第一节轴振动和轴位移.docx

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第一节轴振动和轴位移

第一节轴振动和轴位移

1总则

1.1主题内容与适用范围

1.1.1本规程规定转机的轴振动与轴位移监测仪表的维护检修要求。

1.1.2本规程适用于本特利公司（Bently-Nevada）7200、3300系列探头直径为5mm、8mm、11mm、14mm非接触趋近电涡流式轴振动和轴位移监测仪表和3500监测系统。

其它系列非接触趋近电涡流式仪表可参照执行。

1.2编写修订依据

美国石油学院炼油系1986年6月API标准670第二版

《振动、轴向位置和轴承温度监测系统》。

《3500/40位移监测器模块》

《3500/20框架接口模快》

本特利公司产品操作和维修手册

中国石化总公司《工程建设施工标准规范汇编》（第六分册）。

23300系列

2.1概述

2.1.1系统组成

本特利3300及7200系列仪表是由趋近式探头、延伸电缆、前置器（振荡—解调器）、信号电缆、监测器所组成的系统，见图6-1-1。

2.1.2工作原理

仪表测量采用趋近电涡流原理。

探头由通有高频信号的线圈构成，被测轴金属表面与探头相对位置变化时，形成的电涡流大小改变，使探头内高频信号能量损失大小变化，这个变化信号通过前置器转换成与位置变化相对应的电压信号送到监测器显示或报警。

2.2技术标准

轴振动通道的灵敏度为7.874V／mm,在2mm的工作范围内,误差不大于±5%。

轴位移通道的灵敏度为7.874V／mm,在2mm的工作范围内，非线性偏差不大于25.4μm。

在下列的允许工作温度范围内，温度变化影响的最大附加误差不大于仪表使用范围的5%。

工作温度范围：

探头和延伸电缆-34～177℃；

前置器-34～66℃；

监测器和电源-29～66℃。

图6-1-13300位移和振动检测系统组成图

2.3检查校验

2.3.1检查项目

2.3.1.1探头及组成电缆组件完整无损，接头无氧化锈蚀，端部的保护层不应有碰伤或剥落的痕迹，紧固件齐全好用，接线盒无损坏。

2.3.1.2延伸电缆完整、无短路、无开路、接头无氧化锈蚀，保护层无破损。

2.3.1.3前置器完整无损，安装盒无脱漆、变形和密封不良现象，前置器与安装盒之间需有良好的绝缘层。

2.3.1.4信号电缆屏蔽层接地良好，用500V兆欧表检查信号线间及对地绝缘电阻应大于5MΩ。

并要求单点接地。

2.3.1.5监测器部件完好，其电源单元监测指示、报警、复位、试验功能正常、零位准确。

2.3.2校验用仪器

本特利公司的TK3-2E校验仪；

4

位数字电压表；

24V直流稳压电源；

函数发生器；

2.3.3传感器校验

2.3.3.1依照图6-1-1，将探头组成电缆与延伸电缆连接；延伸电缆另一端接到前置器上；前置器电源端（-24VDC）、公共端（common）接入-24VDC电源；公共端（common）、输出端（output）接入数字电压表。

2.3.3.2用合适的探头夹把探头固定在探头座上，使探头顶端部接触到校验靶片。

2.3.3.3将-24VDC送到前置放大器的电源端和公共端，调节TK3-2E校验仪上的螺旋千分尺，使示值对准0mm处，然后将千分尺的示值增加到0.25mm，记录数字电压表的电压值（此值为前置器输出电压）。

以每次0.25mm的数值增加间隙，直到示值为2.5mm为止，并记录每一次的输出电压值。

（校验点不少于10点）。

2.3.3.4以所记录的数据，依照图6-1-2所示“轴位移轴振动传感器校验曲线”的形式，绘制出被校探头传感器系统的间隙--电压曲线，它反映了传感器的特性。

2.3.3.5根据所绘制出的间隙--电压曲线，确定出传感器系统的线性范围，应不小于2mm。

计算出传感器系统的灵敏度应为7.874V／mm,在线性范围内的非线性偏差不大于20μm。

电压增量除以间隙增量为灵敏度。

传感器线性范围的中心为轴位移传感器的静态设定点。

2.3.3.6振动传感器的校验方法与数据记录同轴位移传感器一样，同时也要绘制出传感器系统间隙--电压曲线，并计算出灵敏度，在2mm的线性范围内传感器系统的误差不大于±5%。

图6-1-3所示为“典型振动传感器校验曲线”。

传感器线性范围的中心为振动传感器安装的参考点。

图6-1-2典型轴位移传感器校验曲线

图6-1-3典型振动传感器校验曲线

2.3.4轴振动监测器校验（适用于3300/15/16）

2.3.4.1按图6-1-4形式联接，检查并校准监测器零位。

a.打开前面板,将A通道调整开关（AA）置于左边，左侧液晶柱显示的A通道振动信号将开始闪亮，按下并按住前面板上的GAP键.

b.当间隙键（GAP）被按下时,短接两个自检针头（ST），此时的间隙电压值,则做为新的零位存储下来。

c.重新将AA置于右边（OFF）,关上前面板。

d.重复以上内容,AB代替AA,完成对B通道的校验。

2.3.4.2接通电源，检查电源单元及试验和复位功能应正常。

2.3.4.3振动监测器通道校验

图6-1-4轴振动监测器校验接线图

a.用函数发生器，从监测器A通道输入端COM和IN加入一个具有-7VDC偏置电压100Hz的正弦波形的校验信号，信号幅值用4

位数字交流电压表测量。

例：

探头的灵敏度为7.874V／mm，表头满量程为0.125mm

则满量程电压=7.874×0.125=0.984Vp-p（峰-峰）

调整函数发生器幅值等于满量程电压。

用万用表在A通道试验点（TA）上，测量电压是否满足+5VDC。

若电压值不符,调整增益电位计（GA），使达到+5VDC。

b.重复以上内容,用TB代替TA,GB代替GA,完成对B通道的校验。

7200系列和3300系列的允许误差为满量程的±0.33%，最大允许误差为±1%。

c.对每台监测器逐一通道进行校验，并做好原始校验数据记录，保存校验数据。

2.3.5轴位移监测器校验（适用于3300/20）

2.3.5.1按图6-1-5形式连接，检查并校准监测器零位。

a.从信号输入模块上，A通道的公共端（COM）及信号输入端（IN）拆下电缆线，

图6-1-53300系列轴位移监测器校验接线图

b.把监视器前面板拉出并往右挪，在通道A上的试验点（BPPLA）处，通过调整通道A零电位开关（ZA）把电源电压调到+2.5VDC。

测量并记录该电源电压，用做零点电压。

3300的5mm和8mm传感器系列的零点电压为-10±0.2VDC,并确认监视器指示为0μm（0mm）。

2.3.5.2检查并校准监测器量程

改变电源电压使其达到满度值（FULLVALUE）。

对于正方向—在通道A试验点上，调整电位开关（GA）使其为+5VDC，对于反方向—在通道A试验点上，调整电位开关（GA）使其为0VDC。

例如：

探头的灵敏度为7.874V／mm

表头满量程为1-0-1mm，

則电压变化应为7.874×1=7.874VDC

正方向为向着探头，则满值为零点电压减去满量程电压。

满值输入为-10-（-7.874）=-2.126VDC

正方向为远离探头，则满值为零点电压加上满量程电压。

满值输入为-10+（-7.874）=-17.874VDC

2.3.5.3重复以上内容,用B通道代替A通道,完成对B通道的校验。

2.3.5.4通过调整表体内零位、量程、报警和危险报警调整钮，使位移监测器满足精度要求。

3300系列允许误差为满量程的±0.33%，最大允许误差为±1%。

2.3.5.5对每台位移监测器分别进行校验，并做好原始校验数据记录，保存校验数据。

3.3500系列

3.1概述

3.1.1系统组成

一个最基本的3500系统需由3500/05仪表框架、一或两个3500/15电源、3500/20框架接口模块、一个或多个3500/XX监测器模块或其它可选项模块、3500组态软件、计算机组成，见图6-1-6。

3500组态、监测软件等安装在这台主计算机中，通过串行通讯或通过网关模块，把3500连接到计算机上。

3500/40是一个通用监测器模块，3500/40模块是一种四通道监测器，它接受由非接触式传感器输入信号，并可用此输入驱动报警。

3500/40可由3500框架组态软件组态具有如下功能：

经向振动、轴向位移、偏心及差胀。

此模块可接受许多种位移传感器输入的信号，其中包括如下本特利内华达公司的非接触式涡流传感器：

7200的5、8、11和14mm探头和3300的8mm探头。

图6-1-63500位移检测系统的组成

3.1.2所需测试设备：

电源、4

数字显示万用表、函数发生器。

3.1.3传感器的校验按2.3.3节传感器校验方法执行。

3.2径向振动通道校验、报警测试、OK灯测试

通过将电源、信号发生器和万用表与COM和SIG端连模拟传感器信号，函数发生器模拟振动信号和键相位信号，通过变化振动信号（峰-峰值和直流偏置电压）来校验、测试计算机校验屏上显示结果。

图6-1-73500系列轴振动通道校验接线图

3.2.1通频值校验、报警测试、OK灯测试

a、按照图6-1-7连接测试设备并运行软件。

b、按下面的公式，计算满量程电压值。

满量程电压＝满度值×传感器灵敏度

例：

满度值：

200μm

传感器的灵敏度：

7.874V／mm

满量程电压＝200×0.007874

＝1.5748Vp-p

对于均方根的输入＝0.707／2×（Vp-p）正弦波输入

＝0.707／2×1.5748

＝0.5566V

c、调节信号函数发生器使其输出一个具有-7VDC偏置电压100Hz的正弦波，调整幅值使之等于与所计算的值一致，检验通频值棒图显示、当前框内显示值为满量程电压±1％。

d、调节函数发生器的幅值，使得读数低于通频值的报警点。

按下RESET开关,校验OK发光二极管亮，棒图指示为绿色，当前值为非报警指示。

e、调节函数发生器的幅值让它刚巧超过一级报警点，报警延迟约2或3秒后，观察棒图指示是否由绿色成为黄色，这时当前值为A状态（即警告状态）。

揿框架接口模块上的RESET开关，验证棒图指示仍为黄色，当前值状态为A。

f、调节函数发生器的幅值使信号刚巧超过通频二级报警点，报警延迟约2到3秒后，观察棒图指示通频值从黄色变为红色，当前值状态成为D（即危险状态）。

揿下RESET开关，验证棒图指示仍为红色，当前值状态为D。

g、调节函数发生器使信号低于报警点，观察棒图指示变为绿色，当前值状态为非报警状态。

h、若监测模块不符合技术要求或不能通过测试，则更换卡件，更换后重新进行校验测试。

i、重复步骤a到步骤h对所组态的通道进行校验，并作好记录。

3.2.2间隙电压校验、报警测试、OK灯测试

图6-1-83500系列轴位移通道校验接线图

a、按照图6-1-8连接测试设备并运行软件。

b、调节电源使电压值为-18.00VDC，观察棒图显示和当前框内值显示为-18.00VDC±l％。

c、调节电源使电压值等于-9.00VDC，观察棒图显示和当前框内值读数为-9.00Vdc±l％。

d、调节电源以致产生一个在报警点内的电压。

揿下框架接口模块上的复位开关，验证OK发光二极管发光，棒图指示为绿色，当前值显示正常状态。

e、调节电源电压使信号略超过一级报警值。

观察棒图指示颜色由绿变黄，当前值显示状态为A。

揿下复位开关，验证间隙的棒图显示保持黄色，当前值显示状为A。

f、调节电源电压使信号略超过间隙二级报警值，观察棒图指示颜色由黄变为红并且当前值显示状态为D。

揿下RESET开关、验证棒图指示仍保持为红色并且当前值显示状态为D。

g、重复步骤a到步骤f对所组态的通道进行校验，并作好记录。

3．3轴向位移校验、报警测试、OK灯测试

3.3.1通频值的校验、报警测试、OK灯测试

a、按图6-1-8所示连接测试设备并运行软件。

b、按下面的公式和举例计算满量程电压。

满量程电压＝零位置电压±传感器灵敏度×量程范围

例：

传感器灵敏度：

7.874V/mm

标尺范围：

1-0-1mm

零位置电压：

-10.16VDC

正向量程电压值＝-10.16+7.874×1

=-2.286VDC

反向量程电压值＝-10.16-7.874×1

=-18.03VDC

c、调节电源电压至零位置电压，通频棒图显示和当前框值应为0±1%。

d、调节电源电压至所计算出的正向量程电压值，通频棒图显示和当前框值为正向量程±1%。

e、调节电源电压至所计算出的反向量程电压值，通频棒图显示和当前框值为反向量程±1%。

f、调节电源电压使信号略超过一级报警点，观察棒图是否由绿色变为黄色，按下复位开关后，仍为黄色。

g、调节电源电压使信号略超过二级报警点，观察棒图是否由黄色变为红色，按下复位开关后，仍为红色

h、调节电源电压使信号低于报警点，观察检测器OK灯亮及通道状态框内的通道OK状态为OK。

i、重复步骤f至h，测试反向一级报警和反向二级报警。

j、若监测模块不符合技术要求或不能通过测试，则更换卡件，更换后重新进行校验测试。

k、重复步骤a到步骤j对所组态的通道进行校验，并作好记录。

4日常维护

4.1使用注意事项

4.1.1整套仪表的安装应符合设计总成及相应产品规范要求。

4.1.2安装的每一振动、位移通道都应有间隙--电压校验曲线和校验记录。

4.1.3转机轴承的每一监测点应安装两个互成90°的振动探头，分别安装在与轴垂直中心线成45°±5°的上方。

4.1.4振动探头应安装在轴承75mm以内的位置，并有大于探头半径大小的侧间隙，探头工作轴表面应光洁，无划痕，并经消磁处理，探头不应受目标区以外任何金属的影响，总的机械和电的综合偏移振幅不超过6μm。

4.1.5探头应固定牢固，除非特殊要求，振动探头间隙电压应选在间隙--电压校验曲线线性范围中部，在同一转机上，探头间隙电压的标准应基本一致。

4.1.6轴位移探头应有大于探头半径的侧间隙，工作表面光洁无划痕，经消磁处理，探头不应受目标区以外任何金属的影响，总的机械和电的综合偏移振幅不超过13μm。

4.1.7使转机转子处于推力偏移中心时，调整轴位移探头间隙，使位移监测器的指示在中间位置，即零位。

4.1.8振动和位移探头的安装方式应便于检修和维护。

4.1.9仪表送电后，检查各探头间隙电压、报警点、危险报警点的设置应正常。

4.1.10检查监测器电压、试验、复位功能均应正常。

4.1.11检查在危险场所安装的仪表应符合相应防爆要求。

4.1.12转机在正常运转时，严禁调整和拆卸探头。

4.1.13安装在含氨环境中的探头，应对接头加保护层。

4.2仪表维护

4.2.1定时进行巡回检查，及时进行维护，对监测系统的巡检每天不少于2次。

4.2.2保持探头、电缆整洁，应无破损，安装无松动,每个通道“0K”灯均亮。

4.2.3定期检查间隙电压、报警及危险报警设定点、试验、复位功能应正常。

4.2.4采用充气防爆监测系统的应检查充气设施。

4.2.5检查计算机风扇是否正常，若不工作则须更换风扇。

4.2.6发现异常情况应及时处理，并做好记录。

4.3常见故障处理见表6-1-1

表6-1-1常见故障处理表

序号

故障现象

故障原因

处理方法

1

监测器各通道均失灵，“OK”灯灭

a、仪表供电中断

b、监测器电源单元损坏

a、查找原因，恢复供电

b、更换电源单元

2

间隙电压指零

a、延伸电缆短路

b、信号电缆开路

a、更换延伸电缆

b、查找更换信号电缆

3

间隙电压负向超限

a、延伸电缆开路

b、接头接触不良

c、检查探头电阻，判断探头好坏。

a、更换延伸电缆。

b、清洗并紧固接头

c、更换探头

5检修

5.1振动和位移监测系统仪表随转机同时检修。

5.2探头应在转机解体前拆下。

5.3按第2.3条的各项要求进行检查校验。

5.4转机检修结束后，按使用要求进行安装调试。

5.5盘车检查振动测量总的机械和电的综合偏移振幅不超过6μm。

5.6检查仪表指示的轴位移量与机械位移量之误差应满足精度要求。