机电设备故障预警及安全保障技术的发展-徐小力.pdfVIP

编者按 设备故障诊断技术，已从设备的设计开始，贯穿到制造、安装、运转、维护保养和报废的全过程。运用应力定量技术，故 障检测及分析技术以及强度、性能定量技术。未来通过设备诊断技术的开发和应用，实现设备全寿命周期费用最经济。目标是减少或 避免突发以及恶性事故的发生；通过早期预报技术尽早发现故障；监控工艺过程和产品质量；实现设备的在线、实时、动态以及远程 故障诊断监测。设备监测、检测与诊断，风险评估，一直是设备维护，预防维修和保养的重要课题。诊断专题，集中展示设备诊断领域 的应用实例，专家观点以及对该领域未来的展望。请有关设备生产商参与，介绍设备诊断领域所用到的仪器设备与实用技术。 机电设备故障预警及安全保障技术的发展 徐小力1、2 （1.中国机械工程学会设备与维修工程分会 北京 2.北京信息科技大学现代测控技术教育部重点实验室 北京） 摘要 机电设备特别是高端、大型、关键机电设备，其安全可靠性日益得到相关产业的重视。针对设备非平稳、非线性、变工况、长 历程等复杂运行状态发展演变规律及其早期故障预报的难点，围绕设备故障预警及安全保障技术，介绍研究背景及国内外研发进展， 可以为设备科学维护提供实现途径。论述设备故障预警及安全保障的若干关键技术并探讨技术路线，提供典型工程应用实例以及应用 效果，有利于预防设备安全事故发生，实现在役设备的预知维护。 关键词 机电设备 故障预警 安全保障 中图分类号 TH17 文献标识码 B 机电设备故障预警及安全保障技术任务来源于企业生产与 数量迅速增大，故障快速增加，经济损失突出，产业需要改变传 设备维修的实际需求，也是国家科技重大专项、国家863 计划项 统定期维护方式，采用动态预知维护方式，以能够及时发现早期 目、国家自然科学基金项目、国家科技支撑计划，以及中国机械 故障及隐患，减少继发性事故及恶性事故发生。 行业及众多骨干企业立项的重要科技研发课题及工程技术研发 机电设备服役的故障预警及安全保障技术是国内外研究热 任务。 点，也是具有挑战性的研究课题。为解决设备运行安全可靠问 为实现机电设备运行状态监控、故障健康诊断和故障预警， 题，《国家“十二五”科学和技术发展规划》提出在制造与工程科 有效避免恶性事故发生，实现科学维护，国内外开展了故障预报 学领域重点支持“工程设备健康状态的检测、监测以及诊断和处 关键技术及其系列安全监测系统的研发，其中重点面向多类现 置”研究；《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020 代、高端、关键机电设备，着力解决机电设备非平稳、非线性、变 年）》将“重大产品和重大设施寿命预测技术”列为先进制造领域 工况、长历程等复杂运行状态发展演变及其早期故障预报等难 急需重点研究内容；在2012 年中国工程院启动的高金吉院士负 点问题。 责的 “我国高端能源动力机械健康与能效监控智能化发展战略 一、设备故障预警及安全保障技术的研究背景 研究”重点项目中提出相关战略研究任务。多年来，国家科技重 机电设备，特别是高端、大型、关键机电设备，其往往处于高 大专项、国家自然科学基金等对本领域研究给予持续大力支持。 负荷、变工况及连续的运行状态，运行中故障导致重大安全事故 二、设备故障预警及安全保障相关技术的发展 屡见不鲜，重大事故时常造成严重的经济损失、资源浪费、环境 随着电子计算机及信号处理技术的发展及普及，美国、日 污染及人员伤亡，因此机电设备安全可靠性对有关国计民生的 本、加拿大等国家开展了设备服役监测预警研究。国内许多高校 社会稳定、国家资源和环境等具有重要影响。 及研究院所对故障预警相关技术也开展了研究；一些国内企业 我国是一个由低端制造走向高端制造及全球化制造的制造 根据自身需求进行了基于故障预警技术的工程研发及相关监测 业超级大国，同时也是安全生产问题突出的国家，机电设备运行 仪器新产品研发，这些相关技术应用企业大致可分为两类，一类 服役中的安全运行及维护保障问题愈来愈突出并日益引起重 是生产设备拥有企业，另一类是