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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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
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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)。
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采样与滤波设置不当
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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。
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四、 长期运行中的性能退化
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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。
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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。
