化工机械设备常见故障分析与诊断

化工机械设备常见故障分析与诊断

摘要：设备的先进性关系到石化企业是否能够安全运作，但是不管多么先进的设备都是会发生故障的，因此，对这些故障的分析与诊断就尤为重要了，它关系到企业生产的可持续性及其经济效益等多方面。本文通过探讨石化设备中出现的常见故障，对其成因进行分析与诊断，为以后设备的运行和维护奠定坚实的基础。

关键词：化工机械设备；故障分析；诊断

随着现代化工业不断向着大型化、集成化、精细化方向的发展，化工设备作为一个复杂的运作系统，若其中一个环节发生故障后没有得到及时的处理，就可能引起整个系统的瘫痪故障，导致重大事故的产生。因此，对出现的故障进行分析和诊断也是整个生产过程中非常关键的一个环节。

一、常见的故障

1、故障分类

为使机械设备的运行更加可靠稳定且经济，推动其设备的科学管理，尽量减少甚至完全避免重大事故的发生，中外很多技术人员和部门经过对机械设备事故的分析研究，发现，在目前化工设备中常见的故障通常分为两类：

一是设备性能上出现故障。发生这种故障，化工设备的性能就会显著下降，比如离心泵出现扬程下降，活塞式压缩机出现排气量不足或温度过高，喘振及汽蚀等现象频频出现等等。

二是设备本身的机械故障。比如会发生因为设备轴功率过大、疲

劳或磨损而导致的机件的损伤和断裂、噪音的产生、振动等现象，这些有可能导致环境污染，或使得设备使用寿命缩短，过早损坏。

2、常见故障：

①汽蚀与喘振

汽蚀就是液体急剧汽化时产生的气泡进入高压区后被压差作用压碎，破灭消失。这个时候，材料局部表面因其产生的上百兆帕的局部压力带来的高频且连续的冲击而导致的疲劳性的点蚀破坏。另外，在气泡凝结的时候产生的气泡能对金属的表面造成化学腐蚀或侵蚀，使金属零件的损坏加剧。

②磨损和疲劳

在设备试车及运行的过程中，因其机械作用而导致的常见事故包括运动的磨损、疲劳破坏以及材料塑性的变形等。按照磨损对其摩擦表面造成的破坏机理不同，可将磨损分为腐蚀磨损、粘着磨损以及磨料磨损等不同的类型。

粘着磨损一般发生在泵类、风机或压缩机的主轴以及活塞环之间。磨料磨损是由于来自外界的硬颗粒或者相对表面之间的硬突起物在设备运行过程中产生摩擦作用而使表面的材料脱落。当设备既有腐蚀又有磨损时，主要因腐蚀产生的磨损叫做腐蚀磨损，这种磨损通常同另外两种粘着、磨料的磨损结合产生。

③噪声和振动

设备的噪声主要包括流体和机械两种噪声。产生的噪声不仅危害了工作员工的身体健康，也对环境造成了污染。流体噪声主要是在

泵系统中的流体周期性脉动或汽蚀或其实际运行点远离规定范围时产生的。机械噪声的产生有多种可能，地脚螺栓的松动、轴发生弯曲、滑动轴承的间隙太大、垫片没有垫实、叶轮不平衡、口环的间隙太小或平衡盘发生研磨等都有可能造成机械噪声。

设备运行过程中，可能会因为各种原因使得机组发生强烈的异常振动。这种故障非常常见，危害也很大。强振动能严重影响设备运行可靠性，更严重的可能使设备或管道发生疲劳断裂，引发爆炸等一系列破坏性重大事故。另外，振动也会危害员工的身体健康，长时间在强振动下工作有可能引发人体神经系统病变或心脑血管疾病等严重的疾病。

二、故障发生的规律分析

1、设备运行初期发生故障的原因分析

设备安装并初步运行时，虽然是经过了调试验收，但仍会有故障从其初期就能反映出来。这些故障一般通过以下几个方面表达出来：

①内在质量问题

机械设备的性能极其设计结构可能就不合格，其零部件在选用材料过程中、在加工过程中可能存在缺陷，操作人员对其性能、结构及特点的掌握认识不足，使其在操作过程中常常导致故障的发生。

②操作不当

现场的操作人员必须做到“四懂三会”，如果不懂技术、性能、原理、结构，不按正确的操作规程来操作，也能使设备在运行初期

就出现故障。错误地操作和违章行为都很容易使设备发生故障。

③工艺布局存在缺陷

不合理的布局往往会使设备发生有形磨损，并磨损速度加快，发生故障。工艺上存在问题时也容易改变设备的性能及其工作环境，导致设备损坏严重。

④安装不正确

设备的安装也有可能出现错误而导致设备故障的发生。设备的正确安装是对作业人员技术水平和综合能力的考验，是对企业相关资质的考验。为避免初期设备就发生故障，对其安装人员一定要进行实践和素质双重考验，合格后必须持证上岗。

2、设备在投入运行一段时间后故障形成原因

设备运行一段时间之后，其中的零部件也度过了磨合期，初期的故障基本被排除出去，技术人员的操作水平也在经过时间的打磨之后明显提高，已经可以熟练地掌握所操作设备的性能、工作原理等，故障发生的概率也明显降低了。但在设备的长期运行过程中，仍然会不断产生新的故障。

在易损坏的零部件上很容易发生故障，运行一段时间之后，很多设备中的零部件已经到了它的寿命周期，必须要停车检修且更换。在这过程中，新换上的零部件依然处在磨合期，就会产生上文提到的在运行初期出现的故障。另外，如果在更换部件时装配错误或装配不当也能导致故障发生，或者没有及时更换老化的零部件，使这些零部件带病运行，发生故障的机率就会大大增加。

对设备的维护不及时，对设备的操作不细致，工作质量很差，如果有工作人员操作失误导致异物掉进设备内部，就会引发突发性的事故，使设备的检修周期大大缩短，减少设备的寿命。

另外，长时间让设备在超温超压等超负荷的状态下运行，一味地追求高效，很容易导致设备故障，甚至酿成重大的设备事故。此外，在设备运行初期中没有暴露出来的问题，在经过了一段时间的磨损之后，也会慢慢地暴露出来。

3、设备运行后期是故障多发期

设备在运转了很长一段时间之后，进入了故障的多发期。设备经过了多年运行，检修频率增加，其中的零部件也经过了几次的更换，设备的主体在经过了周期性的磨损后，设备已经达不到当初设计要求的工况。另外，设备长期运行，即使有些部件没有总是经过维修，也会因时间而老化疲劳，使设备运行效率大大降低。这段时间，设备已经走到了生命的后期，其效能大幅降低，不仅会发生磨损及老化等现象，因其导致的其他不确定性故障也会频频发生，使用成本大大增加，最好考虑将其更新改造或更换新设备。

三、故障的诊断

对设备的诊断及维护保养做得越好，设备的检修次数就会大大减少，其正常工作的时间就会延长。

设备中常用的诊断方法有两种，一种是经验法：主要依靠实际经验，并借助简单的仪表，诊断故障的发生部位。找出故障原因。习惯上可称为望，闻，问，切；（1）望：如看紧固件有无松动、仪器