状态监控如何增强 PdM 计划

设备故障可能代价高昂，而且可能是灾难性的。计划外的生产停机、错过合同期限、昂贵的机器更换以及安全问题、环境问题和违规行为，都是未能预测和监控设备问题的维护计划的潜在后果。

使用状态监测（也称为 CM）制定功能齐全的预测性维护 (PdM) 计划有助于最大程度地减少不受欢迎的意外，从而产生可观的投资回报。通过 CM 例程定期记录实时设备状态数据可为工厂提供更科学的设备性能管理方法。

工厂不遗余力地了解生产过程。以同样的严谨性来理解对这些过程至关重要的设备是有意义的。

通常，已使用 CM 开发有效 PdM 程序的工厂发现受监控资产很少会导致计划外问题或停机。免于紧急情况的这种自由使维护部门能够解决可以进一步改善运营资产整体状况的后燃器问题。平稳运行也提高了维修技术人员的士气。

CM 的初始实施通常会发现许多小的、隐藏的、微妙的问题。解决这些问题需要资源，起初，现有的维护预算似乎不足以完成这项任务。但是，一旦最初的问题稳定下来，PdM 计划很快就会开始收回其初始成本。

随着维护团队对其生产资产的状况有了更全面的了解，出现新问题的速度会进一步下降，并且该计划开始支付红利。购买数据收集设备和培训人员所需的初始支出通常在一两台关键机器“节省”后收回成本。

进入 OEM

定期收集数据使技术人员能够识别趋势，从而预测即将发生的机器故障。提前通知为计划纠正措施提供了充足的时间。

尽管大多数组织都认为需要常规 CM，但许多组织没有内部资源来经济高效地运行监控计划。

通常，收集和分析机器信息的工作人员还负责日常操作，并花费大量时间处理紧急情况。与修复阻碍生产的故障部件相比，运行数据收集路线以收集长期趋势的信息不可避免地具有较低的优先级。

在一些工厂，只有一个人接受过振动分析培训，当这个人退休或调到另一个职位时，这显然会成为一个问题。即使有专家在场，他们也越来越难以掌握准确解释大量收集数据所需的技能。

为了解决这些问题，主要原始设备制造商正在填补维护空白，通过 CM 计划为其最终用户客户提供增强的产品服务和操作专业知识。原始设备制造商通过监控和评估自己的设备、了解流程和竞争对手的系统以及与状态监控硬件和软件供应商合作，发展了他们的专业知识。

通过监控计划，原始设备制造商 (OEM) 可以为工厂维护团队提供有关其机器健康状况的重要信息——从执行振动和温度分析到制造过程中对设备进行全面检测，再到油样采样、热成像和使用超声波流量测量的每月路线收集。

所有旋转设备都可以从常规监控中受益。关于监测频率和程度的决定在很大程度上取决于关键性、成本和可访问性。关键的、高价的、未备用的设备可能需要完整的仪器，以允许持续监控和保护。大多数其他工厂设备都可以通过每月的数据收集监控计划充分覆盖。

端到端监控

Flowserve Corp. 是提供 PdM 和 CM 程序的原始设备制造商之一，可帮助维护部门实现其所需的性能水平。通过这些功能齐全的主动计划，福斯将其专业知识带入工厂大门，专注于泵、压缩机、风扇、阀门、齿轮箱和其他对卓越运营至关重要的设备。

Flowserve 的 CM 产品 - 状态数据点监测 (CDPM) - 及其 PdM 计划是其更大的设备管理计划的一部分，称为 LifeCycle Advantage。

Flowserve 的技术人员首先收集和分析有关设备状况的数据，通常会在测试后的三个工作日内向工厂的维护部门提供完整、全面的报告。

这些报告确定关键问题，推荐纠正措施并跟踪建议的状态。报告文件包括一份总结报告，维护部门可以将其用作降低资产拥有总成本的基础。

Flowserve 的配套产品 Flowstar.net 设备管理软件使工厂人员能够通过 Internet 实时管理和更新设备数据。可用数据包括详细的故障原因和特定设备的维护建议，可以对这些数据进行分类和过滤，以进一步了解提高工厂性能的方法。

该软件还允许用户计算设备可靠性参数，例如特定吸入速度，并有助于共享资源和知识，以最大限度地提高效率并最大限度地减少工厂维护负担。

应用状态监测

为了满足工厂的特定需求，设施经理可以逐步应用 Flowserve 状态数据点监控程序。这种方法使用户可以访问适合其特定目的的特定技术级别。

例如，福斯的振动收集和分析模块监控硬件如何响应外力。使用这项技术，可以识别轴承问题、气蚀、再循环、不对中、共振和不平衡。福斯现场技术人员使用手持设备从指定设备收集振动数据，而场外分析师则寻找超出预设警报限值的振动特征，然后提出减少或消除原因的建议。

这种类型的振动分析用于预测和预防美国东北部化工厂的意外故障，首先是对双吸冷却塔泵的机组进行例行振动检查。

发现泵电机异常振动。电机外侧轴承振动谱表明在 56 倍运行速度下出现高频尖峰，以及过度游隙。检查时，电机内部状况未知，但频谱表明转子条可能松动或破裂。

附加读数的结果集中在频谱的低频部分，它显示了运行速度谐波周围的极通频率边带。这提供了转子棒问题的进一步证据。

工厂决定切换到备用泵，并能够有序地关闭设备。随后，拆解电机后发现有两个转子断条。如果设备没有得到适当的监控和正确的分析，电机可能会发生灾难性的故障——不仅会损坏自身，而且可能会损坏周围的大部分设备。

温度趋势与分析

借助 Flowserve 的临界温度趋势和分析模块，分析师可以检测到整个工厂预定位置的异常运行状况。

配备手持式数据收集器的技术人员可以跟踪电机和泵轴承、工艺设备和机械密封硬件（包括密封冲洗、淬火和热交换器储液器）上的温度。收集到的数据被下载到资产管理软件，并分析是否存在不合格或操作条件的显着变化。

早期检测设备故障的一种新方式是轴承温度趋势和机械密封冲洗计划。这种方法有助于节省中西部炼油厂的机器。 API 计划 11 密封冲洗计划将流量从泵排放喷嘴通过限流孔引导至密封腔。

每月定期测量孔口下游的冲洗管线温度和排放温度。正常运行时，孔口两侧温度应相近，说明流量正常。

经过几个月的正常读数后，悬臂化学泵上的孔口的温差增加，表明孔口堵塞。如果允许在这些条件下继续操作，就会导致密封失效，最终需要拆除设备。

然而，由于 Flowserve 的 CDPM 计划，维护人员能够通过涉及破坏线路、清除限制和重新组装的低美元工作订单来清除这种情况。

将该修复与拉出泵和更换密封件和轴承的成本进行比较。预测性维护为运营商带来了巨大的节省，包括直接维修成本和设备停机时间。了解趋势以及一致的数据收集监控，可以检测和纠正异常性能。

通过触发点监测进行彻底检查

Flowserve 的触发点监控模块可识别已证明会导致组件过早失效的特定条件。福斯技术人员彻底检查工厂，检查泵并记录关键压力、过程和密封流体流速、储液罐液位和泵速等项目。将收集到的数据下载到资产管理软件，并分析是否存在不符合项或操作条件的显着变化。

另一项重大机械“拯救”发生在美国西北部的一家发电厂。每年，工厂的锅炉给水泵都会接受泵性能专家的全面检查。为了获得通过每个泵的总流量读数，技术人员在吸入管线上使用了双通道超声波流量计。然后他们读取压力和温度读数，并将设备性能与原始测试曲线性能进行比较。

结果表明，在泵的整个使用寿命期间，性能比原始出厂性能曲线下降了 13%。在轴承位置读取的振动读数表明泵和涡轮机的内侧端振动过度。

这种高振动的可能原因是不平衡，根据振动频谱和时间波形确定。通过此分析，该工厂能够在性能进一步下降、导致紧急停机和收入损失之前制定维护计划。

作为触发点监控模块的辅助工具，可以通过福斯的润滑油分析模块进一步了解机械性能。维护经理可以利用 Flowserve 的润滑油分析模块来发现工厂中可能存在的异常润滑和机器状况。

润滑剂样品经过一系列测试，包括光谱分析、磨损颗粒计数、傅里叶变换红外光谱、粘度测量、卡尔费休水测试，如果颗粒计数超出规范，则进行分析铁谱分析。

投资回报

工厂如何最好地衡量常规状态监测计划的成功？最简单的方法之一是跟踪旋转设备上每个工单的平均成本。

CM 程序旨在在潜在故障变得灾难性之前检测它们。显然，使用预测性维护来防止故障将比在设备严重损坏或损害安全或法规标准后维护设备的成本更低。使用 CM，应该可以减少紧急工单，并且可以更好地计划维护活动。

作为 CM 程序直接结果的每台机器“保存”可以由分配货币或其他值的工厂可靠性工程师记录。该值通常通过估算维护成本（设备运行到灾难性故障）并减去维修成本来确定。如果“节省”避免了因停机或降低产量造成的损失或避免了安全或环境问题，则还必须计算这些额外的显着节省。

使用行业平均值将维护成本与监控计划的成本进行比较，工厂可以预期在短短一个月内收回成本。在与高层管理人员就将 CM 和预测性维护计划纳入预算时，这些快速回报可用作支持证据。 OEM 或行业合作伙伴可以提供此类支持数据。

在预测性维护计划中应用严格的状态监测提供了广泛的好处，采用这种计划的工厂可以获得出色的长期结果。将 CM 和预测性维护与资产管理、其他设备管理以及采购应用程序和服务的使用相结合，可以提供非常积极的投资回报率。

如需更多信息，请拨打 972-443-6500 联系 Flowserve 或访问 www.flowserve.com