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资产条件管理 对齐和平衡

植物中旋转设备的维持寿命

在设备启动期间引入缺陷的可能性是正常设备运行时的17倍。此外,超过90%的旋转设备在启动时存在缺陷,导致设备过早故障。是什么导致了这些启动缺陷?

据领先的工业设备供应商的一项研究,失重和不平衡是导致这些不受欢迎的统计结果的两个最常见的条件。设备中的未对准导致振动水平增加,轴承故障,耦合磨损,密封故障,轴疲劳,功耗增加等负面影响。设备的不平衡可以引入结构相关的问题,轴承缺陷和其他问题。这两个条件都可以产生不受欢迎的安全问题。此外,这两个条件都可以存在于同一设备上,并且在音乐会上工作,不幸的是放大引用的失败条件。

那么,您如何防止未对准和不平衡的条件使您的设备部分这些负统计数据并将您的公司放在金融风险中?

答案是应用状态监测技术和程序,如激光对准,设备平衡和振动分析,你的设备。

这些状态监测活动将减少设备停机时间,减少设备故障,提高安全性,降低财务风险,增加设备正常运行时间,降低运营成本,增加利益相关者的利润。

您可以在您的设施中提供哪些可靠性改进,这些设备不需要昂贵或复杂的行动?从基础开始,如:

  • 对齐:轴、联轴器等;
  • 平衡:旋转部件,如风机叶片、叶轮、转子;
  • 收紧:消除松动和过度振动;
  • 润滑:正确,意思是不要太多或太少;
  • 检查;
  • 应用状态监测;
  • 了解你的努力应该集中在哪里。

不要坐等设备安装完毕并开始运行。这些基本功能必须包括在您的设备的规格、设计、购买和日常操作中。如果不能从设备运行的一开始就解决这些关键问题,将会导致更高的维护成本和降低设备的可靠性。

图1:保护涂层可以帮助提高效率并延长燃气轮机的使用寿命

保持轴承的生活

像任何机械装置一样,轴承随着时间的推移磨损。这是一个不可避免的生活事实。然而,有些方法可以让旋转设备中的轴承中的最大寿命。

首先,你可以做5件简单的事情来最大化轴承寿命。这五个步骤是:保持你的轴承清洁,干燥和凉爽,保持你的设备平衡和对齐。

  • 清洁、干燥和冷却意味着解决设备的润滑问题。例如,当轴承处积聚的热量大于静态油系统辐射出去的热量时,就使用循环油系统。在这种情况下,系统提供外部冷却。然而,就像在汽车里一样,循环油必须定期更换。随着时间的推移,由于热、氧化、催化反应和污垢或水污染,油会变质。当油变脏或混浊时,最好换掉。
  • 砂砾和污物污染可作为磨料,随着时间的推移,会去除轴承的硬面。一旦硬面被移除,轴承将迅速恶化到失效。因此,防止污垢污染是很重要的。
  • 在潮湿的环境中,保持轴承干燥有时是困难的。这也很重要,因为水会分离润滑剂。如果你注意到从轴承上清除的油脂呈乳白色,这是被水污染的迹象。
  • 平衡和对齐是指当不平衡和不对齐被允许继续存在时,将破坏性能量最小化。将这些力保持在最低限度大大增加了轴承寿命。许多公司使用振动监测设备来确定这些力的严重程度,或者如果这些能量太大就关闭设备。作为现场振动水平的一个例子,0.10的振动速度并不罕见。/秒或更低的初始运行,0.30英寸。/秒为警报设置和0.45英寸。/秒作为重型风扇的关机设置。然而,由于有许多应用程序,它总是最好与您的风扇供应商检查这些事项。

实现长期可靠性

长期可靠性是所有工厂运营商的共同目标。实现它需要考虑到一系列缴费因素的考虑方法,并利用他们使用最合适的技术和人力。

与过程介质直接接触并在不断攻击下直接接触的旋转设备提出了重大挑战。然而,通过选择正确的涂层系统,可以将劣化降低至最小值。

通常,涡轮机,压缩机和泵均受各种环境条件,有助于腐蚀,侵蚀,污垢和各种温度相关问题。

第一步是了解机器的操作环境。从那里,可以分类的降解源,并且可以使用特定的涂层系统来增加效率,延长预定维护之间的间隔并减少出现未安排的维护事件。

在燃气轮机的情况下,空气和燃料的流动路径呈现出许多不同的条件,这些条件可能会对涡轮的性能产生不利影响。结合热量,微观磨料和腐蚀元素逐渐增加的浓度,可以造成重大的损害,一度光滑的机翼表面。由于表面光洁度缓慢下降,压气机和透平的效率都降低。

压缩机部分

这一过程可以在燃气轮机的压气机部分被阻止,并通过应用适当的金属涂层来恢复表面光面。为了适应燃气轮机的特定任务,有一系列的选择,但所有的选择都包括一种金属沉积,在这种类型的金属沉积中,可以创建一个坚韧的耐腐蚀表面。

铝基层通常用于燃气涡轮压缩机,用于腐蚀条件下的铁素体/马氏体钢组分的腐蚀保护。它提供了电流保护,这意味着对表面层的小划痕不太可能导致腐蚀。通过喷涂铝和无机粘合剂的浆料来制备,通过中温烘焙过程使不溶性不溶。然后,该层可以由较硬的层覆盖,该层可能包括金属,例如铬。

较硬的涂层通常采用喷涂法,如化学气相沉积(CVD)、大气等离子喷涂(APS)、低压等离子喷涂(LPPS)或高速氧燃料(HVOF)。应用哪一种取决于所需的涂层厚度和零件对热量的敏感性,因为有些工艺比其他的要热。

通过在压气机截面上应用缓蚀和表面光面增强涂层,可以提高燃气轮机的效率,延长其使用寿命。

热节

现代燃气轮机热节部件是用镍或钴基高温合金制造的,这些合金被设计用于在高温下工作。

然而,这些合金组合物不太适合提供腐蚀和氧化保护,并且需要补充定制涂层,可以提供扩展服务生活所需的热腐蚀和氧化保护。

氧化过程会在表面形成一层金属氧化物,这通常会保护底层材料。因此,氧化过程随着氧化层厚度的增加而减慢。这一过程可以复制与有意形成的氧化物,提供一个保护层,防止进一步的大气攻击。

燃气轮机部件的腐蚀通常以两种方式之一发生。热腐蚀可能发生在788°C和899°C之间,并且它攻击组件的整个表面。或者,在冷却器温度下的腐蚀更为局部,因此倾向于产生明显的氧化物层和暴露的金属。侵蚀可能引起进一步的损坏,这涉及通过空气流中的颗粒的重复机械磨损。

单机高速氧气燃料应用MCrAlY涂层足以在较低燃烧温度燃气轮机抗腐蚀/氧化。对于更新的、燃烧温度更高的燃气轮机来说,MCrAlY粘结涂层与陶瓷热障涂层的结合可以降低基材的表面温度,从而减少氧化和腐蚀的退化影响。

压缩机

泵和压缩机占世界电力需求的20%以上,运行的能源成本占运营成本的95%以上。因此,必须通过提高性能和效率最小化这些成本。这些努力也将有利于提高可靠性和使用寿命的有益效果。

当涡轮从气体膨胀过程中提取能量时,涡轮风扇和压缩机被用来增加气体的能量。因此,这些部件的主要问题是腐蚀、侵蚀和污垢。

结论

适当的设备功能和可持续性需要一个适当的对齐和平衡的机器。允许机器在不平衡的情况下运行可能会导致耦合损坏、轴承损坏、裂纹、组件松动和许多其他昂贵的维护问题。

轴承应清洁、干燥和凉爽。松散的碎片可能会移位并影响机器/设备的平衡质量。碎片堆积在叶轮/叶片和其他旋转部件上会造成不平衡的情况。

在平衡机器之前,非常重要的是,旋转表面(例如,叶片等)要清除任何杂物。清除堆积物将有助于确保机器可以适当平衡,并保持在平衡的状态。

特别感谢特拉维斯·考克雷尔,苏尔泽,休斯顿服务中心,德克萨斯州涂料部门的组件主管,为本文提供信息。