Какво е спукан ротор? Откриване и реагиране • Преносим балансьор, вибрационен анализатор "Balanset" за динамично балансиране на трошачки, вентилатори, мулчери, шнекове на комбайни, валове, центрофуги, турбини и много други ротори Какво е спукан ротор? Откриване и реагиране • Преносим балансьор, вибрационен анализатор "Balanset" за динамично балансиране на трошачки, вентилатори, мулчери, шнекове на комбайни, валове, центрофуги, турбини и много други ротори

Какво е спукан ротор? Откриване и реагиране

Публикувано от admin на

Разбиране на напуканите ротори

Определение: Какво е спукан ротор?

A пукнат ротор е ротор или въртящ се вал, който е развил пукнатина от умора – фрактура, разпространяваща се през материала от циклично напрежение. Това е по същество същото като пукнатина на вала но акцентира върху целия роторен възел, а не само върху вала. Напуканите ротори са изключително опасни, защото пукнатината може да се разпространи от малък, неоткриваем дефект до пълно катастрофално счупване за дни или седмици, след като бъде открита чрез вибрация мониторинг.

Отличителната вибрационна сигнатура на спукан ротор е ясно изразен 2× (втора хармонична) компонент, който нараства с разпространението на пукнатината, резултат от двукратното изменение на твърдостта на вала на оборот, когато пукнатината се отваря и затваря по време на въртене.

Как се развиват пукнатини в роторите

Места на образуване на пукнатини

Пукнатините почти винаги започват при концентрации на напрежение:

  • Шпонкови канали: Остри ъгли в краищата на шпонковите канали (най-често срещано място на започване)
  • Промени в диаметъра: Рамене, стъпки или преходи
  • Резбовани секции: Корените на резбата създават концентрация на напрежение
  • Отвори и кръстосани пробивания: За маслени канали или монтаж
  • Притиснете ръбовете: Интерферентни сглобки, създаващи остатъчно напрежение
  • Заварки: Зони, засегнати от топлина, и заваръчни шевове
  • Корозионни ями: Повърхностни дефекти от корозия
  • Следи от обработка: Следи от инструмент, особено ако са перпендикулярни на напрежението

Процес на растеж на пукнатини

  1. Образуване на микропукнатини: Обикновено се започва при концентрация на напрежение < 1 мм
  2. Бавно разпространение: Пукнатината нараства постепенно с всеки цикъл на напрежение (може да отнеме години)
  3. Ускорение: С нарастването на пукнатината, интензитетът на напрежението се увеличава, скоростта на растеж се ускорява
  4. Откриваем етап: Пукнатина 10-30% през диаметъра, появява се 2× вибрация
  5. Критичен размер: Оставащият материал е недостатъчен за носене на товари
  6. Катастрофална фрактура: Внезапна, пълна повреда на вала

Характерната 2X вибрационна сигнатура

Защо пукнатините произвеждат 2 пъти по-силна вибрация

Механизмът на дихателните пукнатини:

  • Затворена пукнатина (компресия): Когато областта на пукнатината е под натиск (дъното на въртене за хоризонтален вал), повърхностите на пукнатината са в контакт, коравината на вала е по-висока.
  • Отворена пукнатина (напрежение): Когато пукнатината е под напрежение (в горната част на въртене), тя се отваря, твърдостта на вала намалява.
  • Два пъти на революция: Коравината се променя два пъти на оборот (веднъж, когато пукнатината е ориентирана нагоре, веднъж, когато е ориентирана надолу)
  • 2× Форсиране: Промяната на твърдостта при 2× честота създава 2× вибрационен отговор
  • Амплитуден растеж: С нарастването на пукнатината, асиметрията на коравината се увеличава, амплитудата се увеличава 2 пъти.

Вибрационни характеристики

  • Основен индикатор: 2× компонент, появяващ се и нарастващ с течение на времето
  • 1× Промени: 1× вибрацията може също да се увеличи, тъй като пукнатината създава остатъчна извивка
  • По-високи хармоници: 3×, 4× може да се появи, когато пукнатината стане сериозна
  • Фаза Поведение: Фазовите ъгли могат да се променят по време на стартиране/инерция по различен начин, отколкото за дисбаланс
  • Температурна чувствителност: 2× амплитудата може да варира в зависимост от температурата на вала (което влияе върху отварянето на пукнатината)

Откриване и диагностика

Мониторинг на вибрациите

Тенденция в съотношението 2X/1X

  • Съотношение на монитора от 2× амплитуда към 1× амплитуда
  • Нормални машини: 2×/1× < 0.2-0.3
  • Подозрителна пукнатина: 2×/1× > 0,5 и нарастваща
  • Потвърдена пукнатина: 2×/1× приближаваща се или надвишаваща 1.0
  • Аварийна ситуация: 2×/1× > 2.0, препоръчва се незабавно изключване

Тестване на преходни процеси

  • Диаграми на Боде по време на стартиране/инерция
  • Напуканият ротор показва необичайно 2× поведение
  • Може да се видят два пика на 1/2 от всеки критична скорост
  • Фазовите промени се различават от нормалната реакция на дисбаланс

Неразрушителен контрол

  • Магнитно-прашкова инспекция (MPI): Открива повърхностни и почти повърхностни пукнатини
  • Проникващо багрило: Визуално откриване на повърхностни пукнатини
  • Ултразвуково изпитване (УТ): Открива вътрешни пукнатини
  • Вихрови токове: Откриване на повърхностни пукнатини безконтактно
  • Рентгенография: Откриване на вътрешни пукнатини в критични компоненти

Реагиране при извънредни ситуации

При откриване на предполагаема пукнатина

  1. Увеличете мониторинга: От месечно до ежедневно или непрекъснато
  2. Намалете оперативната тежест: Намалете скоростта или натоварването, ако е възможно
  3. Планирайте незабавна проверка: Запишете час за безразрушително изследване при първа възможност
  4. Подготовка за изключване: Поръчайте резервен вал, планирайте процедурите за ремонт
  5. Оценка на риска: Изчислете времето до потенциален отказ въз основа на темпа на растеж

Ако се потвърди пукнатина

  • Незабавно изключване: Освен ако оценката на риска не покаже безопасно продължаване на експлоатацията за определен период
  • Без рестартиране: До подмяна или ремонт на вала
  • Подмяна на вал: Най-надеждното решение
  • Анализ на първопричините: Определете защо се е развила пукнатина, за да предотвратите повторно появяване

Стратегии за превенция

Дизайн

  • Елиминиране или минимизиране на концентрациите на стрес
  • Използвайте големи радиуси на заобляне (R > 0,1 × диаметър)
  • Избягвайте шпонкови канали, когато е възможно; използвайте пресовани сглобки
  • Правилен избор на материали и термична обработка
  • Повърхностни обработки (дробеструйно обработване, азотиране) за подобряване на устойчивостта на умора

Операция

  • Поддържайте добро балансирано качество (минимизиране на цикличното напрежение на огъване)
  • Прецизност подравняване (намаляване на огъващи моменти)
  • Избягвайте работа при критични скорости
  • Предотвратяване на превишаване на скоростта
  • Контролирайте термичните напрежения чрез правилно загряване/охлаждане

Поддръжка

  • Редовен мониторинг на вибрациите с 2× тенденции
  • Периодична безразрушителна проверка (годишно или при оценка на риска)
  • Предотвратява корозия (предпазва от образуване на точкова корозия)
  • Поддържа ниски вибрации (намалява цикличното напрежение)

Напуканите ротори представляват един от най-критичните режими на повреда във въртящите се машини. Комбинацията от мониторинг на вибрациите (откриване на характерен 2× растеж на сигнатурата) и периодичен безразрушителен контрол осигурява съществена защита, позволявайки откриване преди катастрофална повреда и позволяваща планирана подмяна на вала, която предотвратява големи вторични повреди и рискове за безопасността.

← Обратно към основния индекс

Категории:
WhatsApp