设备诊断技术在设备状态维修中的作用

米建滨 银川热电公司 750011

设备诊断技术在设备状态维修中的作用

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在设备管理成为企业自主行为的进程中，为确保设备持续高效正常运行，始终坚持“安全第一，预防为主，综合治理”的刚性约束，防止设备非正常劣化，在依靠检查、状态监测、设备诊断技术的基础上，逐步向以状态维修为主的维修方式发展。

设备管理；设备诊断技术；状态维修

1、引言

今天，现代化企业的装备是由综合了各种专门技术的高度复杂的成套装置所构成。现代化的设备是资金密集的资产，尤其是大型、自动化成套装备的价格更加昂贵。因此，人们希望设备在安装调试合格后，尽早投入正常使用，尽快发挥效益，在使用运行过程中，要求连续正常运行。然而，设备运动过程中技术状态的变化是不可避免的，所以，设备可用率达百分之百，故障停机损失趋于零这种设想也就难以实现。但是，要使故障发生率降低到最小限度并非不能实现。为此，研究设备的故障的发生发展规律，降低设备故障率是设备管理和维修工作的一项重要的研究内容。

2、设备管理的发展进程

2.1 设备管理与生产质量

设备管理的宗旨之一就是为保证生产质量服务。设备是现代工业生产过程中的关键因素，是影响生产质量的重要因素。所以，必须对生产质量尤其是“质控点”设备进行全过程的有效控制，不仅对设备运行状态、环境、性能、可靠性、各种规章制度进行控制，还要对设备操作人员的能力、技术水平、人员的精神状态全过程进行控制，只有在设备管理工作中对影响质量的环节得到有效的控制，生产质量才能得到保证。

2.2 设备管理与安全生产

设备管理是企业安全生产的重要保证。企业安全生产就是保证生产过程中人身和设备的安全。造成企业生产不安全的因素主要是“人—设备”这一系统的硬件和软件。如设备的防护装置不完整，设备结构不安全，存在缺陷；违反操作规程、超负荷使用设备，劳动组织不合理；设备维护管理不善等。所以，必须在设备一生全过程中考虑安全问题，进行安全管理。设备维修时不仅要考虑安全上的合理性，更重要的要考虑生产技术上的安全性，定期对设备尤其是功能动力设备进行安全性检查和试验，严格遵守设备的安全操作规程，经常对工作人员进行安全教育，牢固树立“安全第一”的观点。

2.3 设备管理与节能

企业使用的能源是由能源转化设备、传输设备、用能设备所组成的系统实现的。所以，节约能源与设比及设备管理密切相关。首先，节约能源必须实行“全员管理”及能源消耗定量管理，广泛开展节能教育，消灭设备跑、冒滴、漏等明显浪费能源的现象；凡经检修的设备必须恢复原有设备的性能和效率；加强全厂设备的维护保养，保持良好的技术状态，利于节能；对能耗高、效率低的设备必须查明原因，实施技术改造措施，尤其是对耗能大户的能源转换设备如风机、水泵，必须及时检修，这对提高能源利用率、节约能源有着重要意义。

2.4 设备管理与环境保护

工业企业设备是造成公害的主要污染源，它与环境污染密切相关。设备管理的内容之一，就是解决设备对环境的污染，实现无事故、无公害。设备运转过程中，可能产生的公害有：粉尘和有害气体、噪声和振动、废渣和废液、电磁波和电离辐射。为消除污染，企业必须对有污染的设备加强管理和技术指导，并实行定期测试、定期检查、定期维修的管理制度，环保设备必须开动在生产设备运行之前，停机在生产设备之后。

图1 设备诊断技术的基本原理及工作程序

3、设备故障诊断技术

3.1 设备诊断技术的基本原理和工作手段

设备诊断技术的基本原理及工作程序如图1所示，它包括信息库和知识库的建立，以及信号检测、特征提取、状态识别和预报决策等四个工作程序。信号检测是按照不同诊断目的和对象，选择最便于诊断的状态信号，使用传感器、数据采集器等技术手段，加以监测与采集。由此建立起来的是状态信号的数据库，属于初始模式。特征提取是将初始模式的状态信号通过信号处理，进行放大或压缩、形式变换、去除噪声干扰，以提取故障特征，形成待检模式。状态识别则是根据理论分析结合故障案例，并采用数据库技术所建立起来的故障档案库为基准模式，再把待检模式与基准模式进行比较和分类，即可区别设备的正常与异常。预报决策只是在经过判别后，对属于正常状态的可继续监视，重复以上程序；对属于异常状态的，则要查明故障情况，做出趋势分析，估计今后发展和可继续运行的时间，以及根据问题所在提出控制措施和维修决策。按照状态信号的物理特征，设备诊断技术的主要工作手段分为十种，如表1所示。

3.2 设备诊断技术的功能和方法

设备诊断技术是一种通过监测设备的状态参数，发现设备异常情况，分析设备故障原因，并预测预报设备未来状态的一种技术。其基本功能是在不拆卸或基本不拆卸设备的情况下，掌握设备运行现状，定量地检测和评价设备的以下状态：设备所承受的应力、强度和性能、故障和劣化、预测设备的可靠性。在设备发生故障的情况下，对故障原因、故障部位、危险程度进行评定，并确定正确的修复方法。设备诊断技术包括以下三个环节：检测异常；诊断故障症状和故障部位；掌握故障类型。因此，应用设备诊断技术，能确定设备存在的问题，及其原因和程度，可以采取最适宜的对策避免故障的发生和确定针对性修复方法，以达到维修目标准确，排除故障及时，减少修理时间，降低维修费用和停机损失，提高设备有效利用率的目的。

进行设备诊断必须有正确的方法，这就必须进行状态监测和记录，掌握设备从过去到现在的经历及状态。状态监测与故障诊断是诊断技术的两个组成部分，有联系但又不相同。状态监测主要是对设备的技术状态进行初步识别，故障诊断则是对该状态的进一步分析识别和判断。所以，状态监测是设备诊断的基础，设备状态监测是设备诊断技术不可缺少的组织部分。单一类型的故障，只要掌握了发生这类故障的机理和设备应力的状态，就能比教精确地定量预测设备性能的劣化程度和故障发生的时间，从而确定预防故障的对策。但是，如果故障的出现是偶然的，故障的类型是复合的，引起故障的原因是多种多样而又不易检查的，则故障就会呈现明显的随机性，要预测这类故障的发生，就必须采用设备诊断技术，设备故障的诊断技术正是利用了电压、电流、温度、颜色、噪音、振动、压力、气味、形变、腐蚀、泄漏、磨损等表示设备技术状态的各种特征及异常现象，对设备劣化程度与故障部位、故障类型、故障原因做出分析和判断。设备诊断的目的在于尽可能早地发现设备的劣化现象和故障征兆，或者在故障处于轻微阶段时将其检测出来，采取有针对性的防止或消除措施，恢复和保持设备的正常性能。

表1 设备诊断技术的主要工作手段

3.3 设备诊断技术在设备状态维修中的作用

根据1987年7月国务院颁布的《全民所有制工业交通企业设备管理条例》中，明确提出了设备管理必须以效益为中心，坚持依靠技术进步，促进生产经营发展和预防为主的方针。以效益为中心，就是要建立设备管理的良好运行机制，积极推行设备综合管理，加强企业设备资产的优化组合，加大企业设备资产的更新改造力度，挖掘人才资源，确保企业固定资产的保值增值。坚持依靠技术进步，一是要适时用新设备替换老设备；二是运用高新技术对老旧设备进行改造；三是推广设备诊断技术、计算机辅助管理技术等管理新手段。

近年来，设备诊断技术与对人体进行的健康检查、症状诊断是十分相似的，就是对设备进行的定期检查，设备的定期检查是针对实施预防维修的生产设备在一定时期内所进行的较为全面的一般性检查，检查方法多靠主观观感觉与经验，目的在于保持设备的规定性能和正常运转。而状态监测是以关键的重要的设备为主要对象，检测的范围较定期检查小，要使用专门的检测仪器针对事先确定的监测点进行间断或连续的监测检查，目的在于定量地掌握设备的异常征兆和劣化的动态参数，判断设备的技术状态及损伤部位和原因，针对设备的劣化部位及程度，在故障发生前，适时地进行设备状态监测维修，排除故障隐患，恢复设备的功能和精度。设备状态监测是设备诊断技术的具体实施，是一种掌握设备动态特性的检查技术，也是实施设备状态维修的基础。传统的修理周期结构必须随科技的发展、不同的设备结构特点进行改革。为此，提倡状态维修，特别是结构复杂的现代化设备，充分利用潜在故障已经发生并在其转变成为功能性故障之前的这段时间做好状态监测，针对故障前兆，实施状态维修，可使维修工作量和维修费用大幅度地降低，实现少投入多产出的理想效果。同时也减少了因机械故障引起的灾害，增加了设备运转时间，缩短了维修时间，提高了生产效率和维修质量。

4、结束语

以可靠性为中心的状态监测诊断技术，在保证在用设备应具有的良好性能、精度、生产效率、安全、环境保护和能源消耗的技术状态中，起到有效延缓设备劣化过程的发展，科学预防和减少故障的发生，使设备处于良好的技术状态的作用，同时，还应制定操作规程与管理制度并贯彻执行，做好检查、维修记录，积累各项原始数据，进行统计分析，探索故障的发生规律，以采取有效措施控制故障的发生，保持设备的状态良好。所以，努力把握现代企业的发展趋势，结合具体情况探索设备管理的基本原理和方法，对提升企业设备管理水平，增强企业竞争能力，提高企业经济效益都具有重要的现实意义。

[1] 赵艳萍，姚冠新，陈骏.设备管理与维修.北京：化学工业出版社.2008.