电涡流传感器在轴瓦检测中遇到的结果误判与数据陷阱问题

一、 信号混叠:当“假信号”伪装成“真故障”

这是数据分析中最危险的陷阱。

  1. 电气偏摆 vs. 机械不平衡

    • 问题本质:轴颈表面材质不均(如局部淬火硬度差异、镀层厚度不一)或剩磁,会产生一个与转速同步的周期性电信号。

    • 表象:频谱图上出现显著的 1X转速频率 分量,与质量不平衡的频谱特征完全一致

    • 误判风险:运维人员可能误判为转子不平衡,进行不必要的动平衡校正,但问题依旧,甚至可能破坏原有平衡。

    • 鉴别方法

      • 提纯轴心轨迹:观察轴心轨迹是否为标准的正圆或椭圆。电气偏摆的轨迹可能更“粗”或呈不规则形状。

      • 相对相位分析:对比多个径向测点的相位关系。机械不平衡在水平和垂直方向上有固定相位差;电气偏摆可能导致相位关系异常。

      • 轴向一致性:纯电气偏摆通常不会引起轴向位移的同步变化。

  2. 机械缺口脉冲 vs. 冲击故障

    • 问题本质:轴颈上的键槽、油孔、划痕等物理缺口,每经过探头一次就产生一个尖锐的脉冲信号。

    • 表象:时域波形上出现周期性的“毛刺”,频谱上除了1X分量,还会产生丰富的高次谐波(2X, 3X...)。

    • 误判风险:可能被误判为局部碰摩轴承巴氏合金脱落等产生冲击特征的故障。

    • 鉴别方法:脉冲的周期严格与转速同步(每转一次),且波形固定。而真正的冲击故障往往具有随机性或特定的倍频特征。

二、 动态间隙变化的复杂性:不止是“振动”

传感器测量的是“间隙”,但这个间隙变化可能由多种原因耦合而成,需要剥离分析。

  1. 轴心位置漂移的“真凶”难辨

    • 问题:监测发现轴心在轴承中的平均位置(DC值)逐渐上移或偏向一侧。

    • 可能原因竞合
      a. 真实故障:轴承磨损、轴瓦松动。
      b. 测量假象转子温度升高导致金属电磁特性变化,使DC值出现热漂移。
      c. 运行状态变化:润滑油温/油压改变、负荷变化等正常调整。

    • 行动困境:如果误将热漂移当作轴承磨损,可能导致不必要的停机检修。反之,则可能错过真正的故障。

  2. 轴向位移的“零位”之谜

    • 问题:测量轴向位移时,需要确定一个“零位”(即推力盘在推力瓦中间的理想位置)。但这个零位在安装时很难精确确定,且随着机组的冷热状态变化。

    • 风险:显示的轴向位移值可能包含一个固定的“零位偏移”量。如果运维人员只关注变化量而忽视绝对值,可能在转子已处于危险位置时仍未报警。

三、 系统集成与标定的隐形陷阱

  1. 通道间灵敏度失配

    • 问题:两个用于绘制轴心轨迹的垂直传感器(X和Y),即使型号相同,也可能因微小差异或标定不精确导致实际灵敏度有轻微不同。

    • 后果:绘制的轴心轨迹被“拉伸”或“压缩”,从圆形变成椭圆形,严重影响对转子动力特性的判断(如进动方向、摩擦严重程度等)。

  2. 采样与滤波设置不当

    • 问题

      • 抗混叠滤波器未启用或设置不当:导致高频噪声被误采样为低频虚假信号。

      • 低通滤波截止频率设得过低:滤除了真正的高频故障成分(如轴承早期缺陷的微弱高频冲击)。

    • 后果:要么看到不存在的“故障”,要么漏掉真实的早期预警信号。

四、 长期运行中的性能退化

  1. 探头端面污染与侵蚀

    • 问题:长期暴露在高温油气环境中,探头端面可能积聚油垢、碳化物,或被高速微粒侵蚀。

    • 微妙影响:这种退化是渐进的,不会导致信号突然消失。它会使传感器的线性度和灵敏度发生缓慢漂移,导致长期趋势数据失真,使预测性维护的基线失效。

  2. 电缆绝缘的隐性老化

    • 问题:在高温和振动环境下,电缆绝缘材料逐渐脆化,产生微小的、间歇性的局部放电或阻抗变化。

    • 表现:信号出现偶发的、难以复现的“毛刺”或漂移,排查起来极其困难。


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