1、设备概述

聚乙烯，英文名称：polyethylene，简称PE，是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。在工业上，也包括乙烯与少量的α-烯烃的共聚物。聚乙烯♀无臭，无毒，手感似蜡，具有优良的耐低温性能，化学稳定性好，能耐大多数酸碱的侵蚀，常温下不★溶于一般溶剂，吸水性小，电绝缘性能优良。

压缩机为高『压聚乙烯装置（LDPE）心脏设备之一。它为乙烯聚合反应提供足够高的压力。本案例中的压缩机由电机拖动，工〓作机为离心式压缩机。工作转速为2990r/min振动报警门限为60μm，联锁门限为80μm。

图1 机组轴系图㊣

2、故障现象

机组于2019年12月开始启机运行，起初压缩机各通道振动幅值均不高，保持在25μm以下，趋势均较为平稳，频谱图中频率分布主要以1X为主，其它频率成份幅值均不高，没有异常频率成←分出现。

图2 机组在2019年12月份启机运行时的趋势图

自2020年4月起，压缩机的四个通道振动幅值出现了持续缓慢上涨的ω现象，在上涨过程⊙中偶尔也会出现幅值降低的现象，非联端（叶轮侧）两通道振动幅值相对更高些。至2020年9月末，振动幅值上涨至60μm，触发振动报警门限。随后运行过程中，偶尔仍有小幅突降或突涨的趋势，但总体仍〒呈缓慢上涨的趋势。

图3 压缩机非联端振动趋势图

图4 压缩机联端振动趋势图

3、故障分析及结论

一般来说，在我们所监测的机组ξ　中，出现压缩机振动缓慢上涨这类问题常见的原因有三种：（1）支撑轴承出现持续性磨损现象；（2）机组对中不良导致膜片联轴器损伤；（3）转子出现渐变不平衡方面的故障，如结垢/结焦的现※象。以下结合振动图谱特征，进行逐一排查。

（1）支撑轴承持续磨损

若支撑轴承瓦块由↘于设计或安装问题，出现承载力差、摆动不灵活，或者润滑油品里面杂质较多，可能会出现支撑轴承瓦块持续磨损的问题。一般出现此问题在图谱上表现的特征为：①出现轴承磨损侧振Ψ 动幅值缓慢上涨或小幅波动；②支撑轴承温度可能出现同步上涨或波动的现象；③轴承磨损侧两通道的GAP电压（绝对）值呈▃持续变大的趋势；④轴心位置】图中，轴心位置呈持续缓慢向下的趋势。

分别查看压缩机两端一段时间内的GAP电压趋◇势图，各通道传感器仪表的GAP电压（绝对值）值均∞无明显持续变大的现象，且两端的轴心位置图中，也没有出现持续向下的趋势，轴心位置变化在一个合理的范围内。另外查看各监测点的轴承ζ　温度情况，也都在运行范围内小幅变化。

综合这些图谱特征，基本可排除轴承磨损问题导致振动上涨方面的因素。

图5 压□缩机联端侧GAP电压趋势图

图6 压缩机非联端GAP电压趋势图

图7 压缩机两端轴心位置图

（2）联轴器︽膜片损伤

若机组长时间处于不对中状态运行，可能会导致膜片联轴器出现损伤或断裂，改变转子轴系平衡，导致振动出现缓慢上涨〓。此问题在图谱上表现的特征为：①电机∩和压缩机振动趋势都有同步性变化，特别是在各自联轴器侧的两个通道上表现尤为明显；②电机及压缩机两上表现出不对中的图谱特征，包括频谱图中▅2倍频成╳分较高，轴心轨迹图呈“月牙形”“香蕉形”“8字形”等等；③电机和压缩机1X相位均呈缓慢变╲化的趋势。

经查看，电机和压缩机联端的波形频谱图内，频率成分都是①主要以1X为主，2X成分都不高，两端的轴心轨迹图中涡动的轨迹也都是接近于椭圆形，从图谱上看→没有表现出明显的机组不对中的现象。另外，在1X相位角度趋势中，电机的1X相位角度始终较为平稳，基本卐无变化；压缩机的1X相位倒是有明显的改变和波动现象，故判断应该※是压缩机转子自身的平衡性发生了改变，而非电机和压缩机组成的轴系平衡性变化。

综合上述图谱特征，基本可排除由于联轴器膜片损伤↙这方面的因素导致的振动持续上涨。

图8 电机和压缩机联端侧波形频谱图

图9 电机和压缩机两端轴心轨迹图

图10 电机侧1X相位趋∏势图

图11 压缩机1X相位趋势图

（3）压缩机转子出现渐变不平衡方面¤的故障

若压缩机转子出现腐蚀或者结垢/结焦方面的问题，导致转子质量分布发生改变，会出现渐变不平衡的故障。此类故障在图谱上◤表现的特征为：①振动变化主要以1X幅值改变为主，一般在轴承两端的四个通道上振动都会↓有体现；②随着结垢的发生振动会出现持续缓慢上涨的现象，但当垢层集聚到一定程度后，可能会出现掉落的情况，振动会随之出现突然的小幅上涨或下降①的现象；（3）四个通道的1X相位角度会发生同步改变，且随着垢层脱落1X相位角度也会出现同步的【变化；（4）压缩机的工艺介质存在结焦/结垢◆的可能性。

从振动的分频趋势上看，振值的上涨和下降主要以1X幅值变化为主，其它倍频成分变化基本↑不大，且从长周期来看，四个通道的1X相位角度趋势也有明显的变化。且在1X幅值发生〖明显改变时，1X相位角度也有同步的变化。从这些图谱『特征上看，压缩机转子出现了渐变不平衡类的故障特征。

图12 压缩机1X幅值趋势图

图13 压缩机1X相位趋势图

图14 压缩机1X幅值和1X相位变∑　化趋势图

经查阅相关资料，聚乙烯工艺中的压缩机由于某种原因，在一定的出口温度和压力条件下，会☆产生相对分子质量较高、熔融指数较小的聚合物，这些▼聚合物粘附在压缩机叶轮表面，会形成垢层堆积，且这些垢层不仅在压缩机上会出现，在出口管道内尤为严重，这ㄨ也是成为影响装置长周期运行的瓶颈。

综合上述图谱特征及机组工艺特点，判断导致压缩机振动持续缓慢上涨的原因为压缩机转子出现了结焦现象。

经过评估，压缩机上出现结焦仅改♀变转子的平衡性，对振动会有所影响，但一般对机组不会造成严◣重的损伤。在机组振动幅值超过联锁门限之前，评估机组都是出于安全状态的，可以继续正常运行。但建议提前ぷ做好抢修准备，当振动幅值超过联锁门限或者有其它停机机会时，对转子进行清理。

4、故障验证

2020年10月25日，压缩机叶轮侧通道振动幅值触发联锁门限，机组停车。现场随后【组织对机组抢修。拆解√过程中，检查联轴器膜片没有损伤，两端支撑座处也没有磨损迹象，在打开蜗壳后，发现压缩机转子叶轮上果然出现了比较严重的结垢的现象◤，由此验证诊断结论完全准确！~

图15 压缩机转子叶轮拆解照片

结语：通过安装沈鼓云SG8000在线监测系■统，经过诊断服务工程师专业的分析，排除了支撑轴承磨损▽、联轴器损伤这类比较严重的故障。结合相关图谱进一步分析出导致压缩机出现持续上涨的原因为压缩机转子出现了结〗垢的特征，且评估此→类故障对设备的损伤程度相对较小，所以评估当振动幅值未触发联锁门限时，机组仍处于安全状态，可以□　监护运行，从而最大程度的延长了机组的运行时间，为企业避免了非计△划停机的损失，提高了经济效益。