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摘要：石油化工转动设备是石油生产的重要设备之一，其工作质量决定着工作的效率。但是化工转动设备中振动问题一直是困扰设备的重要问题。基于此，本文就石化行业转动设备的振动故障进行分析讨论。
关键词：转动设备；振动故障；石化
在对转动设备发生振动故障的分析中，时域分析是常见的一个分析方法。时域波显示的信号与时间浮值相关，波图上显示的信号会在不同的时间段有不同的幅度大小值。在初期判斷的过程中，能够对多个信号进行比较，通过参数的比对能够有效的判断设备震动值是否正常，有无超标现象，并能够看出超标的方向。此外，在多种分析方法之中，傅里叶分析是非常重要的分析工具，也是最为常见的分析方式。
一、石化行业转动设备常见的振动故障
1.转子失衡与弯曲。石油化工转动设备作为主要设备，被广泛的应用。在设计与安装转轴时，极易存在质量偏心或者缺损等问题，造成转子失衡，产生往复作用力，造成设备振动。同时，转子转动的过程中，会产生离心力或离心炬，若离心力发生变化，包括大小和方向等，均会造成设备振动。除此之外，转子弯曲也会造成设备振动，主要是因为横截面几何中心和转子旋转轴线不相互重合，造成偏心质量，引发不平衡。
2.轴线不对中。通常情况下，石油化工生产所使用的大型转动设备具有多个转子，以联轴器实现转子连接。若联轴器存在严重的负荷或者热膨胀问题等，均会造成转子之间轴线不对中。当发生不对中情况，若造成轴承碰磨损坏或者油膜失稳等故障，极易引发重大安全事故。
3.支承松动。支承松动具体指的是系统连接刚度不足或者紧固不牢，造成机械的阻力下降，使得设备振动过大。当出现松动时，极易引发系统不连续位移，发生碰磨现象，产生不稳定振动，情况较为严重时，会使得设备遭受重大撞击，产生较大的振动声响。除此之外，油膜涡动和油膜振荡也是转动设备运行常见故障。由于设备润滑不良或者存在间隙等，极易产生油膜涡动，当转速达到临界时，会发生油膜振荡问题，极易造成轴承与转子破坏。
二、振动故障的分析方法
1.根据类型进行判断。在故障分析时，要根据震动的声音来判断震动故障属于哪一种情况。根据震动分析得来的数据、所在位置、震动现象来进行有效的判断和分析。每一个机器震动参数不同，机器产生震动的频率和状态也不同，所在故障分析过程中要根据实际情况和综合情况进行判断，多种方式并用，来进行有效的判断。
2.掌握机器的性能和结构。我们在判断震动故障类型时，首先就要对机器的型号、性能、机器结构进行熟悉和辨别，然后在通过波形图对波形的变化进行仔细观察。整个机器运行的原理。转动设备的功能和运行的过程，都需要对其进行正确的分析和判断。
3.观察三个变化。我们要在整个震动故障中找出解决的方案。有对震动故障进行有效的解决处理，就要注意整个运转过程中转速变化引起的动能变化，并对频谱进行分析，观察频率与个成分相位的变化。并将故障排除或降低。同时也要观察轴心轨迹，在现场进行验证分析后，如有故障存在，就要提出相应的解决方案。在故障排除之后，要对工作状态进行再次的监测，将数值进行对比。
三、案例分析
1.概述。某石油化工企业引进的转动设备中，包括迷宫式往复压缩机，是丙烯回收系统的重要设备，主要是用来压缩蒸罐内淤浆分离的气体，即丙烯+乙烷，使得气体返回反应器中进行反应，使得丙烯气多次利用减少放空量，降低丙烯单耗，提高装置运行效益。此压缩机运行过程中，机身与管路振动存在异常，明显增大，机组顶部振动幅值达到了550μm，影响着设备稳定运行，因此对其振动进行原因分析，以明确振动故障因素，采取处理措施。
2.振动原因。基于转动设备振动故障的主要原因，进行故障排查。首先，进行安装轴系对中原因分析。经过对轴系静态分析，符合要求。针对曲轴轴径与主轴瓦、活塞杆和导向轴等间隙，进行采集数据分析，各部分配合间隙对比差异不大，比如活塞杆和导向轴C-2202（φ80）合适间隙为0.05～0.08，不合适间隙为>0.10，维修前后间隙均为0.06，由此可知机组现场安装轴系对中情况满足标准规范。此原因非故障原因。其次，进行气流脉动与压缩机惯性力和力矩分析。由于本压缩机大修后，其转速与分离器等，并未发生极大的变化，虽然受到负荷波动的影响，气量和分离器效果有所变化，但并未发生实质变化，因此排除此原因。通过对在压缩机进行外观检查与尺寸等的检查，未发现设备存在裂纹或者疏松等情况，所以排除惯性力和力矩原因。最后，进行机组用水泥基础松动检测。通过对压缩机振动做全面测量分析，获得实测值数据，明确故障原因。综合分析明确，由于主轴颈上的力相互作用，造成振动故障，包括往复惯性力、旋转惯性力、倾覆力矩等，从实测振幅值能够看出，设备机体与地脚振动位移达到95μm，主要是由于基础松动，造成机组振动。
3.处理方案。针对上述原因，采取以下处理措施：在设备安装前，进行预压，按照设备运行中总重的1.25倍，使用钢材或者沙子等，开展预压作业；当混凝土强度>60%后，安装设备，将基础尺寸与安装位置的精度，要控制在<10mm；开展二次灌浆前，需要将表面进行变麻处理，凹坑直径控制在30～50mm范围内，坑距控制在150mm，使得基础边角产生缺口。施工流程：将机体调离，将基础表面的1/3清除；进行地脚螺栓清除处理，位置选定为西北角，重新灌浆处理；对表面1/3处，加装钢筋网，利用混凝体浇筑，制作新垫铁；将压缩机装回，做好找平与固定、灌浆处理。
4.处理效果。完成压缩机安装作业后，开展无负荷与满负荷试车，进行振动值监测，同维修前的监测数据进行对比分析。从监测数据来看，经过故障处理后，此压缩机的振动故障得以有效控制，故障问题基本消除。故障消除后，不仅消除了安全生产隐患，使得设备能够正常运行，还减少丙烯气防控量，减少装置运行中丙烯的单耗，有效降低石油化工生产成本，极大程度提高了生产效益，为确保装置运行的安全性与稳定性，奠定了坚实的基础。
四、结束语
总之，转动设备质量直接影响到工厂的生产安全性与稳定性，转动设备振动故障是常见故障之一，在石化工厂运行过程中要对各种常见的振动故障原因进行分析，出现故障时要及时找到问题成因，并且进行解决，以提高转动设备的工作性能。
参考文献：
[1]訾娟，赵闫涛，张安鑫.振动分析在石化行业转动机械中的应用[J].华电技术，2013（11）.
[2]万晓天.旋转电机设备振动故障的分析与判断[J].电力设备，2006（04）.
（作者单位：广东茂化建集团有限公司）
关键词：转动设备；振动故障；石化
在对转动设备发生振动故障的分析中，时域分析是常见的一个分析方法。时域波显示的信号与时间浮值相关，波图上显示的信号会在不同的时间段有不同的幅度大小值。在初期判斷的过程中，能够对多个信号进行比较，通过参数的比对能够有效的判断设备震动值是否正常，有无超标现象，并能够看出超标的方向。此外，在多种分析方法之中，傅里叶分析是非常重要的分析工具，也是最为常见的分析方式。
一、石化行业转动设备常见的振动故障
1.转子失衡与弯曲。石油化工转动设备作为主要设备，被广泛的应用。在设计与安装转轴时，极易存在质量偏心或者缺损等问题，造成转子失衡，产生往复作用力，造成设备振动。同时，转子转动的过程中，会产生离心力或离心炬，若离心力发生变化，包括大小和方向等，均会造成设备振动。除此之外，转子弯曲也会造成设备振动，主要是因为横截面几何中心和转子旋转轴线不相互重合，造成偏心质量，引发不平衡。
2.轴线不对中。通常情况下，石油化工生产所使用的大型转动设备具有多个转子，以联轴器实现转子连接。若联轴器存在严重的负荷或者热膨胀问题等，均会造成转子之间轴线不对中。当发生不对中情况，若造成轴承碰磨损坏或者油膜失稳等故障，极易引发重大安全事故。
3.支承松动。支承松动具体指的是系统连接刚度不足或者紧固不牢，造成机械的阻力下降，使得设备振动过大。当出现松动时，极易引发系统不连续位移，发生碰磨现象，产生不稳定振动，情况较为严重时，会使得设备遭受重大撞击，产生较大的振动声响。除此之外，油膜涡动和油膜振荡也是转动设备运行常见故障。由于设备润滑不良或者存在间隙等，极易产生油膜涡动，当转速达到临界时，会发生油膜振荡问题，极易造成轴承与转子破坏。
二、振动故障的分析方法
1.根据类型进行判断。在故障分析时，要根据震动的声音来判断震动故障属于哪一种情况。根据震动分析得来的数据、所在位置、震动现象来进行有效的判断和分析。每一个机器震动参数不同，机器产生震动的频率和状态也不同，所在故障分析过程中要根据实际情况和综合情况进行判断，多种方式并用，来进行有效的判断。
2.掌握机器的性能和结构。我们在判断震动故障类型时，首先就要对机器的型号、性能、机器结构进行熟悉和辨别，然后在通过波形图对波形的变化进行仔细观察。整个机器运行的原理。转动设备的功能和运行的过程，都需要对其进行正确的分析和判断。
3.观察三个变化。我们要在整个震动故障中找出解决的方案。有对震动故障进行有效的解决处理，就要注意整个运转过程中转速变化引起的动能变化，并对频谱进行分析，观察频率与个成分相位的变化。并将故障排除或降低。同时也要观察轴心轨迹，在现场进行验证分析后，如有故障存在，就要提出相应的解决方案。在故障排除之后，要对工作状态进行再次的监测，将数值进行对比。
三、案例分析
1.概述。某石油化工企业引进的转动设备中，包括迷宫式往复压缩机，是丙烯回收系统的重要设备，主要是用来压缩蒸罐内淤浆分离的气体，即丙烯+乙烷，使得气体返回反应器中进行反应，使得丙烯气多次利用减少放空量，降低丙烯单耗，提高装置运行效益。此压缩机运行过程中，机身与管路振动存在异常，明显增大，机组顶部振动幅值达到了550μm，影响着设备稳定运行，因此对其振动进行原因分析，以明确振动故障因素，采取处理措施。
2.振动原因。基于转动设备振动故障的主要原因，进行故障排查。首先，进行安装轴系对中原因分析。经过对轴系静态分析，符合要求。针对曲轴轴径与主轴瓦、活塞杆和导向轴等间隙，进行采集数据分析，各部分配合间隙对比差异不大，比如活塞杆和导向轴C-2202（φ80）合适间隙为0.05～0.08，不合适间隙为>0.10，维修前后间隙均为0.06，由此可知机组现场安装轴系对中情况满足标准规范。此原因非故障原因。其次，进行气流脉动与压缩机惯性力和力矩分析。由于本压缩机大修后，其转速与分离器等，并未发生极大的变化，虽然受到负荷波动的影响，气量和分离器效果有所变化，但并未发生实质变化，因此排除此原因。通过对在压缩机进行外观检查与尺寸等的检查，未发现设备存在裂纹或者疏松等情况，所以排除惯性力和力矩原因。最后，进行机组用水泥基础松动检测。通过对压缩机振动做全面测量分析，获得实测值数据，明确故障原因。综合分析明确，由于主轴颈上的力相互作用，造成振动故障，包括往复惯性力、旋转惯性力、倾覆力矩等，从实测振幅值能够看出，设备机体与地脚振动位移达到95μm，主要是由于基础松动，造成机组振动。
3.处理方案。针对上述原因，采取以下处理措施：在设备安装前，进行预压，按照设备运行中总重的1.25倍，使用钢材或者沙子等，开展预压作业；当混凝土强度>60%后，安装设备，将基础尺寸与安装位置的精度，要控制在<10mm；开展二次灌浆前，需要将表面进行变麻处理，凹坑直径控制在30～50mm范围内，坑距控制在150mm，使得基础边角产生缺口。施工流程：将机体调离，将基础表面的1/3清除；进行地脚螺栓清除处理，位置选定为西北角，重新灌浆处理；对表面1/3处，加装钢筋网，利用混凝体浇筑，制作新垫铁；将压缩机装回，做好找平与固定、灌浆处理。
4.处理效果。完成压缩机安装作业后，开展无负荷与满负荷试车，进行振动值监测，同维修前的监测数据进行对比分析。从监测数据来看，经过故障处理后，此压缩机的振动故障得以有效控制，故障问题基本消除。故障消除后，不仅消除了安全生产隐患，使得设备能够正常运行，还减少丙烯气防控量，减少装置运行中丙烯的单耗，有效降低石油化工生产成本，极大程度提高了生产效益，为确保装置运行的安全性与稳定性，奠定了坚实的基础。
四、结束语
总之，转动设备质量直接影响到工厂的生产安全性与稳定性，转动设备振动故障是常见故障之一，在石化工厂运行过程中要对各种常见的振动故障原因进行分析，出现故障时要及时找到问题成因，并且进行解决，以提高转动设备的工作性能。
参考文献：
[1]訾娟，赵闫涛，张安鑫.振动分析在石化行业转动机械中的应用[J].华电技术，2013（11）.
[2]万晓天.旋转电机设备振动故障的分析与判断[J].电力设备，2006（04）.
（作者单位：广东茂化建集团有限公司）