第二節(jié) 設備故障診斷技術及其實施過程
一、設備故障診斷技術的實施過程（掌握）
測取設備在運行中或相對靜止條件下的狀態(tài)信息，通過對信號的處理和分析，并結(jié)合設備的歷史狀況，定量識別設備及其零部件的技術狀態(tài)，并預知有關異常、故障和預測未來技術狀態(tài)，從而確定必要的對策的技術，即設備故障診斷技術。
1.狀態(tài)監(jiān)測
通過傳感器采集設備在運行中的各種信息，將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柣蚱渌锢砹?，再將獲取的信號輸入到信號處理系統(tǒng)進行處理，以便得到能反映設備運行狀態(tài)的參數(shù)。
信號處理系統(tǒng)主要是將有用信號（征兆或故障征兆）提取出來，而將無用信號和干擾信號排除。
2.分析診斷
包括狀態(tài)識別和診斷決策，即根據(jù)狀態(tài)監(jiān)測得到的能反映設備運行狀態(tài)的征兆（或特征參數(shù)）的變化情況，將征兆（或特征參數(shù)）與某故障狀態(tài)參數(shù)（模式）進行比較，來識別設備是否存在故障，判斷故障的性質(zhì)和程度及產(chǎn)生的原因、發(fā)生的部位，并預測設備的性能和故障發(fā)展趨勢。
3.治理預防
根據(jù)分析診斷得出的結(jié)論來確定治理修正和預防的辦法，包括調(diào)度、改變操作、更換、停機檢修等。如果認定設備尚可繼續(xù)運行一段時間，那就需要對故障的發(fā)展情況做重點監(jiān)視或巡回監(jiān)視，以保證設備運行的可靠性?！ ?BR> 【例題·多選題】（2007）設備故障診斷通常分為狀態(tài)監(jiān)測、分析診斷和治理預防三個階段，其中分析診斷包括狀態(tài)識別和診斷決策。下列各項中，屬于分析診斷階段工作內(nèi)容的包括（?。?。
A.獲得診斷決策的可靠依據(jù)——征兆
B.將反映設備運行狀態(tài)的征兆與故障狀態(tài)參數(shù)進行比較，來識別設備是否存在故障
C.找出故障產(chǎn)生的原因及發(fā)生的部位
D.預測設備的性能和故障發(fā)展的趨勢
E.確定治理修正的方法
『正確答案』 BCD
『答案解析』選項A是在狀態(tài)檢測階段，選項E是在治理預防階段。
【例題·單選題】（2009）通常把設備故障診斷劃分為三個階段，即狀態(tài)監(jiān)測、分析診斷和治理預防。下列各項中，（?。┎粚儆跔顟B(tài)監(jiān)測階段的工作內(nèi)容。
A.獲取反映設備運行狀態(tài)的信息
B.獲取反映設備運行狀態(tài)的征兆
C.將征兆與故障狀態(tài)參數(shù)進行比較
D.去除無用信號
『正確答案』C
『答案解析』將征兆與故障狀態(tài)參數(shù)進行比較是分析診斷階段所做的工作。
二、狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷的區(qū)別與聯(lián)系
狀態(tài)監(jiān)測是故障診斷的基礎和前提；故障診斷是對監(jiān)測結(jié)果的進一步分析和處理，診斷是目的。
三、設備故障診斷技術的分類
（一）按照診斷的目的、要求和條件分類
功能診斷和運行診斷
功能診斷主要用于新安裝或剛維修的設備；而運行診斷則針對運行中的設備或系統(tǒng)。
定期診斷和連續(xù)監(jiān)測
間隔一定的時間對服役中的設備或系統(tǒng)進行一次常規(guī)檢查和診斷即為定期診斷；對設備或系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行連續(xù)監(jiān)視和檢測即為連續(xù)檢測。
直接診斷和間接診斷
直接診斷是直接根據(jù)關鍵零部件的狀態(tài)信息來確定其所處的狀態(tài)。
間接診斷是通過設備運行中的二次效應參數(shù)來間接判斷關鍵零部件的狀態(tài)變化。
在線診斷和離線診斷
在線是指對現(xiàn)場正在運行設備的自動實時監(jiān)測；而離線監(jiān)測是利用磁帶記錄儀等將現(xiàn)場的狀態(tài)信號記錄后，帶回實驗室后再結(jié)合診斷對象的歷史檔案進行進一步的分析診斷或通過網(wǎng)絡進行的診斷。
常規(guī)診斷和特殊診斷
常規(guī)診斷是在設備正常服役條件下進行的診斷，大多數(shù)診斷屬于這一類型診斷。但在個別情況下，需要創(chuàng)造特殊的服役條件來采集信號。
簡易診斷和精密診斷
簡易診斷一般由現(xiàn)場作業(yè)人員進行。憑著聽、摸、看、聞來檢查。也可通過便攜式簡單診斷儀器,如測振儀、聲級計、工業(yè)內(nèi)窺鏡、紅外測溫儀等對設備進行人工監(jiān)測，根據(jù)設定的標準或憑人的經(jīng)驗確定設備是否處于正常狀態(tài)。
精密診斷一般要由專業(yè)人員來實施。采用先進的傳感器采集現(xiàn)場信號，然后采用精密診斷儀器和各種先進分析手段（包括計算機輔助方法、人工智能技術等）進行綜合分析，確定故障類型、程度、部位和產(chǎn)生故障的原因，了解故障的發(fā)展趨勢。
（二）按診斷的物理參數(shù)分類
表9-2 按診斷的物理參數(shù)分類
診斷技術名稱
狀態(tài)檢測參數(shù)
振動診斷技術
平衡振動、瞬態(tài)振動、機械導納及模態(tài)參數(shù)
聲學診斷技術
噪聲、聲阻、超聲以及聲發(fā)射等
溫度診斷技術
溫度、溫差、溫度場以及熱象等
污染診斷技術
氣、液、固體的成分變化，泄漏及殘留物等
無損診斷技術
裂紋、變形、斑點及色澤等
壓力診斷技術
壓差、壓力及壓力脈動等
強度診斷技術
力、扭矩、應力及應變等
電參數(shù)診斷技術
電信號、功率及磁特性等
趨向診斷技術
設備的各種技術性能指標
綜合診斷技術
各種物理參數(shù)的組合與交叉
（三）按診斷的直接對象
表9-3 按直接診斷對象分類
診斷技術名稱
直接診斷對象
機械零件診斷技術
齒輪、軸承、轉(zhuǎn)軸、鋼絲繩、連接件等
液壓系統(tǒng)診斷技術
泵、閥、液壓元件及液壓系統(tǒng)等
旋轉(zhuǎn)機械診斷技術
轉(zhuǎn)子、軸承、葉輪、風機、泵、離心機、汽輪發(fā)電機組及水輪發(fā)電機組等
往復機械診斷技術
內(nèi)燃機、壓氣機、活塞及曲柄連桿機構(gòu)等
工程結(jié)構(gòu)診斷技術
金屬結(jié)構(gòu)、框架、橋梁、容器、建筑物、靜止電氣設備等
工藝流程診斷技術
各種生產(chǎn)工藝過程
生產(chǎn)系統(tǒng)診斷技術
各種生產(chǎn)系統(tǒng)、生產(chǎn)線
電器設備診斷技術
發(fā)電機、電動機、變壓器、開關電器
一、設備故障診斷技術的實施過程（掌握）
測取設備在運行中或相對靜止條件下的狀態(tài)信息，通過對信號的處理和分析，并結(jié)合設備的歷史狀況，定量識別設備及其零部件的技術狀態(tài)，并預知有關異常、故障和預測未來技術狀態(tài)，從而確定必要的對策的技術，即設備故障診斷技術。
1.狀態(tài)監(jiān)測
通過傳感器采集設備在運行中的各種信息，將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柣蚱渌锢砹?，再將獲取的信號輸入到信號處理系統(tǒng)進行處理，以便得到能反映設備運行狀態(tài)的參數(shù)。
信號處理系統(tǒng)主要是將有用信號（征兆或故障征兆）提取出來，而將無用信號和干擾信號排除。
2.分析診斷
包括狀態(tài)識別和診斷決策，即根據(jù)狀態(tài)監(jiān)測得到的能反映設備運行狀態(tài)的征兆（或特征參數(shù)）的變化情況，將征兆（或特征參數(shù)）與某故障狀態(tài)參數(shù)（模式）進行比較，來識別設備是否存在故障，判斷故障的性質(zhì)和程度及產(chǎn)生的原因、發(fā)生的部位，并預測設備的性能和故障發(fā)展趨勢。
3.治理預防
根據(jù)分析診斷得出的結(jié)論來確定治理修正和預防的辦法，包括調(diào)度、改變操作、更換、停機檢修等。如果認定設備尚可繼續(xù)運行一段時間，那就需要對故障的發(fā)展情況做重點監(jiān)視或巡回監(jiān)視，以保證設備運行的可靠性?！ ?BR> 【例題·多選題】（2007）設備故障診斷通常分為狀態(tài)監(jiān)測、分析診斷和治理預防三個階段，其中分析診斷包括狀態(tài)識別和診斷決策。下列各項中，屬于分析診斷階段工作內(nèi)容的包括（?。?。
A.獲得診斷決策的可靠依據(jù)——征兆
B.將反映設備運行狀態(tài)的征兆與故障狀態(tài)參數(shù)進行比較，來識別設備是否存在故障
C.找出故障產(chǎn)生的原因及發(fā)生的部位
D.預測設備的性能和故障發(fā)展的趨勢
E.確定治理修正的方法
『正確答案』 BCD
『答案解析』選項A是在狀態(tài)檢測階段，選項E是在治理預防階段。
【例題·單選題】（2009）通常把設備故障診斷劃分為三個階段，即狀態(tài)監(jiān)測、分析診斷和治理預防。下列各項中，（?。┎粚儆跔顟B(tài)監(jiān)測階段的工作內(nèi)容。
A.獲取反映設備運行狀態(tài)的信息
B.獲取反映設備運行狀態(tài)的征兆
C.將征兆與故障狀態(tài)參數(shù)進行比較
D.去除無用信號
『正確答案』C
『答案解析』將征兆與故障狀態(tài)參數(shù)進行比較是分析診斷階段所做的工作。
二、狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷的區(qū)別與聯(lián)系
狀態(tài)監(jiān)測是故障診斷的基礎和前提；故障診斷是對監(jiān)測結(jié)果的進一步分析和處理，診斷是目的。
三、設備故障診斷技術的分類
（一）按照診斷的目的、要求和條件分類
功能診斷和運行診斷
功能診斷主要用于新安裝或剛維修的設備；而運行診斷則針對運行中的設備或系統(tǒng)。
定期診斷和連續(xù)監(jiān)測
間隔一定的時間對服役中的設備或系統(tǒng)進行一次常規(guī)檢查和診斷即為定期診斷；對設備或系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行連續(xù)監(jiān)視和檢測即為連續(xù)檢測。
直接診斷和間接診斷
直接診斷是直接根據(jù)關鍵零部件的狀態(tài)信息來確定其所處的狀態(tài)。
間接診斷是通過設備運行中的二次效應參數(shù)來間接判斷關鍵零部件的狀態(tài)變化。
在線診斷和離線診斷
在線是指對現(xiàn)場正在運行設備的自動實時監(jiān)測；而離線監(jiān)測是利用磁帶記錄儀等將現(xiàn)場的狀態(tài)信號記錄后，帶回實驗室后再結(jié)合診斷對象的歷史檔案進行進一步的分析診斷或通過網(wǎng)絡進行的診斷。
常規(guī)診斷和特殊診斷
常規(guī)診斷是在設備正常服役條件下進行的診斷，大多數(shù)診斷屬于這一類型診斷。但在個別情況下，需要創(chuàng)造特殊的服役條件來采集信號。
簡易診斷和精密診斷
簡易診斷一般由現(xiàn)場作業(yè)人員進行。憑著聽、摸、看、聞來檢查。也可通過便攜式簡單診斷儀器,如測振儀、聲級計、工業(yè)內(nèi)窺鏡、紅外測溫儀等對設備進行人工監(jiān)測，根據(jù)設定的標準或憑人的經(jīng)驗確定設備是否處于正常狀態(tài)。
精密診斷一般要由專業(yè)人員來實施。采用先進的傳感器采集現(xiàn)場信號，然后采用精密診斷儀器和各種先進分析手段（包括計算機輔助方法、人工智能技術等）進行綜合分析，確定故障類型、程度、部位和產(chǎn)生故障的原因，了解故障的發(fā)展趨勢。
（二）按診斷的物理參數(shù)分類
表9-2 按診斷的物理參數(shù)分類
診斷技術名稱
狀態(tài)檢測參數(shù)
振動診斷技術
平衡振動、瞬態(tài)振動、機械導納及模態(tài)參數(shù)
聲學診斷技術
噪聲、聲阻、超聲以及聲發(fā)射等
溫度診斷技術
溫度、溫差、溫度場以及熱象等
污染診斷技術
氣、液、固體的成分變化，泄漏及殘留物等
無損診斷技術
裂紋、變形、斑點及色澤等
壓力診斷技術
壓差、壓力及壓力脈動等
強度診斷技術
力、扭矩、應力及應變等
電參數(shù)診斷技術
電信號、功率及磁特性等
趨向診斷技術
設備的各種技術性能指標
綜合診斷技術
各種物理參數(shù)的組合與交叉
（三）按診斷的直接對象
表9-3 按直接診斷對象分類
診斷技術名稱
直接診斷對象
機械零件診斷技術
齒輪、軸承、轉(zhuǎn)軸、鋼絲繩、連接件等
液壓系統(tǒng)診斷技術
泵、閥、液壓元件及液壓系統(tǒng)等
旋轉(zhuǎn)機械診斷技術
轉(zhuǎn)子、軸承、葉輪、風機、泵、離心機、汽輪發(fā)電機組及水輪發(fā)電機組等
往復機械診斷技術
內(nèi)燃機、壓氣機、活塞及曲柄連桿機構(gòu)等
工程結(jié)構(gòu)診斷技術
金屬結(jié)構(gòu)、框架、橋梁、容器、建筑物、靜止電氣設備等
工藝流程診斷技術
各種生產(chǎn)工藝過程
生產(chǎn)系統(tǒng)診斷技術
各種生產(chǎn)系統(tǒng)、生產(chǎn)線
電器設備診斷技術
發(fā)電機、電動機、變壓器、開關電器