• Persian (Iran Islamic)
Vibration Monitor 4ch
  • مشاهده در قالب پی دی اف

شرکت مهندسی تواتر سپاهان با بیش از دو دهه تجارب عملی در انجام آنالیز ارتعاشات بخش عمده ای از خدمات خود را به انجام عیب یابی های لرزشی توسط دستگاه های آنالیزر پرتابل و سیستم های آنلاین اختصاص داده است. روشهای متختلفی در عیب یابی های ارتعاشی تحت عنوان آنالیز ارتعاشات وجود دارد که عموماً توسط یک دستگاه پرتابل آنالیز قابل انجام است و برخی از آنها نیاز به دستگاه های ویژه دارند.

دراین قسمت شما با برخی از آنالیز هایی که توسط شرکت تواتر سپاهان برای عیب یابی ماشین های دوار ارائه می گردد آشنا می شوید.

جایگاه و مسئولیت عیب یابی

عیب یابی ماشین های دوار یکی از چالش های مهم بخش نگهداری و تعمیرات کارخانجات تولیدی است.  عیب یابی عموماً بعنوان یکی از ارکان اصلی پایش وضعیت شناخته می شود و عموماً در چارت پایش وضعیت بعد از مرحله تعیین وضعیت ماشین و آشکار سازی عیوب قرار می گیرد، اما در  بسیاری از شرکت ها این وظیفه واحد تعمیرات است تا با استفاده از ابزار آنالیز ارتعاشات و دستگاه های آنالیزر و تکیه بر تجارب عملی و سنتی خود عملیات عیب یابی را انجام دهند.

در فن آوری های امروزی پایش وضعیت یک نوع نگهداری پیش گویانه (Predictive Maintenance- PdM)  است که خود بخشی از برنامه نگهداری پویش گرایانه (Proactive Centered Maintenance - PCM) در برنامه های نگهداری جامع کارخانجات تولیدی است (برای آشنایی بیشتر به صفحه پایش وضعیت مراجعه نمایید). اما در ساده ترین شکل پایش وضعیت عموماً بر عهده بازررسی فنی ماشین های دوار می باشد و شرکت هایی در این زمینه موفق تر هستند که پرسنل پایش وضعیت آنها علاوه بر آشنایی کامل با روش های عیب یابی آنالیز ارتعاشات و سایر آنالیز ها از جمله آنالیز روغن، جریان، ترموگرافی، التراسونیک، صوت و .. مکانیک تعمیراتی خوبی نیز باشند.

در یک برنامه پایش وضعیت، عیب یابی در مرحله بعد از آشکار سازی عیوب قرار دارد (تصویر 1). عموماً در این برنامه کل ماشین های کارخانه تحت مراقبت قرار داشته و بعد از تعیین وضعیت کل ماشین ها، آن دسته از ماشین هایی که تغییر وضعیت نشان داده و یا اعلان هشدار داده است، به مرحله عیب یابی وارد می شوند. این تعداد ماشین ها بسته به کیفیت نگهداری و شرایط تولید درصد های متفاوتی را در کارخانجات مختلف از کل ماشین ها تشکیل می دهد. برای این ماشین ها بستگی به شدت بد بودن وضعیت و پیچیدگی ماشین روش های عیب یابی مختلفی وجود دارد. برخی از آنالیز های عیب یابی در همان مرحله آشکار سازی انجام می گردد مانند اندازه گیری وضعیت بلبرینگ، و طیف فرکانسی اما در برخی دیگر نیاز به انجام آنالیز های مفصل تر است. در مرحله بعد از تعیین عیب، بسته به نوع تشخیص عیب انجام عملیات بالانس، همراستاسازی و تعمیر یا تعویض قطعات صورت می گیرد. عملیات بالانس ممکن است بصورت بالانس محلی یا کارگاهی باشد و بسیاری از آنالیزرهای ارتعاش امروزی قابلیت بالانس در محل را نیز دارند به همین دلیل عموماً در شرکت های کوچکتر انجام بالانس در محل نیز به عهده تیم پایش وضعیت قرار گرفته است. امروزه همراستاسازی نیز توسط تجهیزات لیزری دقیق صورت می گیرد و باز در برخی شرکت های کوچکتر بعلت حساسیت این تجهیزات این عملیات نیز بر عهده تیم پایش وضعیت قرار داده شده است. اما در هر حال در یک برنامه ریزی جامع و اصولی نمی توان انجام عملیات بالانس در محل و همراستاسازی را بر عهده تیم پایش وضعیت گذاشت و جایگاه اصلی آن در بخش تعمیرات است. در برخی شرکت ها نیز این دو وظیفه به همراه کارگاه بالانس به عهده واحد ماشین های حساس گذاشته می شود.


تصویر 1- فرآیند پایش وضعیت

 

عیوب قابل شناسایی با آنالیز ارتعاش

می توان ادعا نمود که بیش از 80% از عیوب ماشین های دوار از طریق آنالیز ارتعاش قابل شناسایی هستند. علاوه براین آنالیز ارتعاش قدرت شگرفی در آشکار سازی عیوب در مراحله اولیه پیدایش دارد که در استراتژی های PdM  بسیار حیاتی است. اما در این بخش عمدتاً از دیدگاه عیب یابی، آن دسته از عیب هایی که با استفاده از روش آنالیز ارتعاشات قابل شناسایی هستند را بصورت خلاصه به شرح زیر معرفی می کنیم:

1-  نا بالانسی
2-  ناهمراستایی
3-  خرابی کوپلینگ
4-  خمش شافت
5-  مالش روتور
6-  لقی های مکانیکی (یاتاقان، شافت، تیکیه گاه یاتاقان و سازه ...)
7-  خرابی یاتاقان ژرنال ( استهلاک، لقی، چرخش روغن، شلاق روغن، تخلیه الکتریکی، مالش،..)
8- خرابی یاتاقان های المان غلطکی (خرابی های رینگ داخلی، خارجی، ساچمه، قفسه، لقی . ..)
9-  خرابی چرخ دنده ها ( عدم تنظیم، سایش و استهلاک، خارج از مرکزی، ترک، شکستگی، ..)
10-  عیوب پولی و تسمه ( خارج از مرکزی، استهلاک، عدم تنظیم .. .)
11-  عیوب الکتروموتورها ( لقی یاتاقان، اتصال کوتاه در سیم پیچ های استاتور یا روتور، شکستگی یا لق بودن میله های روتور، خارج از مرکزی روتور یا استاتور، اتصال کوتاه لامینیشن ها و ... )
12-  درگیری پره ها و گرفتگی فضای بین پره و محفظه (فن، پمپ، کمپرسور، توربین . ...)
13-  کاویتاسیون در پمپ و سرج در کمپرسورها
14-  استهلاک سیلندر و افتادگی میله کمپرسور رفت و برگشتی
15-  رزنانس (سرعت بحرانی روتور، تشدید در بدنه، هیسترزیس روتور، تشدید تکیه گاه ها .. )
16-  ترک و شکستگی ها (شافت، روتور، بدنه، تکیه گاه ...)
17-  انتقال ارتعاش ( انتقال از فونداسیون، لوله ها، تحریک نقاط ضعف ..)
18-  ضعف دینامیکی سازه ها (وجود رزنانس، انعطاف پذیری بیش از حد، .. )
19-  عیوب ترکیبی (اثر گذاری عیوب بر یکدیگر و تشدید – تا تضعیف!- همدیگر)
20-  اثرات فرآیند بر لرزش
21-  عیوب ماشین های خاص

کلیه عیوب فوق الذکر را می توان با استفاده از تکنیک های صحیح آنالیز ارتعاش در ماشین های دوار آشکار نمود، اگر چه استفاده از سایر تکنیک ها همچون آنالیز روغن، ترموگرافی، التراسونیک و .. می تواند برای برخی عیوب قوی تر عمل نماید و در یک سیستم جامع نگهداری، این فن آوری ها بصورت مکمل یکدیگر عمل خواهند کرد. برخی عیوب فوق الذکر تنها از طریق پایش وضعیت پیوسته (On-line CM) قابل شناسایی هستند.


سیستم مانیتورینگ ماشین های دوار MMS

برای عیب یابی هر نوع ماشینی روش های خاصی وجود دارد و بهترین ابزار عیب یابی ماشین های دوار سیستم مانیتورینگ ماشین های دوار است. این سیستم می تواند یک سیستم حفاظتی/ پایش وضعیتی پیوسته کامل تحت عنوان Machine Monitoring System (MMS) باشد و یا از یک آنالیزر لرزش پرتابل و نرم افزار مربوطه تشکیل شده باشد. بسیاری از عیوب را می توان توسط هر دو سیستم آشکار نمود اما طبیعی است که یک سیستم MMS کامل علاوه بر عهده دار بودن حفاظت ماشین، دارای ویژگی های منحصر بفرد خود در عیب یابی است. در یک سیستم MMS علاوه بر اندازه گیری های لرزشی سایر اندازه گیری های غیر لرزشی نیز لحاظ می گردد. مثلاً در سیستم MMS شرکت بنتلی نوادا یا شنک می توان مانیتورهای لرزش، سرعت چرخشی، موقعیت شعاعی و محوری، خارج از مرکزی، درجه حرارت، انبساط های مطلق و نسبی و .. را نیز در یک سیستم واحد مشاهده نمود. برای آشنایی بیشتر با روش های عیب یابی ابتدا به شناخت سنسورهای اندازه گیری لرزش و همچنین انواع اندازه گیری لرزشی و غیر لرزشی که در یک سیستم MMS وجود دارد می پردازیم.


اندازه گیری های ارتعاشی

برای عیب یابی نمی توان تنها با یک نوع اندازه گیری به همه عیب یابی های فوق الذکر دست پیدا نمود. به همین منظور سنسورهای متنوعی تا کنون ارائه شده که برای اندازه گیری های موقت و دائم مورد استفاده قرار می گیرند. تصویر 2 معمول ترین سنسورهای اندازه گیری را نمایش داده است.


تصویر 2- انواع سنسور لرزش سنجی

 

سنسورهایی که در MMS مورد استفاده قرار می گیرد تاریخچه بسیار مفصلی داشته و طیف وسیعی را شامل می شود، اما بعنوان آنچه که در سیستم های امروزی بیشتر مورد توجه قرار می گیرد، می توان به سه نوع اصلی زیر اشاره نمود:

1- سنسورهای پروکسی میتی پروب
2- سنسورهای سرعت ارتعاشی
3- شتاب سنج ها

شرح انواع سنسور های MMS...

 

اندازه گیری هایی که وضعیت ماشین را بیان می کنند

از تمامی اندازه گیری هایی که می توان از ماشین ها بدست آورد، تنها برخی از آنها بیان کننده خوبی از وضعیت ماشین هستند. در عمل برای تعیین استاندارد پایش وضعیت ماشین از این اندازه گیری ها استفاده شده است و لرزش ماشین یک جایگاه مهم در این میان پیدا کرده است.

 

ارتعاشات مطلق بدنه

عبارت است از حرکت های لرزشی بدنه ماشین نسبت به یک نقطه ثابت در فضا. این اندازه گیری معمولاً برای ارزیابی روتورهایی که یاتاقان المان غلطکی (بلبرینگ) دارند مورد استفاده قرار می گیرد. این نوع لرزش توسط پیک آپ سرعت یا شتاب سنج قابل اندازه گیری است. معمول ترین پارامتر اندازه گیری این نوع لرزش سرعت لرزشی مقدار موثر V RMS است. این اندازه گیری هم بصورت دائم در سیستم MMS و هم بصورت موقت در آنالیزرهای پرتابل استفاده می شود.

 

ارتعاشات نسبی شافت

عبارت است از حرکت های لرزشی شافت روتور نسبت به یاتاقان. در روتورهای حاوی یاتاقان های ژرنال این لرزش مهم ترین شاخص برای نمایش وضعیت ماشین است. این ارتعاشات با استفاده از سنسورهای اندازه گیری جابجایی نسبی که بر روی یاتاقان نصب می شود اندازه گیری می گردد. برای بدست آوردن اوربیت صحیح شافت ( مسیری که مرکز شافت طی می کند) باید از دو سنسور که به فاصله 90 درجه از یکدیگر نصب شده اند استفاده نمود. ارزیابی میزان لرزش یا براساس معیار حداکثر مقدار جابجایی شافت (Smax) حاصل از دو سنسور، و یا براساس معیار پیک تا پیک هر سنسور بصورت مستقل صورت می گیرد. این نوع اندازه گیری عموماً بصورت دائم در سیستم MMS استفاده می شود.

 

ارتعاشات مطلق شافت

عبارت است از حرکت های لرزشی شافت روتور نسبت به یک نقطه ثابت در فضا. این نوع ارتعاش در توربین های بخار بزرگ از اهمیت خاصی برخوردار است. عملاً برای بدست آوردن این نوع لرزش، ارتعاش نسبی شافت و ارتعاش مطلق یاتاقان بصورت برداری با یکدیگر جمع می شود. این نوع اندازه گیری عموماً بصورت دائم در سیستم MMS استفاده می شود.

 

وضعیت بلبرینگ BC

یکی از اندازه گیری های مهم برای ارزیابی وضعیت بیرینگ های المان غلطکی است. در این روش فرکانس های بالایی که توسط پالس های خرابی المان های بلبرینگ تحریک شده آنالیز و متناسب با آن واحدی بنام BCU یا BC یا SPM یا SE یا .. محاسبه و تحت عنوان وضعیت بلبرینگ توسط دستگاه اعلام می گردد. این اندازه گیری فقط توسط شتاب سنج ها امکان پذیر است. این اندازه گیری هم بصورت دائم در سیستم MMS و هم بصورت موقت در آنالیزرهای پرتابل استفاده می شود و البته در نصب های دائم پاسخ بهتری خواهد داشت.

 

موقعیت محوری

موقعیت محوری شافت که در مجاورت یاتاقان تراست اندازه گیری می شود. با استفاده از سنسور غیر تماسی جابجایی می توان این اندازه گیری را که نشان دهنده میزان استهلاک یاتاقان تراست و تغییرات بار ماشین است بدست آورد.این اندازه گیری در حقیقت یک اندازه گیری غیر ارتعاشی است اما معمولاً در سیستم های لرزش سنجی بعنوان یک اندازه گیری مهم از وضعیت ماشین مورد استفاده قرار می گیرد. این نوع اندازه گیری تنها بصورت دائم در سیستم MMS استفاده می شود.

 

خارج از مرکزی

بصورت انحصاری در توربین های بخار اندازه گیری می شود. معمولاً برای دو اندازه گیری کاملاً متفاوت زیر از یک مفهوم استفاده می شود:
1- خمش استاتیکی شافت در اثر نیروی وزن و یا گرم شدن غیر یکنواخت هنگام راه اندازی ماشین.
2- تعیین موقعیت شعاعی مرکز شافت در یاتاقان ژرنال بعنوان نشانگری از بار وارد بر یاتاقان یا خطاهای همراستاسازی.
هر دو اندازه گیری فوق توسط سنسور جابجایی غیر تماسی قابل دستیابی است. این نوع اندازه گیری تنها بصورت دائم در سیستم MMS استفاده می شود.

 

موقعیت شعاعی شافت

موقعیتی در یاتاقان ژرنال که شافت حول آن نقطه ارتعاش می کند. این موقعیت می تواند بسته به بار وارد بر شافت و یا میزان استهلاک بابیت ها در یاتاقان تغییر نماید. این یک مقدار ثابت DC است که در طول تاریخ تغییر پیدا می کند. این اندازه گیری را می توان با استفاده از سنسورهای جابجایی غیر تماسی بدست آورد. این نوع اندازه گیری تنها بصورت دائم در سیستم MMS استفاده می شود.

 

سرعت، تغییرات سرعت و جهت چرخش

بعنوان یک عامل همبستگی در ارزیابی های سایر پارامترهای پایش وضعیت ماشین مخصوصاً ارتعاشات مورد نظر است. سنسورهای جابجایی غیر تماسی، سویچ های پروکسی میتی و سایر سویچ های پالسی قادر هستند سیگنال های مورد نیاز این نوع اندازه گیری را فراهم نمایند. این اندازه گیری هم بصورت دائم در سیستم MMS و هم بصورت موقت در آنالیزرهای پرتابل استفاده می شود.

 

انبساط نسبی

این اندازه گیری معمولاً تحت عنوان انبساط تفاضلی بین روتور و بدنه توربین بخار نیز شناخته شده است. این پدیده بعلت رشد حرارتی نا متعادل بین روتور و بدنه توربین در حین راه اندازی توربین ایجاد می شود. با پایش وضعیت انبساط نسبی می توان از خسارات احتمالی به پره های دوار و ثابت توربین جلوگیری نمود. این نوع اندازه گیری تنها بصورت دائم در سیستم MMS استفاده می شود.

 

انبساط مطلق بدنه

درجایی که احتمال وقوع انبساط های بزرگ ممکن است بوجود آید ( مانند توربین های بخار) اندازه گیری می شود. معمولاً استفاده از سنسورهای جابجایی تماسی القایی برای این نوع اندازه گیری ها مرسوم است. این نوع اندازه گیری تنها بصورت دائم در سیستم MMS استفاده می شود.

 

درجه حرارت

یک نشانگر پایدار از وضعیت بارگذاری ماشین است. اعمال بار زیاد بر یاتاقان باعث افزایش درجه حرارت بدنه یاتاقان و سیال روانکار آن می شود. بار بیش از حد بر الکتروموتور باعث افزایش درجه حرارت سیم پیچ های استاتور می شود. امروزه بصورت بسیار وسیعی از ترمورزیستورها برای اندازه گیری حرارت استفاده می شوند. این اندازه گیری هم بصورت دائم در سیستم MMS و هم بصورت موقت در آنالیزرهای پرتابل استفاده می شود.

 

پارامترهای فرآیند

اندازه گیری هایی همچون فشار، جریان، بار، موقعیت شیر و .. از جمله این نوع اندازه گیری ها است. استفاده از این اندازه گیری ها در مجموعه اندازه گیری های پایش وضعیت ماشین به تفسیر و تحلیل پیچیدگی های خاصی که ممکن است در تحلیل سایر اندازه گیری ها ایجاد شود، کمک می کند.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


آخرین بروز رسانی مطلب در شنبه ، 12 فروردين 1391 ، 10:59

با عضویت در خبرنامه از جدیدترین مطالب و تغییرات سایت خود آگاه میشوید.










شما اینجا هستید صفحه اصلی