¿Qué es la sincronización de las puntas de las cuchillas? Monitoreo no intrusivo de cuchillas • Balanceador portátil, analizador de vibraciones "Balanset" para el balanceo dinámico de trituradoras, ventiladores, trituradoras, sinfines en cosechadoras, ejes, centrífugas, turbinas y muchos otros rotores. ¿Qué es la sincronización de las puntas de las cuchillas? Monitoreo no intrusivo de cuchillas • Balanceador portátil, analizador de vibraciones "Balanset" para el balanceo dinámico de trituradoras, ventiladores, trituradoras, sinfines en cosechadoras, ejes, centrífugas, turbinas y muchos otros rotores.

¿Qué es la sincronización de las puntas de las palas? Monitoreo no intrusivo de palas

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Comprensión de la sincronización de la punta de la cuchilla

Definición: ¿Qué es la sincronización de la punta de la cuchilla?

Sincronización de la punta de la cuchilla (BTT, también llamado sistema de medición de tensión no intrusiva o NSMS) es una técnica de medición avanzada para monitorear turbinas, compresores o álabes de ventilador individuales. vibración y la tensión mediante sensores ópticos o capacitivos estacionarios que detectan los tiempos de llegada precisos de las puntas de las palas al pasar por las ubicaciones de los sensores. Al comparar los tiempos de llegada reales con los esperados (según la velocidad del rotor), los sistemas BTT calculan la deflexión de las palas, la frecuencia de vibración y la amplitud, y pueden detectar resonancias de las palas, grietas y vibraciones anormales en las palas individuales sin necesidad de instrumentación montada en las propias palas giratorias.

BTT es el método principal para monitorear el estado de las palas en turbinas de gas (motores de aeronaves, turbinas industriales) y es fundamental para detectar fallas en las palas. fatiga, condiciones de resonancia y daños por objetos extraños que podrían provocar una falla catastrófica de las palas y la destrucción del motor.

Principio de funcionamiento

Medición del tiempo de llegada

  1. Sensores posicionados: Múltiples sensores (normalmente de 2 a 8) alrededor de la circunferencia de la carcasa
  2. Llegada prevista: Calcular cuándo debe llegar la punta de la pala a cada sensor en función de la velocidad del rotor
  3. Llegada real: El sensor detecta el paso de la punta de la cuchilla con precisión de microsegundos
  4. Diferencia horaria: Desviación de lo esperado = desviación de la cuchilla
  5. Sensores múltiples: Múltiples mediciones de tiempo por revolución resuelven la vibración
  6. Hoja por hoja: Cada cuchilla se rastrea individualmente

Cálculo de la deflexión

  • Desviación temporal × velocidad de la punta de la pala = desplazamiento de la punta
  • El desplazamiento indica flexión/vibración de la cuchilla
  • Resolución de tiempo de microsegundos → resolución de desplazamiento micrométrico

Tipos de sensores

Sensores ópticos

  • Fuente de luz láser o LED
  • El fotodetector detecta la luz reflejada
  • Tipo de sensor BTT más común
  • Buena precisión y fiabilidad.

Sensores capacitivos

  • Detectar la punta de la cuchilla mediante el cambio de capacitancia
  • Se requiere cuchilla conductora
  • Menos afectado por la contaminación que la óptica.
  • Distancia de detección más corta

Sensores de corrientes de Foucault

  • Similares a las sondas de proximidad
  • Detectar cuchillas metálicas
  • Resistente y confiable

Aplicaciones

Motores de turbina de gas

  • Desarrollo y certificación de motores de aeronaves
  • Puesta en marcha de turbinas industriales
  • Monitoreo de compresores y álabes de turbina
  • Detección de aleteo y resonancia

Turbinas de vapor

  • Monitoreo de álabes de turbina LP
  • Detectar daños o resonancia en las cuchillas
  • Evaluación de la vibración de cuchillas largas

Ventiladores y compresores grandes

  • Ventiladores de tiro inducido en centrales eléctricas
  • Etapas del compresor axial
  • Monitoreo del estado crítico de las cuchillas

Información proporcionada

Comportamiento de cada cuchilla

  • Cada cuchilla se rastrea por separado
  • Identificar qué cuchillas específicas vibran
  • Detectar cuchillas agrietadas (frecuencia diferente)
  • Detección de FOD (daños por objetos extraños)

Frecuencias de vibración

  • Frecuencias naturales de las palas durante el funcionamiento
  • Detectar condiciones de resonancia
  • Identificación de aleteo
  • Caracterización de la respuesta forzada

Evaluación del estrés

  • La deflexión de la cuchilla indica tensión de flexión
  • Monitoreo de fatiga de alto ciclo
  • Comparar con los límites de diseño
  • Predecir la vida útil restante de la cuchilla

Ventajas sobre los medidores de tensión

Sin instrumentación rotatoria

  • Los medidores de tensión requieren instalación en las palas
  • ¿Necesita anillos colectores o telemetría (complejo, costoso)?
  • BTT utiliza únicamente sensores estacionarios
  • Menor costo y complejidad

Todas las cuchillas monitoreadas

  • Los medidores de tensión suelen estar en 1 o 2 hojas
  • BTT monitorea cada pala en la etapa
  • Identifica hojas atípicas
  • Evaluación completa de la población

Capacidad permanente

  • Se puede instalar de forma permanente
  • Monitoreo continuo o periódico
  • Los medidores de tensión a menudo solo realizan pruebas

Desafíos

Procesamiento de señales complejas

  • Datos submuestreados (pocos puntos por revolución)
  • Se necesitan algoritmos sofisticados
  • Desafíos del aliasing
  • Requiere software especializado

Requisitos de instalación

  • Debe acceder a la ruta de la cuchilla
  • Es posible que se necesiten modificaciones en la carcasa.
  • Posicionamiento preciso del sensor
  • Calibración para geometría de cuchilla específica

Cuestiones medioambientales

  • Contaminación en la óptica (escape, aceite)
  • Sensores que afectan la alta temperatura
  • Vibración de la carcasa que afecta las mediciones

La sincronización de las puntas de los álabes es una técnica especializada pero potente para la medición no intrusiva de la vibración de los álabes en turbomáquinas. Al sincronizar con precisión la llegada de las puntas de los álabes a múltiples sensores, los sistemas BTT monitorizan el estado de cada álabes, detectan resonancias y grietas, y previenen fallos catastróficos en turbinas de gas y otras máquinas rotativas con álabes, donde la integridad de los álabes es crucial para un funcionamiento seguro y fiable.

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