【国家标准(GB)】 机器状态监测与诊断 基于应用性能参数的一般指南

ICS17.160
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GB/T204712006/ISO13380.2002
机器状态监测与诊断
基于应用性能参数的一般指南
Condition monitoring and diagnostics of machines-General guidelines on using performance parameters（ISO13380:2002IDT)
2006-09-08发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
数码防值
2007-02-01实施
KAoNrKAca
GB/T20471—2006/IS013380:2002本标准等同采用国际标准IS013380：2002《机器状态监测与诊断南》(第一版)。
为便于使用，本标准做了如下编辑性修改：用“本标准”代替“本国际标准”；删去了国际标准的前言：引言放在正文之前。本标准的附录A、附录B、附录C、附录D是资料性附录。基于应用性能参数的-一般指
本标准由全国机械振动与冲击标准化技术委员会(SAC/TC53）提出并归口。本标准起草单位：郑州机械研究所、中国石油化工.股份有限公司九江分公司、武汉理工大学、国电西安热工研究院、东方电机股份有限公司。本标准主要起草人：黄润华、李海英、严新平、张学延、曹剑绵、张刚。H
GB/T20471—2006/ISO13380:2002引言
本标准为应用温度、流量，污染物含量、功率和转速等与性能、状态、安全和质量准则相关的典型参数进行机器状态的监测与诊断提供了指南。评价机器的功能和状态是以性能、状态、产品质量和安全为基础的。
本标准是在“机器状态监测与诊断”总标题下制定的系列标准之1范围
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GB/T20471—2006/IS013380:2002机器状态监测与诊断
基于应用性能参数的一般指南
本标准描述了通过测量与机器性能、状态和安全相关的参数（包括热、电、流体的可用参数）记录、评估，评价和诊断机器状态的一般条件和程序。这些程序与机器（包括保证机器正常运行所需的所有部件和附属组件）的运行监测有关。2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。ISO1925机械振动平衡词汇
ISO2041机械振动和冲击词汇
ISO13379机器状态监测与诊断数据分析和诊断技术一般指南3术语和定义
在ISO1925和ISO2041中给出的以及下述术语和定义适用于本标准。注：机器状态监测与诊断的术语标准（ISO13372)正在起草中。3.1
故障fault
在机器中>当机器的任何部件或它们的组件发生劣化或出现异常时的机器状态。注：它可能导致机器失效。
失效failure
<在机器中尚机器的一个或多个主要功能不再有效时的机器状态。注：通常发生在机器的一个或多个部件处于故障的状态下。3.3
性能performance
<机器的通过一个或多个特征量（比如功率、流量、效率和转速）定义的机器的能力。注：性能是由一个或多个参数的测量和计算导出的，它们单独或共同提供特征量的信息。性能参数曲线是参照量或包络曲线：
基线baseline
在特定的设备配置和规定的运行条作下确定的参数值或导出量值。注：它们可以作为参考值或特征曲线存储或保存。这些参考值称为基线。3.5
机器machine
利用或产生机械动力的装置。
GB/T20471-—2006/IS013380:20023.6
压缩机
：compressor
增加工作流体压力的机器或部件。注：它可以是单级或多级的旋转式或往复式机器。3.7
涡轮turbine
由工作流体膨胀产生动力的部件。3.8
燃气轮机gasturbine
把燃烧气体的热能转换为机械功的机器。注：它由一个或几个旋转压缩机、一个或多个加热工作流体的热力装置、一个或多个涡轮机、一个控制系统和基本的辅助设备组成。在主要的工作流体回路中的任何热交换器（废热回收交换器除外）都认为是燃气轮机的一部分。
燃气发生器gasgenerator
为过程或动力涡轮机产生加热加压燃气的燃气轮机的组件。注：它包括一个或多个旋转压缩机、一个或多个加热工作流体的热力装置、一个或多个驱动压缩机的涡轮机、一个控制系统和基本的辅助设备。
燃气轮机动力装置gasturbinepowerplant产生有用形式(电、机械或热力的)动力所必须的燃气轮机和所有基本设备。3.11
Lsteamturbine
汽轮机
将蒸汽的热能转换为机械功的机器。注：它包括一个或多个涡轮机、一个控制系统和基本的辅助设备。3.12
电动机electricmotor
将电能转换为机械功的机器。
注：它包括一个或多个转子和定子一个启动和控制系统及基本的辅助设备。3.13
泵pump
增加工作流体压力的部件。
注：它包括一个机械功输入耦合器和一个或多个转子。3.14
往复式内燃机reciprocatinginternal combustionengine将化学能转换为旋转的机械功的机器。注：它由V型、直列式或水平对置的一个或多个活塞和气缸、相连的一个或多个曲轴和一个输出耦合器、一个启动和控制系统及基本辅助设备组成。3.15
发电机generator
将机械功转换为电能的旋转机械。注：它由机械功输入耦合器、一个或多个转子和定子、励磁设备、一个启动和控制系统及基本辅助设备组成。4监测参数
4.1参数类型
为了验收试验和全寿命监测而制定性能准则时，可能要测量大量的性能参数。宜考虑选择这样的2
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GB/T20471—2006/IS013380：2002参数，即通过这些参数的总体测量值的增加或减小，或者通过其某个特征值的一些其他变化，可以表明故障状态。例如泵或压缩机性能曲线、往复式内燃机压力-容积曲线或其他性能曲线。4.2测量类型
测量参数可以是对总体值、或者是时间段内的平均值的简单测量。但对于某些参数，如电流、电压和振动，简单的总体值测量可能不足以显示故障的发生，就要求采用频谱和相位测量技术来揭示因故障引起的变化。
附录A给出了若干类型机器采用的性能参数的示例。对不同类型的机器，用于确定特定的测量方法和参数的标准示例列在本标准的参考文献中。4.3监测参数的准确度
用于机器状态监测与诊断的性能参数所要求的准确度不与性能测量所要求的准确度那样严格。采用数值的趋势分析可能是有效的，在这种情况下测量值的重复性比测量值的绝对精度更重要。测量参数（比如ISO标准的状态参数压力和温度）的修正，对于燃气轮机的日常状态监测而言不是必须要求的。但当有要求时，宜在适当的验收试验标准中给出建议。在参考文献中列出了一些典型标准。4.4测量值变化的其他因素
测量值和基线可能由于设备维修（包括部件的更换）、调整或功能的改变而发生变化。在某些情况下，需要根据这些变化来重新确定基线应该注意，测量数值的变化也可能是由于运行状态的正常或受控的改变引起的，不一定表示出现了故障。
5测量程序
5.1测量的可行性
宜考虑参数测量的现实性以及是否有监视系统或控制系统已在测量所关注的参数。在附录C中依据机器类型给出了故障以及为检测故障而测量的参数的示例。虽然上述示例是依据机器类型提出的，仍建议将整个机组包含在决策和监测过程中。5.2测量时的运行状态
宜尽可能在同一时刻或在同运行工况下，对不同参数进行测量。对于变功能和变转速机器，有可能通过改变转速、负荷或其他控制参数得到相近的测量工况。当机器已达到一组预定的运行工况时（例如正常的运行温度），或对于瞬态而言已达到个预定的起始与结束工况和运行曲线（例如滑停），都宜在可能的地方进行监测。这些工况也可用于为特定配置的机器建立基线，后续的测量值可以与基线值相比较以检测发生的变化。测量值的变化趋势对于揭示故障的发展是有用的。
5.3测量间隔
无论是要求连续采样还是定期采样，都宜考虑两次测量的时间间陋。测量间隔主要取决于故障类型及其发展速率（例如相关参数的变化率）。然而，测量间隔也受设备的运行周期、成本和关键性等因素的影响。
5.4数据采集速率
对于稳态工况，数据采集速率宜满足在工况改变前采集一组完整的数据，对于瞬态工况，则可能需要采用高速数据采集。
5.5监测参数记录
监测参数的记录至少宜包含以下信息：描述机器的基本数据；
1）也称滑参数停机。
GB/T20471-2006/ISO13380：2002测量位置：
被测量值的单位和处理方法；
一日期和时间信息。
其他用于作比较的信息包括：采用的测量系统的详细内容和每个测量系统的准确度。建议将机器配置的细节和任何部件的变化也都包括在内。附录B给出了监测时宜作记录的典型信息。附录D给出了典型记录格式的示例。
6故障诊断
故障诊断程序
实施故障诊断的可能性取决于机器的类型、配置和运行状况。故障可通过一个或多个测量或导出的参数与基线值相比较所发生的变化显示出来。关于故障诊断程序，见ISO13379。6.2故障诊断准则
下列方法可用来实施故障诊断：a）采用类似机器的经验，或通过统计分析；研究测量值与所要求的最小值或最大值的偏差；b）
c）制造商和用户间的商讨。
对于附录A中的机器类型，附录C给出了每种类型机器的故障及其相关征兆或测量参数的示例。当条件允许时，更多类型的机器和用性能参数监测来显示故障的示例将添加到本标准中。在此之前，可以用经验或运行结果来进行故障参数识别，而且其解释宜在制造商和用户之间取得共识。4
性能参数
压头(落差)
压缩比
空气流量
燃料流
流体流基
输人功率
输出功率
油损耗
油(摩擦学
参数）
角位置
（导出参数）
电动机
汽轮机
附录A
（资料性附录）
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GB/T204712006/IS013380:2002
一些类型机器的与性能相关的参数示例表A.1
按机器类型给出的性能参数
机器类型
燃气轮机
注：“。\表示性能参数测量可用于状态监测，工业
燃气轮机
压缩机
发电机
往复式
内燃机
GB/T20471—2006/ISO13380:2002B.1机器详情
附录B
（资料性附录）
监测时记录的典型信息
对每一台被监测的机器，宜记录下述信息：机器的唯一性标识：如设备编号一机器类型：电动机/发电机/涡轮机/压缩机/泵/风机动力：电/蒸汽/燃气/内燃机/柴油机/水力驱动方式：直接、皮带或轴驱动额定转速：r/min或Hz
额定功率：kW或MW
下述信息也宜记录：
一功能：主动或从动
安装：刚性或弹性安装
连接：刚性或挠性
气缸数量：1/2/3/4/5/6/8/12/16缸工作循环：两冲程或四冲程单作用或双作用B.2测量
对于每个测量系统，宜记录下述信息：测量的日期、时间（包括时区）仪器和传感器类型
一测点位置和安装方法
测量值、单位和处理方法
下述信息也宜记录：
-测量时的转速/min或Hz
测量时的功率kw
校准要求、类型和最近或下一次要求的校准日期B.3其他信息
除了以上信息外，关于机器和测量的附加信息也可以记录下来，比如维修历史数据。其他信息，如润滑剂类型和环境条件也是有用的。6
附录C
（资料性附录）
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GB/T20471—2006/ISO13380:2002由性能参数变化指示的故障示例表C.1C.9显示了对于所列每种机器所对应的典型故障。这些故障与-系列征兆或参数相对应，当故障出现时，这些征兆或参数随之变化或受其影响。表C.1电动机
机器类型，
电动机
转子绕组
定子绕组
转子偏心
电刷故障
轴承损坏
绝缘老化
电源缺相
不平衡
不对中
征兆或参数变化
注：“·”表示如果出现故障，征兆可能出现或参数可能变化。表C.2汽轮机
机器类型：
汽轮机
转子叶片损坏
迷宫密封损坏
转子偏心
轴承损坏
轴承磨损
转子弯曲
膨胀不均
不平衡
不对中
蒸汽世漏
长度尺寸
征兆或参数变化
压力或
真空度
注：“。\表示如果出现故障，征兆可能出现或参数可能变化。转速
情转时间
油中磨粒
油泄漏
GB/T20471—2006/IS013380:2002机器类型：
航空燃气轮机
压缩机
进气口堵塞
压缩机结垢
压缩机损坏
压缩机失速
燃料过滤器堵塞
密封泄漏
燃烧室穿孔
燃烧器阻塞
动力涡轮机不洁
动力涡轮机损坏
轴承磨损或损坏
齿轮缺陷
不平衡
不对中
医缩机
压力/
玉缩比
表C.3航空燃气轮机
征兆或参数变化
燃料压
力/燃
料流量
发生器
注：“”表示如果出现故降.征兆可能出现或参数可能变化。压力/
压力比
表C.4工业燃气轮机
机器类型：
工业燃气轮机
进气口堵塞
压缩机结垢
压缩机损坏
燃料过滤器堵塞
燃烧室穿孔
燃烧器阻塞
动力涡轮机损坏
轴承磨损
不平衡
不对中
压缩机
压缩机
燃料压
力/燃料
征兆或参数变化
注：“\表示如果出现故障，征兆可能出现或参数可能变化。8
压缩机
涡轮机
油中磨
粒/污
油泄漏/
油损耗
机器类型：
叶轮损坏
密封损坏
叶轮偏心
轴承损坏
轴承磨损
安装故障
不平衡
不对中
流体泄漏
长度尺寸
表C.5泵
征兆或参数变化
压力或
真空度
注：“”表示如果出现故障，征兆可能出现或参数可能变化。振动
表C.6压缩机
机器类型：
压缩机
叶轮损坏
密封损坏
叶轮偏心
轴承损坏
轴承磨损
冷却系统故障
阀门故障
安装故障
压缩机失速
不平衡
不对中
流体泄漏
长度尺寸
压力或
真空度
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GB/T20471—2006/IS013380：2002度
征兆或参数变化
注：“”表示如果出现故障，征兆可能出现或参数可能变化。振动
情转时间
情转时间
油中磨粒
油中磨粒
油泄漏
油泄漏
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