Шрифт:

Виброналадка

Содержание

alt   1  2  3   4   5   6   7   8   9   10   11  12   13   14   15  16  17  18  19  20  21 alt

Статьи о виброналадке

Виброналадка - это технология поддержания вибрации объекта в пределах установленных на нее норм непосредственно на месте эксплуатации и без демонтажа объекта. Она состоит из двух основных частей, первая включает в себя операции определения причин повышенной вибрации объекта, вторая – операции устранения обнаруженных причин, т.е. операции наладки.

Общие вопросы виброналадки

Совокупность операций виброналадки вращающегося оборудования и последовательность их выполнения зависят от вида оборудования и его жизненного цикла, на котором выполняется виброналадка. Обычно объектами виброналадки является высокооборотное оборудование без мощных механических передач, изменяющих скорость или направление вращения нагруженных узлов, так как снижение вибрации таких передач чаще всего требует их ремонта с демонтажем.

Виброналадка может быть первичной, выполняемой после монтажа или ремонта агрегата на месте эксплуатации, и начинающейся с его первого пуска, или эксплуатационной, выполняемой по результатам виброконтроля, зарегистрировавшего превышение вибрацией агрегата действующих норм. При первичной виброналадке, в первую очередь, необходимо обеспечить аварийную  защиту агрегата по вибрации во время первого пуска и записать сигналы с датчика вибрации и оборотов ротора для последующего оффлайн анализа. Затем, после первого пуска агрегата, как правило, приходится выполнять весь цикл работ по выявлению дефектов, определяющих вибрацию агрегата в доступных режимах работы.

Эксплуатационная виброналадка начинается с измерения и анализа вибрации работающего в номинальном режиме агрегата, что достаточно часто позволяет выявить причину повышенной вибрации без его виброобследования в других режимах функционирования. Особо следует выделить работы по виброналадке агрегата, изменившего состояние в результате нарушения типовых режимов работы из-за ошибок управления. В виброналадке таких агрегатов затруднена диагностика появившихся дефектов, в том числе и тех, которые влияют на вибрационное состояние агрегата.

Величина (уровень) вибрации вращающегося оборудования со скоростью вращения от 120об/мин и выше обычно нормируется в области частот  до 1000Гц и контролируется на неподвижных узлах оборудования. В указанной области частот уровень вибрации вращающегося оборудования при отсутствии аварийно-опасных дефектов определяется, как правило, ее составляющей на частоте вращения ротора, реже на ее гармониках, а в электрических машинах переменного тока, в некоторых случаях, составляющей с частотой, равной двойной частоте тока в силовых электрических  цепях.

Причинами повышенной вибрации вращающегося оборудования могут быть рост колебательных сил на одной из указанных частот или изменение механических характеристик колебательной системы, состоящей из агрегата и фундаментных конструкций. Колебательные силы существенно растут, прежде всего, из-за дефектов вращающихся узлов или их связи с другими узлами вращения через механическую передачу, а также дефектов связи вращающихся и неподвижных узлов через подшипники и рабочую среду (газ, жидкость, электромагнитное поле). Механические характеристики колебательной системы изменяются из-за дефектов узлов крепления или элементов корпуса и фундамента с ослаблением жесткости и/или смещением частот резонансов колебательной системы вплоть до опасного совпадения с частотами колебательных сил.

Диагностика вращающегося оборудования в процессе его виброналадки, в отличие от ранее рассматриваемой функциональной диагностики, осуществляется в рамках виброобследования, которое может включать в себя вывод агрегата из рабочего процесса с проведением различных испытаний, в том числе с его частичной разборкой. Диагностические измерения вибрации и других характеристик агрегата выполняются как в номинальных режимах работы, так и при изменениях нагрузки, после остановки, в режимах разгона и выбега.

Задачей виброобследования агрегатов является диагностика тех дефектов, которые наиболее сильно увеличивают уровень контролируемой вибрации. Устранение обнаруженных дефектов входит в задачи персонала, выполняющего работы по виброналадке только в том случае, если эти работы проводятся на месте эксплуатации агрегата. В других случаях службами ремонта выполняются ремонтные работы, после которых специалисты проводят повторный цикл виброналадки.

Следует также отметить, что при проведении контрольных измерений после окончания работ по виброналадке всегда рекомендуется провести диагностику дефектов, не влияющих на контролируемую вибрацию, но представляющих опасность для продолжения эксплуатации объекта. Такие дефекты могут присутствовать в объекте, но не проявляться до начала работ  по виброналадке, а также могут появиться при выполнении операций наладки.

К типовым операциям устранения дефектов на месте эксплуатации агрегата относятся:

  • балансировка роторов,
  • центровка валов,
  • замена соединительных муфт,
  • восстановление жесткости узлов крепления и фундамента,
  • устранение автоколебаний ротора в опорах вращения,
  • изменение частоты и снижение добротности резонансов колебательной системы.

Некоторые особенности выполнения перечисленных операций будут рассмотрены в последующих разделах настоящего обзора.

 

Подготовка специалистов по виброналадке

Минимальный срок подготовки после освоения основ виброконтроля – 36 часов, 3 уровня подготовки с практическим освоением средств и методик виброналадки вращающегося оборудования:

  • начальный, с изучением особенностей измерения и анализа вибрации при проведении виброобследования машин роторного типа, а также с освоением технических средств виброналадки, включая средства центровки валов и средства балансировки роторов,
  • расширенный с освоением типовых методик проведения виброобследования, изучением методов обнаружения и устранения (без ремонта) дефектов, определяющих вибрацию вращающегося оборудования, освоением особенностей использования многоканальных средств онлайн анализа вибрации в процессе виброобследования вращающегося оборудования,
  • полный, с дополнительным освоением вопросов организации диагностических обследований с экспертной диагностикой причин виброотказов, методов снижения вибрации многорежимных машин и оборудования на месте эксплуатации,

Программы обучения

Заявка на обучение

Индивидуальные консультации по методам и приборам экспертной диагностики причин виброотказов, по снижению вибрации и виброналадке вращающегося оборудования, методам и приборам центровки валов и балансировки роторов.

 

Особенности виброналадки

Наиболее сложная часть работ по виброналадке вращающегося оборудования – диагностика причин опасного роста вибрации, основными из которых являются определенные виды дефектов, оказывающих влияние на уровень контролируемой вибрации, или объединение нескольких дефектов в группу, оказывающую такое влияние. Вибродиагностические признаки таких дефектов могут находиться не только в диапазоне частот, используемых в виброконтроле, поэтому для виброналадки, как и для вибромониторинга состояния и вибродиагностики, необходимо использовать средства измерения и анализа вибрации в диапазоне частот до нескольких десятков килогерц.

Особенности использования узкополосного спектрального анализа установившейся вибрации и анализа формы импульсной вибрации агрегатов для диагностики дефектов ротора, опор вращения и среды, через которую взаимодействуют ротор с неподвижными частями, изложены в разделе 7 настоящего обзора. Большинство этих дефектов либо непосредственно влияют на величину вибрации в стандартных полосах частот, либо ограничивают возможности доступных для использования операций виброналадки. Там же рассматриваются и вопросы обнаружения дефектов механических передач, при появлении которых виброналадка вращающегося оборудования на месте эксплуатации без разборки и последующего ремонта практически невозможна.

Во многих случаях для диагностики дефектов, определяющих вибрационное состояние агрегата, можно эффективно использовать измерения и анализ других процессов, протекающих в агрегате, в частности силового тока электродвигателей.

Составной частью виброналадки является анализ вибрации в переходных режимах работы оборудования, таких как пуск и выбег. Такой анализ требует использования многоканальных средств параллельного измерения вибрации во всех точках контроля. Аналогичные средства используются и для аварийной защиты сложного оборудования на пусках, причем с параллельным онлайн анализом вибрации и объединением результатов по всем точкам контроля для формирования сигнала аварийной остановки. Использование многоканальных средств параллельного измерения и анализа вибрации расширяет возможности не только диагностики причин повышенной вибрации агрегата, но и ряда технологических операций по ее снижению, таких как балансировка роторов и устранение автоколебаний ротора в подшипниках.

К основным видам параллельного онлайн анализа вибрации для решения задач виброналадки, кроме спектрального анализа и анализа формы отдельных компонент вибрации относится измерение амплитудночастотных и фазочастотных характеристик колебаний ротора (диаграммы Боде), рис 10.1, а также спектров максимумов по группе точек контроля, рис.10.2.

alt

 

Рис 10.1 АЧХ (верхний график) и ФЧХ (нижний график) вибрации двух опор вращения ротора в двух направлениях, измеренные в режиме онлайн при возбуждении колебаний ротором на частоте вращения в режиме выбега.

alt

Рис.10.2. Спектры колебаний двух опор вращения ротора агрегата с несоосностью валов и дефектом подшипника, измеренные в двух направлениях, и спектр максимумов  по всем указанным измерениям  

Диагностика причин опасного роста вибрации невозможна без определения порогов на величины используемых диагностических параметров. В процессе виброналадки эти пороги не построить с использованием «базовых» значений параметров, полученных по периодическим измерениям вибрации объекта (пороги по истории), или по одноразовым измерениям вибрации группы идентичных объектов (пороги  по группе) из-за отсутствия измерений. Тогда этим «базовым» значением может стать величина составляющей спектра максимумов вибрации, определяющая уровень вибрации объекта при контроле виброскорости или виброперемещения  в стандартной полосе частот до начала наладки. Чаще всего уровень вибрации определяется составляющей на частоте вращения ротора, в электрических машинах это может быть составляющая на двойной частоте силового тока. При таком выборе «базового» значения все диагностические параметры, используемые для диагностики причин повышенной вибрации (как правило, уровни компонент разной частоты, определяемые по спектру виброускорения) нормируются на максимальную величину базовой составляющей по всем точкам контроля вибрации. А установка порогов - это уже работа экспертов, накопивших опыт виброналадки конкретных видов вращающегося оборудования.

Кроме диагностики дефектов, определяющих уровень вибрации в стандартной полосе частот, есть еще несколько диагностических задач, решаемых в процессе виброналадки или перед ее началом. К таким задачам относятся:

  • Диагностика дефектов, не влияющих на вибрационное состояние, но существенно снижающих остаточный ресурс. Выполняется по традиционным методикам диагностирования заранее, для их устранения до начала работ по виброналадке,
  • Диагностика нецентробежных сил на частоте вращения ротора. Выполняется при проведении работ по балансировке роторов до их начала или в процессе балансировки, после появления ограничений на ее эффективность.
  • Диагностика колебательной системы ротор – корпус агрегата – фундаментные конструкции в процессе балансировки по реакции измеряемой вибрации на пробную массу, устанавливаемую в определенную плоскость коррекции ротора.
  • Диагностика динамической расцентровки роторов составных агрегатов. Выполняется при проведении работ по центровке валов до их начала и после выполнения операций по статической центровке.

 

Основные операции наладки

По результатам диагностики причин повышенной вибрации агрегата могут выполняться как его ремонт, так и  требуемые операции наладки без ремонта, основными из которых являются:

  • балансировка роторов агрегата на месте,
  • центровка и выверка валов,
  • устранение автоколебаний ротора в подшипниках,
  • восстановление, если это возможно без демонтажа объекта, жесткости узлов крепления и фундаментных конструкций,
  • корректировка собственных частот колебаний агрегата, если имеет место их совпадение с частотами основных колебательных сил, действующих в агрегате.

Подробное рассмотрение вопросов балансировки роторов, а также центровки и выверки валов вынесено в настоящем обзоре в отдельные разделы. Вопросы устранения автоколебаний, поскольку основными практическими  действиями по их устранению является статическая и динамическая центровка валов, рассматривается в разделе по центровке.

Вопросы восстановления жесткости узлов крепления, нарушения которой  обнаруживаются по перепаду уровня вибрации агрегата до и после узла крепления, являются одной из операций ремонта и не требуют участия специалиста по виброналадке. Восстановление жесткости фундамента, нарушения которой обнаруживаются, как правило, по форме его колебаний на частоте вращения ротора с помощью аппаратуры для балансировки, также относится к ремонтно-восстановительным работам.

Один из общих вопросов создания агрегатов с низкой вибрацией, а именно, борьба с резонансами, находится на стыке с виброналадкой. Существует достаточно много способов снизить добротность резонансов или величины возбуждающих их колебательных сил, но все они требуют конструктивных доработок агрегата и потому не являются объектом рассмотрения в данном обзоре. Но один из способов достаточно просто реализуется на практике – увеличение жесткости крепления отдельных узлов агрегата или его рамы, если по какой – то причине, а их достаточно много, резонанс этого узла находится близко от частоты основных колебательных сил. При выполнении этой операции дополнительная жесткость  устанавливается между точкой с максимальной  вибрацией на этой частоте и другой точкой, колеблющейся на той же частоте с мало отличающейся амплитудой и в противофазе. Если такой точки нет – жесткость надо увеличивать в направлении вектора колебаний и связывать ею резонирующий узел с рамой агрегата в точке, где вибрация на этой частоте в несколько раз ниже.  

Для Вашего удобства все статьи нашего сайта по теме «Виброналадка» мы собрали в одном  месте.
Вы можете прочитать их в разделе Статьи о виброналадке

Содержание

alt   1  2  3   4   5   6   7   8   9   10   11  12   13   14   15  16  17  18  19  20  21 alt