[發明專利]石化裝置動設備失效模式診斷方法

在審

• 申請號: 202010063612.0
• 申請日: 2020-01-20
• 公開（公告）號: CN111189627A
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發明（設計）人: 張崢;張世超;楊茂鴻
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00;G01M7/02;G01N3/56;G01N3/06
• 代理公司: 北京世譽鑫誠專利代理事務所(普通合伙) 11368
• 代理人: 李世端

本發明公開了一種石化裝置動設備失效模式診斷方法，主要包括以下步驟：獲取石化裝置的名稱、作用、運行工況、可能的失效模式；對裝置的振動監測信號進行對比分析，找出裝置失效的位置；在相應位置進行宏觀和微觀形貌觀察，分析裝置的失效模式；通過振動信號對比結果與失效斷口宏微觀形貌結合的方法確定裝置失效的模式。利用本發明所述方法可以得出裝置失效模式，準確率高，為尋找設備失效原因及確保石化裝置后繼的安全可靠運行提供有效依據。

技術領域

本發明屬于石化裝置失效分析技術領域，具體涉及一種石化裝置失效模式的分析方法。

背景技術

石化裝置的生產過程具有易燃易爆、有毒有害、反應易失控等特性，因此，石化產品生產企業的生產裝置通常存在較大潛在危險性。為了防范重特大事故的發生，國家安全監管總局明確指出對化工裝置安全運行管理中出現的異常工況要進行監測預警，及時判斷發生異常工況的根源，評估可能產生的后果，制訂安全處置方案，避免因處理不當造成事故。目前，用于大型石化裝置的失效模式診斷，多采用振動信號和系統運行參數監測方法，但是這些方法診斷方法存在準確性較低的問題。

發明內容

本發明提出一種石化裝置動設備失效模式診斷方法，可提高失效分析人員的工作效率和準確性，該方法具體步驟如下：

步驟一，獲取石化裝置動設備的失效背景；

步驟二，對裝置運行振動信號進行監測與對比，獲取所述動設備的失效信息，預估所述動設備的失效模式；

步驟三，對宏觀形貌進行觀察，分析所述動設備的失效模式；

步驟四，觀察斷口微觀形貌，分析所述動設備的失效模式；

步驟五，綜合步驟二所預估的失效模式和步驟三、步驟四宏、微觀分析所獲得的失效模式，判定所述動設備失效模式。

進一步的，所述步驟一具體為，獲取石化裝置中動設備的運行背景，獲取所述動設備的失效背景。

進一步的，所述步驟二具體為，

首先，通過監測所述動設備的振動信號對比不同情況下所述動設備的振動信息，確定所述動設備失效前后振動信號的變化情況；

然后，根據步驟一獲取的裝置失效背景和所述動設備的振動信號對比結果，預估石化裝置的失效模式，包括以下步驟：

對比健康狀態下的振動檢測信號與失效情況下的振動信號，找出發生失效的部件：與健康狀態下的振動信號相比，部件斷裂后，振動幅值減小，振動譜的最大幅值與最小幅值之比發生了規律性的變化；部件磨損后，振動幅值介于正常與斷裂之間，振動譜的最大幅值與最小幅值之比發生了規律性的變化，但是比斷裂的幅度小；當動設備存在故障時，振動信號的幅值和分布均有可能發生改變；據此，通過對振動譜的時頻域統計特征，即平均值、峰峰值、均方根值、波形因子、中心頻率，進行分析，進而可以識別出所述動設備發生失效的具體部件和原因。

進一步的，步驟三所述宏觀形貌觀察，包括對失效的具體部件未清洗時斷口形貌和清洗后的形貌觀察；

若宏觀上變形較小，且發現疲勞弧線，則為疲勞斷裂；若宏觀上斷面收縮率較小，有放射狀的撕裂棱或人字花樣，則判斷為脆性斷裂模式；若宏觀斷口呈纖維狀或長毛絨狀，斷面收縮率在5％以上，則是延性斷裂；對于磨損失效，磨損失效時，塑性材料粘著破壞發生在離表面一定的深度范圍，塑性材料磨損下來的顆粒較大，而脆性材料的破壞深度較淺，脆性材料的粘著磨損產物多數呈金屬磨屑碎片狀。

進一步的，步驟四所述觀察斷口微觀形貌，分析所述動設備的失效模式，具體為：

當所述具體部件上發生斷裂時，如果斷口上存在疲勞條帶或疲勞輪胎痕跡時，為疲勞斷裂模式；斷口上存在冰糖狀花樣、解理臺階及河流花樣等，為脆性斷裂模式；斷口上存在韌窩或產生蛇形滑動、連波等特征時，為韌性斷裂模式。