設備診斷技術在設備狀態維修中的作用

米建濱 銀川熱電公司 750011

設備診斷技術在設備狀態維修中的作用

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在設備管理成為企業自主行為的進程中，為確保設備持續高效正常運行，始終堅持“安全第一，預防為主，綜合治理”的剛性約束，防止設備非正常劣化，在依靠檢查、狀態監測、設備診斷技術的基礎上，逐步向以狀態維修為主的維修方式發展。

設備管理；設備診斷技術；狀態維修

1、引言

今天，現代化企業的裝備是由綜合了各種專門技術的高度復雜的成套裝置所構成。現代化的設備是資金密集的資產，尤其是大型、自動化成套裝備的價格更加昂貴。因此，人們希望設備在安裝調試合格后，盡早投入正常使用，盡快發揮效益，在使用運行過程中，要求連續正常運行。然而，設備運動過程中技術狀態的變化是不可避免的，所以，設備可用率達百分之百，故障停機損失趨于零這種設想也就難以實現。但是，要使故障發生率降低到最小限度并非不能實現。為此，研究設備的故障的發生發展規律，降低設備故障率是設備管理和維修工作的一項重要的研究內容。

2、設備管理的發展進程

2.1 設備管理與生產質量

設備管理的宗旨之一就是為保證生產質量服務。設備是現代工業生產過程中的關鍵因素，是影響生產質量的重要因素。所以，必須對生產質量尤其是“質控點”設備進行全過程的有效控制，不僅對設備運行狀態、環境、性能、可靠性、各種規章制度進行控制，還要對設備操作人員的能力、技術水平、人員的精神狀態全過程進行控制，只有在設備管理工作中對影響質量的環節得到有效的控制，生產質量才能得到保證。

2.2 設備管理與安全生產

設備管理是企業安全生產的重要保證。企業安全生產就是保證生產過程中人身和設備的安全。造成企業生產不安全的因素主要是“人—設備”這一系統的硬件和軟件。如設備的防護裝置不完整，設備結構不安全，存在缺陷；違反操作規程、超負荷使用設備，勞動組織不合理；設備維護管理不善等。所以，必須在設備一生全過程中考慮安全問題，進行安全管理。設備維修時不僅要考慮安全上的合理性，更重要的要考慮生產技術上的安全性，定期對設備尤其是功能動力設備進行安全性檢查和試驗，嚴格遵守設備的安全操作規程，經常對工作人員進行安全教育，牢固樹立“安全第一”的觀點。

2.3 設備管理與節能

企業使用的能源是由能源轉化設備、傳輸設備、用能設備所組成的系統實現的。所以，節約能源與設比及設備管理密切相關。首先，節約能源必須實行“全員管理”及能源消耗定量管理，廣泛開展節能教育，消滅設備跑、冒滴、漏等明顯浪費能源的現象；凡經檢修的設備必須恢復原有設備的性能和效率；加強全廠設備的維護保養，保持良好的技術狀態，利于節能；對能耗高、效率低的設備必須查明原因，實施技術改造措施，尤其是對耗能大戶的能源轉換設備如風機、水泵，必須及時檢修，這對提高能源利用率、節約能源有著重要意義。

2.4 設備管理與環境保護

工業企業設備是造成公害的主要污染源，它與環境污染密切相關。設備管理的內容之一，就是解決設備對環境的污染，實現無事故、無公害。設備運轉過程中，可能產生的公害有：粉塵和有害氣體、噪聲和振動、廢渣和廢液、電磁波和電離輻射。為消除污染，企業必須對有污染的設備加強管理和技術指導，并實行定期測試、定期檢查、定期維修的管理制度，環保設備必須開動在生產設備運行之前，停機在生產設備之后。

圖1 設備診斷技術的基本原理及工作程序

3、設備故障診斷技術

3.1 設備診斷技術的基本原理和工作手段

設備診斷技術的基本原理及工作程序如圖1所示，它包括信息庫和知識庫的建立，以及信號檢測、特征提取、狀態識別和預報決策等四個工作程序。信號檢測是按照不同診斷目的和對象，選擇最便于診斷的狀態信號，使用傳感器、數據采集器等技術手段，加以監測與采集。由此建立起來的是狀態信號的數據庫，屬于初始模式。特征提取是將初始模式的狀態信號通過信號處理，進行放大或壓縮、形式變換、去除噪聲干擾，以提取故障特征，形成待檢模式。狀態識別則是根據理論分析結合故障案例，并采用數據庫技術所建立起來的故障檔案庫為基準模式，再把待檢模式與基準模式進行比較和分類，即可區別設備的正常與異常。預報決策只是在經過判別后，對屬于正常狀態的可繼續監視，重復以上程序；對屬于異常狀態的，則要查明故障情況，做出趨勢分析，估計今后發展和可繼續運行的時間，以及根據問題所在提出控制措施和維修決策。按照狀態信號的物理特征，設備診斷技術的主要工作手段分為十種，如表1所示。

3.2 設備診斷技術的功能和方法

設備診斷技術是一種通過監測設備的狀態參數，發現設備異常情況，分析設備故障原因，并預測預報設備未來狀態的一種技術。其基本功能是在不拆卸或基本不拆卸設備的情況下，掌握設備運行現狀，定量地檢測和評價設備的以下狀態：設備所承受的應力、強度和性能、故障和劣化、預測設備的可靠性。在設備發生故障的情況下，對故障原因、故障部位、危險程度進行評定，并確定正確的修復方法。設備診斷技術包括以下三個環節：檢測異常；診斷故障癥狀和故障部位；掌握故障類型。因此，應用設備診斷技術，能確定設備存在的問題，及其原因和程度，可以采取最適宜的對策避免故障的發生和確定針對性修復方法，以達到維修目標準確，排除故障及時，減少修理時間，降低維修費用和停機損失，提高設備有效利用率的目的。

進行設備診斷必須有正確的方法，這就必須進行狀態監測和記錄，掌握設備從過去到現在的經歷及狀態。狀態監測與故障診斷是診斷技術的兩個組成部分，有聯系但又不相同。狀態監測主要是對設備的技術狀態進行初步識別，故障診斷則是對該狀態的進一步分析識別和判斷。所以，狀態監測是設備診斷的基礎，設備狀態監測是設備診斷技術不可缺少的組織部分。單一類型的故障，只要掌握了發生這類故障的機理和設備應力的狀態，就能比教精確地定量預測設備性能的劣化程度和故障發生的時間，從而確定預防故障的對策。但是，如果故障的出現是偶然的，故障的類型是復合的，引起故障的原因是多種多樣而又不易檢查的，則故障就會呈現明顯的隨機性，要預測這類故障的發生，就必須采用設備診斷技術，設備故障的診斷技術正是利用了電壓、電流、溫度、顏色、噪音、振動、壓力、氣味、形變、腐蝕、泄漏、磨損等表示設備技術狀態的各種特征及異常現象，對設備劣化程度與故障部位、故障類型、故障原因做出分析和判斷。設備診斷的目的在于盡可能早地發現設備的劣化現象和故障征兆，或者在故障處于輕微階段時將其檢測出來，采取有針對性的防止或消除措施，恢復和保持設備的正常性能。

表1 設備診斷技術的主要工作手段

3.3 設備診斷技術在設備狀態維修中的作用

根據1987年7月國務院頒布的《全民所有制工業交通企業設備管理條例》中，明確提出了設備管理必須以效益為中心，堅持依靠技術進步，促進生產經營發展和預防為主的方針。以效益為中心，就是要建立設備管理的良好運行機制，積極推行設備綜合管理，加強企業設備資產的優化組合，加大企業設備資產的更新改造力度，挖掘人才資源，確保企業固定資產的保值增值。堅持依靠技術進步，一是要適時用新設備替換老設備；二是運用高新技術對老舊設備進行改造；三是推廣設備診斷技術、計算機輔助管理技術等管理新手段。

近年來，設備診斷技術與對人體進行的健康檢查、癥狀診斷是十分相似的，就是對設備進行的定期檢查，設備的定期檢查是針對實施預防維修的生產設備在一定時期內所進行的較為全面的一般性檢查，檢查方法多靠主觀觀感覺與經驗，目的在于保持設備的規定性能和正常運轉。而狀態監測是以關鍵的重要的設備為主要對象，檢測的范圍較定期檢查小，要使用專門的檢測儀器針對事先確定的監測點進行間斷或連續的監測檢查，目的在于定量地掌握設備的異常征兆和劣化的動態參數，判斷設備的技術狀態及損傷部位和原因，針對設備的劣化部位及程度，在故障發生前，適時地進行設備狀態監測維修，排除故障隱患，恢復設備的功能和精度。設備狀態監測是設備診斷技術的具體實施，是一種掌握設備動態特性的檢查技術，也是實施設備狀態維修的基礎。傳統的修理周期結構必須隨科技的發展、不同的設備結構特點進行改革。為此，提倡狀態維修，特別是結構復雜的現代化設備，充分利用潛在故障已經發生并在其轉變成為功能性故障之前的這段時間做好狀態監測，針對故障前兆，實施狀態維修，可使維修工作量和維修費用大幅度地降低，實現少投入多產出的理想效果。同時也減少了因機械故障引起的災害，增加了設備運轉時間，縮短了維修時間，提高了生產效率和維修質量。

4、結束語

以可靠性為中心的狀態監測診斷技術，在保證在用設備應具有的良好性能、精度、生產效率、安全、環境保護和能源消耗的技術狀態中，起到有效延緩設備劣化過程的發展，科學預防和減少故障的發生，使設備處于良好的技術狀態的作用，同時，還應制定操作規程與管理制度并貫徹執行，做好檢查、維修記錄，積累各項原始數據，進行統計分析，探索故障的發生規律，以采取有效措施控制故障的發生，保持設備的狀態良好。所以，努力把握現代企業的發展趨勢，結合具體情況探索設備管理的基本原理和方法，對提升企業設備管理水平，增強企業競爭能力，提高企業經濟效益都具有重要的現實意義。

[1] 趙艷萍，姚冠新，陳駿.設備管理與維修.北京：化學工業出版社.2008.