìn)行了測量。下表為振動測量值。表1 振動單位：m（mm/s）方向測點(diǎn)1測點(diǎn)2X61（1.3）15(0.46)Y68(1.56)17

8、(0.61)A72（3.43）31（1.61）注：測點(diǎn)1為電機(jī)上機(jī)架測點(diǎn)，測點(diǎn)2為電機(jī)下軸承座測點(diǎn)。X、Y為互相垂直的兩個(gè)水平方向振動值，A為軸向振動值。表中數(shù)值（）外為振動位移，（）內(nèi)為振動速度。根據(jù)GB/T 6075.3-2001振動烈度在B區(qū)（2.34.5mm/s）可長期運(yùn)行，在C區(qū)（4.57.1mm/s）不宜長期運(yùn)行，在D區(qū)（7.1mm/s以上）不宜運(yùn)行。從表1可以看到，測點(diǎn)1、2各方向振動位于B區(qū)，可長期運(yùn)行。以上振動數(shù)值雖然符合標(biāo)準(zhǔn)，但根據(jù)現(xiàn)場的歷史記錄，電機(jī)上機(jī)架的垂直振動有了較大幅度的增加，并且由于垂直方向的載荷力相對水平方向大的多，振動破壞力度會更大，是屬于不安全的振動。通過

9、頻譜分析儀，對振動結(jié)果進(jìn)行了頻譜分析。下面為測量的振動頻譜圖。圖1 測點(diǎn)1X向速度頻譜圖圖2 測點(diǎn)1Y向速度頻譜圖圖3 測點(diǎn)1A向速度頻譜圖圖4 測點(diǎn)2X向速度頻譜圖圖5 測點(diǎn)2Y向速度頻譜圖圖6 測點(diǎn)2A向速度頻譜圖通過分析，可以看到測點(diǎn)1、2的頻譜圖存在如下的特征：（1）在徑向方向占優(yōu)勢的是1X轉(zhuǎn)速頻率，同時(shí)存在著高達(dá)10階以上的諧波成分，前5階成分較為明顯；（2）在軸向占優(yōu)勢的是4X轉(zhuǎn)速頻率，且其數(shù)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于基頻成分，其他成分很少。分析以上振動特征并結(jié)合現(xiàn)場的實(shí)際情況，6號機(jī)2號循環(huán)泵電機(jī)振動大的可能原因?yàn)椋海?）徑向方向的振動頻譜為典型的機(jī)械松動特征，同時(shí)不能排除對中不良及軸瓦磨損；（

10、2）軸向4X轉(zhuǎn)速頻率（即25Hz成分）的特征，根據(jù)電機(jī)的實(shí)際結(jié)構(gòu)，該成分的可能來源為推力瓦的“瓦塊通過頻率”成分，即在運(yùn)行中由于某些原因?qū)е峦屏ν邉傂越档汀?、申請停泵解體檢查2009年8月9日申請6號機(jī)2號循環(huán)泵停泵檢查，主要檢查項(xiàng)目包括：泵與電機(jī)的聯(lián)軸器中心復(fù)查，導(dǎo)瓦間隙和空氣間隙復(fù)查，電機(jī)上機(jī)架解體拔推力頭對推力瓦檢查等。解體檢查結(jié)果：（1） 聯(lián)軸器中心圓周偏差0.09mm，端面偏差0.07mm，有輕微超標(biāo)，不是主要振源。（2） 空氣間隙合格，偏差小于10%，導(dǎo)瓦總間隙最大0.25mm，有輕微超標(biāo)，但不是主要振源。（3） 推力頭與鏡板的連接螺栓有四條松動，推力瓦塊后頂絲槽內(nèi)的銀銅片有五個(gè)

11、出現(xiàn)脆裂，是引起振動的主要來源。采取的修復(fù)措施：把八塊推力瓦后頂絲槽內(nèi)的銀銅片進(jìn)行全部更換，更換了推力頭與鏡板間的絕緣墊板，鏡板與推力頭組裝后調(diào)整了鏡板平面與推力頭軸心的垂直度，其它各部位在回裝時(shí)都進(jìn)行了調(diào)整合格。修復(fù)后試運(yùn)現(xiàn)場振動測試結(jié)果：表2 振動單位：mm方向測點(diǎn)1（上機(jī)架）測點(diǎn)2（下軸承座）X（水平）0.0310.008Y（水平）0.0280.007A（垂直）0.0110.009四、典型的動靜碰磨振動1、振動概況2 號機(jī)給水泵小汽機(jī)前后軸瓦均為可傾瓦，該小汽機(jī)在大修前，振動很好。大修后啟動給水泵小汽機(jī)，出現(xiàn)了軸振和瓦振增大，并且振動大幅波動，沒有規(guī)律。前瓦軸振1X 波動范圍52121

12、微米，前瓦軸振1Y 波動范圍3363 微米。后瓦軸振2X 波動范圍1218 微米，后瓦軸振2Y 波動范圍1249 微米。就地實(shí)測瓦振，前瓦瓦振水平振動12 微米、垂直振動16 微米，后瓦瓦振水平振動125 微米、垂直振動46 微米。軸振是前瓦大，后瓦小，瓦振是前瓦小，后瓦大。就地做瓦振頻譜分析：就地瓦振頻譜主要是一倍頻分量，有一定的低頻分量。TN8000 系統(tǒng)上看，主要是一倍頻。振動波形上2Y 有點(diǎn)毛刺。軸心軌跡前瓦是立橢圓，后瓦是橫橢圓。振動趨勢與轉(zhuǎn)速趨勢相近。2、振動分析及處理通過分析給水泵小汽機(jī)存在動靜摩擦問題，懷疑軸彎曲。需要停給水泵汽輪機(jī)檢查處理，揭瓦檢查、揭缸檢查，必要時(shí)做動平衡或

13、直軸。申請停2號機(jī)給水泵小汽機(jī)，揭瓦檢查，前后可傾瓦沒發(fā)現(xiàn)異常。解體盤車時(shí)發(fā)現(xiàn)電機(jī)上齒輪沒傷害，主軸上盤車齒輪磨損嚴(yán)重，齒頂磨掉約23mm，四周都卷下來了。決定：暫不揭缸，更換主軸上盤車齒輪后轉(zhuǎn)動，視情況再進(jìn)行處理。更換齒輪后啟動振動不大，一切正常。3、結(jié)論該小機(jī)軸振異常波動是由盤車齒輪的碰磨引起的，消除碰磨后振動恢復(fù)正常。五、熱控測量探頭振動1、振動概況2007年5月以來3號機(jī)1號給水泵汽輪機(jī)2號瓦軸振存在異常，主要現(xiàn)象為在轉(zhuǎn)速為5100rpm左右的區(qū)間內(nèi)2號瓦軸振會從正常運(yùn)行時(shí)的40um 左右突增到超過80um 的報(bào)警值，而避開這個(gè)轉(zhuǎn)速區(qū)間軸振又會恢復(fù)到正常數(shù)值。2、振動分析及處理在現(xiàn)場對

14、3號機(jī)1號給水泵汽輪機(jī)1、2 瓦軸振進(jìn)行了測試，通過調(diào)整運(yùn)行參數(shù)，使小機(jī)轉(zhuǎn)速從4900rpm 變化到5300rpm。在轉(zhuǎn)速從49005300rpm 的變化過程中，1 瓦軸振基本保持不變；2 瓦軸振則發(fā)生了較大的變化，在接近5100rpm 時(shí)振動迅速增加，在5112rpm 達(dá)到了最大值，離開這個(gè)區(qū)間則迅速減小。頻譜分析表明，2 瓦軸振變化主要表現(xiàn)為2 倍頻的變化，而1 倍頻則保持穩(wěn)定。通過分析以上2 瓦軸振異常的特點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)2 瓦軸振在5100rpm 附近的變化類似于通過臨界轉(zhuǎn)速的情況，而從現(xiàn)場了解到的情況是該轉(zhuǎn)子1 階臨界轉(zhuǎn)速在2600rpm 左右，不是臨界；而振動的變化又表現(xiàn)為兩倍頻的變化，屬

15、于2 倍頻共振，可能的原因?yàn)? 瓦軸振探頭的自振頻率與軸振2倍頻率靠得太近造成的探頭共振。這種情況下轉(zhuǎn)子的真實(shí)振動并不大（相鄰1 瓦軸振很穩(wěn)定）。申請停運(yùn)3號機(jī)1號給水泵汽輪機(jī)，對2瓦軸振探頭進(jìn)行了更換，更換后上述振動異?，F(xiàn)象再沒有出現(xiàn)。3、結(jié)論及評述該給水泵汽輪機(jī) 2 瓦軸振在5100rpm區(qū)間的異常增加屬于由于探頭自身安裝問題造成的自振，實(shí)際振動并不大，通過更換探頭消除了這一現(xiàn)象。六、轉(zhuǎn)子熱彎曲引起的振動1、振動概況該電動機(jī)系沈陽電機(jī)廠生產(chǎn)的交流電動機(jī)，額定功率1400kW，額定轉(zhuǎn)速3000rpm。2004 年9 月在試運(yùn)過程中，該電機(jī)兩軸承振動隨運(yùn)行時(shí)間持續(xù)增加，多次測試表明，電機(jī)每運(yùn)行4050min 就因振動過大不得不停運(yùn)。2、振動分析及處理頻譜分析顯示，電機(jī)振動以工頻成分為主。每次啟動初期振動較小，隨著時(shí)間的推移，軸承的軸向振動和徑向振動同步增大，特別是軸向振動增加的速率更快，能從開始的50um 以內(nèi)