大型旋转机械状态监测与故障诊断常用图谱简介

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　　常规图谱

　　常规图谱(又称稳态图，不含开停车信息)。

　　1. 机组总貌图
　　显示机组总貌，查看探头的位置及位号。

　　2. 单值棒图
　　显示实时振动值，并可知低报、高报警值及转速。

　　3. 多值棒图
　　显示实时通频值及各主要振动分量的振动值，可大致了解机组运行是否正常。

　　① 通频值
　　通频值即总振动值，为各频率下振动分量相互迭加后的总和。

　　② 一倍频
　　又称基频、工频，为转子实际工作转速的频率，f=n/60Hz;转子动不平衡、轴承工作不良、热态对中不良等均会引起一倍频增大，发生概率依次降低。

　　③ 二倍频
　　二倍工频，转子热态对中不良、裂纹、松动等都会引起二倍频增大，主要是对中不良。

　　④ 0.5倍频
　　0.5倍工频，油膜失稳会引起该频率段增大，轴承工作不良(如间隙、紧力、接触、摇摆、油档等)也会引起该段频率增大;旋转失速(喘振的先兆)的频率为(0.4~0.8)倍工频，也有可能。

　　⑤ 可选频段
　　用户根据机组的特点，自己定义的频段。

　　⑥ 残余量
　　剩余频率成分振动分量的总和。该部分振值高时，转子有可能发生摩擦、气流脉动等。

　　正常运转状态下的多值棒图通常是，一倍频最大，二倍频小于一倍频的一半，0.5倍频微量或无，残余量不大。

　　4. 波形图
　　显示通频振动位移(总振值)与时间(周期)的关系，又称幅值时域图。在正常的状态下，波形图应为较平滑的正弦波，且重复性好。
　　  · 动不平衡时，在一个周期内为典型的正弦波;
　　  · 中不良时，在一个周期内为波峰翻倍，波形光滑、稳定、重复性好;
　　  · 摩擦时，波峰多，波形毛糙、不稳定、或有削波;
　　  · 自激振荡(油膜涡动，旋转脱离)时，波形杂乱、重复性差、波动性大。

　　5. 频谱图
　　显示了在各振动分量的频率及其振幅值。横坐标可选择“阶比”或“频率”，一般用阶比。各种频率所对应的故障可参照前面在多值棒图中的介绍。

　　正常运转状态下的频频图通常是，一倍频最大，二倍频次之、约小于一倍频的一半，三倍频、四倍频…x倍频逐步参差递减，低频(即小于一倍频的成份)微量。看图谱不能就图看图，一定要与历史和正常运转下的频谱图相比较，查找那些频率成份发生了变化，变化的倍率有多大。

　　6. 轴心轨迹图
　　显示转子轴心相对于轴承座涡动运动的轨迹。有原始、提纯、平均、一倍频、二倍频等轴心轨迹，主要看提纯。在正常的情况下，轴心轨迹为一椭圆形。若轴心轨迹的形状、大小重复性好，则表明转子是稳定的。
　　  · 对中不良时，为香蕉状，严重时为8字形;
　　  · 摩擦时，多处出现锯齿尖角或小环;
　　  · 瓦块安装间隙相互偏差较大时，会出现明显的凸起状。
　　  · 油膜涡动时，大圈套小圈。

　　7. 振动趋势图
　　显示振幅及相位与时间的关系。从振动趋势图可以看到异常振动的起始时间、持续时间、终止时间，依此查看DCS，查找机组的运行参数有无发生重大变化，从而确定故障的真伪。还可以通过选择框，看到各探头的间隙电压趋势，从而确定一次仪表本身有无故障。并且可以更清晰地看到工频、二倍频、0.5倍频等主要频率成份幅值变化的形态，从而进行故障类型、程度、趋势的诊断。

　　依次看各振动分量的趋势图，查找变化量最大的频率成分，从而确定故障类型。例如，看一倍频有无变化，能否回到原正常值，是否发生突变(含相位)。若不能回到原正常值，则为动不平衡;若突变，则为转子损伤;若变化缓慢，则为转子结垢(如催化剂粘结)。

　　看异常振动分量的变化倍率，从而确定故障的程度，进而确定是否停机。例如，对动不平衡，若超出正常值的一倍，应引起重视，但仍可监视运行;若超出2.5倍，或为继续上升的趋势，则应尽快组织停机抢修。对伴有低频分量引起的轴承工作不良，则应根据波动的间隔时间、波动量的大小、能否回到原正常值作出判断。

　　8. 过程振动趋势图
　　显示转子轴位移及机组的过程参数与时间的关系。机组的过程参数，如进出口压力、温度及流量、油温、瓦温等，对故障诊断是有帮助的。轴位移发生变化时应该与转子的轴向力(由进、出口压差、流量、分子量、是否带液等决定)及推力轴承瓦温综合判断。

　　9. 极坐标图
　　各振动分量的幅值及相位随时间变化的统计结果，亦称可接受区域图。散布集中、相位稳定时，好;散布区域增大、相位改变时，应引起重视。

　　10. 轴心位置图
　　在忽略振动的情况下，显示轴心相对与轴承中心的稳态位置。可以看出轴承的偏位角、偏心距、最小油膜的厚度，从而判断转子运行是否平稳。

　　11. 全息谱图
　　全面反映转子在同一轴承处主要振动分量的振幅、相位、频率信息。全息谱图实际上是将两个相互垂直的同一阶次频率谐波合成后的轨迹图集合在一起，对分析较疑难的故障作用更加明显。

　　正常运转状态下，全息谱图中的轨迹为椭圆。若轨迹为正圆或接近为正圆，则表明两个相互垂直方向上的振动幅值相同、相位差为90°或幅值相近、相位差很接近90°;若轨迹为斜直线或接近为斜直线，则表明两方向振动相位相同或非常接近;若轨迹为水平线或垂直线，则表明水平或垂直方向上的振动分量要比另一方向大得多。

　　启停机图谱

　　启停机图谱又称瞬态图，仅分析启停机过程中的状况。

　　1. 转速时间图
　　显示开停机过程中，转速变化与时间的关系。

　　2. Nyquist图
　　把开停机过程中振幅与相位随转速变化关系用极坐标的形式表示出来，又称极坐标图，或奈奎斯特图。通过最大振幅，可以看见转子的实际临界转速，通过有无小圈，可以看到转子以外的元件振动，如管道、联轴节、机壳、基础等对转子产生的谐振作用。

　　3. 波德图
　　显示转子振幅和相位随转速变化的关系曲线。可以看出临界转速，计算出动态放大倍数，估算出系统阻尼。

　　4. 频谱瀑布图(级联图)
　　显示转子在各种转速(或时间)下的频谱变化。通常表示：X轴——频率;Y轴——振幅;Z轴——时间或转速间隔。

　　本文内容摘录自新浪林夕舞的博客

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这是之前创为实S8000系统的图谱介绍