基于故障诊断的寿命预测方法

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1、1•刖s寿命预测是一项研讨设备在规定的运行工况下能够安全运行多长时间的工作。可将寿命预测分为早期预测和屮晚期预测。早期预测是确定设备的设计寿命或计算寿命，主要以计算方法进行的，是偏理论的。中晚期预测是指设备累计运行时间已超过或远超过设计寿命，通过对其运行丿力史的分析、无损探伤及金相检验等多种检验鉴定、断裂力学计算、其它直接和间接的寿命预测技术作为科学依据，评估设备还能够继续安全运行的时间，也就是设备的剩余寿命，这种预测是偏实践的，偏经验的。通常'说的寿命预测主要是指剩余寿命预测，也称为剩余寿命评估评定，结构完整性评估。为了进行寿命预测，需要做大量的资料分析、实地检验、试验等工作，将这些技

2、术称为剩余寿命预测技术，简称寿命预测。从经济效益的角度希望设备能够长期继续运行，延长重大设备寿命已成为世界各国相关部门共同关心的研究课题，并已取得了很大成果。对于我国这样一个发展屮国家，许多重大设备主要依赖于进口，如何能够做到物尽其用，这个课题更为重要。所以，需要有一套行之有效的，可靠的技术方法对设备进行寿命诊断、寿命管理，做好预测寿命及延长寿命工作。总的来说，寿命预测是处于确保设备安全运行、防止灾难性事故及延长使用寿命的需求而提出來的。2.设备寿命预测方法随着设备状态维修技术的发展，为了提高其可靠性，对于运行20・30年的重大设备的时数老化诊断，即寿命预测，越来越重要。各国对重大设备的

3、寿命诊断都开展了研究工作，不断开发出新的寿命预测方法，冇相当多的方法已经用于实际，也有一些尚处于实验预测阶段。诸多的寿命诊断方法归纳起來，大致可分为间接方法和直接方法。间接寿命预测方法即应力解析法是以解析求出部件材料的应力及材料强度数据为基础，用计算机采用有限元计算出部件的损伤程度。间接寿命预测的关键在丁•正确搜集到部件运行时完整的、真实的资料，如部件内部介质的温度、压力、金屈的壁温等。可评价任何部件和任何部位，不受诊断对象所处位置的制约，但若运行历史或材料数据不准确将导致计算误差，11没冇考虑材料老化这一因索。直接寿命预测方法分非破坏试验法和破坏试验法。破坏性试验法需要取得相同或类似的

4、样本，然后通过破坏性试验得到需要的数据，进行加速蠕变断裂试验、疲劳试验，据此推算出寿命损伤程度，做出寿命评估。破坏性试验法（试样试验）评价时间较长，有许多场合取样较困难。而非破坏性试验法，在较短的时间，可对较多的部位进行诊断，且能定期监控，所以，采用非破坏性检查的剩余寿命诊断更为有用。直接预测方法中的破坏性方法比其它方法预测损伤的精确度高，在不明白过去作用丁材料的温度、应力的情况下也能进行评价，缺点是做蠕变断裂试验、疲劳试验需要较长的时间；同时，受到限制的部件和部位不能使用；所取试样并不一定是关键部位，也冇可能代表性不强。直接寿命诊断方法中的非破坏试验法是不需要从部件上切取样品，不破坏部

5、件，在部件材料损伤进展的同吋，非破坏地实地直接检验金属的组织，物理性能等，对部件寿命进行寿命预测，它可对多个位置进行诊断。直接方法屮非破坏性试验法虽然不用破坏部件，可以实地直接检验金屈组织，物理性能，对多个位置进行诊断，但这种方法仅适用于诊断受限制的部位，使用范围狭小。表1所示为间接预测与直接预测两类方法的特征、适用性、经济性等的对比。表1I'可接预测与直接预测两类方法的特征比较项目类别实际适用性诊断方法监测经济性间接方法应力解析法可使用任何部件和部位采用部件进行历史及破坏性判据（线形损伤法则等）能进行在线监测需要费川和时间直接方法破坏试验法可以切取试样的部件采用破坏性试验不宜使用需要费

6、用和时间非破坏性试验法适用于不能够切取试样时（1）诊断受限制的部位（2）狭小场所用损伤检定曲线标准对照能定期进行省时、省钱这几种方法机理的研究是成熟的，装置的开发应用是可行的，但寿命预测的精度述育待于进一步提高，应用范围也有待于扩大。2.基于故障诊断技术的寿命预测基于故障诊断技术的寿命预测就是根据电力设备的老化、劣化规律，及影响和决定因素，通过对各种检测方法（离线或在线）取得各种信息，经过科学分析方法全面综合分析，掌握设备的当前状况和寿命期望，并得出设备检修和更换的最佳吋机，在避免发生重大事故和节约检修成木方面具有实用价值。基于故障诊断技术的寿命预测作为维修和更换设备决策的支撑技术，从理

7、论与生产上建立起了状态检测与故障诊断理论以及各种针对具体对象的诊断系统。80年代以來，集多交叉学科于一体的监控、诊断、预测理论与技术，随着现代电子技术、自动控制理论、信息理论与技术、计算机技术，特别是智能理论与技术等前沿科学技术的迅猛发展，建立智能状态监控与故障诊断系统是一个必然的发展趋势。预防维修是根据设备故障特征曲线或浴盆曲线，在设备进入耗损故障期2而安排进行的维修活动。当今的设备比以往要复杂得多，而且故障模式也冇了新的变化。国