往复式压缩机状态监测-贺尔碧格04.11.4
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INDEX
红外线温度探测器
分析实例
某厂往复式压缩机呈现如下故障趋势： • 第二级气缸排气温度持续轻微上升，有时间歇上升或下降。 • 级间压力轻微上升，同时也伴有间歇上升或下降的现象。 • 压阀盖温度间歇上升或下降。 • 流量连续或间歇降低。
INDEX
第一 步：底部带畸变圆角的PV示功图
INDEX
盖侧排气阀 - (HE-DV, HD) 轴侧排气阀 - (CE-DV, CD)
定相气阀超声波分析
在每个阀盖上用超声波麦克风采集的超声波信号均能够定相于曲柄转角。 INDEX 这些信号下载到计算机分析软件后被过滤到 35 KHz – 45 KHz，其变化谱线 与P- T 图同步，可以结合P- T 图对下列问题进行综合分析：
示功阀
连接器
»飞轮上的上死点设置。 »上死点相位器设置。
上死点传感器
相位编码器
设置上死点标记
1. 将参考气缸的活塞盘车到上死点。
INDEX
2. 在飞轮上做标记。
指针 电机侧 飞轮
TDC - Mark
曲轴箱
在气缸上的压力引出孔
大多数合乎API 618标准制造的往复式压缩机都配有这 种压力引出孔
INDEX
视 情 维 修 ( condition-based )
– 通过监控发现早期故障，确定需要维修的部件. – 预防检修的实施使得设备始终处于最佳状态
便携式机械状态监测分析仪
INDEX
型号 – 6310 P/A
四通道数据采集
在硬盘中可以存储200个车间，每
个车间200台设备
能够连接到WINDOWS平台用分析
INDEX
贺尔碧格往复式压缩机 状态监测分析仪简介
机械维修的不同方式
故 障 检 修 ( failure-based )
– 设备最大限度使用直到故障发生。 – 小问题在初期没有的到重视，直到大问题出现
INDEX
时 间 检 修 ( time-based )
– 目前应用于大多数的压缩机检修，其依据为： › 制造厂家的推荐 › 经验
• 气阀的提前/延迟关闭与开启 • 阀垫和气缸垫泄漏 • 气阀泄漏
• 阀窝堵塞
• 气阀通道堵塞
定相气缸超声波分析
在每个气缸端盖用超声波麦克风采集的超声波信号均能够定相于曲柄 转角。这些信号下载到计算机分析软件后被过滤到 35 KHz – 45 KHz，其变 化谱线与P- T 图同步，可以结合P- T 图对下列问题进行综合分析：
INDEX
• 活塞环/支承环的磨损和损坏
• 连杆大小头轴衬/瓦的异常间隙 • 活塞锁紧螺母松动 • 缸套损坏 • 内部机械损坏
典型的超声波测点
专门设计的超声波泄漏探测器能够对气阀、活塞环的泄 漏情况进行监测。
轴侧进气阀 - (CE-SV, CS) 盖侧进气阀 - (HE-SV, HS)
INDEX
缸体轴侧/盖侧 - (H,C)
..\..\..\..\Files\Monitoring Training\PVTrainerE.xls
第 二 步：用历史图谱参照比较
INDEX
第 三 步：更直观的对数图（LogP-LogV）
INDEX
第 四 步：气缸超声波图谱- PT图
INDEX
第 五 步：气缸振动图谱- PT图
INDEX
软件对数据进行分析
能够连接到视频监测显示器，并能
在DOS状态下进行高级编辑
状态监测分析仪的组成部件
INDEX
压力传感器
超声波探测器
红外线温度传感器
加速度拾振器
速度拾振器
频闪信号枪
曲轴转角编码器
往复式压缩机状态监测的基本设置
在第一次进行状态监测时，要对压缩机进行如下设置：
INDEX
»气缸上的压力引出孔设置。
第 六 步：气阀振动图谱- PT图
INDEX
第 七 步：气阀超声波图谱- PT图
INDEX
INDEX
谢谢大家！
典型的压力采样点
1. V1 点用于采集气缸内的气体压力，在计算机
中获得P-V、P-T 图。
V2 V3
INDEX
2. V4 点用于采集阀窝内的气体压力，用于区分
气阀和通道中的能量损失。
V4
V1
3. V2 和 V3 点用于分析压力脉动与管
路中的能量损失。
V1
V4 V2 V3
气缸工作压力数据处理
通过压力传感器采集气阀前的轴侧/盖侧气缸工作压力，将数采与计 算机连接交换数据后，能够直接获得P-V、P-T、 Log P Log V 图， 便于计算压缩机指示功率、效率，以及对压缩机的工况进行诊断。
INDEX
监测气缸套以及孔口式 卸荷器的工作情况
通过比较不同时 期测量的气缸盖 和基座振动数据 ，可以监测气缸 的变形。
定相十字头和气缸振动分析
在每个气缸端盖和十字头导板外侧采集的低通振动数据均能够定相于曲 柄转角。这些振动信号变化谱线与P- T 图同步，并且能够在活塞杆受力 图上进行综合比较分析。通过这种比较分析能够发现的问题包括：
适用于下列不同压力范围的压缩机：
0 - 20 0 - 35 barg Compressor barg Compressor
0 – 70 barg Compressor 0 – 80 barg Compressor 0 – 135 barg Compressor 0 – 205 barg Compressor 0 – 340 barg Compressor
• 活塞环泄漏 • 垫圈泄漏 • 填料泄漏
INDEX
振动的频谱分析
分析仪具有FFT功能，对下列情况导致的异常振动进行频谱分析： • 气缸变形和松动
INDEX
• 基础和地脚螺栓问题
• 主轴瓦故障 • 对中问题
• 压力脉动导致的振动
• 辅助设备 (水和油泵)
红外线温度测量
在阀盖或其它表面测得的温度数据将会保存在分析仪中，并用于进行 压缩机性能的计算。阀盖上的温度同时有助于结合超声波和振动分析 来判断气阀的早期泄漏。
INDEX
• 温度
•仪表读数
压力传感器
1. 该压力传感器能够把气缸内的压力变化快速、准确地转换为
4~20ma电流信号直接发送给数采。
INDEX
2. 3. 4. 5.
能够与标准的KIENE示功阀直接进行连接。
具有特殊的INCONEL膜片和结构使之适合于氢气工况。 就地调校。适合于NATA及其它任何客户需要的调校标准。
没有怎么办？—— 在气阀上的压力引出装置
气缸压力
INDEX
排气阀
中心螺栓 M20x1.5 适配器 M20x1.5 密封圈 螺母 连接管 dia 10 mm 螺母 761L 锁紧圈 压阀盖 连接器 示功阀
数据类型
• 气体压力 • 计算报告 • 基于相位的气阀振动 • 基于相位的气阀超声波 • 基于相位的气缸振动 • 基于相位的气缸超声波 • 基于相位的低频振动 • 频谱振动
45 Kilo Hertz
超声波
典型的气阀振动采样点
加速度拾振器布置在压阀盖上方，此时采用高通滤波器。
轴侧进气阀 - (CE-SV, CS) 盖侧进气阀 - (HE-SV, HS)
INDEX
标准加速度拾振器
盖侧进气阀 - (HE-DV, HD) 轴侧进气阀 - (CE-DV, CD)
定相气阀振动分析
在每个阀盖上采集的高通振动数据均能够定相于曲柄转角。气阀的振动信号变化谱 线与P- T 图同步，并且能够在同一张图谱上进行比较分析。通过这种比较分析能够 发现的气阀使用问题包括：
INDEX
• 气阀的延迟开启与关闭
• 阀片异常撞击（比如油粘滞） • 弹簧运动情况 • 机械损坏
典型的机身振动采样点
为了检查十字头销间隙，在此处设置加速度拾振器 ，监测活塞杆受力变向时的撞击情况，采样的信号 包括低通频率及频谱振动。
INDEX
振动和超声波采样范围
.5 Hertz 加速计频率 10 Kilo Hertz
INDEX
2.5 Kilo Hertz 高频振动
10 Kilo Fra Baidu bibliotekertz
高通滤波器
.5 Hertz
2.5 Kilo Hertz
低通滤波器
低频振动 .5 Hertz 粗振动 10 Kilo Hertz
35 Kilo Hertz
红外线温度探测器
分析实例
某厂往复式压缩机呈现如下故障趋势： • 第二级气缸排气温度持续轻微上升，有时间歇上升或下降。 • 级间压力轻微上升，同时也伴有间歇上升或下降的现象。 • 压阀盖温度间歇上升或下降。 • 流量连续或间歇降低。
INDEX
第一 步：底部带畸变圆角的PV示功图
INDEX
盖侧排气阀 - (HE-DV, HD) 轴侧排气阀 - (CE-DV, CD)
定相气阀超声波分析
在每个阀盖上用超声波麦克风采集的超声波信号均能够定相于曲柄转角。 INDEX 这些信号下载到计算机分析软件后被过滤到 35 KHz – 45 KHz，其变化谱线 与P- T 图同步，可以结合P- T 图对下列问题进行综合分析：
示功阀
连接器
»飞轮上的上死点设置。 »上死点相位器设置。
上死点传感器
相位编码器
设置上死点标记
1. 将参考气缸的活塞盘车到上死点。
INDEX
2. 在飞轮上做标记。
指针 电机侧 飞轮
TDC - Mark
曲轴箱
在气缸上的压力引出孔
大多数合乎API 618标准制造的往复式压缩机都配有这 种压力引出孔
INDEX
视 情 维 修 ( condition-based )
– 通过监控发现早期故障，确定需要维修的部件. – 预防检修的实施使得设备始终处于最佳状态
便携式机械状态监测分析仪
INDEX
型号 – 6310 P/A
四通道数据采集
在硬盘中可以存储200个车间，每
个车间200台设备
能够连接到WINDOWS平台用分析
INDEX
贺尔碧格往复式压缩机 状态监测分析仪简介
机械维修的不同方式
故 障 检 修 ( failure-based )
– 设备最大限度使用直到故障发生。 – 小问题在初期没有的到重视，直到大问题出现
INDEX
时 间 检 修 ( time-based )
– 目前应用于大多数的压缩机检修，其依据为： › 制造厂家的推荐 › 经验
• 气阀的提前/延迟关闭与开启 • 阀垫和气缸垫泄漏 • 气阀泄漏
• 阀窝堵塞
• 气阀通道堵塞
定相气缸超声波分析
在每个气缸端盖用超声波麦克风采集的超声波信号均能够定相于曲柄 转角。这些信号下载到计算机分析软件后被过滤到 35 KHz – 45 KHz，其变 化谱线与P- T 图同步，可以结合P- T 图对下列问题进行综合分析：
INDEX
• 活塞环/支承环的磨损和损坏
• 连杆大小头轴衬/瓦的异常间隙 • 活塞锁紧螺母松动 • 缸套损坏 • 内部机械损坏
典型的超声波测点
专门设计的超声波泄漏探测器能够对气阀、活塞环的泄 漏情况进行监测。
轴侧进气阀 - (CE-SV, CS) 盖侧进气阀 - (HE-SV, HS)
INDEX
缸体轴侧/盖侧 - (H,C)
..\..\..\..\Files\Monitoring Training\PVTrainerE.xls
第 二 步：用历史图谱参照比较
INDEX
第 三 步：更直观的对数图（LogP-LogV）
INDEX
第 四 步：气缸超声波图谱- PT图
INDEX
第 五 步：气缸振动图谱- PT图
INDEX
软件对数据进行分析
能够连接到视频监测显示器，并能
在DOS状态下进行高级编辑
状态监测分析仪的组成部件
INDEX
压力传感器
超声波探测器
红外线温度传感器
加速度拾振器
速度拾振器
频闪信号枪
曲轴转角编码器
往复式压缩机状态监测的基本设置
在第一次进行状态监测时，要对压缩机进行如下设置：
INDEX
»气缸上的压力引出孔设置。
第 六 步：气阀振动图谱- PT图
INDEX
第 七 步：气阀超声波图谱- PT图
INDEX
INDEX
谢谢大家！
典型的压力采样点
1. V1 点用于采集气缸内的气体压力，在计算机
中获得P-V、P-T 图。
V2 V3
INDEX
2. V4 点用于采集阀窝内的气体压力，用于区分
气阀和通道中的能量损失。
V4
V1
3. V2 和 V3 点用于分析压力脉动与管
路中的能量损失。
V1
V4 V2 V3
气缸工作压力数据处理
通过压力传感器采集气阀前的轴侧/盖侧气缸工作压力，将数采与计 算机连接交换数据后，能够直接获得P-V、P-T、 Log P Log V 图， 便于计算压缩机指示功率、效率，以及对压缩机的工况进行诊断。
INDEX
监测气缸套以及孔口式 卸荷器的工作情况
通过比较不同时 期测量的气缸盖 和基座振动数据 ，可以监测气缸 的变形。
定相十字头和气缸振动分析
在每个气缸端盖和十字头导板外侧采集的低通振动数据均能够定相于曲 柄转角。这些振动信号变化谱线与P- T 图同步，并且能够在活塞杆受力 图上进行综合比较分析。通过这种比较分析能够发现的问题包括：
适用于下列不同压力范围的压缩机：
0 - 20 0 - 35 barg Compressor barg Compressor
0 – 70 barg Compressor 0 – 80 barg Compressor 0 – 135 barg Compressor 0 – 205 barg Compressor 0 – 340 barg Compressor
• 活塞环泄漏 • 垫圈泄漏 • 填料泄漏
INDEX
振动的频谱分析
分析仪具有FFT功能，对下列情况导致的异常振动进行频谱分析： • 气缸变形和松动
INDEX
• 基础和地脚螺栓问题
• 主轴瓦故障 • 对中问题
• 压力脉动导致的振动
• 辅助设备 (水和油泵)
红外线温度测量
在阀盖或其它表面测得的温度数据将会保存在分析仪中，并用于进行 压缩机性能的计算。阀盖上的温度同时有助于结合超声波和振动分析 来判断气阀的早期泄漏。
INDEX
• 温度
•仪表读数
压力传感器
1. 该压力传感器能够把气缸内的压力变化快速、准确地转换为
4~20ma电流信号直接发送给数采。
INDEX
2. 3. 4. 5.
能够与标准的KIENE示功阀直接进行连接。
具有特殊的INCONEL膜片和结构使之适合于氢气工况。 就地调校。适合于NATA及其它任何客户需要的调校标准。
没有怎么办？—— 在气阀上的压力引出装置
气缸压力
INDEX
排气阀
中心螺栓 M20x1.5 适配器 M20x1.5 密封圈 螺母 连接管 dia 10 mm 螺母 761L 锁紧圈 压阀盖 连接器 示功阀
数据类型
• 气体压力 • 计算报告 • 基于相位的气阀振动 • 基于相位的气阀超声波 • 基于相位的气缸振动 • 基于相位的气缸超声波 • 基于相位的低频振动 • 频谱振动
45 Kilo Hertz
超声波
典型的气阀振动采样点
加速度拾振器布置在压阀盖上方，此时采用高通滤波器。
轴侧进气阀 - (CE-SV, CS) 盖侧进气阀 - (HE-SV, HS)
INDEX
标准加速度拾振器
盖侧进气阀 - (HE-DV, HD) 轴侧进气阀 - (CE-DV, CD)
定相气阀振动分析
在每个阀盖上采集的高通振动数据均能够定相于曲柄转角。气阀的振动信号变化谱 线与P- T 图同步，并且能够在同一张图谱上进行比较分析。通过这种比较分析能够 发现的气阀使用问题包括：
INDEX
• 气阀的延迟开启与关闭
• 阀片异常撞击（比如油粘滞） • 弹簧运动情况 • 机械损坏
典型的机身振动采样点
为了检查十字头销间隙，在此处设置加速度拾振器 ，监测活塞杆受力变向时的撞击情况，采样的信号 包括低通频率及频谱振动。
INDEX
振动和超声波采样范围
.5 Hertz 加速计频率 10 Kilo Hertz
INDEX
2.5 Kilo Hertz 高频振动
10 Kilo Fra Baidu bibliotekertz
高通滤波器
.5 Hertz
2.5 Kilo Hertz
低通滤波器
低频振动 .5 Hertz 粗振动 10 Kilo Hertz
35 Kilo Hertz