[发明专利]石化装置动设备失效模式诊断方法

说明书

本发明公开了一种石化装置动设备失效模式诊断方法，主要包括以下步骤：获取石化装置的名称、作用、运行工况、可能的失效模式；对装置的振动监测信号进行对比分析，找出装置失效的位置；在相应位置进行宏观和微观形貌观察，分析装置的失效模式；通过振动信号对比结果与失效断口宏微观形貌结合的方法确定装置失效的模式。利用本发明所述方法可以得出装置失效模式，准确率高，为寻找设备失效原因及确保石化装置后继的安全可靠运行提供有效依据。

技术领域

本发明属于石化装置失效分析技术领域，具体涉及一种石化装置失效模式的分析方法。

背景技术

石化装置的生产过程具有易燃易爆、有毒有害、反应易失控等特性，因此，石化产品生产企业的生产装置通常存在较大潜在危险性。为了防范重特大事故的发生，国家安全监管总局明确指出对化工装置安全运行管理中出现的异常工况要进行监测预警，及时判断发生异常工况的根源，评估可能产生的后果，制订安全处置方案，避免因处理不当造成事故。目前，用于大型石化装置的失效模式诊断，多采用振动信号和系统运行参数监测方法，但是这些方法诊断方法存在准确性较低的问题。

发明内容

本发明提出一种石化装置动设备失效模式诊断方法，可提高失效分析人员的工作效率和准确性，该方法具体步骤如下：

步骤一，获取石化装置动设备的失效背景；

步骤二，对装置运行振动信号进行监测与对比，获取所述动设备的失效信息，预估所述动设备的失效模式；

步骤三，对宏观形貌进行观察，分析所述动设备的失效模式；

步骤四，观察断口微观形貌，分析所述动设备的失效模式；

步骤五，综合步骤二所预估的失效模式和步骤三、步骤四宏、微观分析所获得的失效模式，判定所述动设备失效模式。

进一步的，所述步骤一具体为，获取石化装置中动设备的运行背景，获取所述动设备的失效背景。

进一步的，所述步骤二具体为，

首先，通过监测所述动设备的振动信号对比不同情况下所述动设备的振动信息，确定所述动设备失效前后振动信号的变化情况；

然后，根据步骤一获取的装置失效背景和所述动设备的振动信号对比结果，预估石化装置的失效模式，包括以下步骤：

对比健康状态下的振动检测信号与失效情况下的振动信号，找出发生失效的部件：与健康状态下的振动信号相比，部件断裂后，振动幅值减小，振动谱的最大幅值与最小幅值之比发生了规律性的变化；部件磨损后，振动幅值介于正常与断裂之间，振动谱的最大幅值与最小幅值之比发生了规律性的变化，但是比断裂的幅度小；当动设备存在故障时，振动信号的幅值和分布均有可能发生改变；据此，通过对振动谱的时频域统计特征，即平均值、峰峰值、均方根值、波形因子、中心频率，进行分析，进而可以识别出所述动设备发生失效的具体部件和原因。

进一步的，步骤三所述宏观形貌观察，包括对失效的具体部件未清洗时断口形貌和清洗后的形貌观察；

若宏观上变形较小，且发现疲劳弧线，则为疲劳断裂；若宏观上断面收缩率较小，有放射状的撕裂棱或人字花样，则判断为脆性断裂模式；若宏观断口呈纤维状或长毛绒状，断面收缩率在5％以上，则是延性断裂；对于磨损失效，磨损失效时，塑性材料粘着破坏发生在离表面一定的深度范围，塑性材料磨损下来的颗粒较大，而脆性材料的破坏深度较浅，脆性材料的粘着磨损产物多数呈金属磨屑碎片状。

进一步的，步骤四所述观察断口微观形貌，分析所述动设备的失效模式，具体为：

当所述具体部件上发生断裂时，如果断口上存在疲劳条带或疲劳轮胎痕迹时，为疲劳断裂模式；断口上存在冰糖状花样、解理台阶及河流花样等，为脆性断裂模式；断口上存在韧窝或产生蛇形滑动、连波等特征时，为韧性断裂模式。