JBT 14686-2023 大型往复活塞压缩机活塞杆偏移测量方法 (正式版)

CCS23.140J72JBMeasurementmethodofpistonroddisplacementdeviationforlargereciprocating2023-12-29发布中华人民共和国工业和信息化部发布JB/T14686-2023 12规范性引用文件 13术语和定义 14通用要求 15测量仪器要求 16测量方法 27测量报告 4附录A（资料性）活塞杆偏移测量信号的正常范围 5 6图1热态活塞杆偏移测量传感器测位置示意图 3JB/T××××-201×本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国机械工业联合会提出。本文件由全国压缩机标准化技术委员会（SAC/TC145）归口。本文件起草单位：合肥通用机械研究院有限公司、北京化工大学、中国船舶重工集团公司第七一一研究所。本文件主要起草人：王乐、张进杰、耿茂飞、骆嘉、曾跃波、江志农、钱则刚、龚丽琴、翁恺。本文件为首次发布。1JB/T14686-2023大型往复活塞压缩机活塞杆偏移测量方法本文件界定了往复活塞压缩机活塞杆偏移测量方法的术语和定义，规定了通用要求和测量仪器要求，描述了测量方法，规定了测量报告的内容。本文件适用于石油、化工、动力及气体工业等领域的活塞力不小于78kN的往复活塞压缩机活塞杆偏移的测量，活塞力小于78kN的往复活塞压缩机的测量可参照使用。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB3836.1爆炸性环境第1部分：设备通用要求GB3836.4爆炸性环境第4部分：由本质安全型“i”保护的设备GB/T20921机器状态监测与诊断词汇GB/T20322石油及天然气工业用往复压缩机GB/T41099—2021往复活塞压缩机监测系统规范3术语和定义GB/T20921和GB/T41099—2021界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1活塞杆偏移测量pistonroddisplacementdeviationmeasurement在与活塞杆中心轴线垂直的方向上安装电涡流传感器，测量活塞杆运动过程中的偏移信号。[来源：GB/T41099-2021，3.7，有修改]3.2整周期thewholecycle数据采集时，数据持续时间长度等于一个或多个往复活塞压缩机完整的工作循环。4通用要求4.1进行往复活塞压缩机活塞杆（以下简称活塞杆）偏移测量时，所有测量设备均应定期或在使用前对照已检定的符合相应国家标准的设备进行校验。4.2电涡流传感器至数据采集设备之间的全部信号回路应保证连接正确，信号线路无短路或断路等故障，传感器测点的回路调试与数据一般性判断见附录A。4.3冷态活塞杆径向跳动值许可范围见GB/T20322。4.4在一次活塞支承环维修更换周期内，热态整周期活塞杆偏移平均值的变化量不应超过设计推荐值。若在此期间，电涡流传感器存在多次安装，应考虑安装造成的误差。4.5现场有防爆要求时，测量用电涡流传感器、信号传输电缆、前置器、变送器、接线箱和其他安装于现场的电气元件应符合现场防爆区域要求，防爆等级应符合GB3836.1和GB3836.4的规定。5测量仪器要求5.1仪器选取与校准2JB/T××××-201×5.1.1活塞杆偏移测量通常包括冷态活塞杆径向跳动测量和热态活塞杆偏移测量。冷态活塞杆径向跳动测量宜选用千分表。热态活塞杆偏移测量宜选择电涡流传感器，采用非接触的安装方式，测量与活塞杆中心轴线垂直方向的偏移信号。5.1.2电涡流传感器可选择“探头+延长电缆+前置器”组合方式，输出信号为电压信号；或选择“探头+延长电缆+变送器”组合方式，输出信号为电流信号。5.1.3电涡流传感器探头直径应小于活塞杆直径的三分之一。5.1.4当活塞杆被测位置有涂层时，电涡流传感器应根据涂层材料和涂层厚度使用专用校准测量系统进行信号校准。5.2精度要求5.2.1电涡流传感器频率响应范围不应小于0Hz～8000Hz，偏差范围±3dB；标准线性偏差应小于或等于满量程的±5%。5.2.2活塞杆偏移信号测量设备的每个信号采集通道的模数转换精度不应低于16位，最高采样率不应低于10kHz，采样点数不应少于6144点，各通道之间应实现整周期同步采集。5.3安装要求5.3.1电涡流传感器应采用刚性支架安装。安装支架应保证强度与可靠性，不应发生支架和传感器的脱落、松动等故障。5.3.2电涡流传感器应安装在压力填料箱外侧、气缸与十字头之间，且尽量靠近气缸并选择无阻挡的空间。5.3.2电涡流传感器的安装、接线不应影响机组的正常运行，与机组结构无干涉、无碰撞。5.3.3电涡流传感器安装时，探头与活塞杆之间的距离应根据传感器可测量范围进行合理选择，距离一般为可测量范围的中间值。5.3.4测量卧式气缸活塞杆竖直方向的偏移时，电涡流传感器宜安装于活塞杆上方。5.3.5电涡流传感器安装或拆卸时应保护探头前端，防止损坏传感器导致信号传输失效。6测量方法6.1冷态活塞杆径向跳动测量冷态活塞杆径向跳动测量方法按GB/T20322进行。6.2热态活塞杆偏移测量6.2.1需测定的量进行热态活塞杆偏移测量时需测定与计算的量包括：a）整周期活塞杆偏移平均值；b）整周期活塞杆偏移峰峰值；c）整周期活塞杆偏移分段峰峰值。6.2.2测点布置6.2.2.1电涡流传感器的测点位置布置见图1。6.2.2.2热态活塞杆偏移的测点位置根据往复活塞压缩机气缸的布置方式按下列方法进行：a）对卧式气缸，两处测点分别布置在活塞杆的上部和水平侧面，以测量活塞杆水平与垂直方向的偏移；b）对立式气缸，两处测点分别布置在活塞杆轴向两侧，两个测量方向相互垂直，以测量与活塞杆轴向垂直且夹角为90°的两个方向的偏移。JB/T14686-2023a）卧式气缸b）立式气缸图1热态活塞杆偏移测量传感器测位置示意图4JB/T××××-201×6.2.3热态活塞杆偏移基准值计算6.2.3.1同步采集活塞杆偏移信号与键相信号数据，基于键相信号和往复活塞压缩机各缸曲轴夹角实现各缸活塞杆偏移信号的整周期采集。6.2.3.2初次安装或检修后重新安装活塞杆偏移传感器，在安装完毕且机组第一次运行后，根据电涡流传感器类型记录整周期活塞杆偏移信号的平均电压值V初或平均电流值A初，作为活塞杆偏移测量的参考基准。6.2.4数据记录与处理6.2.4.1存储往复活塞压缩机运行中的整周期活塞杆偏移波形数据。6.2.4.2整周期活塞杆偏移平均值、整周期活塞杆偏移峰峰值和整周期活塞杆偏移分段峰峰值的计算方法按GB/T41099的规定，并进行实时计算和存储。7测量报告7.1报告内容测量报告应包括被测设备信息、测量仪器信息、测量数据和其他需要说明的信息（如测量人员、时间和地点）。7.2被测设备信息被测往复活塞压缩机应记录但不限于以下基本信息：a）压缩机的名称、型号、制造厂名称、出厂编号、额定转速、额定吸气压力、额定排气压力及公称容积流量；b）驱动设备的型号、额定转速和额定功率；c）实际测量工况，包括转速、实际吸气压力、实际排气压力、气量调节方式及负荷百分比等；d）曲柄数、级数、气缸内腔直径、气缸运行间隙、十字头运行间隙、活塞行程、活塞杆直径和活塞杆长度等；e）压缩机数据分析时间段说明。7.3测量仪器记录测量仪器名称、型号、规格、精度及校准单位和时间。7.4测量数据冷态活塞杆径向跳动测量数据记录内容按GB/T20322的规定。记录热态活塞杆偏移测量数据应包括以下内容：a）活塞杆偏移测点的位置和方向；b）被分析时段内的整周期活塞杆偏移平均值变化趋势图、需求分析时间段内的整周期活塞杆偏移平均值的相对变化量；c）被分析时段内的整周期活塞杆偏移峰峰值变化趋势图，需求分析时间段内的整周期活塞杆偏移峰峰值的最大值、最小值及平均值；d）被分析时段内的整周期活塞杆偏移分段峰峰值变化趋势图，需求分析时间段内的整周期活塞杆偏移分段峰峰值的每一段的最大值、最小值及平均值。5JB/T14686-2023附录A（资料性）活塞杆偏移测量信号的正常范围A.1本附录给出了活塞杆偏移测量传感器至数据采集设备间信号回路的调试和数据一般性判断。A.2活塞杆偏移信号整周期偏移峰峰值停机状态（冷态）下参数正常范围为0μm～50μm，开机（热态）下通常超过50μm。A.3活塞杆偏移信号的参考基准，整周期活塞杆偏移信号的平均电压值V初正常范围为-13V~-7V，平均电流值A初正常范围为9.6mA～14.4mA。对其他输出信号范围，整周期活塞杆偏移初始信号的正常范围使用按公式（A.1）计算：S初emax-Smin)会15%......……............式中：S初——整周期活塞杆偏移初始信号值；Smax——活塞杆偏移测量传感器量程范围内的最大值；Smin——活塞杆偏移测量传感器量程范围内的最小值。6JB/T××××-