机组探头安装校验检查规程.docx

轴振动和轴位移检测仪检查校验规程1 总则11主题内容与适用范围111本规程规定适用于四川石化的机组的轴振动和轴位移检测仪表的维护检修要求112本规程适用于本特利公司（BENTLY-NEVEDA）7200、3300系列探头直径为5mm、8mm、11mm、14mm非接触趋近电涡流式轴振动和轴位移检测仪表和3500检测系统。其他系列非接触趋近电涡流式仪表可参照执行。12 编写修订依据美国石油学会API标准670第二版振动、轴向位置和轴承温度监测系统本特利公司产品操作手册和维修手册2压缩机探头安装方法21前言压缩机探头（电涡流传感器）仪表安装的一直以来是一项繁琐、难度大、需密切配合的工作。做好这项工作我们应有一丝不苟、不屈不挠、聚思广益的精神。同时较高的安装质量是机组安全运行的基本保障安装探头时， 2.2探头分类和工作原理2.2.1在不同的使用条件下探头的选型不同，探头型号繁多,但总体探头有三种类型的传感器涡,分别是涡流式趋近式传感器,速度计（Velomitor）速度传感器和加速度传感器. 2.2.2趋近式传感器工作原理,当探头顶部的线圈加上高频电流 并与一导电表面靠近时，由于线圈磁力的作 用，使导 电物体表面产生涡流，从而使线圈的电感量减小。线圈特性的这个变化被转换为直流电压信号输出。2.2.3速度计速度传感器工作原理,VelomitorVelomitor Velomitor传感器是一种压电式速度传感器，其感应元件是一个压电陶瓷的剪切模式器件和电子元件；当感受到机器振动时，会在压电陶瓷上施加一个作用力，从而产生一个正比于该作用力的信号。传感器内部将该信号放大并积分产生一个正比于速度的低噪声输出信号。2.2.4加速度计速度传感器工作原理,压电式加速度传感器由一个压电陶瓷剪切模态元件和电子器件组4成。当感受到机器振动时，该质量/弹簧系统会在压电陶瓷上施加一个作用力，从而产生一个正比于该作用力的电信号；传感器的电子器件把这个电信号转换成电压输送到本特利内华达监测系统。2.2.5我们以常用本特利3300系列8为例。压缩机常用探头分为振动探头传感器、位移探头传感器、转速传感器等。常见安装方法分为机械测隙安装法和电气测隙安装法。机械测隙安装法是利用塞尺用测量的方式来调整探头的安装位置，此方法有安装精度不高、不易操作、需要安装空间等缺点，实际中多用于转速传感器仪表安装；电气测隙安装法是探头通过延长电缆和有24V供电的前置器连接，然后调整探头和测量轴的距离，测量前置器输出电压值来调整达到安装的要求，这种方法安装精度高，安全系数高，在实际生产中广泛应用，主要用于振动探头传感器、位移探头传感器的安装。下列图例是常用探头和连接件图样：振动探头传感器 位移探头传感器前置器 延长电缆2.3振动探头传感器安装振动探头传感器的安装我们拿本特利3300系列8探头来说，采用电气测隙安装法。探头的线性范围为2，即从测量面0.25开始，0.252.25范围内，输出电压为-1-17VDC。这种型号探头的零点间隙值为1.27即最佳安装间隙（注：不同型号探头零界值不同，可以在产品说明书上获得），灵敏度为7.87V/。那么零界点电压就由灵敏度零点间隙值=7.871.2710V。计算得出的结果零界点电压V=10V便是安装振动探头传感器所要调整到的数值。主要安装步骤：1) 探头插入安装孔之前，应保证孔内无杂物，探头能自由转动而不会与导线缠绕。2) 将探头拧入安装孔导线位置通过延长电缆连接至前置器，然后给前置器送上24VDC电源。若现场暂无送电条件，可用一台24V的临时电源箱供电。3) 用数字万用表测量前置放大器的输出的电压值。4) 利用专用工具旋转探头使它慢慢装入安装孔，当测量万用表突然有电压显示时证明探头已经安装到0.252.25线性范围内，此时需要细心微调，防止过快调整使探头与测量轴接触、产生挤压损坏探头。5) 慢慢调整当探头间隙电压达到10V后，旋紧防松螺母。探头被固定后，探头的导线也应牢固。6) 延伸电缆的长度应于前置器所需的长度一致，任意的加长或缩短均会导致测量误差。具体安装连接如图1所示。图1 传感器探头安装示意图每个测点需要同时安装两个传感器探头，两个探头应分别安装在轴承两边的同一平面上相隔905。由于轴承盖一般是水平分割的，因此通常将两个探头分别安装在垂直中心线每一侧45，从原动机端看，分别定义为X探头（水平方向）和Y探头（垂直方向），X方向在垂直中心线的右侧，Y方向在垂直中心线的左侧。如图2所示 图2 同时安装两个传感器探头2.4位移探头传感器安装位移探头传感器与振动探头传感器技术参数是一样的，所不同的是探头结构和安装方法不同。位移安装的主要难点是计算出安装的零界电压即V值，安装位移要涉及到被测转子的窜量值。这里介绍两种安装方法：一种简单的安装方法是让机械人员配合用千分尺为测量工具把轴撬到1/2位置，即零点位置，然后我们把探头安装到V=10V电压值即可，此方法特点精度有限、只适用于转子较小的压缩机而且对机械人员操作要求较高。第二种方法安装精度较高被广泛使用，同时解决了因机组转子较大操作人员无法把转子撬到1/2位置的难题。首先确定转子的窜量值，这个问题容易解决，一般在机组的参数说明书内就可获取到；其次需要让机械人员配合把转子撬到一端，远离端或靠近端都可；然后用计算公式得出安装零界电压值，我们假设窜量值用C（chuan）表示，零点间隙值为L，灵敏度为M，零界电压值为V，得出公式：V远=(L+C/2)M ; V近=（L-C/2）M已知：L=1.27，M=7.87 V/例：安装一压缩机低压缸一位移探头，已知转子的设计窜量为32道即0.32，如果采用第二种安装方法，求转子分别撬到远离端和靠近端时安装零界电压分别是多少？解：远离端=代入公式V远=(L+C/2)M V远=（1.27+0.32/2）7.87V远11.25VDC 靠近端=代入公式V近=（L-C/2）M V近=（1.27-0.32/2）7.87V近8.7VDC最后按照计算结果和转子所在位置把探头安装到位即可，安装过程与振动探头传感器的安装相同。位移振动键相2.5加速度探头传感器安装按照以下步骤来安装压电式加速度传感器。 步骤 1：检查环境温度和安装表面温度在压电式加速度传感器标定的温度范围内：-55C到121C（-67F 到 250F）。 步骤 2：检查安装现场是否平整、清洁和干燥。压电式加速度传感器要求一个直径为 28.6 毫米（1.125 英寸）的平整表面。为保证最佳测量效果，安装表面粗糙度应不大于 0.813 微米（32 微英寸）RMS，且平面度至少 25.4 微米（0.001英寸）总和指示器读数 (TIR)。 步骤 3：根据整体安装螺丝的要求在处理好的安装表面中心钻孔攻丝。330400和330425压电式加速度传感器有两个安装螺丝选项：1/4-28 UNF x 0.35英寸和M8x1-6g x 8.89毫米螺纹。钻孔应垂直于安装表面，垂直度在6分之内。 步骤 4：本步骤仅对那些序列号之前未加字母“G”的加速度传感器有所要求。在传感器安装接头的下表面涂抹少许道康宁340（Dow Corning 340）类似的油脂，然后把接头拧入安装面。油脂可确保高频振动下接头与安装表面良好地接合。亦可涂抹轻油。步骤 5：本步骤仅对那些序列号之前未加字母“G”的加速度传感器有所要求。使用带 1”六角凹口的力矩扳手把接头拧紧在安装表面，拧紧力矩为 6.81.4 牛-米（6012英寸-磅）。逆时针旋转接头即可将其拆下来。 步骤 6：在传感器的结合面涂抹少许道康宁 340（Dow Corning 340）类似的油脂，然后把接头拧入安装面。油脂可确保高频振动下接头与安装表面良好地接合。亦可涂抹轻油。 步骤 7：使用带15/16”六角凹口的力矩扳手把传感器拧紧在安装表面，拧紧力矩为3.30.56牛-米（305英寸-磅）。逆时针旋转传感器即可将其拆下来2.6速度探头传感器安装按照以下步骤来安装Velomitor压电式速度传感器。 适用于 330500 和 和和 和 330530 Velomitor压电式速度传感器步骤 1：确认环境温度和安装表面温度在传感器标定的温度范围内。 步骤 2：确认安装现场是平整、清洁和干燥的。传感器要求一个直径至少为1.25 英寸的平整表面。为保证最佳测量效果，安装表面粗糙度应不大于 32 微英寸RMS，平面度应至少0.0008英寸总和指示器读数 (TIR)。 步骤 3：确定传感器是否需要配备防护箱。如果因为维修操作需要把Velomitor压电式速度传感器或其连接电缆暴露在外、从而可能导致物理损坏，或者传感器工作在具有溶剂、腐蚀性或过度潮湿的环境中，建议使用速度传感器防护箱组件 (部件号 21128)。 步骤 4：按照传感器接头螺栓的尺寸要求钻孔攻丝。传感器钻孔的量测轴线要垂直于机器壳体上的切向平面。为保证最佳测量效果，钻孔的垂直度应保持在6 分之内。 步骤 5：在安装螺丝的两端各涂抹一滴乐泰 242 (Loctite 242)或相同性质的螺纹锁固剂。 步骤 6：安装表面涂抹少许多功能超声耦合剂 (部件号 04567900)。 步骤 7：用安装螺丝把 Velomitor压电式速度传感器拧在机器壳体上，紧固力矩为40英寸-磅 (4.5牛-米)。适用于 适用于 适用于 330525 Velomitor压电式速度传感器 压电式速度传感器 压电式速度传感器 压电式速度传感器： ： ： 步骤 1：确认环境温度和安装表明温度在传感器标定的温度范围内。 步骤 2：确认安装现场适合于钻孔并攻丝 1/4-18 NPT。为传感器选择安装现场时要考虑安装孔深度机器壳体厚度。 步骤 3：按照 1/4-18 NPT 螺丝的尺寸要求钻孔攻丝，标准孔径大小为和钻孔深度分别为 7/16 英寸和 0.9 英寸。钻孔的量测轴线要垂直于机器壳体上的切向平面。为保证最佳测量效果，钻孔的垂直度应保持在30 分之内。当用手拧紧时，传感器安装螺丝将露出2到3 扣。 步骤 4：利用 Crescent或管钳把 330525 Velomitor压电式速度传感器再紧1/4到 1/2圈，这相当于大约400英寸-磅的紧固力矩2.7注意事项安全监控仪表检测机组的各种参数、数据，监控着机组健康程度，保护机组能够安全运转。所以仪表安装质量的好坏至关重要，除了安装精度要求之外，还有以下要注意的：1) 确定探头安装位置，检查安装孔的内丝是否完好， 对探头进行涂密封胶进行紧固密封。2) 与机械人员密切配合，掌握轴承确切位置，保证探头的正确定位。3) 探头的测量精度高，价值昂贵，易损坏，所以在探头的安装运输过程中应加强管理。4) 探头安装结束后对安装外观检查，核实安装位置、探头选型、探头安装紧固件的松紧程度，对探头连接管和固定盒（俗称大头冒）之间的紧固程度。5) 延长电缆的安装要注意电缆接口的导电性能，接口采用的是镀金接头，接头处一定要安装接头保护器，防止因长期浸泡油中导致导电失常。6) 对探头安装值进行复查，因机械人员对机组进行扣盖、配管等工作会对探头安装值产生影响，探头端密封性进行检查，确定密封垫片加装，并在螺纹连接处用密封胶做密封处理，防止机组运行时在压力的作用下润滑油从探头口处渗漏。3 探头,通道校验方法31概述 传感器.延伸电缆,前置器,通道等在安装之前,必须校验其线形范围和灵敏度.并根据附件提供的模板填写校验数据311系统组成一个最基本的3500系统需由3500/05仪表框架、一个或两个3500/15电源、3500/20框架接口模块、一个或多个3500/XX检测器模块或其他可选模块、3500组态软件、计算机组成。3500组态、监测软件等安装在计算机中，通过串行通讯或通讯网关模块，把3500连接到计算机中。312所需测试设备4位半数字万用表；24V直流稳压电源；函数发生器(TK3-2E)。313 电涡流传感器的校验 校准间隙/mm 输出/VDC 探头系列号0.25 -1.0 型号 0.50 -3.1 长度 0.75 -5.2 延伸电缆型号 1.0 -7.3 电阻 1.25 -9.4 供电电压 1.50 -11.4 驱动器系列号 1.75 -13.4 止推间隙 2.0 -15.5 零间隙电压 2.25 -17.6 推力瓦的工作面直流电压 2.5 -19.4 推力瓦的非工作面直流电压 图3-1典型轴位移传感器校验曲线3131 将探头组成电缆与延伸电缆连接；延伸电缆另一端接到前置器上；前置器电源端（-24VDC）、公共端（COMMON）接入-24VDC电源；公共端输出端（OUTPUT）接入数字万用表。 3132 用合适的探头夹把探头固定在探头座上，使探头顶部接触到校验靶片。3133接通-24VDC电源,调节TK3-2E校验仪上的螺旋千分尺，使示值对准0mm处，然后将千分尺的示值增加到0.25mm,记录数字万用表的电压值（此值为前置器的输出电压）。以每次0.25mm的数值增加间隙，直到示值为2.5mm为止，并记录每次的输出电压值（校验点不少于10点）。3134 以所记录的数据，依照图1-1所示“轴位移轴振动传感器校验曲线”的形式，绘制出被测探头传感器系统的间隙-电压曲线，它反映了传感器的特性。3135根据所绘制的间隙-电压曲线，确定出传感器系统的线性范围，应不小于2mm。计算出传感器系统的灵敏度应为7.874V/mm，在线性范围内的非线性偏差不大于20m。电压增量除以间隙增量为灵敏度。传感器线性范围的中心为轴位移传感器的静态设定点。3136 轴振动传感器的校验方法与数据记录同轴位移传感器一样，同时也要绘制出传感器系统间隙-电压曲线，并计算出灵敏度，在2mm的线性范围内传感器系统的误差不大于5%。图3-1所示为“典型轴振动传感器校验曲线”。传感器线性范围的中心为振动传感器安装的参考点。移监测器满足精度要求。3300系列允许误差为满量程的0.33%，最大允许误差为1%。 前置器函数发生器万用表 探头 轴 + - + - 信号输入继电器模块 图 3-2 轴振动检测器校验接线图32径向振动通道校验、报警测试、OK灯测试 通过将电源、信号发生器和万用表与COM和SIG端连模拟传感器信号，函数发生器模拟振动信号和键相位信号，通过变化振动信号（峰-峰值和直流偏置电压）来校验、测试计算机校验屏上显示结果。321 通频值校验、报警测试、OK灯测试a.按照图3-3连接测试设备并运行软件。b.按下面的公式计算满量程电压值 满量程电压值=满度值传感器灵敏度例：满度值200m；传感器的灵敏度7.874V/mm。满量程电压=2000.007874=1.5748 V对于均方根的输入=0.707/2(V)正弦波输入 =0.707/21.5748 =0.5566V前置器函数发生器万用表 探头 轴+ - + - 信号输入模块图3-3 3500系列轴振动通道校验接线图 c.调节信号发生器使其输出一个具有-7VDC偏置电压100Hz的正弦波，调整幅值使之等于所计算的值，校验通频值棒图显示、当前框内显示值为满量程电压1%。 d.调节函数发生器的幅值，使得读数低于通频值的报警点。按下RESET开关，校验OK发光二极管亮，棒图指示为绿色，当前值为非报警指示。 e.调节函数发生器的幅值，让它刚好超过一级报警点，报警延迟约23s后，观察棒图指示是否由绿色变成黄色，这时当前值为A状态（即警告状态）。按框架接口模块上的RESET开关，验证棒图指示仍为黄色，当前值状态为A。 f.调节函数发生器的幅值，让它刚好超过二级报警点，报警延迟约23s后，观察棒图指示是否由黄色变成红色，这时当前值为D状态（即危险状态）。按框架接口模块上的RESET开关，验证棒图指示仍为红色，当前值状态为D。 g.调节函数发生器的幅值低于报警点，观察棒图指示变为绿色，当前状态为非报警状态。 h.若测试模块不符合技术要求或不能通过测试，则更换卡件，更换后重新进行校验测试。 i.重复步骤a到h对所组态的通道进行校验，并做好记录。322间隙电压校验、报警测试、OK灯测试 a.按图1-6连接测试设备并运行软件。b.调节电源使电压值为-18.00VDC，观察棒图显示和当前框内值为-18.00VDC1%。 c.调节电源使电压值为-9.00VDC，观察棒图显示和当前框内值为-9.00VDC1%。 d.调节电源使产生一个在报警点以下的电压，按下框架上RESET按钮，验证OK灯亮，棒图指示为绿色，当前值显示正常。 e. 调节电源电压使信号刚好超过一级报警值，观察棒图指示是否由绿色变成黄色，这时当前值为A状态（即警告状态）。按框架接口模块上的RESET开关，验证棒图指示仍为黄色，当前值状态为A。f. 调节电源电压使信号刚好超过二级报警值，观察棒图指示是否由黄色变成红色，这时当前值为D状态（即危险状态）。按框架接口模块上的RESET开关，验证棒图指示仍为红色，当前值状态为D。 g.调节电源电压使信号刚好低于一级报警值，观察棒图指示变为绿色，当前状态为非报警状态。h.若测试模块不符合技术要求或不能通过测试，则更换卡件，更换后重新进行校验测试。 i.重复步骤a到h对所组态的通道进行校验，并做好记录。前置器电源万用表 探头 轴 + - + - 信号输入模块图3-4 3500系列轴位移通道校验接线图 33轴向位移校验、报警测试、OK灯测试331通频值的校验、报警测试、OK灯测试 a. 按图3-4连接测试设备并运行软件。 b.按下面的公式和举例计算满量程电压。 满量程电压=零位电压传感器灵敏度量程范围 例: 零位置电压 -10.16VDC； 标尺范围101mm； 传感器灵敏度7.874V/mm。 正向量程电压值=-10.16+7.8741=-2.286VDC 反向量程电压=-10.16-7.8741=-18.034VDC c.调节电源电压至零位置电压，通频棒图显示和当前框值应为01% d.调节电源电压至计算出的正向量程电压值，通频棒图显示和当前框值应为正向量程1% e.调节电源电压至计算出的反向量程电压值，通频棒图显示和当前框值应为反向量程1%f.调节电源电压使信号略超过一级报警值，观察棒图指示是否由绿色变成黄色，按下RESET开关，验证棒图指示仍为黄色。g.调节电源电压使信号略超过二级报警值，观察棒图指示是否由黄色变成红色，按下RESET开关，验证棒图指示仍为红色。h.调节电源电压使信号低于一级报警值，观察监测器OK灯亮及通道状态框内的通道OK状态为OK。i.重复步骤f到h，测试反向一、二级报警。j.若测试模块不符合技术要求或不能通过测试，则更换卡件，更换后重新进行校验测试。k.重复步骤a到j对所组态的通道进行校验，并做好记录。34速度传感器的校验3.4.1 校验设备PM50激励振动台 2250功率放大器 Krohn-Hite 1200A信号发生器 (本特利内华达部件号02280852) 本特利内华达330180-50-00前置器 本特利内华达330101-00-08-10-02-00探头 本特利内华达330130-040-00-00延长电缆 本特利内华达TK15电源 -24.0 Vdc，最小输出电流20毫安，峰-峰值噪声小于5毫伏 AISI 4140钢靶面材料 厚度0.030英寸 (0.762毫米)，直径0.85英寸 (21.6毫米)，16微英寸pp (0.41微米pp) 3毫安电流二极管 (摩托罗拉产品号1N5309)，本特利内华达部件号00643485 3.4.2测试装置图3-5 速度探头校验示意图3.4.3校验步骤步骤 1：如图3-5所示连接测试设备。 步骤 2：如图 3-6 所示，将 4140 钢靶面安装到振动台上，使它牢固地附着在动衔铁上。图 3-6步骤 3安装 3300 XL 8 毫米涡流探头 (部件号 330101)，它要与振动台的运动隔离。 步骤 4：涡流探头与4米延长电缆 (部件号 330130-040-00-00)和前置器 (部件号330180-50-00)相连。 步骤 5：为前置器提供-24 Vdc供电，用电压表或示波器监测其输出。注意涡流探头与靶面安装在与 Velomitor传感器的量测轴线相同的轴线上，并且验证涡流探头或靶面固定夹具在校准频率 (100 Hz)时没有产生机械共振，这样能提高系统的准确度。 步骤 6：把速度传感器安装到振动台上，用手拧紧。 步骤 7：调整涡流探头到靶面的间隙，使前置器输出位于量程中间，即-0.00.5 Vdc。步骤 8：如图3-5所示，把速度传感器连接到示波器或电压表。步骤 9：把信号发生器频率设置到 1001Hz，调节功率放大器增益，使得前置器输出为 0.3180.003 伏峰-峰值 (0.1120.001 Vrms)。该信号相当于一个0.00159英寸 (0.0404毫米)的峰-峰值位移和一个1.0 英寸/秒 (25.4 毫米/秒)的峰-峰值速度。 步骤 10：验证速度传感器的输出在 0.095 到 0.105 伏峰-峰值之间 (0.0336 到0.0371 Vrms)。如果输出不在此范围内，应将传感器送返工厂。4安装检查41安装投用注意事项411整套仪表的安装应符合设计总成及相应产品规范要求。412 安装的每一振动、位移探头都应有探头校验曲线和校验记录。(校验模板参考附录)413 安装的每一振动、位移通道都应有间隙-电压校验曲线和校验记录。(校验模板参考附录)414转机轴承的每一监测点应安装两个互成90的振动探头，分别安装在与