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摘要：机械设备在现代的化工生产行业中占有极其重要的地位，机械设备的故障会对化工生产正常的运行造成恶劣的影响，严重损害国家和企业的经济利益，因此，针对化工设备运行的准确、高效、实时状态诊断及分析系统都已建立。本文旨在对化工机械设备进行概述的基础上，分析设备 状态诊断及分析的作用，阐述设备状态诊断及分析所运用的技术和方法。
关键词：化工；机械；设备状态；诊断；应用
化工机械在现代化工行业中是化学工业生产中所用机器和设备的总称，地位十分重要，化工生产中要将原料加工成一定规格的成品，必须对原料进行预处理、化学反应以及产物分离和提炼等操作，这些过程所用的机械被划归为化工机械。目前的工业生产已经向大型化、集成化和精细化方向 发展，其整体实际上是一个极为复杂的大系统，如果运行中出现故障，并且没有得到很好的解决，就会导致整个运行系统重大事故的发生，所以对化工机械设备状态的诊断与分析在整个化工生产过程中极为关键。机械设备状态的诊断与研究就是通过设备诊断了解和掌握设备在使用过程中的 状态，给机械设备进行“体检”或“看病”，确定其整体或局部是正常或异常，并且对机械设备进行管理，及时发现故障征兆以及导致故障的原因。
一、化工机械设备概述
1.分类
通常，化工机械分为两类：1）化工机器：主要的作用部件是运动的机械，如破碎机、过滤机、旋转窑、离心分离机、旋转干燥机、流体输送机及搅拌机等；2）化工设备：主要的作用部件静止或极少运动的机械，如各类容器（罐、槽、釜等）、塔器、换热器、反应器、蒸发器、普通干燥器 、普通窑、电解槽、反应炉、传质设备、结晶设备、流态化设备、吸附设备、离子设备以及普通分离设备等。化工机械的划分方式并不严格，在化工部门常将许多用于流体输送的机械（如泵、风机及压缩机等）称作化工机械，同时它们还是其它工业生产中通用的机械。近代的化工机械设计 及制造，不仅仅依赖机械工程、材料工程的发展，更与化学工艺及化学工程的发展密切相关。
2.性能
化工产品的质量、成本和产量，很大程度上都决定于化工机械完善的程度，但化工机械自身的特点须能够适应化工生产过程中常遇到的高温、高压、易燃、易爆、高真空、超低压以及强腐蚀性等特殊环境条件。近代化学工业对化工机械提出了更高的要求：能够连续运转且安全可靠，在一定 的操作条件下具有满足要求的机械强度，耐腐蚀性能优良，密封性好，效率高且能耗低。
3.特点
在进行化学生产的工厂中，化工机械是不可或缺的生产装备，其区别于其它机械的显著特点包括：
（1）涉及多种多样的能量形式，不同种类能量间的相互转换过程也颇为复杂，其中常见能量形式为化学能、机械能、热能以及电磁能；
（2）工质的性质多变，如工质的组成、组分及相态等变化多端；
（3）运行工况域非常宽阔，操作参数也比较特殊，如高、低温，高、低压，高、低粘度，高、低转速等；
（4）为广泛适应不同化学性质对其的要求，化工机械装备的特殊结构千变万化。
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二、化工机械设备状态诊断和分析的主要内容
化工机械设备状态诊断包括诊断设备状态和诊断设备故障现象两种含义，诊断设备状态的目的是进行预防性检修，是由机械设备运行现状推断未来的状态，发现故障的征兆；这段设备故障现象的目的是更好地对机械设备故障进行修复，是通过分析故障的原因来找出消除故障的措施。机械设 备的状态诊断主要包括选择特征信号、通过获取的特征信号判断是否存在故障、根据设备状态和故障征兆深入分析、根据深入分析的结果寻找相应的对策四项内容。
在选择特征信号时，应正确选择与设备故障征兆、状态有关的特征信号，保证测取的信号包含设备故障有关的征兆或状态的信息；设备的故障判断是一项技术含量较高的工作，一般直接根据获得的特征信号直接判断是否存在故障较为困难，因而，在获取特征信号后通常需要根据信号分析理 论、控制理论等相关理论和方法，并通过一定的试验，对获取的特征信号进行处理，提取其中的有用信息，包括结构的物理参数、模态参数、设备工作性能，如耗油率、工作转速及信号统计特性和其他特征量，进而判断设备状态；对设备状态和故障征兆的深入分析不仅可识别出设备的故障 倾向，还可通过分析得知故障的位置、类型、原因、趋势等；通过深入分析得知设备运行的故障倾向或故障的位置、原因后，可根据分析的结果采取相应的措施对设备进行调整、维修，消除故障隐患，减少事故发生的风险，促使机械设备安全、高效地发挥其性能。
确定故障与特征信号之间的关系是保障诊断准确性的关系，但由于在实践中故障与特征信号之间的关系并不是一一对应的，存在着同一故障可能表现出不同征兆信号而同一种征兆信号可能由不同的故障引起，因而化工机械设备状态诊断中，诊断人员应当熟练掌握不同设备的各种故障征兆与 故障起因间关系的规律，以最大限度地提高诊断分析的准确性。另外，故障有时可能是间歇性出现的，各种监测仪表的质量和性能也会直接影响到诊断的结果，因此，应尽可能地保证监测仪表的可靠性。
三、 化工机械设备状态诊断与分析的方法
1.齿轮故障诊断方法
现代机械设备样式繁多，由于齿轮转动结构紧凑、使用效率高、使用的寿命长，并且其工作具有可靠、维修方便的特点，所以在运动、动力传递、速度变更等方面得到了广泛的应用，但同时这个方法也存在两个严重问题，一是噪声和振动的传递方式大，二是当材质、装配、制造工艺、热处 理等没在理想的状态下运行时就会诱发机器故障，所以齿轮运行状态的诊断是个复杂的过程。4.2、化工机械设备状态诊断的简易方法
简易诊断方法，通常采用便携式测振仪拾取信号，并直接由信号的参数或统计量组成指标，根据分析来判定设备是否正常，所以，简易诊断用在设备状态检测中，有方法简单易行、投资少，见效快的优点，可作为再次诊断的基础，因此受到广泛的欢迎和重视。
2.功率谱的三种频结构及其对应原因
（1）线状谱，主要是齿轮的啮合频率及运动产生的谐波频率；
（2）山状谱，主要是结构共振的频率，如齿轮轴横向的振动产生的固有频率；
（3）随机谱，主要是随机振动产生的振动信号。
运行正常的齿轮功率谱可能同时有以上三种频率结构，幅值都相对小，随着齿轮发生故障，其线状谱的幅值部分会上升，功率谱分析在齿轮故障的诊断中，功率谱分析的作用越来越大，由于其对点蚀，大面积磨损等均匀故障有明显分析效果，因此成为故障诊断和振动监测的信号处理技术中 应用最广的技术。
结束语
化工机械比起其他机械其涉及的能量形式更为多样，能量形式间的转换也更为复杂，同时工质的性质多变、运行工况域宽阔、操作参数特殊，加之现代化工机械设备集成化程度的提高，其运行状态的诊断和分析也更为复杂，在实际工作中应加强化工机械设备状态的诊断和分析，利用多种方 法对设备的运行状态进行判断，消除故障隐患或排除故障，从而保证生产的安全稳定。
参考文献：
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[4] 刘香正.浅谈化工机械设备状态的诊断与分析[J].黑龙江科技信息，2011（30）.
论文作者:徐文强
论文发表刊物:《基层建设》2015年8期
论文发表时间:2016/9/1
标签：故障论文; 设备论文; 状态论文; 机械设备论文; 化工论文; 信号论文; 征兆论文; 《基层建设》2015年8期论文;