浅谈状态监测故障诊断分析解决振动速度报警的实际应用

摘要：本文通过对小神探及博华在线两个平台系统振动速度数据报警的诊断分析案例，与读者共同探讨在解决振动速度报警问题上如何进行实际应用，有助于设备管理人员在相同类型、相似场景下及时、高效地解决振动问题。

关键词：振动速度、频谱分析、故障诊断

1.对于振动速度报警故障诊断及解决思路

随着各炼化企业对状态监测诊断技术的推广与重视，评价及解决振动机泵成为保证炼化装置长周期平稳运行必不可少的工作之一。本文从频谱分析的角度，探讨几种常见情况下的故障分析和实际解决思路，目的希望通过相似案例帮助各位设备管理人员解决现场长期存在的问题。

在分析频谱的过程，以转频为主要频率成分的振动多数情况下会与转子动平衡劣化有关，同时还存在部分对中不良、蹭磨、松动、流量偏流、汽蚀、抽空等原因造成的振动。二倍转频多数情况下会与设备对中情况不良有关，当体现在电动机振速报警时，二倍频往往还体现为二倍电源频率，即电机内部电磁冲击造成振速报警。还有一部分电机振速报警是与电机地脚螺栓松动、虚支脚有关。当主要频率为转频乘以机泵叶轮流道数（又称之为叶片通过频率）时，往往与偏流、汽蚀、抽空等原因有关。

振动的响应是基于力和结构刚性的综合作用结果引起的。对于振速报警故障原因的判断，刚性变化的影响不容忽视，是要学会灵活运用。在多数情况下，诊断人员在判断振动原因时，仅分析力产生的原因，而忽视刚性变化导致振动响应的变化。对于大多数转动设备而言，除设备自身支腿、支架、底座、基础等自身支撑刚性外，还应考虑管线连接及管线自身的支吊架等连接刚性的状态。

2.振动速度报警解决的具体案例

（一）由转子自身动平衡劣化引起的振动

设备基本信息：二循P102，冷水泵，泵结构类型为BB1两端支撑轴向剖分单级离心泵，转速为975r/min，4年以上未大修。报警值为2.8mm/s，停机值为4.5mm/s。

报警及诊断分析情况：2024年2月28日，小神探巡检系统显示，二循P102驱动端水平振动速度值3.18mm/s，非驱端水平振动速度值2.85mm/s，C级报警。之后运行期间振动速度一直处于报警阶段。主要特征频率均为转频，其次为6倍频。需要先核对工艺上是否存在偏流、汽蚀、抽空现象，如无此现象，进一步检查泵体及管线支撑有无松动现象。如均无以上现象，则最终建议解体检查。下面就这一思路进行下一步处理判断。

处理及维修情况：振动速度报警后，属地设备员反馈该泵出口无流量计，无法确认流量实际值。对出、入口阀开度进行调整，发现调整阀门开度后，泵振动无明显变化。此时说明流量对泵振速影响不明显，排除偏流导致振速报警的可能。现场检查泵体及管线支架无松动现象，此时怀疑泵振速升高报警可能与动平衡有关。同时该泵驱动端密封泄漏，属地计划进行大修。

2024年7月29日，现场对泵进行解体，转子拉回机修厂房进行拆卸。解体完毕，发现上次大修时，厂家误将做动平衡的配重块焊在叶轮流道内，导致长期运行过程中，配重块必然受到介质冲刷减薄，导致转子动平衡被破坏。

将转子整体送至厂家进行修复，将旧配重块全部打掉，重新做动平衡检查，合格后返回。现场回装完毕，开启投用，振动速度降至2.2mm以下，恢复健康。

（二）由转子进异物导致动平衡劣化引起的振动

设备基本信息：二蒸馏P106-2，常压塔底泵，泵结构类型为BB2型两端支撑径向剖分单级离心泵，转速为2970r/min，7年未进行大修。报警值4.5mm/s，停机值7.1mm/s。

报警情况及历史趋势：2024年1月3日，博华在线平台系统显示，二蒸馏P106-2非驱端水平振动速度值4.58mm/s，C级报警。之后运行期间振动速度一直处于报警阶段。观察该测点振动速度值历史趋势，该泵自2020年停检期间安装在线系统探头后，共运行四个阶段，分别是：1.2020年10月29日至2021年1月11日，振动速度值在1.48mm/s至1.71mm/s之间；2.2021年9月26日至2022年1月3日，振动速度值在2.0mm/s至2.93mm/s之间；3.2022年11月20日至2023年2月10日，振动速度值在2.04mm/s至2.8mm/s之间；4.2024年1月3日投用后，振动速度值在4.41mm/s至5.19mm/s之间。由此看出，最近一次投用后，振动速度上升明显。

诊断分析：主要特征频率为转频。按照之前思路，需要先核对泵是否存在偏流、汽蚀、抽空现象，进而检查泵体及管线支撑有无松动现象。如均不存在以上几种情况，则建议对泵进行解体。

处理及维修情况：该泵额定流量为472m3/h，实际质量流量约为373t/h，换算成体积流量约为408t/h，不存在偏流、汽蚀等现象。设备员现场检查泵地脚和出入口管线支吊架，无松动现象。最终建议解体检查。

2024年4月8日，停检期间组织对泵进行大修，打开泵盖向外抽出转子时发现，叶轮两侧吸入口均存在异物金属片，并且局部叶片已被撞击产生变形。由此现象，怀疑异物导致泵转子总体动平衡突然劣化，振动速度突增。

该泵转子部分更换新叶轮后，现场回装完毕，开启投用，振动速度降至1.9mm以下，恢复健康。

（三）由刚性变化（管道吊架松动）引起的振动

设备基本信息：三蒸馏P1003A，初顶油泵，泵结构类型为OH2中心支撑单级悬臂离心泵，转速为2980r/min，7年以上未大修。报警值为4.5mm/s，停机值为7.1mm/s。

报警及诊断分析情况：2023年11月10日，小神探巡检系统显示，三蒸馏P1003A驱动端水平振动速度值6.75mm/s，C级报警。之后11、12日两天内，振动速度逐渐上升至10.6mm/s，达到D级报警，属地13日进行停泵切换。主要特征频率均为转频。该泵振动速度突增较快，并达到D级报警，会让人产生设备内部是否突然损坏的疑问。按照正常思路，还是需要先对流量等工艺参数和现场有无松动现象进行检查。以上原因均排除后，再建议解体检查。

处理及维修情况：属地设备员反馈，查询该泵出口流量历史趋势，实际流量波动较小，且均未处于偏流状态。现场检查泵体及管线支架无松动现象，下一步计划进行大修。

2023年11月14日，现场对泵进行解体，转子拉回机修厂房进行拆卸。解体完毕，除口环发生磨损外，转子未见异常。送至厂家更换并安装口环后，现场回装。

现场回装机泵的过程中，设备员不经意间发现泵入口管线上方的悬吊架紧固螺栓螺母发生脱落，联系维保人员重新安装紧固。之后回装完毕，泵投用正常，振动速度降至2.4mm/s，恢复健康。

3结语

状态监测及故障诊断技术的发展离不开日常中设备管理人员对于设备的运行使用及运行状态的理解，同时也需要掌握一定程度设备维修技术的专业知识。掌握状态监测及故障诊断技术这一工具，能有助于设备管理人员及时排查出故障，对症下药，最后药到病除，保证设备乃至整套装置的平稳健康运行。

参考文献：

[1]杨国安.机械振动基础[M].中国石化出版社，2012.

[2]姬忠礼，邓志安，赵会军.泵和压缩机[M].石油工业出版社，2015.6.

[3]黄希贤，曹占友.泵操作与维修技术问答[M].中国石化出版社，2007.9.

第一作者简介：杨派、13478646317、116031、yangtou9165@sina.com