如果主要異常振動分量是低頻,或低頻分量十分活躍,表明很可能是軸承、氣流脈動兩方面的故障,摩擦、松動故障也有可能。
這里所講的軸承故障,既包括油膜渦動、油膜振蕩,也包括特征頻率為低頻但不是油膜渦動的軸承工作**故障,如 “夾幫” 、瓦背緊力不足、瓦塊搖擺性差、潤滑油粘度不當、油擋偏心等引起的油膜失穩、局部摩擦故障。
氣流脈動故障既包括壓縮機的旋轉失速、喘振、進氣脈動,也包括汽輪機的進汽調節脈動,還包括兩者的密封流體激振(氣隙激振)。
在振動故障診斷中,較難處理的是低頻問題,是如何區分軸承、旋轉失速、摩擦及松動故障。因為都是活躍、豐富的低頻,都對轉速比較敏感,振動本身又都具有跳動性、間歇性、突發性。
區分旋轉失速與軸承故障的關鍵是看有無氣流脈動現象,具體方法為:
① 在壓縮機出口管線上聽是否有間歇性的氣流脈動聲;
② 看出口壓力、進口流量是否向下波動;
③ 看振動值的波動是否與氣流脈動(及壓力、流量的波動)同步;
④ 看是否為0.5~0.8倍頻(這是主要的)或0.1~0.25倍頻(這是次要的);
⑤ 看軸位移是否波動。
如果答案都是肯定的,可認定是旋轉失速;都是否定的則是軸承故障;如果上述①答案是否定的,則不大可能是旋轉失速,而是軸承**。
另外,在低頻成分上,二者也有所不同:軸承故障頻率不可能大于0.5倍頻,如果大于0.5倍頻可認定是旋轉失速,而小于0.5倍頻則可能是軸承故障;旋轉失速時伴有較豐富的各低頻成份、頻帶較寬,而軸承故障時的低頻相對較窄。
旋轉失速的產生原因是壓縮機入口容積流量偏小,如果查明進口流量偏小、出口管網壓力偏高、工質輕組份比例偏大、進口溫度或壓力偏低、導葉角度偏小、進口過濾器壓差過大、開車升速過慢(管網升壓過快)、停車降速過快等運行狀況有不當變化,會使確認旋轉失速變得簡單、快捷。
區分油膜渦動、油膜振蕩、軸承**并不困難,具體方法為:
① 看異常低頻?是否略小于工頻ω的一半,即?=(0.43~0.48)ω時可確認為油膜渦動;
② 看異常低頻?是否等于轉子的**臨界轉速nk1,即?=nk1時可認定為油膜振蕩;
③ 不符合以上關系時,均屬軸承工作**或氣流脈動故障。
油膜振蕩是在轉速達到二倍**臨界轉速后,油膜渦動的頻率與轉子的固有頻率、即**臨界轉速 “合拍” 而產生的共振。振蕩發生時,振幅猛增,軸心軌跡發散,振動頻率不再隨升速變高,緊緊地咬住轉子**臨界轉速不變。
區分出低頻信號中的摩擦、松動(這里為固定部件的松動)故障的方法是:
① 摩擦、松動故障發生時常伴有二倍頻、高頻、工頻分量,而油膜渦動及旋轉失速故障本身不會產生高于工頻的頻率成分,這是主要區別點;
② 摩擦、松動故障的低頻信號多數為1/2倍頻、1/3倍頻、…、等分數諧波,油膜渦動、旋轉失速為亞異步振動,頻率不存在分數諧波關系,有特定的頻率段;
③ 盡管軸心軌跡都不穩定,但形態各有不同,摩擦的軸心軌跡為鋸齒狀、嚴重時反進動,軸承及支承部件松動的軸心軌跡有方向性(轉動部件松動無方向性),油膜渦動、旋轉失速的軸心軌跡為大圈套小圈。
④ 油膜渦動及旋轉失速的波形雜亂、重復性差,油膜渦動嚴重時振幅大小間隔,反而有點規律,摩擦的波形毛糙、波峰多、較嚴重時有削波。