2014年7月,深圳某電廠4號機運行中出現振動值異常。4號燃機為法國EGT-ALSTHOM公司生產的PG6541-B型機組,軸承采用錫基白合金滑動軸承,潤滑油為TOTALproslia32型。為了查明故障原因和監督設備運行狀況,對潤滑油">潤滑油進行了一系列的鐵譜和光譜跟蹤分析,判斷出燃機軸瓦出現異常磨損。由于及時采取措施,避免了燒瓦和軸頸損傷等故障發生。
1 潤滑油光譜分析
發射光譜儀能最有效地檢測懸浮于潤滑油中的小于10μm的金屬顆粒,所以通過發射光譜測出的金屬元素的質量濃度變化范圍,可反映零件的腐蝕和摩擦副表面正常磨損的變化趨勢。如果有異常磨損現象,則測出的元素質量濃度會突然變化。
2014年8月,深圳市月亮灣電廠4號燃機由于振動值偏高,對油箱底部滑油進行了光譜分析,具體數據如表1。
表1數據表明:磨損金屬元素Sn、Cu的質量濃度較高,與以前數據相比變化范圍較大,可判斷設備存在著異常磨損;污染金屬元素的質量濃度比正常值稍高,并且在油中發現有微量機械雜質;添加劑金屬元素的質量濃度基本正常。由于油品的常規理化性能除機械雜質外其余全部正常,因此只需進行濾油處理就可保證油品品質。
2 潤滑油鐵譜分析
通過鐵譜分析可以掌握潤滑部件的異常磨損狀況,如擦傷、刮傷、磨粒磨損、粘著磨損以及疲勞磨損等,從而對機械設備的運轉工況、關鍵零件的磨損狀況進行分析、判斷,有助于準確、及時地確定檢修周期,達到預知性檢修的目的。為了準確判斷4號燃機異常磨損部件的位置和磨損狀況,對潤滑油進行了鐵譜分析,分析結果如表2。
表2 油箱底部潤滑油磨損顆粒和污染雜質特性
表2數據表明,經濾清器過濾后的潤滑油油品中磨損顆粒和污染、變質雜質的尺寸較小,屬正常范圍。為了取得反映設備實際磨損的油樣,檢查了濾清器,發現濾芯上有較多的金屬亮片等沉積物。為此,對沉積物進行了鐵譜分析,結果如表3。
表3 濾芯潤滑油磨損和污染顆粒特性
由表3數據可知,濾清器上的金屬亮片為錫基白合金磨粒,且顆粒尺寸較大,屬非正常粘著擦傷顆粒和疲勞剝落顆粒。結合潤滑油潤滑部件的材料分析,可判斷4號燃機滑動軸承的軸瓦已發生粘著擦傷和疲勞剝落,這可能是由于機組振動大造成的。
由于當時全年發電任務尚未完成,電廠決定一方面讓4號機繼續運行,另一方面嚴密監視振動值和油品情況。至8月31日,4號機油濾上沉積物鐵譜分析數據發生了變化,具體數據見表4。
表4 濾芯潤滑油磨損和污染顆粒特性
表4數據表明,濾芯上金屬亮片污沉積物仍是錫基合金,磨粒尺寸較表3的小,但出現高溫氧化磨粒,說明軸瓦發生氧化磨損,它一般是伴隨著潤滑不良以及啟動、停機時建立動壓油膜困難而產生的。如果不及時停機,可能造成軸瓦進一步高溫氧化,嚴重時會使軸頸發生非正常磨損,危及軸頸安全,給電廠帶來嚴重的設備事故。因此電廠決定立即停機檢修,避免了進一步的經濟損失和設備事故。
實踐證明,滑油的鐵譜和光譜分析對設備故障診斷有著直接的指導作用,是電廠設備日常管理工作的一部分。建立一個以預防性維修為主的管理體系,不僅能預報設備可能發生的故障,提高設備的工作效率和安全性,減少停機時間,延長設備壽命,而且能大大地減少維修費用,提高電廠的經濟效益和安全指標。
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