正確識別轉動設備軸承金屬溫度異常及軸承故障

龐喜(中海油東方石化有限責任公司運行五部，海南 東方 572600)

正確識別轉動設備軸承金屬溫度異常及軸承故障

龐喜(中海油東方石化有限責任公司運行五部，海南 東方 572600)

在機組運行中，由于設備運行負荷較大，很容易受到客觀因素影響出現故障問題，尤其是軸承溫度保護誤動問題，對于轉動設備帶來的磨損、老化問題十分嚴重，縮短設備使用壽命。對轉動設備軸承故障異常情況分析，通過熱電阻法來檢測溫度異常。本文就此展開分析，客觀闡述設備軸承金屬溫度異常特征，為后續研究提供參考依據。

轉動設備；軸承故障；金屬溫度；異常

在發電機組設備運行中，軸承故障問題較為常見，主要是由于軸承長期摩擦導致軸承金屬溫度異常，加劇設備磨損、老化。故此，為了確保轉動設備可以安全穩定運行，應該設立監視測點觀察設備運行情況，將軸承溫度作為一個主要觀測指標，以此來判斷轉動設備軸承是否存在故障問題，為后續設備故障維修提供參考依據。如何能夠有效通過測量來判斷轉動設備軸承故障問題，將正確的設備故障診斷作為首要前提，為后續工作開展提供參考。由此看來，加強轉動設備軸承故障研究十分有必要，把握故障問題出現的原因，對于后續維修工作具有一定參考價值。

1 溫度測量異常故障的識別

對于設備軸承金屬溫度異常的故障檢測方法較為多樣，但是現場實際使用過程中常用“熱電阻法”來測量。采用熱電阻法進行溫度測量，主要是通過觀察溫度變化的同時，電阻變化特征，憑借電阻測量感溫元件電阻測量來了解具體的被測溫度。熱電阻測溫元件使用的鉑絲在拉制中，可能由于先天缺陷存在拉力不均的問題，或是涂抹絕緣材料時不均勻現象出現[1]。熱電阻測溫元件多數是選擇雙線并繞，這樣可以有效消除電感效應，但同時也會在并繞過程中產生新的絕緣損壞現象，繞制后同傳導引線焊接在一起，可能存在不同程度上的質量缺陷問題。盡管測溫元件的生產中開始大力推行自動化生產技術，降低熱電阻測溫元件先天性缺陷幾率，但是伴隨著熱電阻測溫元件逐漸微型化發展，原有的缺陷難以有效消除。

在軸承金屬溫度測量中，為了可以實現遠程測量，需要將原本軸瓦中的測點轉移到集控室，這樣可能受到不可預計因素影響到正常測量工作開展。首先，應該確保布線位置更加隱蔽，同時避免后續設別檢修存在誤碰可能性，為后續檢修工作提供便捷。引線可以用線卡固定處理，盡可能避免對導線帶來損傷，同時充分考慮接觸電阻和導線焊接質量對于熱電阻測量帶來的影響。在長期運行中，可能由于油液的浸泡，導致絕緣材料磨損、老化，焊接點可能出現接觸不良的問題，影響到故障檢測準確度。此外，為了避免其他客觀因素帶來干擾，應該選擇屏蔽導線，在運行中可能存在絕緣損壞和屏蔽層損壞的問題，影響線路的接地效果。

傳輸導線從軸承箱引出后，經過的區域較多，這些區域的端子接觸電阻同樣會反映在溫度總會路電阻中，如果某一處存在線路接觸不良的問題，最終反應得到的溫度是較高的。需要注意的是，由于外熱電阻傳輸導線自身特性，很容易受到外力磁場影響，影響到測量結果準確性。

熱電阻法溫度測量將收集得到的信號轉換成不平衡的電壓信號，但是由于軸瓦與集控室之間的距離較長，所以傳輸導線可能受到外部環境變化影響，導致電阻值發生改變，影響最終的測量結果。基于此，為了有效改善此類問題，在使用電橋法測量中，測溫元件引出點采用三線制，分別連接在電橋兩個橋臂上，可以有效避免傳輸導線受到環境溫度變化帶來的影響，如果兩側線路電阻之不一致，可以將線路電阻配足到規定值。同時，人工配制的線路電阻質量和精度同樣會影響到最終測量結果精準度[2]。

2 軸承故障的識別

在機組中運用的軸承可以大致分為滑動軸承和滾動軸承兩種，其中滑動軸承主要是通過配置供油系統實現對機組的冷卻處理，滾動軸承定期更換油脂即可有效改善軸承的潤滑問題。盡管兩種軸承結構存在一定的相似之處，但是在溫度測量方面存在的故障特征卻存在明顯的差異。鎢金軸瓦故障問題較為常見，主要表現為燒瓦和龜裂。其中燒瓦故障在初期，軸瓦溫度持續升高，并不會導致烏金融化，但是溫度持續升高卻不能冷卻，影響到烏金原有硬度和強度，軸頸和烏金發生摩擦，很容易造成烏金粘連現象出現，原有油膜被破壞，摩擦力增加，溫度持續升高。而龜裂問題是由于長時間的使用，瓦面上出現不同程度上的裂紋，甚至烏金裂成多個碎塊。

滑動軸承金屬溫度變化和滾動軸承故障種類較為多樣，溫度變化應該符合傳熱學、能量守恒和轉子動力學要求，軸承發熱量通過軸承的承載、潤滑和轉速存在著密切聯系，散熱是一種自然散熱狀態，溫度的變化和發熱量與撒熱量平衡存在聯系，由于溫度變化規律滑動軸承存在相似之處，所以故障早期可能存在較為強烈的振動故障問題[3]。

設備故障和測量設備故障特征存在明顯的區別，軸承出現故障問題時金屬溫度變化規律同溫度測量系統故障變化規律不同，主要表現在相對變化幅度不同，變化周期不同和變化速率不同等方面。其中相對變化幅度不同，軸承故障相對變化幅度要遠遠小于測量系統故障相對變化幅度，尤其是在系統出現短路故障問題時，變化幅度更大。變化周期不同，軸承故障除非進行人工干預，多數情況下是不存在周期變化，是不可逆的；如果進行人工干預，溫度將回歸正常，不會發生周期變化；測量系統故障變化頻率高，變化周期不穩定。

3 結語

綜上所述，為了確保轉動設備可以安全穩定運行，應該設立監視測點觀察設備運行情況，將軸承溫度作為一個主要觀測指標，以此來判斷轉動設備軸承是否存在故障問題，為后續設備故障維修提供參考依據。

[1]安學利,蔣東翔,陳杰等.基于ITD和LS-SVM的風力發電機組軸承故障診斷[J].電力自動化設備,2014,31(9):10-13.

[2]倪定.轉動設備軸承金屬溫度異常的診斷[J].熱力透平, 2014,37(4):271-274.

[3]朱永華.淺談引起電廠鍋爐轉動設備潤滑故障發生的原因[J].石河子科技,2015,22(4):52-53.

龐喜（1988-），男（漢），助理工程師、本科、研究方向：化工設備管理。