Coastdown-Analyse verstehen
Definition: Was ist eine Coastdown-Analyse?
Coastdown-Analyse ist systematisch Vibration Messung und Auswertung während der Verzögerung der Anlage von der Betriebsdrehzahl bis zum Stillstand nach Stromabschaltung, Aufzeichnung der Amplitude, Phase, Und spektraler Inhalt über den gesamten Geschwindigkeitsbereich. Analyse der Ausrolldaten durch Bode-Diagramme und Wasserfall-Displays enthüllt kritische Geschwindigkeiten, Eigenfrequenzen, Dämpfung Eigenschaften und dynamisches Rotorverhalten, die für die Inbetriebnahme der Ausrüstung, die Fehlerbehebung und die regelmäßige Zustandsüberprüfung unerlässlich sind.
Die Coastdown-Analyse ist eng verbunden mit Anlaufanalyse bietet aber die Vorteile einer natürlichen, antriebslosen Verzögerung (einfacher, sicherer) und hoher Betriebstemperaturbedingungen (im Vergleich zum Kaltstart). Es handelt sich um einen Standardtest für die Abnahme von Turbomaschinen und eine wertvolle regelmäßige Diagnose, die bei geplanten Abschaltungen durchgeführt wird.
Testverfahren
Vorbereitung
- Installieren Sie Beschleunigungsaufnehmer an allen Lagerstellen
- Verbinden Drehzahlmesser für Drehzahl- und Phasenreferenz
- Konfigurieren Sie die Datenerfassung für die kontinuierliche Aufzeichnung
- Auslösebedingungen festlegen (Geschwindigkeitsbereich, Dauer)
Ausführung
- Stabilisieren: Gerät mit konstanter Betriebsgeschwindigkeit
- Aufnahme starten: Datenerfassung starten
- Stromzufuhr trennen: Motorleistung abgeschaltet, Turbinenkraftstoffzufuhr unterbrochen usw.
- Monitor: Achten Sie auf Vibrationen während der Verzögerung
- Datensatz abgeschlossen: Weiter bis zum Stillstand oder zur Mindestgeschwindigkeit
- Daten speichern: Archivieren Sie den vollständigen Coastdown-Datensatz
Dauer
- Hängt von der Trägheit und Reibung des Rotors ab
- Kleine Motoren: 30–60 Sekunden
- Große Turbinen: 10–30 Minuten
- Längere Ausrollvorgänge liefern mehr Datenpunkte (bessere Auflösung)
Datenanalyse
Bode-Diagramm-Generierung
- Extrahieren Sie die Schwingungsamplitude bei jeder Geschwindigkeit (aus dem Tracking-Filter)
- Extrahieren Sie den Phasenwinkel bei jeder Geschwindigkeit
- Zeichnen Sie beides gegen die Geschwindigkeit auf
- Kritische Geschwindigkeiten erscheinen als Amplitudenspitzen mit Phasenübergängen
Wasserfalldiagramm
- Berechnen Sie die FFT in regelmäßigen Geschwindigkeitsintervallen
- Stapeln Sie Spektren, um eine 3D-Anzeige zu erstellen
- Drehzahlsynchrone Komponenten (1×, 2×) laufen diagonal
- Festfrequente Komponenten (Eigenfrequenzen) erscheinen vertikal
- Kritische Geschwindigkeiten als Kreuzungen sichtbar
Orbitanalyse
- Mit XY-Näherungstastern
- Welle Orbit Änderungen durch kritische Geschwindigkeiten
- Präzessionsrichtung und Formentwicklung
- Erweiterte Charakterisierung der Rotordynamik
Extrahierte Informationen
Kritische Geschwindigkeitsstandorte
- Präzise Drehzahl bei auftretenden Resonanzen
- Erste, zweite, dritte kritische Geschwindigkeit, wenn im Bereich
- Verifizierung vs. Konstruktionsberechnungen
- Bewertung des Trennungsspielraums
Resonanzstärke
- Spitzenamplitude gibt den Verstärkungsfaktor an
- Hohe Spitzen (> 5-10× Basislinie) weisen auf eine geringe Dämpfung hin
- Scharfe Spitzen sind besorgniserregender als breite Spitzen
- Beurteilen Sie, ob Vibrationen während des Übergangs akzeptabel sind
Dämpfungsquantifizierung
- Berechnung aus der Spitzenschärfe (Q-Faktor-Methode)
- Oder von der Abklingrate im Zeitbereich
- Dämpfungsverhältnis typischerweise 0,01–0,10 für Maschinen
- Geringere Dämpfung = höhere Resonanzspitzen
Anwendungen
Inbetriebnahme neuer Geräte
- Validierung beim ersten Durchlauf
- Überprüfen Sie, ob die kritischen Geschwindigkeiten den Vorhersagen entsprechen (±10-15%).
- Bestätigen Sie ausreichende Trennungsränder
- Legen Sie eine Basislinie für zukünftige Vergleiche fest
- Abnahmeprüfungsanforderung
Fehlerbehebung bei starken Vibrationen
- Bestimmen Sie, ob der Betrieb nahe der kritischen Geschwindigkeit erfolgt
- Identifizieren Sie bisher unbekannte Resonanzen
- Auswirkungen von Modifikationen (Lagerwechsel, zusätzliche Masse) beurteilen
- Vergleichen Sie vor/nach dem Ausrollen
Regelmäßige Gesundheitsbewertung
- Jährliches Ausrollen während geplanter Stillstände
- Vergleichen Sie mit der Inbetriebnahme-Basislinie
- Erkennen kritischer Geschwindigkeitsänderungen (Hinweis auf mechanische Veränderungen)
- Überwachung der Dämpfungsverschlechterung
Vorteile gegenüber dem Anlauf
Motorlose Verzögerung
- Natürliches Ausrollen durch Reibung und Luftwiderstand
- Keine Komplikationen mit dem Steuerungssystem
- Einfachere Ausführung
Langsamere Geschwindigkeitsänderungen
- Längere Zeit bei jeder Geschwindigkeit (bessere Datenauflösung)
- Mehr Datenpunkte durch kritische Geschwindigkeiten
- Verbesserte Dämpfungsmessung
Prüfung unter heißen Bedingungen
- Gerät bei Betriebstemperatur
- Lager im Betriebsspiel
- Repräsentativer für die tatsächliche Betriebsdynamik
Praktische Überlegungen
Sicherheit
- Überwachen Sie die Vibration während des Ausrollens
- Bei Überschreitung der Höchstgeschwindigkeit eine Notbremsung oder eine Durchfahrt in Erwägung ziehen
- Personal hält sich von der Ausrüstung fern
- Sicherheitssysteme funktionsfähig
Datenqualität
- Sorgen Sie für eine stabile Verzögerung (keine unregelmäßige)
- Angemessene Abtastrate für höchste Frequenzen
- Durchgehend gutes Drehzahlsignal
- Ausreichende Durchschnittswerte bei jeder Geschwindigkeit
Wiederholbarkeit
- Führen Sie zur Überprüfung mehrere Ausrollvorgänge durch
- Vergleichen Sie die Ergebnisse auf Konsistenz
- Abweichungen weisen auf veränderte Bedingungen oder Messprobleme hin
Die Ausrollanalyse ist eine grundlegende Diagnosetechnik für die Rotordynamik und ermöglicht durch Messungen während der natürlichen Verzögerung eine umfassende Charakterisierung des dynamischen Maschinenverhaltens. Die resultierenden Bode- und Wasserfalldiagramme zeigen kritische Drehzahlen, bewerten die Dämpfung und ermöglichen den Vergleich mit Konstruktionsprognosen oder historischen Basiswerten. Ausrolltests sind daher für die Inbetriebnahmevalidierung, die regelmäßige Zustandsbewertung und die Resonanzfehlersuche in rotierenden Maschinen unverzichtbar.
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