水泥廠設備狀態檢測中心的建立及運行效果

孫亮

1 引言

近年來，我公司各水泥熟料生產線設備均發生過不同程度的突發事故，造成了較大經濟損失，粗放型的設備管理模式已不適用于如今各類先進設備的管理。建立設備狀態檢測中心，運用新型設備監測工具，精密監測設備的運行狀態，查找設備隱患，可以準確把握設備檢修的周期，預防設備事故的發生。

2 設備狀態檢測方法

針對我公司不同種類的關鍵主機設備及其易發生的不同類型的設備故障，設備狀態檢測中心配備了專用監測設備，實現了對各類高精尖設備運轉狀態的精密監測和故障診斷。

2.1 振動檢測與故障診斷

減速機斷齒和軸承損壞是我公司發生次數最多的設備事故。以往都是崗位員工巡檢時，通過人工辨聽軸承有無異響或者通過簡單的測溫儀和測振儀對齒輪和軸承運行狀況進行判斷，檢測精度較低，很多齒輪和軸承隱患都沒有被發現，從而導致突發事故較多。針對此問題，我公司引進了現場動平衡儀和便攜式測振儀，對各類旋轉設備的振動情況進行檢測，并對振動情況進行頻譜分析，取得了良好效果。一年來，累計發現齒輪磨損、斷齒及軸承故障35次，通過預防性停機檢修，避免了重大設備事故的發生[1]。

2.2 旋轉機械動平衡檢測和調整

運行不平衡是各種旋轉機械運行中普遍存在的故障。風機和輥磨選粉機運行過程中，葉輪和選粉機葉片磨損、結構設計不合理、制造和安裝精度差、材料不均勻、受熱不均勻等，都會導致旋轉機械發生運行不平衡故障。運行不平衡將會使機器產生振動，當振動超過一定程度時，會對軸承等機械零部件造成損害。我公司生料輥磨循環風機就曾發生過，因風機運行不平衡導致的負荷端軸承損壞事故。以往我公司均是請專業廠家到現場對風機、選粉機等進行動平衡檢測和調整，費用高且不及時。為此，我公司引進了現場動平衡檢測調整儀器，組織專業人員學習掌握其使用方法，并在實際工作中加以運用，取得了良好效果。

2.3 設備找正

對于電機、減速機、泵機等旋轉機械來說，聯軸器對中至關重要。機械設備對中不良，往往會造成聯軸器、機械密封件、軸承等部件損壞，從而造成停機。我公司篦冷機風機曾因聯軸器安裝找正不到位，導致開機后電機負荷端軸承損壞。余熱發電水泵也曾因安裝不到位，發生過多起機械密封損壞事故。因此，一次良好的對中找正，不僅可以保證機器的正常運行，同時也可降低維修成本，避免零部件的損耗。我公司引進激光對中儀進行軸對中檢測后，大幅度提高了對中精度，找正精度可達到0.01mm，有效消除了對中不良對設備安全運行的影響。

2.4 超聲無損檢測

水泥行業對各類鑄鍛件的使用較多，如回轉窯筒體、大齒圈、輪帶和托輪，輥磨磨輥輥套和磨盤襯板等。如果鑄鍛件在加工過程中存在裂紋、砂眼、氣孔、夾渣等內部缺陷，將嚴重影響其使用壽命，極易發生開裂等突發設備事故。我公司指派專人外出學習超聲無損檢測技術，并引入超聲波探傷儀，用于對新購買備件的質量驗收和使用過程中的各類鑄鍛件的內部結構變化趨勢檢測等。自超聲波探傷儀投入使用以來，累計發現水泥磨中空軸內部開裂、回轉窯大齒圈內部開裂等各類隱患8起，有效預防了重大事故的突發。

2.5 油品檢測

采用水分測定儀、酸值測定儀、運動粘度測定儀、污染度測定儀、機械雜質測定儀、分析式鐵譜儀對設備潤滑油進行理化指標檢測。

我公司發生的各類減速機、軸承類故障，多數是因潤滑不良引起異常磨損所導致的。例如，對于減速機來說，潤滑油粘度降低，會導致齒輪表面無法形成良好的油膜，進而加劇齒輪的磨損；對于液壓系統來說，潤滑油污染度過高，會堵塞管路，造成系統癱瘓。因此，做好設備潤滑和潤滑油檢測工作，明確正在使用的潤滑油是否符合相關使用標準，是減少設備磨損、提高設備工作效率和工作精度，防止和減少設備事故，延長設備維修周期和使用壽命的有效措施[2]。為此，我公司投入了大量資金，用于引進各類油品檢測儀器，取得了良好檢測效果。通過油品檢測，可以準確獲得油品的性能參數及設備的潤滑狀態和磨損情況，給出維修建議，實現以下三大目標：

（1）通過化驗潤滑油的粘度、水分、酸值、機械雜質、污染度等各項理化指標，判斷現有潤滑油氧化、劣化程度，確定其性能是否能夠滿足設備潤滑要求。

（2）通過檢測油品中的磨損顆粒，并結合所得數據信息，分析設備零部件的磨損機理、磨損部位及磨損原因，預測磨損發展趨勢，提出預防性維修建議，避免突發停機事故。

（3）根據潤滑油檢測結果，制定合理換油周期，避免過度換油造成的資金浪費或未及時換油造成的設備潤滑不良。眾所周知，定期換油是設備潤滑管理的主要手段。通過定期換油，可有效防止設備突然失效，減少非計劃停機，但受諸多因素影響，潤滑油供應商與設備廠家建議的換油周期，往往并不一定是最合理的換油周期，而僅根據現場檢修人員的經驗也不能準確判斷換油周期。因此，通過科學的油品檢測，并輔以人工經驗判斷等，是決定換油周期的最佳方法。

2.6 金屬和橡膠硬度檢測

硬度是衡量材料軟硬程度的一項重要性能指標。對于水泥行業來說，礦渣輥磨和生料輥磨磨輥輥套和磨盤襯板的表面硬度一般要求在HRC55以上，表面硬度越高，耐磨性越好，使用壽命越長。輥套和襯板磨損后需進行堆焊修復，堆焊后的表面硬度值是評定磨輥堆焊質量的重要指標。在水泥礦山破碎設備中，減速機齒面的表面硬度，也是體現設備質量的重要指標之一，如我廠圓錐破碎機小齒輪調質硬度，須在HB215～HB249之間。

對鋼絲膠帶提升機和皮帶機等設備而言，皮帶的表面硬度也同樣重要。隨著橡膠的老化，膠帶的表面硬度會變高，繼而出現膠帶打滑、跑偏、纖維斷裂等情況。特別是鋼絲膠帶提升機，若膠帶表面邵氏硬度＞90，則極易發生膠帶開裂甚至斷裂事故。我公司熟料生產線因物料溫度過高，導致入窯鋼絲膠帶提升機膠帶表面硬度持續升高，由于沒有相關專業工具對膠帶硬度進行實時監測，2012年10月膠帶斷裂，導致我公司熟料生產線停機7d，造成了嚴重的經濟損失。鑒于此，我公司引進了金屬硬度測定儀、超聲波硬度計和橡膠硬度測定儀，對膠帶硬度進行常規性檢查，及時更換硬度超標的膠帶，有效避免了嚴重事故的發生。

2.7 技術人才培養

為正確分析處理各種設備問題，提供良好的設備信息，有效執行維修計劃，需積累大量設備數據和相關知識。

狀態檢測中心著重培養專業設備振動分析師。要求分析師利用日常工作和檢修工作時間，收集設備參數和工藝數據以及歷史維修數據，查看振動頻譜的通頻值和頻率，解調譜圖和時間波形；評估各個測點的數據，進行趨勢分析，收集現場工藝數據；最后對收集到的所有數據和資料進行組合邏輯和實證思維，得到一個或多個診斷結論和適當的維修建議。

此外，為了提升公司整體設備管理工作水平，增強巡檢技術人員故障診斷能力，我公司每年對班組長以上人員組織1次培訓。培訓內容包括機械振動常識、設備振動機理、公司常見設備故障、日常點檢方法、設備潤滑管理注意事項等設備管理手段。培訓后，職工增長了設備維護和故障診斷方面的知識，提高了發現問題、分析問題、解決問題和維護設備的能力。

3 工作成效

設備狀態檢測中心的建立創新了我公司設備管理手段，在預防設備故障和降低生產成本方面貢獻突出。

（1）自設備狀態檢測中心建立以來，先后進行了礦渣輥磨和生料輥磨選粉機現場動平衡調整、熟料生產線循環風機現場動平衡調整、熟料生產線煤磨主排風機安裝和生料輥磨主減速機對輪找正、球磨機中空軸探傷檢查、余熱發電汽輪機軸承振動檢測等調整測試工作，提前發現和排除了一大批設備隱患，有效預防了設備事故的發生，帶來了可觀的經濟效益。僅動平衡檢測調整一項工作，每年可為公司節約資金20余萬元。

（2）通過對設備運行狀況的精密監測和診斷，實現了設備有計劃的維修。定期監測設備的振動信號、溫度等參數，可以減少關鍵設備的非計劃停機，從而降低維護成本，減少生產損失。

（3）改變潤滑油更換標準。由原來的依靠設備使用說明書和潤滑油廠家意見進行換油，改變為通過油品科學檢測結果，自主決定換油周期。

4 結語

我公司建立設備狀態檢測中心后，實現了從依靠經驗到依據新型科技手段，對設備運行狀況精密、全方位監控的轉變，不僅提高了設備運行的安全系數，同時大大降低了職工的勞動強度。通過建立設備狀態檢測中心能夠提高設備運轉效率、預知預判設備故障、實現預防性檢修、制定合理的設備換油周期、節省潤滑油使用費用，實現設備狀態檢測的自動化，提高設備維護管理水平，降低企業生產成本，提高企業經濟效益。