ВиброДиагностика | ВиброКонтроль

Главная » Диагностика » ВиброДиагностика | ВиброКонтроль

Вибродиагностика оборудования и подшипников. Виброналадка и балансировка

Какие проблемы решает диагностика вибраций?

Так уж получается, что достаточно часто даже новое оборудование работает не в оптимальном состоянии и бывает разбалансировано с самого начала. Это может быть как дефект заводской сборки, так и отсутствие правильных пуско-наладочных работ.

Кому нужны вибрационный анализ, наладка и балансировка?

предприятиям и собственникам использующих холодильные машины и чиллеры на базе винтовых и центробежных компрессоров;
владельцам вентиляционных агрегатов, тягодутьевых машин, дымососов и насосов;
сельско-хозяйственным предприятиям;
горно-обогатительным и перерабатывающим заводам;
газоперекачивающим станциям;
на турбинных гидро-, электро- и атомных станциях и т.д.

Как мера профилактики, вибрационное обследование позволяет избежать остановки оборудования, а также масштабных затрат на внеплановые ремонты.

В случае, уже имеющихся нарушений в работе оборудования, исследование вибраций позволяет быстро и точно найти источник дисбаланса и если это возможно, сразу же провести балансировку.

В случае, когда ситуация требует серьезного ремонта, вибробалансировка проводится в конце всех работ.

Что такое вибродиагностика?

Вибродиагностика — основная часть программ профилактического обслуживания машин.

На протяжении многих лет вибродиагностика зарекомендовала себя как наиболее эффективный метод проверки «состояния оборудования».

Инструментами вибродиагностики мы проводим

Диагностику зарождающихся дефектов;
Оперативную диагностику опасных дефектов;
Диагностику виброотказов.

Это помогает избежать неожиданных остановок оборудования, а также предотвратить замену деталей, которые все еще находятся в хорошем состоянии.

Где нужно измерение вибрации?

Диагностика компрессоров;
Диагностика вентиляторов;
Диагностика двигателей;
Диагностика генераторов;
Диагностика насосов;
Диагностика турбин;
Диагностика коробок передач;
Диагностика подшипниковых узлов.

Если один из компонентов начинает выходить из строя, вибрационные характеристики изменятся. Каждый раз мы отслеживаем тенденции и сравниваем результаты измерений, чтобы предсказать возможные отказы до того, как они произойдут.

Неисправности, выявляемые с помощью методов анализа вибрации

Методика вибрационного анализа позволяет выявить практически все неисправности, которые могут возникнуть в оборудовании. В некоторых случаях, выводы вибродиагностики подкрепляются дополнительными методами анализа.

Вибродиагностика и балансировка турбины ТЭЦ на сахарном заводе

Ниже приведены наиболее распространенные неисправности, которые выявляет анализ вибрации:

Неисправность лопастей вентилятора;
Дисбаланс;
Отказы подшипников;
Механическая неплотность;
Несоосность;
Резонанс и собственные частоты;
Электрические неисправности двигателей;
Гнутый вал;
Неисправности коробки передач;
Кавитация в насосах;
Критические скорости.

Вибрационный анализ

Для анализа вибрации не требуется разбирать или останавливать машину, поэтому это неинвазивный метод. По сути, датчик, преобразующий движение в электрический сигнал, и есть принцип работы анализатора вибрации. Во-вторых, анализатор вычисляет все заранее определенные параметры, а затем сохраняет этот сигнал.

Датчики вибрационного анализа

Наиболее распространенным датчиком, используемым при анализе вибрации, является акселерометр, Но, кроме этого так же используются датчики скорости и датчики перемещения.

Фактически, акселерометры обеспечивают выходное напряжение, амплитуда которого пропорциональна ускорению вибрации. Впоследствии анализатор может интегрировать этот сигнал для получения скорости и перемещения, что делает акселерометр наиболее универсальным датчиком.

Вибрации

Вращающееся оборудование при нормальной работе создает вибрацию в результате трения и центробежных сил как вращающихся частей, так и подшипников.

В результате вибрацию можно измерить, записать, отследить и в большинстве случаев даже услышать.

Таким образом, определяют вибрацию как повторяющееся движение вокруг точки равновесия, характеризующееся изменением амплитуды и частоты. И амплитуда, и частота используются в бесчисленных важных вычислениях для диагностики.

Определение амплитуды

Амплитуда — это максимальное распространение колебания, которое измеряется от самой низкой точки до самой высокой точки формы волны. Фактически, амплитуда связана с количеством движения. С другой стороны, значение RMS (среднеквадратичное значение) описывает количество энергии, содержащейся в этой вибрации. RMS — это наиболее используемый параметр для измерения интенсивности вибрации.

Что такое частота?

Частота измеряет скорость, с которой происходят движения вибрации в секунду Гц (или в минуту CPM).

Представьте себе пианино, при условии, что каждая нота соответствует частоте, если вы нажмете несколько клавиш, вы услышите составной звук. Частоты и амплитуды каждой ноты объединяются, чтобы создать сложный сигнал. Точно так же вибрация может быть комбинацией нескольких частот, каждая из которых может подчиняться разной причине.

Точно так же количество компонентов сигнала вибрации может быть таким же большим, как и количество клавиш в пианино, потому что каждая механическая часть имеет свой собственный образец колебаний.

Таким образом, каждая машина будет иметь свой собственный след вибрации, и задача специалиста по анализу вибрации — выявить проблемы внутри этого следа.

Что такое БПФ?

БПФ (быстрое преобразование Фурье) — это математический расчет, предназначенный для разложения сигнала на все его частоты. Диаграмма БПФ дает возможность диагностировать неисправности по частотам и оценивать интенсивность каждой из них по амплитуде.

БПФ — это фундаментальная единица анализа вибрации.

Преимущества вибродиагностики

Измерения вибрации дадут мгновенное представление о состоянии оборудования (лучше не начинать ремонтные работы над оборудованием, до снятия параметров специалистом по вибродиагностике).
Не разрушаемый метод диагностики, проверки и контроля.
Дает возможность предотвратить масштабные затраты на ремонт дорогостоящего оборудования.

Как это работает?

Работающие машины и оборудование генерируют вибрации, которые содержат много информации об их состоянии.

Для измерения этой вибрации используется виброметр или анализатор.

Датчик необходимо установить в соответствующей точке (например, на корпусе подшипника). Прибор измеряет сигнал вибрации, сообщает степень вибрации, а также возможные неисправности машины.

Профилактическое обслуживание, мониторинг состояния машин, анализ вибрации — что это за термины?

Диагностика вибрации

Обследуя оборудование и машины мы разделяем «низкие и высокие» шумы. Здесь уже идет разделение неисправностей, таких как общее состояние машины, связанное со скоростью вала (низкая частота) и неисправности подшипника / коробки передач (более высокая частота).

Для выделения этих неисправностей как раз и используются виброметры и анализаторы.

При выполнении вибродиагностических обследований получают сигналы не только об общем состоянии машины, но также и о состояния ряда ее компонентов.

Диагностика вибрации, конечно, достаточно сложна, так как требуется значительный опыт для определения всех источников вибрации, которые генерируются работающей машиной (например, ослабленные фундаментные болты, дисбаланс, несоосность, неисправности лопастей вентилятора, неисправности зубчатой передачи и многое другое).

Мониторинг состояния машин и оборудования

Есть и другие методы оценки состояния неисправностей. Помимо диагностики вибрации есть и другие исследования неразрушающего контроля: ультразвуковое обнаружении, термография и т.д.

Все эти методы являются частью мониторинга состояния машин и оборудования. У каждого метода есть свои плюсы и минусы. То, какие методы выбираются (или комбинируются) зависит от поставленной задачи.

Однако, за последние несколько десятилетий было обнаружено и доказано, что вибрационная диагностика является наиболее эффективным и надежным методом для большинства вращающихся механизмов.

Какие машины и с какой периодичностью подлежат вибромониторингу?

Машинам и оборудованию, имеющим решающее значение для производственного цикла, рекомендован регулярный (хотя бы 1 раз в месяц) вибромониторинг.

При плановом техническом обслуживании нет смысла проводить измерения на огромном временном отрезке. Это будет не профилактическое обслуживание, а метод работы до отказа. Представьте, сколько всего может случиться за те же полгода.

Измерение вибраций на роторных дробилках

Виброметр / виброанализатор — как это работает?

Измеритель или анализатор вибрации — это электронное устройство, способное обрабатывать сигналы вибрации.

Датчик выдает сигнал напряжения, пока он вибрирует на машине/оборудовании. Этот сигнал напряжения передается по кабелю на вибрационное устройство. Виброметр может обрабатывать сигнал напряжения и отображать значения вибрации, такие как ускорение и скорость.

Каковы допустимые значения вибрации? Какие предельные значения вибрации не должны превышаться?

И у низкочастотных, и у высокочастотных колебаний есть свои пределы.

Предельные значения вибрации

Есть некоторые предельные значения вибрации, которые можно рассматривать как значения, указывающие на ухудшение состояния машины. Мы можем установить пределы в соответствии с некоторым опытом работы с определенными машинами, и в соответствии с существующими стандартами ISO 10816-3 для этих предельных значений.

Вибродиагностика промышленного оборудования

Низкочастотные колебания

Все механические неисправности, связанные со скоростью машины, такие как дисбаланс, несоосность и механическая неплотность, считаются низкочастотными колебаниями.

Эти колебания измеряются как скорость в мм/с или дюймах/с.

(С помощью датчика ускорения измеряется значение ускорения, но измеритель (анализатор) может преобразовать это значение в значение скорости).

Наиболее распространенный частотный диапазон этого измерения составляет 10 — 1000 Гц.

Этот частотный диапазон также применяется в стандартах ISO 10816-3.

Независимо от того, какие используются предельные значения вибрации, они носят лишь информационный характер. Всегда нужно попытаться выяснить предельные вибрационные значения для конкретной машины. Нужно определить оптимальное эксплуатационное состояние данной машины или оборудования.

Измерение общей скорости

Для отслеживания механических колебаний (связанных со скоростью вала) машины используется измерение общей скорости в мм/с в диапазоне 10-1000 Гц. Это измерение имеет статическое значение, поскольку оно представлено одним числом. Используя специализированное программное обеспечение, мы можем отслеживать это значение во времени и наблюдать за его развитием.

Высокочастотные колебания

Очень важная часть многих машин и оборудования — это подшипник. Из-за своей конструкции подшипники создают колебания на более высоких частотах.

Эти колебания измеряются как ускорение в значении «g». Частотный диапазон этого измерения может сильно различаться, и всегда важно знать допустимые параметры конкретного подшипника. Ориентировочно измерение ускорения будет в диапазоне 500 — 16000 Гц.

Общих пределов вибрации подшипников не существует. Почему?
На рынке представлены огромное количество типов подшипников, поэтому определить общие пределы вибрации невозможно, они будут различаться. При этом, на конкретной машине, каждый подшипник работает с разной скоростью и разной нагрузкой. Еще один аспект — как подшипник был установлен в машине.

Измерение общего ускорения

Поэтому вторым измерением, которое включается в наши регулярные измерения оборудования, будет общее ускорение в g в диапазоне 500–16000 Гц. Это снова статическое значение, поскольку оно представлено одним числом.

Резюме

Есть два важных значения, которые нужно регулярно измерять на машинах/оборудовании:

Общая скорость в мм/с — нижний частотный диапазон — указывает на общее состояние машины.
Общее ускорение в g — более высокий частотный диапазон — который указывает на состояние подшипника

Примечание: Нас иногда спрашивают, почему мы используем разные единицы измерения (скорость и ускорение) для этих измерений. Проще говоря, ускорение более чувствительно к высокочастотным колебаниям, а скорость более чувствительна к более низкому частотному диапазону, поэтому стало обычным использование этих двух устройств, поскольку они являются наиболее эффективными для диагностики вибрации.

Приемочные испытания согласно стандартам ISO

Мы не только помогаем в ходе эксплуатации оборудования находить и устранять проблемы в его работе, но и также проводим измерения вибраций при проведении приемочных испытаний!

Выполняем вибродиагностику независимо от субподрядчиков и других сторон.
Измерения вибрации выполняются на нашем оборудовании, которое откалибровано в соответствии с требуемыми стандартами.
Использование нас в качестве подрядчика при проведении вибрационных испытаний является преимуществом, потому что работа будет выполнена независимой стороной, в лице опытного вибродиагноста-аналитика.

Цены на проведение вибродиагностики и вибробалансировки зависят от вида и объема работ, а также геолокации объекта.