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技術文章

大型旋轉設備狀態監測與故障診斷常用圖譜簡介
常規圖譜（又稱穩態圖，不含開停車信息）。

1. 機組總貌圖
     顯示機組總貌，查看探頭的位置及位號。

2. 單值棒圖
     顯示實時振動值，并可知低報、高報警值及轉速。

3. 多值棒圖
     顯示實時通頻值及各主要振動分量的振動值，可大致了解機組運行是否正常。

① 通頻值
     通頻值即總振動值，為各頻率下振動分量相互迭加后的總和。

② 一倍頻
     又稱基頻、工頻，為轉子實際工作轉速的頻率，f=n/60Hz；轉子動不平衡、軸承工作**、熱態對中**等均會引起一倍頻增大，發生概率依次降低。

③ 二倍頻
     二倍工頻，轉子熱態對中**、裂紋、松動等都會引起二倍頻增大，主要是對中**。

④ 0.5倍頻
     0.5倍工頻，油膜失穩會引起該頻率段增大，軸承工作**（如間隙、緊力、接觸、搖擺、油檔等）也會引起該段頻率增大；旋轉失速（喘振的先兆）的頻率為(0.4~0.8)倍工頻，也有可能。

⑤ 可選頻段
     用戶根據機組的特點，自己定義的頻段。

⑥ 殘余量
     剩余頻率成分振動分量的總和。該部分振值高時，轉子有可能發生摩擦、氣流脈動等。

     正常運轉狀態下的多值棒圖通常是，一倍頻*大，二倍頻小于一倍頻的一半，0.5倍頻微量或無，殘余量不大。

4. 波形圖
     顯示通頻振動位移（總振值）與時間(周期)的關系，又稱幅值時域圖。在正常的狀態下，波形圖應為較平滑的正弦波，且重復性好。
動不平衡時，在一個周期內為典型的正弦波；
中**時，在一個周期內為波峰翻倍，波形光滑、穩定、重復性好；
摩擦時，波峰多，波形毛糙、不穩定、或有削波；
自激振蕩（油膜渦動，旋轉脫離）時，波形雜亂、重復性差、波動性大。

5. 頻譜圖
     顯示了在各振動分量的頻率及其振幅值。橫坐標可選擇“階比”或“頻率”，一般用階比。各種頻率所對應的故障可參照前面在多值棒圖中的介紹。

     正常運轉狀態下的頻頻圖通常是，一倍頻*大，二倍頻次之、約小于一倍頻的一半，三倍頻、四倍頻…x倍頻逐步參差遞減，低頻（即小于一倍頻的成份）微量。看圖譜不能就圖看圖，一定要與歷史和正常運轉下的頻譜圖相比較，查找那些頻率成份發生了變化，變化的倍率有多大。

6. 軸心軌跡圖
     顯示轉子軸心相對于軸承座渦動運動的軌跡。有原始、提純、平均、一倍頻、二倍頻等軸心軌跡，主要看提純。在正常的情況下，軸心軌跡為一橢圓形。若軸心軌跡的形狀、大小重復性好，則表明轉子是穩定的。
對中**時，為香蕉狀，嚴重時為8字形；摩擦時，多處出現鋸齒尖角或小環；瓦塊安裝間隙相互偏差較大時，會出現明顯的凸起狀。油膜渦動時，大圈套小圈。

7. 振動趨勢圖
     顯示振幅及相位與時間的關系。從振動趨勢圖可以看到異常振動的起始時間、持續時間、終止時間，依此查看DCS，查找機組的運行參數有無發生重大變化，從而確定故障的真偽。還可以通過選擇框，看到各探頭的間隙電壓趨勢，從而確定一次儀表本身有無故障。并且可以更清晰地看到工頻、二倍頻、0.5倍頻等主要頻率成份幅值變化的形態，從而進行故障類型、程度、趨勢的診斷。

     依次看各振動分量的趨勢圖，查找變化量*大的頻率成分，從而確定故障類型。例如，看一倍頻有無變化，能否回到原正常值，是否發生突變（含相位）。若不能回到原正常值，則為動不平衡；若突變，則為轉子損傷；若變化緩慢，則為轉子結垢（如催化劑粘結）。

     看異常振動分量的變化倍率，從而確定故障的程度，進而確定是否停機。例如，對動不平衡，若超出正常值的一倍，應引起重視，但仍可監視運行；若超出2.5倍，或為繼續上升的趨勢，則應盡快組織停機搶修。對伴有低頻分量引起的軸承工作**，則應根據波動的間隔時間、波動量的大小、能否回到原正常值作出判斷。

8. 過程振動趨勢圖
     顯示轉子軸位移及機組的過程參數與時間的關系。機組的過程參數，如進出口壓力、溫度及流量、油溫、瓦溫等，對故障診斷是有幫助的。軸位移發生變化時應該與轉子的軸向力（由進、出口壓差、流量、分子量、是否帶液等決定）及推力軸承瓦溫綜合判斷。

9. 極坐標圖
     各振動分量的幅值及相位隨時間變化的統計結果，亦稱可接受區域圖。散布集中、相位穩定時，好；散布區域增大、相位改變時，應引起重視。

10. 軸心位置圖
     在忽略振動的情況下，顯示軸心相對與軸承中心的穩態位置。可以看出軸承的偏位角、偏心距、*小油膜的厚度，從而判斷轉子運行是否平穩。

11. 全息譜圖
     **反映轉子在同一軸承處主要振動分量的振幅、相位、頻率信息。全息譜圖實際上是將兩個相互垂直的同一階次頻率諧波合成后的軌跡圖集合在一起，對分析較疑難的故障作用更加明顯。

     正常運轉狀態下，全息譜圖中的軌跡為橢圓。若軌跡為正圓或接近為正圓，則表明兩個相互垂直方向上的振動幅值相同、相位差為90°或幅值相近、相位差很接近90°；若軌跡為斜直線或接近為斜直線，則表明兩方向振動相位相同或非常接近；若軌跡為水平線或垂直線，則表明水平或垂直方向上的振動分量要比另一方向大得多。
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