1、今年3-4月，笔者被派往澳洲接受有关电厂管理方面的培训，其中澳洲Monash大学的状态检修专家、高级讲师Ray Beebe先生对目前国际上先进的电厂设备预防性维修及可靠性管理中的设备状态检测部分作了较全面的介绍。结合所学知识，我们对澳洲Loy Yang B等几个电厂的设备状态检测应用情况进行了考察。状态检测技术和手段在澳洲电厂得到了广泛的应用，同时结合RCM等先进的设备管理技术，基本实现了状态检修。在我国各大电厂，一些状态检测技术也得到应用，但相比之下，我们的状态检测还比较粗放和缺乏系统性。下面仅对设备状态检测技术作一简单介绍。设备状态检测是通过对设备进行离线和在线的参数检测、分析，准确诊断设
2、备能安全运行的时间，从而作出维修选择：A：不去维修，直至损坏（有的设备费用低，损坏后再换可能更经济）；B：采取主动预防性维修。防止设备欠修和过修，降低设备维护成本（20%-30%）。常用的设备状态检测手段有如下五种：一、外观检查（通过人的五官，离线的工具仪器，无损检测）常用的检测方法有：1.肉眼观察。利用机械运行或短时停运的机会，通过设备的人孔或观察孔用肉眼对易磨损或易睹塞等关键部位进行检查，进而对设备状态进行评估，预测在采取维修前能安全运行的时间；2.用观察镜、纤维镜(fibrescopes)、光纤管道镜（内窥镜borescopes）、闭路电视、频闪仪（stroboscopes）、点温仪、热
3、相仪；2.1热相仪:测温范围可达1600、精度达0.1。可用计算机对温度场分布情况进行分析。常用于隔热管道、烟囱等保温状态检测；电气绝缘、电缆发热检查。2.2频闪仪:可测转动机械的转速；也可使转动部件变静止或减速以观察运行中的转动部件的状态。3.无损检测手段（NDT）：3.1内部缺陷检测：3.1.1射线检测RT（X射线50mm，射线200mm）。应用范围：金属裂纹检测、高压电缆应力蝓变（可在设备运行中进行）、金属磨损、管内杂质检查。缺点：速度慢、对人健康影响、轻微裂纹与射线垂直时测不到；3.1.2超声波检测UT。应用范围：测厚（1 mm-700 mm）、材料老化诊断（如：汽缸、汽门、高温螺栓、
4、汽包、联箱、汽发转子/叶轮等裂纹检查）。优点：测厚及与射线垂直时灵敏度高。3.2表面缺陷检测：3.2.1磁粉MT。应用于铁磁材料。如汽发大轴、叶轮、结合面、内外面、管道/弯头/三通表面等裂纹检测。灵敏度高、操作简单、不受构件尺寸形状限制、测大部件节约时间。测不出裂纹深度。3.2.2渗透PT（着色法和荧光法）。如：发电机护环、汽机转子叶轮、叶片表面及根部、汽缸等表面裂纹检测。灵敏度高、比MT操作更简单、可用于复杂的形状及非金属材料。缺点：非开口表面裂纹检测不到、测不出裂纹深度。要求表面干净。3.2.3涡流ET。速度快、灵敏度高、可测裂纹深度。可在高温状态检测。如：凝汽器管、汽机叶片/转子中心孔和
5、焊缝检测。3.3其他无损检测：3.3.1声波脉冲SP。低频，用于检测管道堵塞、泄露、异物等。每小时可检测800根以上。3.3.2声发射AE。高频，如：四管泄露检测、大的高速转动轴的裂纹的变化。特点：在线、不受材质限制、灵敏度高。3.3.3超声波诊断仪。便携式，可滤掉环境噪音，检测轻微气体泄露、变压器内部放电、阀门内漏、疏水器的运行。3.3.4尺寸测量。可监测金属高温蝓变情况、转动部件偏离情况。二、振动分析（转动机械，离线和在线）1. 测振仪器：1.1振动数据采集分析系统（专家系统）；1.2瞬态动平衡仪；1.3便携式动平衡仪；1.4测振仪；1.5便携式测振仪。2.振动参量选取：2.1位移：对低频
6、振动敏感，检测低频类故障（不平衡、不对中）及低速设备。2.2峰-峰值（m）：测轴承绝对振动，应用于转速600rpm的转机；2.3幅值（欧洲，m）：测轴绝对振动，常用于流体动力轴承；2.4峰-峰值（USA，mils）：测相对于轴承的轴振，常用于流体动力轴承。2.5速度（mm/s;in/s;dB）：进行宽频带内设备或测点的总体状态检测。测轴承绝对振动，应用于转速600-6000rpm的转机；2.6加速度（m/s2）：测轴承绝对振动，检测高频类故障，如滚动轴承、齿轮等故障检测。三、 磨损物及污染物的分析1.润滑剂中磨损物的分析：主要从磨损物的元素、颗粒度及分布、浓度、形态等来进行分析判断设备磨损程度
7、。早期（磨合期）磨损物多，正常使用期磨损物少且恒定，晚期（磨损期）磨损物多切颗粒大。磨损物的元素分析与可能的故障部位的有对应关系。（略） 2.分析仪器有：光谱分析仪（8m以下）、铁谱分析仪（100m以下）、磁塞检测仪（100m以上）、过滤技术（Monash大学的新技术，可用于非磁性颗粒）。 3.取油样时注意： 3.1快速密封和标签； 3.2机械运转时取； 3.3数量合适，典型活塞泵取样100ml； 3.4从离油箱底部25mm高取样； 3.5频率：100-500小时； 3.6加油、换油必须有记录。 4.污染物（杂质）的分析： 4.1油中溶解气体分析（色谱分析）：有离线和再线检测仪。可判断油冷电气
8、设备的热点、绝缘损伤、电弧、局部放电、连接不好、总体过热等。注意：油样要快速密封。 4.2锅炉预热器泄漏检测：通过测量预热器上、下游的氧量计算泄漏率。泄漏率=（下游氧量-上游氧量）/（21-下游氧量）。 4.3发电机铁芯检测：冷却介质温度监测。 4.4热交换器（加热器、凝汽器）泄漏检测：氦气、水中钠/硅/氯离子。过热蒸汽含氢表明炉管过热和腐蚀。四.性能分析 1.泵与风机：以找出大修时间、调整性能节约能源。通过压力、流量、进口挡板开度等测量找出泵与风机的工作点，以判断性能变化。 2.热交换器和锅炉：主要通过测量计算热效率、出力、端差变化、（空气）泄漏量等进行状态判断。 3.汽机：通过阀门全开（V
9、WO）出力试验、测量汽机各级压力/温度、计算焓降、测量轴封温度/蒸汽流量等判断汽机叶片、喷嘴等腐蚀情况。 4.汽机控制系统 4.1比较典型的是通过离线或在线的检测控制油压与调门开度关系值，绘制磨阻曲线，以诊断控制响应相对控制信号的迟滞性。 4.2控制油的分析化验。 5. 转动机械及轴承进行堕走时间测量、声波及振动检测、温度测量、 6. 空压机将空压机与系统隔离，进行升压，测量分析时间、压力参数来判断叶轮及密封的磨损情况。7.电除尘故障诊断检测分析不同锅炉工况下二次电压、二次电流值及变化趋势曲线；除尘效率试验。五. 电气试验：预防性试验。同国内电力行业做法。 1. 电力电缆故障诊断包括电气试验和
10、非电气试验 1.1 电气试验包括：击穿试验，如交流电压击穿、直流电压击穿等等；非击穿试验，如交、直流耐压、局放、带电诊断、泄漏电流、残余电压等等。1.2 非电气试验包括：无损试验，如电缆油成分、特性、油压、油量分析，超声波法、外观检查等；破坏试验，材料老化及拉伸试验、解体检查等。2. 变压器故障诊断主要是通过油气离线及在线色谱分析、离线及在线局放试验、噪音检测、表面温度检测、振动检测等。3. 断路器故障诊断主要有声波及振动检测、接触部位温度检测、热成像、真空放电、气体检测、超高频法、静点结合法、动作特性试验等。4. 电机故障诊断主要有耐压试验、非破坏绝缘特性试验、气体分析、内部物理检查、声波及振动检测、谐振频率法、温度检测、绝缘电阻检测、严密性试验、在线运行参数综合分析等等。
