武鋼設備診斷技術應用簡介

一、武鋼設備診斷技術的現狀
        武鋼從1985年后開始引入設備診斷技術，并在開展設備診斷工作的初期，就成立了公司—廠礦兩級診斷網。武鋼設備部設備診斷中心擁有高級職稱并且經驗豐富的專業診斷人員占診斷中心總人數的40%，他們既負責在公司內開展精密診斷工作，又負責組織、指導和檢查二級廠利用簡易檢測儀器開展設備點檢工作。在技術裝備上，主要配備了振動信號分析儀、紅外熱成像儀（在自動化公司）以及一些簡易診斷儀器。以后陸續增加了現場動平衡、油液分析、電機故障檢測及超聲波探傷等手段。
        從1999年開始，在全公司范圍內推行設備點檢量化管理，并以設備診斷技術作為重要支撐。各二級廠在設備科設立了專檢站，各專檢員負責用簡易診斷儀器對其所管轄區域內的設備實施定期測量，并作趨勢分析，發現了許多故障隱患，通過及時處理，避免了突發性事故的發生。設備部分別在1999年和2000年就為12個主體生產廠統一發放了355臺和255 臺簡易診斷儀器，各主體廠都在利用簡易診斷技術全面實施點檢量化工作，并嘗到了甜頭，對點檢量化工作的積極性很高，這兩年許多廠又陸續購置了不少診斷儀器。同時，各主體廠還選擇了部分關鍵設備，與科研院校合作開發建立了1-2套在線監測與診斷系統，其中有些系統已具備了遠程診斷的條件。另外，隨著點檢量化工作的深入，對精密診斷也提出了更多更高的要求，機組振動信號分析、紅外熱成像分析、高壓設備檢測和油液分析等工作任務越來越飽滿。如果說過去武鋼開展設備診斷工作是粗放型的、自覺性的，那么，現在武鋼的設備診斷工作卻是帶有強制性、統一性和規范性。設備診斷將作為現代化設備管理不可缺少的組成部分在武鋼整體推進。目前，武鋼的設備診斷工作有了一個比較大的發展，設備診斷技術在武鋼的應用已日益廣泛，越來越受到人們的重視，設備檢測手段、診斷能力已初具規模，在設備管理工作中已逐步顯現作用和效果。
        在簡易診斷方面，各主體廠點檢量化工作已輻射到全廠所有重要設備上，點檢員從設備劣化趨勢圖上發現設備隱患，通過及時處理消除隱患，來避免產生突發事故及停產損失。另外，點檢量化數據的計算機管理也正在積極推進。
        在精密診斷方面，武鋼目前擁有振動分析診斷、紅外熱成像分析診斷、油液分析及氣相色譜分析等專業手段和相關技術人員，并積累總結出了一些行之有效的診斷經驗和方法。
        在2001年成立了武鋼設備診斷委員會，委員會由各主體廠設備廠長、設備科長和專業技術人員在內的80余人組成，并且聘請了包括中國工程院院士楊叔子在內的著名專家學者10余人擔任技術顧問。2002年開始在公司內開展“設備狀態受控點”活動，全面掌握設備的狀態，并對設備狀態要素實施有效的管理，使維修部門能夠把檢修重點集中到最有意義的對象上，實現維修成本投入的最佳效益。
        2002年武鋼繼續推行“以點檢量化為基礎，以遠程診斷和精密診斷為技術支持”的關鍵生產設備運行狀態控制制度，從設備點檢量化管理、設備在線監測以及設備狀態檢測多方面入手，確保設備“萬點受控”目標的實現。各生產廠在公司的統一安排下，組織抓好關鍵設備的確定、控制點的選取和狀態參數基準值確認工作。根據所控制的對象，對應建立和完善關鍵生產設備特征頻率數據庫和設備檔案，依據所掌握的有效數據進行趨勢分析，使這些設備在壽命周期內處于嚴密的受控狀態，為預知維修提供可靠的依據。公司將對各生產單位“萬點受控”計劃實施的進展情況進行檢查、驗收。對達不到規定要求的，要記錄在案，作為年終星級設備管理單位評審、驗收的考核依據。
        為適應對設備診斷技術學習和培訓的需要，武鋼設備部積極開展工作，每年都與武鋼職業技術學院或有關診斷儀器生產廠家聯合舉辦有關設備診斷技術的專題講座、經驗交流會以及各種形式的學習班、培訓班和研討班，聘請了有關專家來武鋼講課，組織有關人員參加，以推廣應用故障診斷技術。武鋼各主體廠都配備了兼職或專職設備故障診斷人員，負責廠內設備診斷工作，組織有關技術人員學習其它兄弟廠礦先進診斷技術，如武鋼多次安排設備故障診斷人員到寶鋼檢測公司參觀學習，推廣使用新型設備診斷儀器，并收集國內外先進的設備診斷技術信息。
        二、設備診斷技術在武鋼的應用
        1.設備狀態點檢量化網絡化管理系統
        武鋼設備狀態點檢網絡管理系統如圖1所示，整個系統將企業信息系統分為企業層、分廠層、車間層三個層次。車間層根據分廠的受控設備的實際情況布置，可以是一個車間，也可以是一條生產線。如武鋼燒結廠根據其生產線的布置，分為四個燒結車間，每個車間層均設有點檢工作站，對受控設備的振動信息用HY-106手持式巡檢儀采集，對工藝量等其他參數則通過手抄表采集，點檢工作站與巡檢儀和手抄表通過紅外串口通訊，使巡檢任務的發送和回收非常簡便、靈活。車間層的點檢工作站還裝有基本的信號分析軟件，方便現場操作人員對設備狀態進行初步分析、診斷。分廠層以各個主體廠為單位（如燒結廠、大型廠、能源廠等）設置數據庫服務器，并安裝數據庫服務器軟件，負責對整個分廠設備的信息統一管理，分廠的各個點檢工作站上裝有數據上傳軟件，當巡檢儀采集了設備的最新數據后，將自動上傳至分廠級數據庫中。各主體廠的設備管理人員通過功能強大的信號分
析’瀏覽軟件準確而及時地把握整個分廠的設備運行狀況，并能對信號異常的設備進行分析、診斷，迅速作出設備的維修計劃。企業級數據庫是一個虛擬的數據庫，它依托企業內部網絡，把各個分廠的數據庫服務器構建成一個虛擬的服務器，這樣公司各級設備管理人員（如設備診斷中心、設備部等）就可以通過信號分析/瀏覽軟件，及時了解整個企業所有受控設備的當前運行狀態，便于根據設備狀況進行生產計劃的實施和調整。

圖1 系統總體結構圖

        2001年7月在武鋼燒結廠首先試用設備狀態點檢網絡管理系統，隨后在大型廠、軋板廠、工業港、三煉鋼、能源廠實施。經過一段時間的運行后，效果良好，使監測診斷人員可以通過安裝在設備診斷中心的客戶端分析軟件縱覽整個企業或主體廠受控設備的運行狀況，并通過各分廠所設置的報警信息，迅速又直觀了解到當前設備的狀態。設備最新數據通過網絡及時上傳，保證了數據的及時更新，實現了設備點檢狀態監測的在線化。而狀態瀏覽器又通過圖片導航的方式能夠簡單、直觀及時地使設備領導了解受控設備的分布、受控測點的布置等相關信息。該系統全面提升設備點檢的管理水平，為系統維修和設備管理的系統與構造奠定堅實的基礎。盡管系統運行只有半年，點檢已積累了大量的現場數據，在大型廠和燒結廠成功捕獲了一些故障隱患，并為疑難問題的分析和處理提供了可能。
        2.設備在線監測
        對于生產線上的關鍵設備一般要求進行在線監測，將已有的一些在線監測系統與附近的交換機用光纖聯通，以實現遠程診斷。實現遠程診斷后，各項工作安排胸中有數，基本消除了幾天幾夜不合眼的搶修現象，大大提高了生產能力。
        3.設備狀態檢測
        開展“設備狀態受控點”活動是武鋼設備診斷工作新一輪發展，也是提高武鋼設備管理和維修技術現代化水平的必由之路。主要應用在以下幾方面：①應用振動測試技術，對燒結機制氧站的空壓機及高爐風機等關鍵設備進行振動測試和分析，錄取參考頻譜作為技術檔案，還研制了一些包括振動、溫度以及電氣參數等在內的在線監測系統；②在紅外測溫技術方面，使用點溫計對電氣設備進行簡易診斷，采用熱像儀對爐殼和爐襯的融化腐蝕，以及主變壓器的繞組溫度進行測定和圖像處理；③在油液污染檢測方面，為液壓潤滑系統中油泵和閥等部件的磨損找出預防措施；④在電機、變壓器故障檢測，零部件的無損檢測，爐窯和工業建筑物檢測以及起重設備檢測等方面都有廣泛的應用。
        4.問題及解決思路
        (1)加強診斷的規范化。包括設備狀態要素提取的規范化、判斷標準的規范化和采樣的規范化等。在大力開展設備狀態受控點管理的基礎上，要注意“設備狀態要素管理”，即通過研究設備狀態的構成，有效評價設備狀態。這對實現適時維修，對于提高設備檢修命中率，具有十分重要的意義。設備部曾制定了一些判斷標準，但隨著生產的發展和設備的更新，這些判斷標準都應有所修訂，對尚未建立的標準也應逐步制定。另外，只有規范化的采樣才能獲取準確的數據，才能真正做到“從對采樣負責到對設備負責”的轉變。
        (2)建立設備診斷效果的評價體系。雖然武鋼設備診斷工作已開展多年，但目前仍無一套完整、科學和有效的設備診斷效果評價體系，可以從對設備狀態的把握率、降災效益和降成本效益等幾個方面來考慮。
        (3)新手段和新儀器的使用。目前手段和儀器與國外相比還有很大的差距，需要引進一些適合武鋼實際需要的診斷技術和裝備。
        三、武鋼設備診斷技術的發展方向
        武鋼今后設備診斷工作的總體規劃是：全面推進以診斷技術和傾向管理為手段的點檢基礎管理，重大檢修項目以傾向管理為依據，逐步實現狀態維修；實施1至2條主作業線在線監測，初步實現遠程（網絡）診斷，形成設備診斷技術中心；強化診斷技術的開發與創新，在冶金設備（特別是軋鋼設備）故障診斷技術上有所突破，形成武鋼特色的專有技術。
        武鋼設備診斷的發展方向具體可以體現在以下幾個方面：
        1.武鋼設備診斷工作將沿兩條主線來發展：一是以發展設備點檢量化為組織形態傾向管理工作；二是有選擇地推進實施設備的在線監測與診斷。以先進診斷技術為手段進行設備狀態傾向管理，將極大地豐富武鋼的點檢作業內涵，并將以一定的規模在設備管理中發揮作用。
        2.在線監測與診斷越來越受到重視，網絡技術的成熟與發展，使遠程（網絡）診斷成為可能。隨著武鋼設備管理計算機信息系統的建成投運，設備狀態信息的有效、可靠、及時傳遞，將使設備診斷更加有效地運行。
        3.目前提及的在線監測與診斷系統大多以掌握設備狀態信息為目的，隨著企業對產品質量的要求不斷提高，許多工藝參數也成為受監控的對象。因此，結合工藝參數進行監測的“工況監測”系統將更具實際意義，這類系統將為用戶提供三類信息服務：一是給生產操作者提供工藝狀態，控制工藝指標；二是給設備管理者提供設備狀態信息，制定合理的維修計劃；三是對產品質量異議或突發的生產、設備故障提供動態信息記錄，以分析原因。
        4.武鋼設備診斷委員會將成為武鋼設備檢測與診斷的專業技術支撐力量，與現場設備管理人員結合，加之與社會力量的合作，將形成完整的、有廣度又有深度、具備較強綜合診斷能力的有機體系，并以此全面推動武鋼的設備診斷向高水平、高效益方向發展，切實保障設備功能的可靠性，同時降低維修成本，獲取更好的經濟效益。