盾構、TBM狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷

盾構、TBM狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷主講：蘇東會議提示人身安全：★交通安全★住宿賓館通道防火安全★財物安全試驗安全：★個人防護★環(huán)保內容提示國內外監(jiān)測技術的發(fā)展概況設備故障診斷狀態(tài)監(jiān)測意義磨擦學介紹油品分析及化驗報告油品的存放儀器的簡單操作設備故障診斷技術的發(fā)展概況1、美國1961年開始執(zhí)行阿波羅計劃出現(xiàn)一系列設備故障，促使1967年在美國宇航局倡導下，由美國海軍研究室主持美國機械故障預防小組（MFPG）；1971年MFPG劃歸美國國家標準局領導，下設故障機理研究、檢測、診斷和預測技術、可靠性設計和材料耐久性評估四個小組；美國機械工程師學會領導下的鍋爐壓力容器監(jiān)測中心對鍋爐壓力容器和管道等設備的診斷作了大量研究，制訂了一系列的有關靜態(tài)設備設計、制造試驗和故障診斷及預防的標準規(guī)程，目前正在研究推行設備的聲發(fā)射診斷技術。JOHNSMITCHEL公司的超低溫水泵和空壓機監(jiān)測技術；TEDECO公司的潤滑油分析診斷技術；西屋公司的網(wǎng)絡化汽輪發(fā)電機組智能化故障診斷專家系統(tǒng)（汽輪機，發(fā)電機，水化學）；BentleyNavada公司的DDM系統(tǒng)和ADRE系統(tǒng)為代表的多種機組在線監(jiān)測診斷系統(tǒng)。

2、歐洲英國在60年代末70年代初，英國機械保健中心開始診斷技術的開發(fā)研究；發(fā)展了以社會化為特點的診斷服務。1970年提出“設備綜合工程學”瑞典的SPM軸承監(jiān)測技術；挪威的船舶診斷技術；丹麥的振動和聲發(fā)射技術；3、日本1971年開始發(fā)展“全員生產(chǎn)維修”——TPM，并每年向歐美派遣“設備綜合工程學調查團”，1976年達到實用階段。并向世界各國推廣。4、中國1983年由原國家經(jīng)貿(mào)委發(fā)布了《國營工業(yè)交通設備管理試行條例》；1987年國務院正式頒布《全民所有制工業(yè)交通企業(yè)設備管理條例》規(guī)定“企業(yè)應當積極采用先進的設備管理方法和維修技術，采用以設備狀態(tài)監(jiān)測為基礎的設備維修方法”

2006年《中國企業(yè)設備管理條例》頒布

進入21世紀地鐵及山嶺隧道施工，各種盾構、TBM已越來越多。

由于采用盾構、TBM硬巖掘進及城市地鐵盾構施工，使用的設備是集機、電、液、氣及PLC系統(tǒng)于一體的大型機械，單機設備的故障甚至是局部失靈都會引起停機，給企業(yè)帶來嚴重經(jīng)濟損失。再則股份公司的各工點分布廣，對設備維護采用計劃、定期維修。設備有無故障、故障類型、故障部位、故障程序難以準確把握。狀態(tài)良好部位的反復拆卸，機械性能往往不理想，甚至低于檢修前；超前維修，帶來人力、物力的巨大浪費。如果對設備進行故障診斷與狀態(tài)監(jiān)測可使機械設備的維護由計劃、定期檢修走向狀態(tài)、預知檢修維護方式。既避免了機械設備的突發(fā)故障，又避免了被迫停機而影響生產(chǎn)；為預知機械設備的維修期提供可靠依據(jù)?？朔硕ㄆ诰S修帶來不必要的經(jīng)濟損失和設備性能下降。通過TBM在《秦嶺隧道》與《磨溝嶺隧道》，盾構機在南京地鐵與廣州地鐵的施工中體現(xiàn)，對設備實行故障診斷及油品監(jiān)控具有重要意義，設備故障診斷的意義、目的和任務1，設備故障診斷的意義2，設備故障診斷的目的3，設備故障診斷的任務

1，設備故障診斷的意義(1)避免災難性事故的需求

1989年美國挑戰(zhàn)者號航天飛機失事

2003年2月美國哥倫比亞號航天飛機失事前蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站的爆炸

1985年大同電廠1988年秦嶺電廠20萬KW

發(fā)電機組斷軸毀機事故

1999年新疆石河子東熱電廠2.5萬KW機組葉片斷裂28片，故障停機2個月。(2)設備管理發(fā)展的客觀需求降本增效——〉降低維修成本——〉經(jīng)濟式維修——〉狀態(tài)維修——〉狀態(tài)檢測故障診斷安全可靠有效故障診斷技術潤滑技術基礎技術修復技術在設備運行中或在基本不拆卸的情況下，通過各種手段，掌握設備運行狀態(tài)，判定產(chǎn)生故障的部位和原因，并預測、預報設備未來的狀態(tài)。什么是狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷？是防止事故和計劃外停機的有效手段。是設備維修的發(fā)展方向。狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷的作用1

監(jiān)測與保護

監(jiān)測機器工作狀態(tài)發(fā)現(xiàn)故障及時報警，并隔離故障2分析與診斷

判斷故障性質、程度和部位分析故障原因；減少設備管理中不同部門間的意見分歧3處理與預防

給出消除故障的措施，確定維修范圍、減少維修過?；蚓S修不足防止發(fā)生同類故障4保證機器精度，提高產(chǎn)品質量5減少意外停車引起的生產(chǎn)損失6防止事故，杜絕災難性故障7減少維修時間和維修費用8避免事故帶來環(huán)境污染9檢驗維修質量10新設備安裝及質量評估11老、舊設備狀態(tài)評估投資獲得最大和最長遠的回報經(jīng)濟效益設備故障診斷社會效益環(huán)境效益簡易診斷和精密診斷狀態(tài)監(jiān)測（簡易診斷）內容：識別有無故障明確故障嚴重程度作出故障趨勢分析由設備維修人員在現(xiàn)場進行故障診斷（精密診斷）

內容：確定故障部位確定故障原因提出維修建議由設備診斷人員在現(xiàn)場或中心進行設備維修制度的發(fā)展事后維修，故障維修

(Breakdown)

設備壞了后才去修理。定期維修，預防維修(Preventive)定期地檢查和大修。預測維修，視情維修

(Predictive)周期的監(jiān)測，需要時才去維修。事后維修體制設備運行到壞了再進行修理。不需要安排計劃。對一些設備，更換比修理更便宜。意外停機引起生產(chǎn)損失。災難性的設備事故。庫存?zhèn)浼顿Y多。引起設備的二次損壞。定義優(yōu)點缺點定期維修體制按預訂的時間間隔或檢修周期對設備作維修、調整和更換備件。機器壽命較長。減少意外停機。備件庫存較少。維修不足導致意外停機引起生產(chǎn)損失。過剩維修導致維修費用增加。過剩維修引起人為維修故障。定義優(yōu)點缺點預測維修體制有計劃地對設備作檢查和測試，以確定其健康狀態(tài)。減少非計劃停機損失。維修時間間隔可以延長。非必要維修減到最少。備件庫存最小。需要初始投資。需學習和培訓。定義優(yōu)點缺點不同維修制度的比較減少災難性事故的危險。按計劃停機。增加生產(chǎn)機時。雇員合理的配置和使用。減少備件庫存。改善產(chǎn)品質量。工廠安全。環(huán)境影響。市場形象。維修成本比較定期預防維修統(tǒng)計規(guī)律經(jīng)驗感觀化個體差異不利于學習維修不足維修過剩預知維修設備狀態(tài)數(shù)據(jù)客觀、量化儀器差異利于學習經(jīng)濟維修監(jiān)測和診斷的手段★

振動：適用于旋轉機械、往復機械、軸承、齒輪等?！餃囟龋t外）：適用于工業(yè)爐窯、熱力機械、電機、電器等?！?/p>

聲發(fā)射：適用于壓力容器、往復機械、軸承、齒輪等?！镉鸵海ㄨF譜）：適用于齒輪箱、設備潤滑系統(tǒng)、電力變壓器等。★無損檢測：采用物理化學方法，用于關鍵零部件的故障檢測?！飰毫Γ哼m用于液壓系統(tǒng)、流體機械、內燃機和液力耦合器等?！飶姸龋哼m用于工程結構、起重機械、鍛壓機械等?！锉砻妫哼m用于設備關鍵零部件表面檢查和管道內孔檢查等?！锕r參數(shù)：適用于流程工業(yè)和生產(chǎn)線上的主要設備等。★電氣：適用于電機、電器、輸變電設備、電工儀表等。磨擦學介紹摩擦學的定義摩擦學（Tribology)是一門涉及數(shù)學、力學、物理學、化學、機械工程學、以及材料科學、石油化工等多種學科領域的一門綜合性邊緣學科。摩擦學是研究相對運動的相互作用表面的有關理論與實踐的一門學科。摩擦是現(xiàn)象，磨損是結果，潤滑是減緩磨損的一種辦法。摩擦學研究內容（1）摩擦學機理的研究

（2）各種典型機械運動副在不同工況、不同介質作用下的摩擦學特性和失效機理的研究（3）各種材料和表面處理工藝的摩擦學特性研究

（4）潤滑劑、工藝潤滑冷卻劑和固體潤滑材料的研究（5）摩擦學數(shù)據(jù)中心和數(shù)據(jù)庫的建立（6）摩擦學測試設備和測試技術的應用及研究摩擦類型

干摩擦邊界摩擦指兩接觸表面存在邊界膜的摩擦。

流體摩擦指兩相對運動的接觸表面間存在流體膜的摩擦。磨損類型

減少磨損的途徑

材料的選配

·耐磨性

·按磨損類型選材原則

潤滑表面強化處理或耐磨處理

結構設計科學使用設備、精心維護設備潤滑狀態(tài)曲線邊界潤滑狀態(tài)I、部分流體動壓潤滑區(qū)或稱混合潤滑區(qū)II、流體動壓潤滑區(qū)III。邊界潤滑兩種接觸面間存在極薄潤滑膜的潤滑形式。

兩接觸表面間存在的極薄的潤滑膜稱為邊界膜。根據(jù)膜的性質不同，它可以分為吸附膜和反應膜兩類。吸附膜又可分為物理吸附膜和化學吸附膜；反應膜分為化學反應膜和氧化膜。摩擦學研究進展

流體潤滑理論的進展經(jīng)典流體潤滑工程型流體潤滑納米薄膜潤滑時間1986年起20世紀60年代起20世紀90年代起工作表面剛性表面，表面光潔彈性、彈塑性；表面結構、表面形狀偏差表面原子分子結構（納米級）環(huán)境等溫溫度場、熱變形溫度場、熱變形、電磁場潤滑膜流體膜粘性流體膜吸附膜、有序流體膜和粘性流體膜的結合理論基礎流體動力學粘性流體力學粘性流體動力學、表面物理、表面化學適用工況一般情況特種工況微機電系統(tǒng)

油品分析及化驗報告油品化驗概要為什么要對使用中的油品進行化驗?

化驗哪些項目?化驗室分析的項目?分析出的數(shù)據(jù)有什么意義?

油品化驗-目的

潤滑油相當于人體血液

了解油品狀況，是否還可繼續(xù)使用

設備潤滑情況的動態(tài)監(jiān)測磨損金屬含量的趨勢分析

設備潤滑故障的原因分析化驗室的主要測試項目粘度IR紅外掃描

-氧化度

-水分水分-蒸餾法不溶物含量抗乳化試驗金屬磨屑含量輔助化驗項目:

顆粒計數(shù)清潔度

主要項目為什么要測試粘度?

最重要的油品特性為承受負載及保護相互運動的表面，需要

足夠的油膜強度粘度過低或過高都會引起問題測試項目-運動粘度(ASTMD445)

測量油品在40℃或100℃

時流過毛細管的時間

單位為cSt/或SUS

良好的重復性/再現(xiàn)性

測試項目-運動粘度(ASTMD445)舊粘度增加的原因油添加了較高粘度的其它油品不溶物污染油品氧化變質形成乳化液油品中輕質成分蒸發(fā)

舊油粘度下降的原因添加了較低粘度的其它油品聚合物添加劑(如粘度指數(shù)增進劑)分子被剪斷測試項目-FTIR遠紅外掃描

即傅立葉遠紅外分光光度儀可檢測：水分(%)氧化度(Abs/Cm)乙二醇含量(%)燃油稀釋(%)煙灰050100150200波長遠紅外掃描水氧化度硝化度