大型旋轉(zhuǎn)機械狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷

大型旋轉(zhuǎn)機械的狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷大型旋轉(zhuǎn)機械作為連續(xù)化工生產(chǎn)的單系列心臟設(shè)備，對其運行的可靠性有非常高的要求，要求它在裝置的運行周期內(nèi)必須穩(wěn)定的運轉(zhuǎn)。對其進(jìn)行準(zhǔn)確的狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷就顯得尤為重要，必須隨時準(zhǔn)確的掌握其運行狀態(tài)，并且在其出現(xiàn)異常時，能夠準(zhǔn)確的分析出異常原因，找出對策。再不影響其安全運行的基礎(chǔ)上進(jìn)行故障運行或進(jìn)行特護(hù)，以優(yōu)化生產(chǎn)與設(shè)備維護(hù)的時間。本章節(jié)對公司內(nèi)普遍采用的在線及離線狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)作一介紹，并對機組出現(xiàn)的常見故障作一些介紹，并根據(jù)經(jīng)驗，教授一些實際處理問題的方法。第一節(jié)：基本參量與監(jiān)測系統(tǒng)一部運轉(zhuǎn)的機器，都伴有振動信號的產(chǎn)生，它的變化常常隱含著初期故障特征信號，因此需對振動信號進(jìn)行監(jiān)測，這種監(jiān)測方法有以下特點：方便性：利用現(xiàn)代的各種振動傳感器及二次儀表，可以很方便的檢測出設(shè)備振動的信號。在線性：監(jiān)測可以在現(xiàn)場以及在設(shè)備正常運轉(zhuǎn)的情況下進(jìn)行。無損性：在監(jiān)測過程中，通常不會給研究對象造成任何形式的損壞。但是一部機械是非常復(fù)雜的，僅僅靠振動信號來判斷它是否正常，顯然不夠，這就需要對它多方面進(jìn)行了解，亦即需要對多方面的參量進(jìn)行測量。每一種故障在下列參數(shù)上均有不同表現(xiàn)，因此測量以下基本參數(shù)，再通過分析，可以掌握機器的運轉(zhuǎn)狀態(tài)?；緟⒘空駝訁⒘空穹穹涤腥齻€單位，即振動位移(μm)，速度(mm/s)，加速度(mm/s2)，都是振動強度的標(biāo)志，用來表明機器運行是否平穩(wěn)，振動位移是通過非接觸式的電渦流傳感器直接測量的軸與軸承座（探頭安裝的基礎(chǔ)）的相對位移量。振動速度與加速度是通過測量機殼而得到的振動數(shù)據(jù)。振動速度是通過慣性式速度傳感器（磁力線圈）測量的，而加速度是通過壓電式加速度傳感器測量的，振動位移，速度，加速度三者之間的關(guān)系是微積分關(guān)系D=∫vdt=∫∫adt。三者在實際應(yīng)用中是相輔相成的，有時對異常的信號需要對兩個參數(shù)進(jìn)行測量，以求精確的掌握機組運行狀態(tài)。頻率振動頻率常表示為機器運轉(zhuǎn)的倍數(shù)，其原因主要是機器的振動頻率趨向于機器的整數(shù)倍或分?jǐn)?shù)倍。下面簡單介紹一下幾種振動與頻率的關(guān)系。強迫振動問題：指由外來確定的擾動力應(yīng)起的振動問題，而振動本身并不反過來影響擾動力，比如由于質(zhì)量不平衡引起的強迫振動，發(fā)電機轉(zhuǎn)子不均勻磁拉力而引起的強迫振動。強迫振動問題的特點在于強迫振動的頻率總是等于擾動力頻率。由質(zhì)量不平衡力引起的強迫振動其頻率恒等于轉(zhuǎn)速。由3000rpm二極發(fā)電機不均勻磁拉力引起的強迫振動，其頻率為6000rpm即100Hz。自激振動問題：第二類是屬于自激振動問題。自激振動的引起歸之于轉(zhuǎn)子--支承系統(tǒng)中存在某一機械能量辦反饋環(huán)節(jié)。這一反饋環(huán)節(jié)使轉(zhuǎn)子從轉(zhuǎn)動中獲取能量，并轉(zhuǎn)變?yōu)槟骋惶囟l率下的橫向振動能量（一般不等于轉(zhuǎn)速），而這一橫向振動又通過反饋環(huán)節(jié)進(jìn)一步從轉(zhuǎn)動中取得能量，從而加劇了橫向振動，直至獲取的能量等于消耗于阻尼的能量，則振動穩(wěn)定在某一極限環(huán)上。實際上，有時自激振動未到達(dá)極限環(huán)之前，轉(zhuǎn)子已不允許再運轉(zhuǎn)或已引起破壞。這些在轉(zhuǎn)子--支承系統(tǒng)中出現(xiàn)的自激振動現(xiàn)象有油膜半速渦動和油膜振蕩；由于轉(zhuǎn)子的內(nèi)阻而引起的不穩(wěn)定自激振動；由于動靜部分間的干摩擦而引起的自激振動以及由于不均勻蒸汽泄漏所引起的氣隙振蕩（蒸汽輪機）等等。非定常強迫振動問題：第三類是屬于非定常強迫振動。這一類問題在性質(zhì)上是屬于強迫振動，因為振動仍然是由外來擾動力所引起的，而且與擾動力具有相同的頻率。但不同的是振動本身又反過來影響擾動力的大小與相位。這樣，它雖屬強迫振動，但強迫振動的幅值與相位是在變化的。比如轉(zhuǎn)子軸上某一局部出現(xiàn)不均勻熱變形，它相當(dāng)于給轉(zhuǎn)子增添了不平穩(wěn)質(zhì)量，從而使強迫振動的幅值和相位都發(fā)生了變化，而當(dāng)強迫振動的幅值和相位發(fā)生變化時，反過來又影響轉(zhuǎn)子軸上局部不均勻熱變形的部位。這樣，表現(xiàn)出來的強迫振動，其幅值和相位都在連續(xù)不斷地變化。這里暫且將這類強迫振動稱之為不定常強迫振動，并單列為一類。相角就是利用鍵相器描述一特定時刻轉(zhuǎn)子的位置，通過這一相角，可以確定轉(zhuǎn)子的平衡狀態(tài)及轉(zhuǎn)子上殘留的非平衡重的位置。在故障診斷中，相角具有很大作用，在一些不同的故障中，相角有不同的特點，比如在關(guān)于不平衡及不對中的區(qū)分中。有時相角的測量與比較是影響測量判定效果的直接因素，通過測量同一軸承座各個方向上的相位角及兩端軸承座上各測點的相位角，為準(zhǔn)確判斷提供了依據(jù)。振動形式振動形式是顯示在示波器上的原始振動波形，有兩種形式：振動的時域波形：軸心軌跡：振型轉(zhuǎn)子在一定轉(zhuǎn)速下，沿軸向的一種變形。位置參量軸在軸承內(nèi)的徑向位置徑向位置是指轉(zhuǎn)子在軸承內(nèi)的徑向位置。在出現(xiàn)重大負(fù)荷情況下，因偏心較大，振幅并不增大，但可能由于偏心太大而發(fā)生故障，在這種情況下必須及時檢查偏心位置，才能做出早期預(yù)報，徑向位置的檢查非常簡單，只需察看電渦流傳感器反應(yīng)的間隙電壓即可。軸向位置轉(zhuǎn)子運行中的軸向位置關(guān)系到機器的安全運行。在監(jiān)測中對同一監(jiān)測點一般選用兩只以上的探頭同時監(jiān)測。它能比較容易的反映止推軸承的工作情況。偏心度峰—峰值測量轉(zhuǎn)子靜態(tài)時的彎曲量，特別是發(fā)電用大型蒸汽透平機，在啟動時必須測量轉(zhuǎn)子靜彎曲量。當(dāng)?shù)陀谠试S的彎曲量時，可以啟動，以防止引起密封件與轉(zhuǎn)子之間的摩擦。另外在往復(fù)式壓縮機的連桿（水平式）上，有時安裝探頭，以測量其下降程度，以便監(jiān)測活塞托瓦的磨損量。差漲，機殼膨脹，對中（各機殼之間）其他測量參數(shù)機器的轉(zhuǎn)速用以找出振動與轉(zhuǎn)速的關(guān)系。溫度這是機械的重要參數(shù)，軸承處溫度能直接反映軸承工作狀況。相關(guān)性測量各工藝狀況參數(shù)（T、P、V）及其它一些可能影響機器運行狀態(tài)的外部參數(shù)，分析它們的相互關(guān)系對優(yōu)化生產(chǎn)維修時間、幫助決策有很大作用。監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測系統(tǒng)分為離線監(jiān)測系統(tǒng)和在線監(jiān)測系統(tǒng)，它們在實際工作中相輔相成，不可或缺。在線監(jiān)測系統(tǒng)對機組運行參數(shù)進(jìn)行不間斷監(jiān)測的系統(tǒng)。我們以公司大機組普遍采用的Bently監(jiān)測系統(tǒng)來進(jìn)行說明。軸承座前置軸承座前置放大器軸指示表離線監(jiān)測系統(tǒng)一種巡檢系統(tǒng)，在機組需要時進(jìn)行測試，以明確機組的運行狀況或判斷設(shè)備故障。離線狀態(tài)監(jiān)測的分析手段很多，較在線系統(tǒng)有很多優(yōu)點，諸如使用靈活，分析精密，數(shù)據(jù)便于管理等，而與在線監(jiān)測相比則缺少了監(jiān)測的連續(xù)性。下面就介紹一下我公司的離線監(jiān)測儀器及系統(tǒng)。在線監(jiān)測系統(tǒng)與離線監(jiān)測系統(tǒng)的相互關(guān)系我公司的大型機組，絕大部分帶有Bently監(jiān)測系統(tǒng)，對機組進(jìn)行實時在線監(jiān)測與保護(hù)。對于出現(xiàn)異常的設(shè)備，采用專用儀器（離線手段）通過在線系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與故障分析。對于特護(hù)的設(shè)備，離線手段可以臨時實時服務(wù)于現(xiàn)場，以監(jiān)測故障部位的運行有是用于機組的開停車，監(jiān)視、采集開停車數(shù)據(jù)。離線手段巡檢在線監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)果故障分析分析系統(tǒng)數(shù)據(jù)異常正常采集數(shù)據(jù)離線手段巡檢在線監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)果故障分析分析系統(tǒng)數(shù)據(jù)異常正常采集數(shù)據(jù)第二節(jié)：大型旋轉(zhuǎn)機械典型故障的診斷及處理方法轉(zhuǎn)子不平衡故障轉(zhuǎn)子不平衡的概念及特征眾所周知，旋轉(zhuǎn)機械的轉(zhuǎn)子由于受材料質(zhì)量和加工技術(shù)等各方面的影響，轉(zhuǎn)子上的質(zhì)量分布相對于旋轉(zhuǎn)中心線不可能絕對地軸對稱的，因此任何一個轉(zhuǎn)子不可能做到“絕對平衡”，轉(zhuǎn)子質(zhì)量中心和旋轉(zhuǎn)中心線之間總是有一定的偏心距存在，這就使得轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時形成周期性的離心力干擾，在軸承上產(chǎn)生動載荷，使機器發(fā)生振動。我們把產(chǎn)生離心力的原因——旋轉(zhuǎn)體質(zhì)量沿旋轉(zhuǎn)中心線的不均勻分布叫做“不平衡”，也可以認(rèn)為，不平衡就是指處于平衡狀態(tài)的旋轉(zhuǎn)體上存在多余（或不足）的質(zhì)量。GωRF=MRω2轉(zhuǎn)子不平衡式旋轉(zhuǎn)機械主要的激振源，也是許多種自激振動的觸發(fā)因素。不平衡會引起轉(zhuǎn)子的撓曲和內(nèi)應(yīng)力，實際其產(chǎn)生振動和噪音，加速軸承、氣封等部件的磨損，降低機器的工作效率，引發(fā)各種事故。因為所有轉(zhuǎn)動設(shè)備均存在這種不平衡振動，只有這種不平衡振動超過機器的設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)，才稱之為不平衡故障。轉(zhuǎn)子不平衡故障特征是：在轉(zhuǎn)子徑向測點的頻譜圖上，轉(zhuǎn)速頻率成分具有突出的峰值；轉(zhuǎn)子頻率的高次諧波幅值很低，因此反映在時域上的波形很接近于一個正弦波；除了懸臂轉(zhuǎn)子之外，對于普通兩端支撐的轉(zhuǎn)子，軸向測點上的振值一般并不明顯；垂直與水平的振動相位相差90°，在軸心軌跡上表現(xiàn)為近似一個圓。常見不平衡振動的機械原因固有不平衡即使機組在制造過程中對各個轉(zhuǎn)子以作了動平衡，當(dāng)時在連接起來的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)中還是不可避免的出現(xiàn)某些固有不平衡，其不平衡原因有：各個轉(zhuǎn)子殘余不平衡的積累結(jié)果；平衡方法、平衡轉(zhuǎn)速不對，于機器實際使用情況差別較大；轉(zhuǎn)子由于材質(zhì)不良，熱處理不當(dāng)，安裝、運輸過程中的碰撞，運轉(zhuǎn)過程中的碰摩而產(chǎn)生永久性彎曲。葉片飛離由于缺少質(zhì)量，引起不平衡。轉(zhuǎn)子彎曲永久性彎曲由于轉(zhuǎn)子和靜子之間發(fā)生間歇性的局部摩擦產(chǎn)生熱量引起轉(zhuǎn)子的臨時性彎曲；轉(zhuǎn)子不均勻受熱所引起的臨時性彎曲。轉(zhuǎn)子自重或外力影響引起的臨時性彎曲。剛性轉(zhuǎn)子與撓性轉(zhuǎn)子的動平衡技術(shù)剛性轉(zhuǎn)子的動平衡技術(shù)。從轉(zhuǎn)子平衡觀點看，工作中的轉(zhuǎn)子可分為剛性轉(zhuǎn)子和撓性轉(zhuǎn)子兩類。轉(zhuǎn)子在較低轉(zhuǎn)速下運行時（一般認(rèn)為工作轉(zhuǎn)速低于其臨界轉(zhuǎn)速的0.5倍），由于離心力產(chǎn)生的動撓度變形很小，可以忽略不計，轉(zhuǎn)子可以看作不發(fā)生變形的“剛體”，這種轉(zhuǎn)子成為剛性轉(zhuǎn)子。但在高速時（工作轉(zhuǎn)速通過一階臨界轉(zhuǎn)速的0.7倍）,由于分布在軸向不同位置上的不平衡力作用，轉(zhuǎn)子產(chǎn)生很大的撓度變形，軸向彎矩增大，軸承振動也隨之增大，這種轉(zhuǎn)子就不能視為“剛性”，成為撓性。剛性轉(zhuǎn)子因為不考慮撓曲變形的影響，因而可以在轉(zhuǎn)子上任意選擇一個或兩個平衡校正面進(jìn)行不平衡量的校正，經(jīng)過平衡校正后的轉(zhuǎn)子，在最高轉(zhuǎn)速范圍以內(nèi)，其不平衡量都不應(yīng)該有明顯變化。大部分剛性轉(zhuǎn)子按照其厚度不同、結(jié)構(gòu)形式和平衡工藝的要求不同，分為靜平衡和動平衡兩種方法，或稱單面平衡和雙面平衡，也有少數(shù)剛性轉(zhuǎn)子（如曲軸一類）采用多面平衡。撓性轉(zhuǎn)子的動平衡技術(shù)。轉(zhuǎn)子在高速時（工作轉(zhuǎn)速通過一階臨界轉(zhuǎn)速的0.7倍）,由于分布在軸向不同位置上的不平衡力作用，轉(zhuǎn)子產(chǎn)生很大的撓度變形，軸向彎矩增大，軸承振動也隨之增大，這種轉(zhuǎn)子就不能視為“剛性”，成為撓性。由于撓性轉(zhuǎn)子的工作轉(zhuǎn)速超過轉(zhuǎn)子的一階臨界轉(zhuǎn)速，這時轉(zhuǎn)子因撓曲變形而產(chǎn)生的質(zhì)心偏移將增大離心力的作用，而且撓曲變形又是隨著轉(zhuǎn)速的變化而變化的，因此它的平衡原理不同于剛性轉(zhuǎn)子。由上式看出，轉(zhuǎn)速變化，轉(zhuǎn)子上離心力也跟隨變化，由于轉(zhuǎn)子的撓曲情況不一樣，就不能保證在一種轉(zhuǎn)速下平衡后，其它轉(zhuǎn)速下也能平衡，因此撓性轉(zhuǎn)于的平衡效果不僅和校正質(zhì)量在轉(zhuǎn)子上的軸向位置有關(guān)，也和轉(zhuǎn)速有關(guān)，這就不同于剛性轉(zhuǎn)子平衡。在實際中，對于撓性轉(zhuǎn)子而言，新轉(zhuǎn)子必須作高速動平衡，否則極有可能在低速動平衡中起到反作用。實例介紹甲醇車間C/T-601氯堿廠氯氣壓縮機塑料廠循環(huán)氣壓縮機轉(zhuǎn)子不對中在此只討論由于聯(lián)軸節(jié)而導(dǎo)致的轉(zhuǎn)子不對中。在工程中，有以下常見的不對中情況：1）理想對中2）平行不對中3）角度并不對中4）組合不對中1．轉(zhuǎn)子不對中引起的故障，主要特征如下：（1）由于不對中的原因，改變了軸承中的油膜壓力。聯(lián)軸節(jié)兩側(cè)軸承的支承負(fù)荷有較大變化，負(fù)荷減小的軸承在某些情況下可引起油膜失穩(wěn)。因此不對中所出現(xiàn)的最大振動往往表現(xiàn)在緊靠聯(lián)軸節(jié)兩端的軸承上。（2）不對中引起的振動幅值與轉(zhuǎn)子的負(fù)荷有關(guān)，它隨負(fù)荷的增大而增高。（3）平行不對中主要引起徑向振動，如果軸承架在水平和垂直方向上的剛度基本相等，則在軸承兩個方向上進(jìn)行振動測量，顯示振幅最大的方向就是原始不對中方向。當(dāng)然剛度在兩個方向上不相同時，不對中方向是要通過測量和計算分析來確定的。角度不對中主要引起軸向振動，對于剛性聯(lián)軸節(jié)，軸向振動要大于徑向振動。（4）不對中使聯(lián)軸節(jié)兩側(cè)的轉(zhuǎn)子振動產(chǎn)生相位差。平行不對中時，兩側(cè)軸承徑向振動相位差基本上為180°；角度不對中使聯(lián)軸節(jié)兩側(cè)軸承軸向振動相位差180°，而徑向振動時同相位的。上述故障特征均指剛性聯(lián)軸節(jié)情況。（5）從振動頻率上分析，不同類型的機組和不同形式的不對種情況引起的振動頻率時不相同的。對于剛性聯(lián)軸節(jié)，平行不對中易激起兩倍轉(zhuǎn)速頻率的振動，同時也存在工頻（轉(zhuǎn)速頻率）和多倍頻的振動成分。角度不對中易激起工頻振動，同時也存在多倍頻振動。對于撓性聯(lián)軸節(jié)，按其結(jié)構(gòu)形式不同，安裝和負(fù)荷的狀態(tài)不同，所表現(xiàn)的振動方向和振動頻率是不相同的。（6）大型渦輪機械上多跨轉(zhuǎn)子的不對中，一般因為伴隨有其他故障因素，因而振動情況更為復(fù)雜。例如，懸臂較長的聯(lián)軸節(jié)，如果懸臂傾斜或聯(lián)軸節(jié)平行不對中，則可引起像平衡一樣的工頻振動。2．剛性聯(lián)軸節(jié)的故障特征和診斷方法剛性聯(lián)軸節(jié)平行不對中的特征頻率：dB1X2X3X4X5X6XHzFx=ke/4Sin2ωt即水平擾動力的頻率為2倍的轉(zhuǎn)速，2倍頻作為判斷不對中的特征之一。對上述概念的簡單理解就是：軸1和軸2半聯(lián)軸節(jié)發(fā)生平行不對中，則在不對中方向上有一對用螺釘連接的螺孔，當(dāng)螺釘拉緊時，一個螺孔的旋轉(zhuǎn)半徑受拉伸，另一個受壓縮。它們在旋轉(zhuǎn)過程中，每轉(zhuǎn)動180度，各螺孔旋轉(zhuǎn)半徑拉伸和壓縮交變一次，作用在半聯(lián)軸節(jié)上的力也交變一次；旋轉(zhuǎn)360度，則力交變兩次，是軸在徑向方向上產(chǎn)生兩倍頻振動。（2）不對中的診斷方法●通過對軸心軌跡的研究發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)子不對中的全息譜軸心軌跡為“8”字形或香蕉形（電渦流信號）。全息譜軸心軌跡●頻譜分析中，存在2倍頻（占相當(dāng)大成分），還有偶次倍頻，但不對中有時不會出現(xiàn)較大的2倍頻，而是以工頻或軸心振動增加而表現(xiàn)出來。●對于同時表現(xiàn)為工頻振動的不平衡和不對中的故障可以通過機器的負(fù)荷調(diào)整來進(jìn)行區(qū)分。在運行狀態(tài)下，不平衡振動只與轉(zhuǎn)速有關(guān)，而不對中與傳遞的力矩有關(guān)。因此，根據(jù)這種性質(zhì)，我們可以通過調(diào)整機組的轉(zhuǎn)速（電機驅(qū)動的機組可以通過調(diào)整負(fù)荷），來確定振幅與轉(zhuǎn)速或振幅與負(fù)荷的關(guān)系。表現(xiàn)為工頻的不平衡和不對中故障的區(qū)分：μμ不對中不平衡不平衡不對中Hzμμ不對中不平衡不平衡不對中Hz3、診斷實例因為受到機械安裝、熱態(tài)和冷態(tài)的狀態(tài)的差別等原因，任何旋轉(zhuǎn)機械要達(dá)到轉(zhuǎn)子的絕對對中是不可能的，資格就要求在機組對中時嚴(yán)格按照設(shè)計要求進(jìn)行調(diào)整。運行后，要看不對中振動情況（超標(biāo)或趨勢增加）來判斷機組是否處于不對中故障。某空壓機組大修后，處于45μm振動報警狀態(tài)，較大修前20μm有明顯增加，而且與負(fù)荷大小有直接關(guān)系，見下列頻譜：頻譜圖軸心軌跡圖圖不能說明為不對中故障而類似為不平衡，通過軸心軌跡圖與現(xiàn)場振幅與負(fù)荷的關(guān)系判斷為不對中。停車后，對中復(fù)查結(jié)果驗證了以上結(jié)論，用4小時重新對中后，運行狀態(tài)良好?；瑒虞S承故障f渦動f渦動油膜渦動是軸承的一種不穩(wěn)定的工作狀態(tài)，發(fā)生于圓柱軸承中，振動時頻率為f渦動=（0.43-0.48）n轉(zhuǎn)速有理論得出，f渦動=0.5n轉(zhuǎn)速但是在實際中，其為轉(zhuǎn)速的0.43~0.48倍。當(dāng)出現(xiàn)油膜渦動時，其渦動頻率會隨轉(zhuǎn)速而變化，當(dāng)機組的轉(zhuǎn)速達(dá)到2倍的一階臨界轉(zhuǎn)速時，便會出現(xiàn)油膜振蕩故障。這是油膜振蕩的頻率不會改變，穩(wěn)定在一階臨界轉(zhuǎn)速上，是一種自激振蕩，能量非常大，能發(fā)生災(zāi)難性事故。國內(nèi)某電廠機組因產(chǎn)生油膜振蕩而出現(xiàn)整臺機組報廢的惡性事故。實例：公司某原料氣循環(huán)氣壓縮機，在開車氮氣運行升溫時，振動突然增加，有頻譜分析得知，其幅值集中在0.45倍轉(zhuǎn)速頻率的低頻振動上。通過作全息軸心軌跡分析得知，機組運行處于一不穩(wěn)定的油膜渦動狀態(tài)，兩軸承側(cè)同時產(chǎn)生相同的渦動。此機組為5油楔軸承，是不應(yīng)該出現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài)的，那又是什么原因造成的油膜渦動呢？機組為浮環(huán)密封結(jié)構(gòu)，我們認(rèn)為密封環(huán)失去浮動作用，成為轉(zhuǎn)子的第二個支承，產(chǎn)生軸承作用?；谶@種分析，我們要求絕對控制壓縮機在低轉(zhuǎn)速運行，不能超過其2階臨界轉(zhuǎn)速，待壓縮機在設(shè)計的工作介質(zhì)上運行時，機組軸承會趨于穩(wěn)定。經(jīng)過一個運行周期，機組解體后發(fā)現(xiàn)浮環(huán)密封的浮動環(huán)磨損嚴(yán)重，證明了我們的分析是正確的。2、滑動軸承常見故障（1）巴氏合金松脫主要是表面巴氏合金（常稱鎢金）與基體金屬結(jié)合不牢引起的，其原因多半是在澆注鎢金前基體金屬清洗不夠，材料鍍錫，澆注溫度不夠。當(dāng)鎢金材料松脫時，軸承就加速疲勞，部分鎢金可能與基體金屬分離，潤滑油竄入分離面，此時軸承將很快損壞。（2）巴氏合金磨損磨損現(xiàn)象是多種多樣的，軸頸在加速起動跑合過程中輕微的磨合磨損和配研磨損是屬于正常磨損。但是當(dāng)軸承存在裝配缺陷（如兩半軸瓦錯位、軸承對中不良、存在單邊接觸或局部壓力點）、軸承不圓、油膜振蕩或轉(zhuǎn)子失穩(wěn)時產(chǎn)生的高振幅，就會出現(xiàn)嚴(yán)重的異常磨損，鎢金表面減磨層被強烈磨去。還有一些機器因安裝時軸承裝反，供油孔錯位或轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)而造成供油不足、潤滑不良，也會發(fā)生嚴(yán)重磨損，有些甚至把鎢金瓦上刮下的金屬粘咬在軸頸上。另外，機組在停工盤車時，長時間盤車因油膜形成不好會導(dǎo)致軸承下部出現(xiàn)磨損。（3）腐蝕腐蝕損壞主要是由潤滑劑的化學(xué)作用引起的。如果潤滑劑選用不當(dāng)，在工作條件下生成氧化膜和反應(yīng)物，使?jié)櫥瑒┖芸臁袄匣?，喪失潤滑性能?；瑒有阅芰己玫妮S承合金中主要成分鉛是特別容易受到腐蝕的，添加錫和銻的成分可以大大提高耐腐蝕性能。但是如果軸承在工作時發(fā)生氣蝕、高溫的情況，仍然會發(fā)生表面層腐蝕。腐蝕損壞和磨損損壞有某些相似，但是從軸瓦表面上看，可發(fā)現(xiàn)腐蝕往往有局部或全部因腐蝕而變色的氧化層，在金相顯微鏡下觀察，可看到一些化學(xué)腐蝕凹坑，凹坑內(nèi)一般有腐蝕沉積物，腐蝕層并不像磨損那樣發(fā)生在油膜承載區(qū)域，它在任意部位上均可能出現(xiàn)。另外，還有因電刷損壞而引起的電腐蝕。（4）氣蝕氣蝕是在軸承內(nèi)油液壓力低的區(qū)域（壓力低于油液的飽和蒸汽壓）生成一個個微小的氣泡，這些氣泡帶到高壓區(qū)時被擠破，擠破瞬間形成的壓力沖擊波沖擊軸承表面，使表面金屬很快產(chǎn)生疲勞裂紋或金屬層剝落。軸承工作時如果軸頸渦動幅度增大，渦動速度又高，則間隙中的油液存在很大的壓力差。容易發(fā)生氣蝕；高速軸承在油孔、油槽以及軸承剖分面的接合處，油流發(fā)生強烈的渦流或斷流，容易發(fā)生氣蝕；潤滑油粘度下降或油中混有空氣或水分，也容易發(fā)生氣蝕。減緩氣蝕的方法有：減小油的擾動，增加油的粘度，加大供油壓力等措施。轉(zhuǎn)子的低頻振動軸承系統(tǒng)不穩(wěn)定造成的低頻振動。（詳見前所述的油膜渦動）工藝介質(zhì)的擾動。氣流小間隙擾動。機械松動。壓縮機氣流的不穩(wěn)定當(dāng)離心式和軸流式風(fēng)機、壓縮機，因操作點遠(yuǎn)離它的設(shè)計工況點，氣流會在機器流道內(nèi)產(chǎn)生嚴(yán)重的壓力脈動，導(dǎo)致機器和管道的強烈振動，產(chǎn)生一系列嚴(yán)重后果。本章內(nèi)容簡單介紹原理及在現(xiàn)場的表現(xiàn)及處理實例。旋轉(zhuǎn)脫離p旋轉(zhuǎn)脫離非穩(wěn)穩(wěn)定工況Q當(dāng)氣量減少到一定程度后，進(jìn)入葉輪或擴壓器流道的氣流方向發(fā)生變化，氣流向凸面沖擊在凹面產(chǎn)生許多氣流旋渦,這些旋渦的多少、大小與減少的氣量有關(guān)，并且相對于葉輪作反向運動，這種氣流減速所形成的壓力脈動是一種受迫振動，它具有一定周期性，如果受迫振動頻率與葉柵固有頻率和拍，將引起結(jié)構(gòu)共振，導(dǎo)致機器的損壞；另外，旋轉(zhuǎn)脫離是喘振的前兆，如果不及時發(fā)現(xiàn)，采取措施，一旦發(fā)生喘振會造成裝置停車，損失巨大。旋轉(zhuǎn)脫離在實際中有以下特點。由于失速區(qū)內(nèi)部氣流減速流動以次在葉輪各個流道內(nèi)出現(xiàn)，它以葉輪旋轉(zhuǎn)相反方向作環(huán)向移動，這就破壞了葉輪內(nèi)部的軸對稱性。是蘇區(qū)內(nèi)因為壓力變化劇烈，就會引起葉輪出口和管道內(nèi)的壓力脈動發(fā)生機器和管道的振動。旋轉(zhuǎn)失速產(chǎn)生的振動基本頻率，葉輪失速在0.5~0.8轉(zhuǎn)速頻率范圍內(nèi)，擴壓器失速在0.1~0.25轉(zhuǎn)速頻率范圍內(nèi)。在振動頻率上既不同于低頻喘振，又不同于較高頻率的不穩(wěn)定進(jìn)口渦流。故可以利用振動診斷將這種故障鑒別出來。壓縮機進(jìn)入旋轉(zhuǎn)失速范圍以后，雖然存在壓力脈動，但是機器的流量基本上是穩(wěn)定的，不會發(fā)生較大幅度的波動，這一點與喘振有根本性的不同。旋轉(zhuǎn)失速引起的振動，在強度上比喘振要小，但比不穩(wěn)定進(jìn)口渦流要大得多。此外，由于旋轉(zhuǎn)失速引起的機器振動又不同于其他機械故障的振動，轉(zhuǎn)子的不平衡、不對中可能使轉(zhuǎn)子振幅較高，但在機殼和管道上并不一定感到明顯的振動，而屬于氣流激振一類的旋轉(zhuǎn)失速卻與此不同，有時在轉(zhuǎn)子上測得的振幅雖然還不太嚴(yán)重，然而機殼和管道（尤其是排氣管道）卻表現(xiàn)出不可忍受的劇烈振動。實例：供排水廠空壓機振動監(jiān)測報告99年9月21日，現(xiàn)場操作人員發(fā)現(xiàn)空氣壓縮機入口過濾器箱體有間斷的異音，壓縮機各運行參數(shù)穩(wěn)定。該機組自身配有Bently7200系列監(jiān)測儀表，機組結(jié)構(gòu)簡圖見圖1。CCTCCCCCC1234圖1空氣壓縮機組結(jié)構(gòu)簡圖我們通過數(shù)據(jù)采集器和全息數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，對軸承殼和電渦流數(shù)據(jù)進(jìn)行了采集分析，得出以下兩條結(jié)論：機組振動的通頻振動值(包括電渦流數(shù)據(jù)和軸承殼數(shù)據(jù))穩(wěn)定，處于一個良好的趨勢內(nèi)。圖2是C-3點的振動趨勢。圖2C-3點振動趨勢圖2．局部點的頻譜圖和全息軸心軌跡發(fā)生變化。圖3為C-3點的振動頻譜圖與軸心軌跡圖。C-3點是壓縮機的出口(既高壓)側(cè)，在此處發(fā)現(xiàn)明顯的亞異步振動信號，頻率為工頻的0.44倍，在軸承殼測取得振動能量與工頻相仿，約0.4mm/s;在C-3點測取的電渦流全息軸心軌跡雜亂，與運行正常時穩(wěn)定的圓形軌跡形成鮮明的對比。以上是壓縮機發(fā)生氣流旋轉(zhuǎn)脫離明顯的特征，再者，操作者發(fā)現(xiàn)的入口過濾器間斷的異音，也是氣流旋轉(zhuǎn)脫離產(chǎn)生的一個明顯現(xiàn)象。旋轉(zhuǎn)脫離是壓縮機處于正常運行工況與喘振工況之間的一種異常工況，繼續(xù)發(fā)展就造成壓縮機發(fā)生喘振，發(fā)生事故停機，所以必須盡快查出造成氣流發(fā)生旋轉(zhuǎn)脫離的原因。圖3C-3點頻譜圖與軸心軌跡圖p旋轉(zhuǎn)脫離由圖4可知，在一定轉(zhuǎn)速下，流量的非穩(wěn)減少，會使壓縮機向非穩(wěn)區(qū)發(fā)展。穩(wěn)定工況Q圖4壓縮機性能曲線示意圖現(xiàn)場透平調(diào)節(jié)閥開度已經(jīng)達(dá)到最大，既壓縮機在最高轉(zhuǎn)速上運行。此時儀表測試的轉(zhuǎn)速為9030rpm，而通過對壓縮機工頻頻率的測量，發(fā)現(xiàn)實際轉(zhuǎn)速為9480rpm。而壓縮機的排氣量為9000rpm的排氣量，因此，可以確定壓縮機的實際排氣量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于設(shè)計排氣量。打開過濾箱體的人口，使氣流走短路，撇開過濾網(wǎng)直接進(jìn)入壓縮機，發(fā)現(xiàn)壓縮機的排氣量幾乎沒有變化。因此，首先排除了過濾網(wǎng)堵塞的可能。從壓縮機的運行趨勢中可知(圖5)，在夏季壓縮機氣封齒曾發(fā)生過磨擦現(xiàn)象，可以確認(rèn)機組的效率已有下降。從該機組的歷史記錄中得知，壓縮機運行周期一般一年左右。所以，我們得出結(jié)論，由于壓縮機級間氣封齒的磨損，造成設(shè)備排氣量的降低，使壓縮機運行向非穩(wěn)態(tài)運行區(qū)發(fā)展，現(xiàn)在使壓縮機處于喘振邊緣上運行。必須盡快對壓縮機進(jìn)行大修處理，更換級間氣封齒，以防出現(xiàn)事故停機和對設(shè)備造成的損傷。圖5壓縮機振動幅值趨勢氣封齒的使用壽命不應(yīng)如此短暫，說明過濾器對空氣的過濾質(zhì)量太差，應(yīng)對過濾器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，以提高過濾質(zhì)量。在做好準(zhǔn)備后，水廠于10月7日停車對空氣壓縮機進(jìn)行搶修(儲滿液氮儲罐，防止公用系統(tǒng)出現(xiàn)問題)。利用4天時間完成了搶修工作，實際情況說明，壓縮機轉(zhuǎn)子高壓級氣封齒磨損已相對嚴(yán)重。在水廠停車搶修過程中，公用系統(tǒng)的大空分裝置(二化)突然事故停車，幸虧水廠氮氣儲備系統(tǒng)有準(zhǔn)備，否則如果無準(zhǔn)備情況下突然停車，會造成氮氣系統(tǒng)的停車，損失將是慘重的。喘振喘振在離心式和軸流式壓縮機中已為人們所熟知的一種現(xiàn)象，然而在很多情況下，其他一些不穩(wěn)流動所造成的機器故障，往往也會錯誤地認(rèn)為是機器發(fā)生了喘振（喘振是突變型失速的進(jìn)一步發(fā)展）當(dāng)氣量進(jìn)一步減小時，壓縮機整個流道為氣流旋渦區(qū)所占據(jù)，這時壓縮機出口壓力將突然下降，但是較大容量的管網(wǎng)系統(tǒng)壓力并不馬上下降，出現(xiàn)管網(wǎng)氣體向壓縮機倒流現(xiàn)象。當(dāng)管網(wǎng)中壓力下降到低于壓縮機出口壓力時，氣體倒流才停止，壓縮機又恢復(fù)向管網(wǎng)輸氣。然而，因為進(jìn)氣量的不足，當(dāng)壓縮機在倒流氣體排出、管網(wǎng)回復(fù)到原來壓力以后，又會出現(xiàn)整個流道內(nèi)的旋渦區(qū)。如此周而復(fù)始，機器和管道內(nèi)的總流量發(fā)生周期性的忽上忽下變化，機器進(jìn)出口處的壓力也將出現(xiàn)大幅度脈動。由于發(fā)生喘振時氣體在壓縮機進(jìn)出口處吞吐導(dǎo)流，并且伴隨有巨大氣流吼聲和劇烈的機器振動。這些現(xiàn)象可以從儀表操作的壓力流量振動信號大幅度變動的記錄上清楚地反映出來，從操作現(xiàn)場也可以立即發(fā)覺得到。由喘振引起的機器振動頻率、振幅與管網(wǎng)容積大小密切相關(guān)，管網(wǎng)容積越大，喘振頻率越低；振幅就越大，一些大容量的機器喘振頻率多數(shù)小于1Hz。當(dāng)氣量進(jìn)一步減小，進(jìn)入圖示的非穩(wěn)定工況區(qū)，便發(fā)生喘振，喘振的特征明顯，一般情況下會損傷機器造成停工。在軸心軌跡上，表現(xiàn)雜亂。非接觸式密封中的流體激振在討論氣隙激振的機理中，認(rèn)為引起轉(zhuǎn)子不穩(wěn)定的根本原因，是轉(zhuǎn)子周圍的密封工作流體存在一個與轉(zhuǎn)子位移相垂直的作用力，此力即為切向力或橫向力，如圖所示。由于該力的存在，加劇了轉(zhuǎn)子在軸承中的渦動運動，使其振幅不斷擴大，假如沒有足夠的阻尼力與之抵消，轉(zhuǎn)子就失去穩(wěn)定。機械松動供排水廠壓縮機止推盤與二化103-J中壓缸止推盤松動實例。儀表系統(tǒng)故障大機組的監(jiān)測系統(tǒng)往往與機組保護(hù)系統(tǒng)相連的，因此檢測系統(tǒng)是否能夠真實地反映機組狀況或者說測取的數(shù)據(jù)是否可靠，直接關(guān)系到裝置的穩(wěn)定運行監(jiān)測系統(tǒng)如果出現(xiàn)誤報，要么使已經(jīng)出現(xiàn)故障的機組狀態(tài)得不到反映，發(fā)生設(shè)備事故；要么是平穩(wěn)運行的機組出現(xiàn)虛假的故障信號或數(shù)據(jù)，造成機組聯(lián)鎖停機，給生產(chǎn)造成巨大損失。在日常的監(jiān)測工作中，對測取信號的質(zhì)量及真實性必須做首要的簡單判別，因為這會影響到后續(xù)的分析。本章節(jié)對如何判斷信號或數(shù)據(jù)的真實性作一介紹。趨勢歷程：一臺運轉(zhuǎn)平穩(wěn)的設(shè)備，其振動歷程趨勢應(yīng)當(dāng)是平穩(wěn)的。如果出現(xiàn)振動突然增高，那說明該設(shè)備或儀表系統(tǒng)出現(xiàn)異常，一般首先分析儀表系統(tǒng)的真實性。運用機械知識、儀表知識、工藝參數(shù)及現(xiàn)場經(jīng)驗，粗略判斷數(shù)據(jù)的真實性。在機械設(shè)備故障診斷中，經(jīng)常穿插著分析測取數(shù)據(jù)是否真實準(zhǔn)確的工作。現(xiàn)舉例如下：公司某機組監(jiān)測系統(tǒng)指示透平前機組振動值突然增加，達(dá)到報警值，因影響裝置的安全生產(chǎn)，所以引起重視，經(jīng)過現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)，只是機頭水平方向的振動大幅度增加，而垂直方向、機尾、壓縮機兩側(cè)振動并沒有增加，工藝參數(shù)也沒有任何變化，這從機械知識上是講不通的，很明顯是儀表誤反映。通過測試儀器進(jìn)一步分析，證實了判斷是正確的。信號結(jié)構(gòu)：在線監(jiān)測系統(tǒng)受電信號干擾的情況在實際中經(jīng)常出現(xiàn)，電信號有時在振動幅值中占有較大比例，使振動數(shù)值上升，嚴(yán)重影響了對設(shè)備運行情況的正確判斷，有時突然的振動增大會導(dǎo)致連鎖停機，造成重大損失。在頻譜分析中，這樣的故障有比較明顯的特征，即存在50Hz或其倍頻的信號。舉例如下：以上是在某壓縮機側(cè)取得的頻譜信號，很明顯，其存在著50HZ的電信號干擾，在轉(zhuǎn)速作調(diào)整時，1×及其倍頻不變化，驗證了為電信號干擾的判斷；另外，從全息譜分析看出，其軸心軌跡為一條線（濾波軸心軌跡）。有時探頭在有毒介質(zhì)中被腐蝕。在有毒介質(zhì)中探頭長時間運行會產(chǎn)生腐蝕，造成探頭失效，這時振值會發(fā)生大幅度變化，在頻譜中會表現(xiàn)出大片的噪聲信號。往復(fù)壓縮機狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷簡介往復(fù)壓縮機作為容積式壓縮機，本身特點就是往復(fù)慣性力大，壓力沖擊大，特征頻率繁多等特點，導(dǎo)致在狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷中一些有價值的判別信號被淹沒，給判別工作帶來難度?，F(xiàn)在，還沒有一套行之有效的監(jiān)測方法。本章節(jié)簡易介紹一下監(jiān)測往復(fù)壓縮機常用的方法。（1）、振動趨勢法（2）、P-V示功圖（3）、活塞沉降法附錄資料：不需要的可以自行刪除地下連續(xù)墻施工工藝標(biāo)準(zhǔn)1、范圍本工藝適用于工業(yè)與民用建筑地下連續(xù)墻基坑工程。地下連續(xù)墻是在地面上采用一種挖槽機械，沿著深開挖工程的周邊軸線，在泥漿護(hù)壁條件下，開挖出一條狹長的深槽，清槽后，在槽內(nèi)吊放鋼筋籠，然后用導(dǎo)管法灌筑水下混凝土筑成一個單元槽段，如此逐段進(jìn)行，在地下筑成一道連續(xù)的鋼筋混凝土墻壁，作為截水、防滲、承重、擋水結(jié)構(gòu)。本法特點是：施工振動小，墻體剛度大，整體性好，施工速度快，可省土石方，可用于密集建筑群中建造深基坑支護(hù)及進(jìn)行逆作法施工，可用于各種地質(zhì)條件下，包括砂性土層、粒徑50mm以下的砂礫層中施工等。適用于建造建筑物的地下室、地下商場、停車場、地下油庫、擋土墻、高層建筑的深基礎(chǔ)、逆作法施工圍護(hù)結(jié)構(gòu)，工業(yè)建筑的深池、坑；豎井等。2、施工準(zhǔn)備2.1材料要求2.1.1水泥用32.5號或42.5號普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥，要求新鮮無結(jié)塊。2.1.2砂宜用粒度良好的中、粗砂，含泥量小于5%。2.1.3石子宜采用卵石，如使用碎石，應(yīng)適當(dāng)增加水泥用量及砂率，以保證坍落度及和易性的要求。其最大粒徑不應(yīng)大于導(dǎo)管內(nèi)徑的1／6和鋼筋最小間距的1／4，且不大于40mm。含泥量小于2%。2.1.4外加劑可根據(jù)需要摻加減水劑、緩凝劑等外加劑，摻入量應(yīng)通過試驗確定。2.1.5鋼筋按設(shè)計要求選用，應(yīng)有出廠質(zhì)量證明書或試驗報告單，并應(yīng)取試樣作機械性能試驗，合格后方可使用。2.1.6泥漿材料泥漿系由土料、水和摻合物組成。拌制泥漿使用膨潤土，細(xì)度應(yīng)為200～250目，膨潤率5～10倍，使用前應(yīng)取樣進(jìn)行泥漿配合比試驗。如采取粘土制漿時，應(yīng)進(jìn)行物理、化學(xué)分析和礦物鑒定，其粘粒含量應(yīng)大于50%，塑性指數(shù)大于20，含砂量小于5%，二氧化硅與三氧化鋁含量的比值宜為3～4。摻合物有分散劑、增粘劑(CMC)等。外加劑的選擇和配方需經(jīng)試驗確定，制備泥漿用水應(yīng)不含雜質(zhì)，pH值為7～9。2.2主要機具設(shè)備2.2.1成槽設(shè)備有多頭鉆成槽機、抓斗式成槽機、沖擊鉆、砂泵或空氣吸泥機(包括空壓機)、軌道轉(zhuǎn)盤等∥2.2.2混凝土澆灌機具有混凝土攪拌機、澆灌架(包括儲料斗、吊車或卷揚機)、金屬導(dǎo)管和運輸設(shè)備等。2.2.3制漿機具有泥漿攪拌機、泥漿泵、空壓機、水泵、軟軸攪拌器、旋流器、振動篩、泥漿比重秤、漏斗粘度計、秒表、量筒或量杯、失水量儀、靜切力計、含砂量測定器、pH試紙等。2.2.4槽段接頭設(shè)備有金屬接頭管、履帶或輪胎式起重機、頂升架(包括支承架、大行程千斤頂和油泵等)或振動拔管機等。2.2.5其他機具設(shè)備有鋼筋對焊機，彎曲機，切斷機，交、直流電焊機，大、小平鍬，各種扳手等。2.3作業(yè)條件、2.3.1在工程范圍內(nèi)鉆探，查明地質(zhì)、地層、土質(zhì)以及水文情況，為選擇挖槽機具、泥漿循環(huán)工藝、槽段長度等提供可靠的技術(shù)數(shù)據(jù).。同時進(jìn)行鉆探，摸清地下連續(xù)墻部位的地下障礙物情況。2.3.2按設(shè)計地面標(biāo)高進(jìn)行場地平整，拆遷施工區(qū)域內(nèi)的房屋、通訊、電力設(shè)施以及上下水管道等障礙物，挖除工程部位地面以下m內(nèi)的地下障礙物。施工場地周圍設(shè)置排水系統(tǒng)。2.3.3根據(jù)工程結(jié)構(gòu)、地質(zhì)情況及施工條件制定施工方案，選定并準(zhǔn)備機具設(shè)備，進(jìn)行施工部署、平面規(guī)劃、勞動配備及劃分槽段；確定泥漿配合比、配制及處理方法，編制材料、施工機具需用量計劃及技術(shù)培訓(xùn)計劃，提出保證質(zhì)量、安全及節(jié)約等的技術(shù)措施。2.3.4按平面及工藝要求設(shè)置臨時設(shè)施，修筑道路，在施工區(qū)域設(shè)置導(dǎo)墻；安裝挖槽、泥漿制配、處理、鋼筋加工機具設(shè)備；安裝水電線路；進(jìn)行試通水、通電、試運轉(zhuǎn)、試挖槽、混凝土試澆灌。3、操作工藝3.1工藝流程(圖3.1)圖3.1多頭鉆施工及泥漿循環(huán)工藝3.2導(dǎo)墻設(shè)置3.2.1在槽段開挖前，沿連續(xù)墻縱向軸線位置構(gòu)筑導(dǎo)墻，采用現(xiàn)澆混凝土或鋼筋混凝土澆3.2.2導(dǎo)墻深度一般為1～2m，其頂面略高于地面50～100mm，以防止地表水流入導(dǎo)溝。導(dǎo)墻的厚度一般為100～200mm，內(nèi)墻面應(yīng)垂直，內(nèi)壁凈距應(yīng)為連續(xù)墻設(shè)計厚度加施工余量(一般為40～60mm)。墻面與縱軸線距離的允許偏差為±10mm，內(nèi)外導(dǎo)墻間距允許偏蓋±5mm，導(dǎo)墻頂面應(yīng)保持水平。3.2.3導(dǎo)墻宜筑于密實的粘性土地基上。墻背宜以土壁代模，以防止槽外地表水滲入槽內(nèi)。如果墻背側(cè)需回填土?xí)r，應(yīng)用粘性土分層夯實，以免漏漿。每個槽段內(nèi)的導(dǎo)墻應(yīng)設(shè)一溢漿孔。3.2.4導(dǎo)墻頂面應(yīng)高出地下水位1m以上，以保證槽內(nèi)泥漿液面高于地下水位0.5m以上，且不低于導(dǎo)墻頂面0.3m。3.2.5導(dǎo)墻混凝土強度應(yīng)達(dá)到70%以上方可拆模。拆模后，應(yīng)立即將導(dǎo)墻間加木支撐至槽段開挖拆除。嚴(yán)禁重型機械通過、停置或作業(yè)，以防導(dǎo)墻開裂或變形。3.3泥漿制備和使用3.3.1泥漿的性能和技術(shù)指標(biāo)，應(yīng)根據(jù)成槽方法和地質(zhì)情況而定，一般可按表3.3.1采用。泥漿性能指標(biāo)表3.3.1項目性能指標(biāo)檢查方法一般地層軟弱土層密度粘度膠體率穩(wěn)定性失水量pH值泥皮厚度靜切力(1min)含砂量1.04～1.25kg／L18～22s>95%<0.05g／cm3<30mL／30min<101.5—3.0mm／30min10～20mg／cm2<4%～8%1.05～1.30kg／L19～25s>98%<0.02g／cm3<20mL／30min8～91.0～1.5mm／30min20～50mg／cm2<4%泥漿密度秤500～700mL漏斗法100mL量杯法500mL量筒或穩(wěn)定計失水量儀pH試紙失水量儀靜切力計含砂量測定器注：1.密度：表中上限為新制泥漿，下限為循環(huán)泥漿。一般采用膨潤土泥漿時，新漿密度控制在1.04～1.05；循環(huán)程中的泥漿控制在1.25～1.30；對于松散易坍地層，密度可適當(dāng)加大。澆灌混凝土前槽內(nèi)泥漿控制在1.15～1.25，視土質(zhì)情況而定；2.成槽時，泥漿主要起護(hù)壁作用，在一般情況下可只考慮密度、粘度、膠體率三項指標(biāo)；3.當(dāng)存在易塌方土層(如砂層或地下水位下的粉砂層等)或采用產(chǎn)生沖擊、沖刷的掘削機械時，應(yīng)適當(dāng)考慮，泥漿粘度，宜用25～30s。3.3.2在施工過程中應(yīng)加強檢查和控制泥漿的性能，定時對泥漿性能進(jìn)行測試，隨時調(diào)泥漿配合比，做好泥漿質(zhì)量檢測記錄。一般作法是：在新漿拌制后靜止24h，測一次全項(含砂量除外)；在成槽過程中，一般每進(jìn)尺1～5m或每4h測定一次泥漿密度和粘度。在槽結(jié)束前測一次密度、粘度；澆灌混凝土前測一次密度。兩次取樣位置均應(yīng)在槽底以上200mm處。失水量和pH值，應(yīng)在每槽孔的中部和底部各測一次。含砂量可根據(jù)實際情況測定。穩(wěn)定性和膠體率一般在循環(huán)泥漿中不測定。3.3.3泥漿必須經(jīng)過充分?jǐn)嚢?，常用方法有：低速臥式攪拌機攪拌；螺旋槳式攪拌機攪拌；壓縮空氣攪拌；離心泵重復(fù)循環(huán)。泥漿攪拌后應(yīng)在儲漿池內(nèi)靜置24h以上，或加分散劑膨潤土或粘土充分水化后方可使用。3.3.4通過溝槽循環(huán)或混凝土換置排出的泥漿，如重復(fù)使用，必須進(jìn)行凈化再生處理。一般采用重力沉降處理，它是利用泥漿和土渣的密度差，使土渣沉淀，沉淀后的泥漿進(jìn)入貯漿池，貯漿池的容積一般為一個單元槽段挖掘量及泥漿槽總體積的2倍以上。沉淀池和貯漿池設(shè)在地上或地下均可，但要視現(xiàn)場條件和工藝要求合理配置。如采用原土造漿循環(huán)時，應(yīng)將高壓水通過導(dǎo)管從鉆頭孔射出，不得將水直接注入槽孔中。3.3.5在容易產(chǎn)生泥漿滲漏的土層施工時，應(yīng)適當(dāng)提高泥漿粘度和增加儲備量，并備堵漏材料。如發(fā)生泥漿滲漏，應(yīng)及時補漿和堵漏，使槽內(nèi)泥漿保持正常。3.4槽段開挖3.4.1挖槽施工前應(yīng)預(yù)先將連續(xù)墻劃分為若干個單元槽段，其長度一般為4～7m。每個單元槽段由若干個開挖段組成。在導(dǎo)墻頂面劃好槽段的控制標(biāo)記，如有封閉槽段時，必須采用兩段式成槽，以免導(dǎo)致最后一個槽段無法鉆進(jìn)。3.4.2成槽前對鉆機進(jìn)行一次全面檢查，各部件必須連接可靠，特別是鉆頭連接螺栓不得有松脫現(xiàn)象。3.4.3為保證機械運行和工作平穩(wěn)，軌道鋪設(shè)應(yīng)牢固可靠，道碴應(yīng)鋪填密實。軌道寬度允許誤差為±5mm，軌道標(biāo)高允許誤差±10mm。連續(xù)墻鉆機就位后應(yīng)使機架平穩(wěn)，并使懸掛中心點和槽段中心一致。鉆機調(diào)好后，應(yīng)用夾軌器固定牢靠。3.4.4挖槽過程中，應(yīng)保持槽內(nèi)始終充滿泥漿，以保持槽壁穩(wěn)定。成槽時，依排渣和泥漿循環(huán)方式分為正循環(huán)和反循環(huán)。當(dāng)采用砂泵排渣時，依砂泵是否潛入泥漿中，又分為泵舉式和泵吸式。一般采用泵舉式反循環(huán)方式排渣，操作簡便，排泥效率高，但開始鉆進(jìn)須先用正循環(huán)方式，待潛水砂泵電機潛入泥漿中后，再改用反循環(huán)排泥。3.4.5當(dāng)遇到堅硬地層或遇到局部巖層無法鉆進(jìn)時，可輔以采用沖擊鉆將其破碎，用空氣吸泥機或砂泵將土渣吸出地面。3.4.6成槽時要隨時掌握槽孔的垂直精度，應(yīng)利用鉆機的測斜裝置經(jīng)常觀測偏斜情況，不斷調(diào)整鉆機操作，并利用糾偏裝置來調(diào)整下鉆偏斜。3.4.7挖槽時應(yīng)加強觀測，如槽壁發(fā)生較嚴(yán)重的局部坍落時，應(yīng)及時回填并妥善處理。槽段開挖結(jié)束后，應(yīng)檢查槽位、槽深、槽寬及槽壁垂直度等項目，合格后方可進(jìn)行清槽換漿。在挖槽過程中應(yīng)作好施工記錄。3.5清槽3.5.1當(dāng)挖槽達(dá)到設(shè)計深度后，應(yīng)停止鉆進(jìn)，僅使鉆頭空轉(zhuǎn)而不進(jìn)尺，將槽底殘留的土打成小顆粒，然后開啟砂泵，利用反循環(huán)抽漿，持續(xù)吸渣10～15min，將槽底鉆渣清除干凈。也可用空氣吸泥機進(jìn)行清槽。3.5.2當(dāng)采用正循環(huán)清槽時，將鉆頭提高槽底100～200mm，空轉(zhuǎn)并保持泥漿正常循環(huán)，以中速壓入泥漿，把槽孔內(nèi)的浮渣置換出來。3.5.3對采用原土造漿的槽孔，成槽后可使鉆頭空轉(zhuǎn)不進(jìn)尺，同時射水，待排出泥漿密度降到1.1左右，即認(rèn)為清槽合格。但當(dāng)清槽后至澆灌混凝土間隔時間較長時，為防止泥漿沉淀和保證槽壁穩(wěn)定，應(yīng)用符合要求的新泥漿將槽孔的泥漿全部置換出來。3.5.4清理槽底和置換泥漿結(jié)束1h后，槽底沉渣厚度不得大于200mm；澆混凝土前槽底沉渣厚度不得大于300mm，槽內(nèi)泥漿密度為1.1～1.25、粘度為18～22s、含砂量應(yīng)小于8%。3.6鋼筋籠制作及安放3.6.1鋼筋籠的加工制作，要求主筋凈保護(hù)層為70～80mm。為防止在插入鋼筋籠時擦傷槽面，并確保鋼筋保護(hù)層厚度，宜在鋼筋籠上設(shè)置定位鋼筋環(huán)、混凝土墊塊?？v向鋼筋底端距槽底的距離應(yīng)有100～200mm，當(dāng)采用接頭管時，水平鋼筋的端部至接頭管或混凝土及接頭面應(yīng)留有100～150mm間隙。縱向鋼筋應(yīng)布置在水平鋼筋的內(nèi)側(cè)。為便于插入槽內(nèi)，利鋼筋底端宜稍向內(nèi)彎折。鋼筋籠的內(nèi)空尺寸，應(yīng)比導(dǎo)管連接處的外徑大100mm以上。3.6.2為了保證鋼筋籠的幾何尺寸和相對位置準(zhǔn)確，鋼筋籠宜在制作平臺上成型。鋼筋籠每棱邊(橫向及豎向)鋼筋的交點處應(yīng)全部點焊，其余交點處采用交錯點焊。對成型時臨時扎結(jié)的鐵絲，宜將線頭彎向鋼筋籠內(nèi)側(cè)。為保證鋼筋籠在安裝過程中具有足夠的剛度，除結(jié)構(gòu)受力要求外，尚應(yīng)考慮增設(shè)斜拉補強鋼筋，將縱向鋼筋形成骨架并加適當(dāng)附加鋼筋。斜拉筋與附加鋼筋必須與設(shè)計主筋焊牢固。鋼筋籠的接頭當(dāng)采用搭接時，為使接頭能夠承受吊入時的下段鋼筋自重，部分接頭應(yīng)焊牢固。3.6.3鋼筋籠制作允許偏差值為：主筋間距±l0mm；箍筋間距±20mm；鋼筋籠厚度和寬目±l0mm；鋼筋籠總長度±50mm。3.6.4鋼筋籠吊放應(yīng)使用起吊架，采用雙索或四索起吊，以防起吊時因鋼索的收緊力而目起鋼筋籠變形。同時要注意在起吊時不得拖拉鋼筋籠，以免造成彎曲變形。為避免鋼筋吊起后在空中擺動，應(yīng)在鋼筋籠下端系上溜繩，用人力加以控制。3.6.5鋼筋籠需要分段吊入接長時，應(yīng)注意不得使鋼筋籠產(chǎn)生變形。下段鋼筋籠入槽后.臨時穿鋼管擱置在導(dǎo)墻上，再焊接接長上段鋼筋籠。鋼筋籠吊入槽內(nèi)時，吊點中心必須對準(zhǔn)槽段中心，豎直緩慢放至設(shè)計標(biāo)高，再用吊筋穿管擱置在導(dǎo)墻上。如果鋼筋籠不能順利地攝入槽內(nèi)，應(yīng)重新吊出，查明原因，采取相應(yīng)措施加以解決，不得強行插入。3.6.6所有用于內(nèi)部結(jié)構(gòu)連續(xù)的預(yù)埋件、預(yù)埋鋼筋等，應(yīng)與鋼筋籠焊牢固。3.7澆注水下混凝土。3.7.1混凝土配合比應(yīng)符合下列要求：混凝土的實際配制強度等級應(yīng)比設(shè)計強度等級高一級；水泥用量不宜少于370kg／m3；水灰比不應(yīng)大于0.6；坍落度宜為18～20cm，并應(yīng)有一定的流動度保持率；坍落度降低至15cm的時間，一般不宜小于lh；擴散度宜為34～38cm；凝土拌合物的含砂率不小于45%；混凝土的初凝時間，應(yīng)能滿足混凝土澆灌和接頭施工工藝要求，一般不宜低于3～4h。3.7.2接頭管和鋼筋就位后，應(yīng)檢查沉渣厚度并在4h以內(nèi)澆灌混凝土。澆灌混凝土必使用導(dǎo)管，其內(nèi)徑一般選用250mm，每節(jié)長度一般為2.0～2.5m。導(dǎo)管要求連接牢靠，接頭用橡膠圈密封，防止漏水。導(dǎo)管接頭若用法蘭連接，應(yīng)設(shè)錐形法蘭罩，以防拔管時掛住鋼筋。導(dǎo)管在使用前要注意認(rèn)真檢查和清理，使用后要立即將粘附在導(dǎo)管上的混凝土清除干凈。。3.7.3在單元槽段較長時，應(yīng)使用多根導(dǎo)管澆灌，導(dǎo)管內(nèi)徑與導(dǎo)管間距的關(guān)系一般是：導(dǎo)管內(nèi)徑為150mm，200mm，250mm時，其間距分別為2m、3m、3～4m，且距槽段端部均不得超過1.5m。為防止泥漿卷入導(dǎo)管內(nèi)，導(dǎo)管在混凝土內(nèi)必須保持適宜的埋置深度，一般應(yīng)控制在2～4m為宜。在任何情況下，不得小于1.5m或大于6m。，3.7.4導(dǎo)管下口與槽底的間距，以能放出隔水栓和混凝土為度，一般比栓長100～200mm。隔水栓應(yīng)放在泥漿液面上。為防止粗骨料卡住隔水栓，在澆注混凝土前宜先灌入適量的水泥砂漿。隔水栓用鐵絲吊住，待導(dǎo)管上口貯斗內(nèi)混凝土的存量滿足首次澆筑，導(dǎo)管底端能埋入混凝土中0.8～1.2m時，才能剪斷鐵絲，繼續(xù)澆筑。3.7.5混凝土澆灌應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，槽內(nèi)混凝土面上升速度一般不宜小于2m／h，中途不得間歇。當(dāng)混凝土不能暢通時，應(yīng)將導(dǎo)管上下提動，慢提快放，但不宜超過300mm。導(dǎo)管不能作橫向移動。提升導(dǎo)管應(yīng)避免碰掛鋼筋籠。3.7.6隨著混凝土的上升，要適時提升和拆卸導(dǎo)管，導(dǎo)管底端埋入混凝土面以下一般保持2～4m。不宜大于6m，并不小于1m，嚴(yán)禁把導(dǎo)管底端提出混凝土上面。3.7.7在一個槽段內(nèi)同時使用兩根導(dǎo)管灌注混凝土?xí)r，其間距不應(yīng)大于3.0m，導(dǎo)管距槽段端頭不宜大于1.5m，混凝土應(yīng)均勻上升，各導(dǎo)管處的混凝土表面的高差不宜大于0.3m，混凝土澆筑完畢，終澆混凝土面高程應(yīng)高于設(shè)計要求0.3～0.5m，此部分浮漿層以后鑿去。3.7.8在澆灌過程中應(yīng)隨時掌握混凝土澆灌量，應(yīng)有專人每30min測量一次導(dǎo)管埋深和管外混凝土標(biāo)高。測定應(yīng)取三個以上測點，用平均值確定混凝土上升狀況，以決定導(dǎo)管的提拔長度。3.8接頭施工3.8.1連續(xù)墻各單元槽段間的接頭型式，一般常用的為半圓形接頭型式。方法是在未開挖一側(cè)的槽段端部先放置接頭管，后放入鋼筋籠，澆灌混凝土，根據(jù)混凝土的凝結(jié)硬化速度，徐徐將接頭管拔出，最后在澆灌段的端面形成半圓形的接合面，在澆筑下段混凝土前，應(yīng)用特制的鋼絲刷子沿接頭處上下往復(fù)移動數(shù)次，刷去接頭處的殘留泥漿，以利新舊混凝土的結(jié)合。3.8.2接頭管一般用10mm厚鋼板卷成。槽孔較深時，做成分節(jié)拼裝式組合管，各單節(jié)長度為6m、4m、2m不等，便于根據(jù)槽深接成合適的長度。外徑比槽孔寬度小10～20mm，直徑誤差在±3mm以內(nèi)。接頭管表面要求平整光滑，連接緊密可靠，一般采用承插式銷接。各單節(jié)組裝好后，要求上下垂直。3.8.3接頭管一般用起重機組裝、吊放。吊放時要緊貼單元槽段的端部和對準(zhǔn)槽段中心，保持接頭管垂直并緩慢地插入槽內(nèi)。下端放至槽底，上端固定在導(dǎo)墻或頂升架上。3.8.4提拔接頭管宜使用頂升架(或較大噸位吊車)，頂升架上安裝有大行程(1～2m)、起重量較大(50～100t)的液壓千斤頂兩臺，配有專用高壓油泵。3.8.5提拔接頭管必須掌握好混凝土的澆灌時間、澆灌高度、混凝土的凝固硬化速度，不失時機地提動和拔出，不能過早、過快和過遲、過緩。如過早、過快，則會造成混凝土壁塌落；過遲、過緩，則由于混凝土強度增長，摩阻力增大，造成提拔不動和埋管事故。一般宜在混凝土開始澆灌后2～3h即開始提動接頭管，然后使管子回落。以后每隔15～20min提動一次，每次提起100～200mm，使管子在自重下回落，說明混凝土尚處于塑性狀態(tài)。如管子不回落，管內(nèi)又沒有涌漿等異?，F(xiàn)象，宜每隔20～30mm拔出0.5～1.0m，如此重復(fù)。在混凝土澆灌結(jié)束后5～8h內(nèi)將接頭管全部拔出。4、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)4.1地下連續(xù)墻均應(yīng)設(shè)置導(dǎo)墻，導(dǎo)墻形式有預(yù)制及現(xiàn)澆兩種，現(xiàn)澆導(dǎo)墻形狀有“L”型或倒“L”型，可根據(jù)不同土質(zhì)選用。4.2地下墻施工前宜先試成槽，以檢驗?zāi)酀{的配比、成槽機的選型并可復(fù)核地質(zhì)資料。4.3作為永久結(jié)構(gòu)的地下連續(xù)墻，其抗?jié)B質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)可按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《地下防水工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50208執(zhí)行。4.4地下墻槽段間的連接接頭形式，應(yīng)根據(jù)地下墻的使用要求選用，且應(yīng)考慮施工單位的經(jīng)驗，無論選用何種