Hvad er en revnet rotor? Detektion og reaktion • Bærbar balancer, vibrationsanalysator "Balanset" til dynamisk balancering af knusere, ventilatorer, mulchere, snegle på mejetærskere, aksler, centrifuger, turbiner og mange andre rotorer Hvad er en revnet rotor? Detektion og reaktion • Bærbar balancer, vibrationsanalysator "Balanset" til dynamisk balancering af knusere, ventilatorer, mulchere, snegle på mejetærskere, aksler, centrifuger, turbiner og mange andre rotorer

Hvad er en revnet rotor? Detektion og reaktion

Udgivet af admin på

Forståelse af revnede rotorer

Definition: Hvad er en revnet rotor?

A revnet rotor er en Rotor eller roterende aksel, der har udviklet en udmattelsesrevne – et brud, der forplanter sig gennem materialet fra cyklisk belastning. Dette er stort set det samme som en aksel revne men fremhæver den komplette rotorenhed snarere end blot akselelementet. Revnede rotorer er ekstremt farlige, fordi revnen kan sprede sig fra en lille, uopdagelig fejl til et komplet katastrofalt brud på dage eller uger, når den først er opdaget. vibrationer overvågning.

Den karakteristiske vibrationssignatur for en revnet rotor er en fremtrædende 2× (anden harmonisk) en komponent, der vokser i takt med at revnen udbreder sig, hvilket skyldes variationen i akselstivhed to gange pr. omdrejning, når revnen åbner og lukker sig under rotation.

Hvordan revner udvikler sig i rotorer

Sprækkeinitieringssteder

Revner starter næsten altid ved spændingskoncentrationer:

  • Nøglespor: Skarpe hjørner ved kilesporsender (det mest almindelige startsted)
  • Diameterændringer: Skuldre, trin eller overgange
  • Gevindsektioner: Trådrødder skaber spændingskoncentration
  • Huller og tværbor: Til oliekanaler eller montering
  • Press Fit Kanter: Interferenspasninger skaber restspænding
  • Svejsninger: Varmepåvirkede zoner og svejsetåer
  • Korrosionshuller: Overfladefejl fra korrosion
  • Maskinbearbejdningsmærker: Værktøjsmærker, især hvis de er vinkelret på spændingen

Revnevækstproces

  1. Dannelse af mikrorevner: Starter typisk ved stresskoncentration < 1 mm
  2. Langsom udbredelse: Revnen vokser trinvist med hver belastningscyklus (kan tage år)
  3. Acceleration: Efterhånden som revnen vokser, øges spændingsintensiteten, og væksthastigheden accelererer
  4. Detekterbar fase: Revne 10-30% gennem diameteren, 2 gange vibration opstår
  5. Kritisk størrelse: Resterende materiale er utilstrækkeligt til at bære belastninger
  6. Katastrofale brud: Pludselig, fuldstændig akselfejl

Den karakteristiske 2X vibrationssignatur

Hvorfor revner producerer dobbelt så stor vibration

Mekanismen for åndedrætssprækken:

  • Revne lukket (kompression): Når revneområdet er under kompression (bunden af rotationen for vandret aksel), berører revnefladerne hinanden, og akselstivheden er højere
  • Sprække åben (spænding): Når revnen er spændt (øverst i rotationen), åbner revnen sig, og akselstivheden falder
  • To gange pr. omdrejning: Stivheden ændrer sig to gange pr. omdrejning (én gang når revnen er orienteret opad, én gang når den er orienteret nedad)
  • 2× Tvangspåvirkning: Stivhedsvariation ved 2× frekvens skaber 2× vibrationsrespons
  • Amplitudevækst: Efterhånden som revnen vokser, øges stivhedsasymmetrien, 2× amplituden øges

Vibrationsegenskaber

  • Primær indikator: 2×-komponent fremkommer og vokser over tid
  • 1× Ændringer: 1× vibration kan også øges, da revnen skaber restbøjning
  • Højere harmoniske: 3×, 4× kan forekomme, når revnen bliver alvorlig
  • Fase Opførsel: Fasevinkler kan ændre sig anderledes under opstart/friløb end for ubalance
  • Temperaturfølsomhed: 2× amplitude kan variere med akseltemperaturen (påvirker revneåbning)

Detektion og diagnose

Vibrationsovervågning

Trendende 2X/1X-forhold

  • Overvågningsforhold på 2× amplitude til 1× amplitude
  • Normalt maskineri: 2×/1× < 0.2-0.3
  • Mistanke om revne: 2×/1× > 0,5 og stigende
  • Bekræftet revne: 2×/1× nærmer sig eller overstiger 1,0
  • Nødsituation: 2×/1× > 2,0, øjeblikkelig nedlukning anbefales

Transient testning

  • Bode-plot under opstart/friløb
  • Revnet rotor viser usædvanlig 2× opførsel
  • Kan se to toppe ved halvdelen af hver kritisk hastighed
  • Faseændringer adskiller sig fra normal ubalancerespons

Ikke-destruktiv undersøgelse

  • Magnetisk partikelinspektion (MPI): Registrerer revner på overfladen og nær overfladen
  • Farvepenetrant: Visuel detektion af overfladebrydende revner
  • Ultralydstestning (UT): Registrerer indvendige revner
  • Hvirvelstrøm: Detektion af overfladerevner uden kontakt
  • Røntgen: Intern revnedetektion i kritiske komponenter

Nødberedskab

Ved påvisning af mistænkt revne

  1. Øg overvågning: Fra månedlig til daglig eller kontinuerlig
  2. Reducer driftssværhedsgraden: Sænk hastigheden eller belastningen, hvis det er muligt
  3. Planlæg øjeblikkelig inspektion: Planlæg NDT-undersøgelse hurtigst muligt
  4. Forbered dig på nedlukning: Hav en udskiftningsaksel bestilt, planlæg reparationsprocedurer
  5. Risikovurdering: Beregn tid til potentiel fiasko baseret på vækstrate

Hvis revnen er bekræftet

  • Øjeblikkelig nedlukning: Medmindre risikovurderingen viser sikker fortsat drift i en defineret periode
  • Ingen genstart: Indtil akslen er udskiftet eller repareret
  • Udskiftning af aksel: Den mest pålidelige løsning
  • Analyse af rodårsagen: Bestem hvorfor revnen opstod for at forhindre gentagelse

Forebyggelsesstrategier

Design

  • Eliminer eller minimer stresskoncentrationer
  • Brug store filet-radier (R > 0,1 × diameter)
  • Undgå notgange når det er muligt; brug interferenspasninger
  • Korrekt materialevalg og varmebehandling
  • Overfladebehandlinger (kugleblæsning, nitrering) for at forbedre udmattelsesbestandigheden

Operation

  • Oprethold god balancekvalitet (minimer cyklisk bøjningsspænding)
  • Præcision justering (reducer bøjningsmomenter)
  • Undgå drift ved kritiske hastigheder
  • Forhindr hændelser med overhastighed
  • Kontroller termiske belastninger gennem korrekt opvarmning/nedkøling

Opretholdelse

  • Regelmæssig vibrationsovervågning med 2× trending
  • Periodisk NDT-inspektion (årligt eller pr. risikovurdering)
  • Forebygge korrosion (beskytter mod grubedannelse)
  • Oprethold lav vibration (reducerer cyklisk stress)

Revnede rotorer repræsenterer en af de mest kritiske fejltilstande i roterende maskiner. Kombinationen af vibrationsovervågning (detektering af karakteristisk 2× signaturvækst) og periodisk ikke-destruktiv undersøgelse giver essentiel beskyttelse, der muliggør detektering før katastrofale fejl og muliggør planlagt akseludskiftning, der forhindrer omfattende sekundære skader og sikkerhedsrisici.

← Tilbage til hovedindekset

Kategorier:
WhatsApp