Κατανόηση των ραγισμένων ρότορων
Ορισμός: Τι είναι ένας ραγισμένος ρότορας;
A ραγισμένος ρότορας είναι ένα ρότορας ή περιστρεφόμενο άξονα που έχει αναπτύξει ρωγμή κόπωσης—ένα κάταγμα που διαδίδεται μέσω του υλικού από κυκλική τάση. Αυτό είναι ουσιαστικά το ίδιο με ένα ρωγμή άξονα αλλά δίνει έμφαση στο πλήρες συγκρότημα του ρότορα και όχι μόνο στο στοιχείο του άξονα. Οι ραγισμένοι ρότορες είναι εξαιρετικά επικίνδυνοι επειδή η ρωγμή μπορεί να εξαπλωθεί από ένα μικρό, μη ανιχνεύσιμο ελάττωμα σε πλήρες καταστροφικό κάταγμα σε ημέρες ή εβδομάδες μόλις ανιχνευθεί μέσω δόνηση παρακολούθηση.
Η χαρακτηριστική υπογραφή δόνησης ενός ραγισμένου ρότορα είναι μια εξέχουσα 2× (δεύτερη αρμονική) ένα συστατικό που μεγαλώνει καθώς η ρωγμή διαδίδεται, ως αποτέλεσμα της διπλάσιας ανά περιστροφή μεταβολής στην ακαμψία του άξονα καθώς η ρωγμή ανοίγει και κλείνει κατά την περιστροφή.
Πώς αναπτύσσονται ρωγμές σε ρότορες
Ιστότοποι Έναρξης Ρωγμών
Οι ρωγμές σχεδόν πάντα ξεκινούν σε συγκεντρώσεις τάσης:
- Κλειδαρότρυπες: Αιχμηρές γωνίες στα άκρα των κλειδαρότρυπων (η πιο συνηθισμένη θέση έναρξης)
- Αλλαγές διαμέτρου: Ώμοι, βήματα ή μεταβάσεις
- Τμήματα με σπείρωμα: Οι ρίζες των νημάτων δημιουργούν συγκέντρωση τάσης
- Τρύπες και εγκάρσιες τρυπάνια: Για διόδους λαδιού ή τοποθέτηση
- Πιέστε τις άκρες για προσαρμογή: Οι παρεμβολές δημιουργούν υπολειμματική τάση
- Συγκολλήσεις: Ζώνες που επηρεάζονται από τη θερμότητα και δάκτυλα συγκόλλησης
- Λάκκοι διάβρωσης: Επιφανειακά ελαττώματα από διάβρωση
- Σημάδια κατεργασίας: Σημάδια από εργαλεία, ειδικά αν είναι κάθετα στην τάση
Διαδικασία Ανάπτυξης Ρωγμών
- Σχηματισμός μικρορωγμών: Ξεκινά συνήθως σε συγκέντρωση στρες < 1 χιλ.
- Αργή Διάδοση: Η ρωγμή μεγαλώνει σταδιακά με κάθε κύκλο τάσης (μπορεί να χρειαστούν χρόνια)
- Επιτάχυνση: Καθώς η ρωγμή μεγαλώνει, η ένταση της καταπόνησης αυξάνεται, ο ρυθμός ανάπτυξης επιταχύνεται
- Ανιχνεύσιμο στάδιο: Ρωγμή 10-30% διαμέσου της διαμέτρου, εμφανίζεται 2× δόνηση
- Κρίσιμο μέγεθος: Υπόλοιπο υλικό ανεπαρκές για τη μεταφορά φορτίων
- Καταστροφικό κάταγμα: Ξαφνική, πλήρης βλάβη του άξονα
Η χαρακτηριστική υπογραφή δόνησης 2X
Γιατί οι ρωγμές παράγουν 2 φορές μεγαλύτερη δόνηση
Ο μηχανισμός αναπνοής ρωγμών:
- Ρωγμή Κλειστή (Συμπίεση): Όταν η περιοχή της ρωγμής βρίσκεται σε συμπίεση (κάτω μέρος της περιστροφής για τον οριζόντιο άξονα), οι επιφάνειες της ρωγμής έρχονται σε επαφή, η ακαμψία του άξονα είναι υψηλότερη.
- Ρωγμή ανοιχτή (Τάση): Όταν η ρωγμή βρίσκεται σε εφελκυσμό (κορυφή περιστροφής), η ρωγμή ανοίγει και η ακαμψία του άξονα μειώνεται.
- Δύο φορές ανά επανάσταση: Η ακαμψία αλλάζει δύο φορές ανά περιστροφή (μία φορά όταν η ρωγμή είναι προσανατολισμένη προς τα πάνω, μία φορά όταν είναι προσανατολισμένη προς τα κάτω)
- 2× Αναγκάζοντας: Η μεταβολή της ακαμψίας σε συχνότητα 2× δημιουργεί απόκριση δόνησης 2×
- Αύξηση πλάτους: Καθώς η ρωγμή μεγαλώνει, η ασυμμετρία της ακαμψίας αυξάνεται, το πλάτος αυξάνεται κατά 2 φορές
Χαρακτηριστικά κραδασμών
- Πρωτεύων Δείκτης: 2× στοιχείο που αναδύεται και αναπτύσσεται με την πάροδο του χρόνου
- 1× Αλλαγές: Η δόνηση 1× μπορεί επίσης να αυξηθεί καθώς η ρωγμή δημιουργεί υπολειμματική καμπύλη
- Ανώτερες Αρμονικές: Ενδέχεται να εμφανιστούν 3×, 4× καθώς η ρωγμή γίνεται σοβαρή
- Φάση Συμπεριφορά: Οι γωνίες φάσης ενδέχεται να αλλάξουν κατά την εκκίνηση/λειτουργία με νεκρά με διαφορετικό τρόπο από ό,τι για ανισορροπία
- Ευαισθησία θερμοκρασίας: Το πλάτος 2× μπορεί να ποικίλλει ανάλογα με τη θερμοκρασία του άξονα (επηρεάζοντας το άνοιγμα της ρωγμής)
Ανίχνευση και Διάγνωση
Παρακολούθηση κραδασμών
Τάση 2X/1X Αναλογία
- Αναλογία οθόνης πλάτους 2× προς πλάτος 1×
- Κανονικά μηχανήματα: 2×/1× < 0.2-0.3
- Ύποπτη ρωγμή: 2×/1× > 0,5 και αυξανόμενη
- Επιβεβαιωμένη ρωγμή: 2×/1× που πλησιάζει ή υπερβαίνει το 1,0
- Έκτακτη ανάγκη: 2×/1× > 2.0, συνιστάται άμεση διακοπή λειτουργίας
Παροδικές δοκιμές
- Διαγράμματα Bode κατά την εκκίνηση/λειτουργία με νεκρά
- Ο ραγισμένος ρότορας παρουσιάζει ασυνήθιστη συμπεριφορά 2×
- Μπορεί να δει δύο κορυφές στο 1/2 της καθεμίας κρίσιμη ταχύτητα
- Οι αλλαγές φάσης διαφέρουν από την κανονική απόκριση ανισορροπίας
Μη Καταστροφική Εξέταση
- Επιθεώρηση Μαγνητικών Σωματιδίων (MPI): Εντοπίζει επιφανειακές και σχεδόν επιφανειακές ρωγμές
- Διεισδυτικό χρωστικής: Οπτική ανίχνευση επιφανειακών ρωγμών που σπάνε
- Υπερηχητικός Έλεγχος (UT): Εντοπίζει εσωτερικές ρωγμές
- Έντι Κέρεντ: Ανίχνευση επιφανειακών ρωγμών χωρίς επαφή
- Ακτινογραφία: Ανίχνευση εσωτερικών ρωγμών σε κρίσιμα εξαρτήματα
Αντιμετώπιση έκτακτης ανάγκης
Μετά την ανίχνευση ύποπτης ρωγμής
- Αύξηση παρακολούθησης: Από μηνιαία σε ημερήσια ή συνεχή
- Μείωση της σοβαρότητας της λειτουργίας: Χαμηλώστε την ταχύτητα ή το φορτίο, εάν είναι δυνατόν
- Σχεδιάστε Άμεση Επιθεώρηση: Προγραμματίστε την εξέταση NDT το συντομότερο δυνατό
- Προετοιμασία για τερματισμό λειτουργίας: Παραγγείλτε ανταλλακτικό άξονα, σχεδιάστε τις διαδικασίες επισκευής
- Εκτίμηση Κινδύνου: Υπολογισμός χρόνου έως πιθανή αποτυχία με βάση τον ρυθμό ανάπτυξης
Εάν επιβεβαιωθεί η ρωγμή
- Άμεσος τερματισμός λειτουργίας: Εκτός εάν η αξιολόγηση κινδύνου δείξει ασφαλή συνέχιση της λειτουργίας για καθορισμένο χρονικό διάστημα
- Χωρίς επανεκκίνηση: Μέχρι την αντικατάσταση ή την επισκευή του άξονα
- Αντικατάσταση άξονα: Η πιο αξιόπιστη λύση
- Ανάλυση Βασικής Αιτίας: Προσδιορίστε γιατί αναπτύχθηκε η ρωγμή για να αποτρέψετε την επανεμφάνισή της
Στρατηγικές πρόληψης
Σχέδιο
- Εξάλειψη ή ελαχιστοποίηση των συγκεντρώσεων στρες
- Χρησιμοποιήστε γενναιόδωρες ακτίνες φιλέτου (R > 0,1 × διάμετρος)
- Αποφύγετε τις κλειδαριές όταν είναι δυνατόν. Χρησιμοποιήστε παρεμβολές
- Σωστή επιλογή υλικού και θερμική επεξεργασία
- Επιφανειακές επεξεργασίες (σφαιροβολή, εναζώτωση) για βελτίωση της αντοχής στην κόπωση
Λειτουργία
- Διατηρήστε καλό ποιότητα ισορροπίας (ελαχιστοποίηση της κυκλικής τάσης κάμψης)
- Ακρίβεια ευθυγραμμία (μείωση ροπών κάμψης)
- Αποφύγετε τη λειτουργία σε κρίσιμες ταχύτητες
- Αποτροπή συμβάντων υπερβολικής ταχύτητας
- Έλεγχος θερμικών καταπονήσεων μέσω κατάλληλης προθέρμανσης/ψύξης
Συντήρηση
- Τακτική παρακολούθηση κραδασμών με 2x τάση
- Περιοδική επιθεώρηση NDT (ετησίως ή ανά αξιολόγηση κινδύνου)
- Πρόληψη διάβρωσης (προστατεύει από την έναρξη σχηματισμού οπών)
- Διατήρηση χαμηλών κραδασμών (μείωση κυκλικής καταπόνησης)
Οι ραγισμένοι ρότορες αντιπροσωπεύουν έναν από τους πιο κρίσιμους τρόπους αστοχίας σε περιστρεφόμενα μηχανήματα. Ο συνδυασμός παρακολούθησης κραδασμών (ανίχνευση χαρακτηριστικής αύξησης υπογραφής 2×) και περιοδικής μη καταστροφικής εξέτασης παρέχει ουσιαστική προστασία, επιτρέποντας την ανίχνευση πριν από καταστροφική αστοχία και επιτρέποντας την προγραμματισμένη αντικατάσταση του άξονα που αποτρέπει εκτεταμένες δευτερογενείς ζημιές και κινδύνους για την ασφάλεια.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 