柴油機(jī)狀態(tài)檢測測試方案

1、中海石油技術(shù)檢測有限公司平臺主柴油機(jī)狀態(tài)檢測方案中海石油技術(shù)檢測有限公司2012-11-13柴油機(jī)測試方案目 錄一、柴油機(jī)狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)概述 3二、柴油機(jī)診斷技術(shù)簡述 3三、柴油機(jī)故障分類及主要故障 6四、柴油機(jī)狀態(tài)監(jiān)測測試 71、測點(diǎn)布置 72、測試步驟 73、評估內(nèi)容 8五、引用標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范 8六、測試作業(yè)風(fēng)險及安全控制 8一、柴油機(jī)狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)概述柴油機(jī)作為往復(fù)式設(shè)備的一種，具振動信號主要是摩擦、沖擊和噪音。往復(fù) 設(shè)備振動十分復(fù)雜，隨機(jī)信號、周期信號、沖擊信號等混雜在一起，各缸的信號 之間相互串?dāng)_，具體來說，由于活塞式內(nèi)燃機(jī)在進(jìn)、排氣門開啟、關(guān)閉，可燃混 合氣燃燒、活塞、連桿往復(fù)運(yùn)動時產(chǎn)生撞

2、擊和噪音，以及各缸之間的撞擊和噪聲 相互干擾，如果采用常規(guī)頻譜分析（時域和頻域征兆的提取分析）技術(shù)，頻譜圖 上將出現(xiàn)連續(xù)而密集的寬帶譜線，故障特征信號被背景噪聲所湮沒，難以提取和 識別，而且振動對氣體泄漏也不敏感。所以單純使用振動監(jiān)測的處理方法已不能 滿足像柴油機(jī)這樣復(fù)雜的往復(fù)設(shè)備故障診斷的需要。二、柴油機(jī)診斷技術(shù)簡述沖擊、漏氣和摩擦是往復(fù)機(jī)械最主要的信號類型，其在時域的特征如圖1所示。圖1、沖擊、漏氣、摩擦信號的時域特征目前我們海洋石油裝置上使用的柴油機(jī)一般是由 12-16個動力缸組成，各缸 的進(jìn)排氣門的開啟、關(guān)閉沖擊信號混雜在一起，如果不采取技術(shù)手段加以區(qū)分， 仍無法對其進(jìn)行診斷。我們通過

3、在飛輪罩殼上固定安裝磁電式速度傳感器（或光 電相位傳感器），盤車使1缸處于上止點(diǎn)位置，在飛輪上安裝鐵質(zhì)鍵相塊或反光 紙使其與磁電傳感器（光電傳感器）精確對齊。對柴油機(jī)來說，各缸之間的角度 差是固定的，這樣在測試各缸各種類型的信號時，便有了一個相位參考基準(zhǔn)，使 各類信號在一個做功周期內(nèi)與相應(yīng)的事件準(zhǔn)確對應(yīng)起來，同時同類缸的同類信號放在一起進(jìn)行類比判斷，哪個缸存在異常便易顯現(xiàn)出來。即便如此，各缸之間的 信號仍難免存在串?dāng)_，為此，對振動和超聲波信號進(jìn)行分頻段包絡(luò)處理，超聲波 信號取36kHz44kHz和15.5k40kHz,振動高頻信號取 5.6K40kHz,振動中 頻取1808kHz,振動低頻取1

4、8kHz。高頻信號頻率高、波長短、方向性好、 衰減大，因此抗干擾性強(qiáng)；中、低頻信號與之相反，但能反映振動能量的大小。 幾種類型的信號采用不同的頻段組合，既可隔離干擾又能反映振動的能量大小， 各種信號相互印證，結(jié)合性能分析，便能對柴油機(jī)進(jìn)行全面地分析與診斷。柴油機(jī)診斷技術(shù)綜合使用振動、壓力、超聲波、紅外測溫、相位與轉(zhuǎn)速測試 等技術(shù)進(jìn)行綜合測試，并可引入其他過程參數(shù)數(shù)據(jù)綜合進(jìn)行分析評估。綜合檢測 可以提供針對柴油機(jī)組往復(fù)運(yùn)動部件的定相壓力、振動、超聲波信號圖形，見下 圖：»*»VM1*01單個動力缸定相壓力圖.P1IL 09 1990 10:110 AM PfMioct 9與百

5、© 1 SOO ； . SO i OO 350 300 N&O WOO1&O iOO'：,50才3JT/O1 1#孑:：Tf PMAH 心yKlnQr，- Irr 日口e* QrQ一丁McmMinUrwruiK Atpl0 口第2)2多缸壓力峰值點(diǎn)火壓力測試圖3多缸功率和扭矩測試圖.C：S"*" P'R Q0311 2，N：5 3： PMP 94動力缸定相超聲波和振動圖3"200176 苧50 春會 量oo755025OZCOliB-C Cyfl*ncier 1 3/7AJli 6:1 1 45AMrmSuctionS2

6、S3 Si04 OS DSS2 S3 SID-a 05 OGHead End (Stage# 1)Crar'tk End (Stage# 1)5多缸紅外溫度測試柱圖7505002242-FL Cyltnder 7 3/S/01 tt:36M4 PMerlod 9-7 ULT-Scale 30.0250OO 4S 90135 .180 v 225270315360Angle (degi) 6多參數(shù)分析圖,三、柴油機(jī)故障分類及主要故障柴油機(jī)故障主要包括 燃燒質(zhì)量與運(yùn)動件故障 兩大類。燃燒質(zhì)量包括：爆震、 失火、不平衡、點(diǎn)火提前角度誤差、壓縮泄漏、燃油消耗過大故障等；運(yùn)動件故 障主要包括：燃

7、油噴射問題、閥門泄露、活塞環(huán)泄露、缸套及活塞環(huán)磨損和劃傷、 進(jìn)排氣口磨損、進(jìn)排氣口積碳、閥門導(dǎo)桿磨損、搖臂磨損、舉升機(jī)構(gòu)缺陷、凸輪 磨損、活塞銷或軸承問題等。柴油機(jī)故障診斷系統(tǒng)綜合運(yùn)用動態(tài)壓力、超聲、振 動和紅外測試技術(shù)，可有效、針對性地解決以上故障。四、柴油機(jī)狀態(tài)監(jiān)測測試 1、測點(diǎn)布置渦輪增堆器軸埴標(biāo)準(zhǔn)揖速度計.安裝在進(jìn)出輪箱中間口物域加速度t疣點(diǎn)位置"，父 Ifd號氣”解 :,' hflf七航棒二旦空打外取度卷酉鼻”仁.閨.活常捫祖軸 出爽咕超聲傳馨器標(biāo)睢加速度計與曲軸位置相關(guān)的時域ft#氣勤壓力直潦原力傳撼器，曲軸位置相關(guān)的時域數(shù)據(jù)峰值樂力統(tǒng)計地砒粗饕回動粒移) H發(fā)-

8、京利里礎(chǔ)時街女裝的 加速'Zi；，H. V； Ai，：!/*；盥圖1數(shù)據(jù)采集測試點(diǎn)2、測試步驟1) 停機(jī)，盤車至一缸上止點(diǎn)位置，在飛輪或電機(jī)軸上粘結(jié)一個10X 12X2的鐵片(或粘反光紙)作為鍵相指示(設(shè)定鍵相傳感器觸發(fā)始點(diǎn)時，改變的質(zhì)量不足飛輪總質(zhì)量的萬分之一，對飛輪的動平衡和機(jī)械強(qiáng)度不會造成影響)；2) 鍵相傳感器安裝，使用磁吸座吸附在地板上，或者使用固定安裝支架，視現(xiàn)場實(shí)際情況選擇一種方式即可。使傳感器對準(zhǔn)觸發(fā)始點(diǎn)；3) 缸頭部位外部清潔，振動、超聲波、紅外檢測的數(shù)據(jù)采集點(diǎn)均在缸頭部位， 保持此部位干凈；4) 開機(jī)，測試發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和上止點(diǎn)位置標(biāo)定；5) 測試各缸20個工作循環(huán)的壓

9、力曲線和100個工作循環(huán)的峰值點(diǎn)火壓力統(tǒng)計；6) 測試各缸20個工作循環(huán)的超聲波波形；7) 測試各缸20個工作循環(huán)的高頻和低頻振動波形；8) 測試機(jī)體水平方向的常規(guī)振動時域波形和頻譜；9) 錄取各缸的排氣溫度。3、評估內(nèi)容各缸壓縮壓力各缸爆發(fā)壓力燃燒狀況缸間平衡單缸功率氣缸綜合運(yùn)行狀態(tài)(含缸套磨損、活塞敲缸、氣門組故障)評估 附屬部件(含油泵、水泵、潤滑油管路和增壓器)狀態(tài)評估五、引用標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范GB 1147-87JB/T 9773.1-1999GB/T 10397-2003GB 6302-86GB 7184-87內(nèi)燃機(jī)通用技術(shù)條件柴油機(jī)臺架試驗(yàn)考核方法中小功率柴油機(jī)振動評級 船用柴油機(jī)熱工參數(shù)的測量中小功率柴油機(jī)振動測量方法 內(nèi)燃機(jī)設(shè)計手冊六、測試作業(yè)風(fēng)險及安全控制 1、安裝鍵相傳感器及鍵相指示粘接塊時必須隔離鎖定設(shè)備；2、鍵相傳感器安裝前，召開安全風(fēng)險辨識會，佩戴好勞動防護(hù)用品，施工人員注意協(xié)調(diào)，作好相互配合，粘接金屬塊前清除表面污垢，漏出金屬表面，確保粘接牢固，安裝鍵相器后，注意保持與粘接金屬塊的距離，粘接牢固后，盤車一圈, 檢查有無護(hù)護(hù)罩刮碰以及金屬塊與其它部件碰磨現(xiàn)象；