Comprensión del arranque en el análisis de maquinaria rotativa
Definición: ¿Qué es la carrera de calentamiento?
Período previo (También llamada prueba de arranque o de aceleración) es el proceso de acelerar una máquina rotativa desde el reposo (o baja velocidad) hasta su velocidad normal de funcionamiento mientras se monitoriza continuamente. vibración y otros parámetros. En dinámica del rotor En el análisis, una prueba de aceleración es un procedimiento de diagnóstico que registra datos de vibración durante toda la aceleración, proporcionando información crítica sobre velocidades críticas, resonancia características y cómo se comporta la máquina durante el transitorio de arranque.
Las pruebas de puesta en marcha complementan Pruebas de desaceleración y se realiza con frecuencia durante los arranques rutinarios, lo que la convierte en un método conveniente para la evaluación periódica de la dinámica del rotor sin necesidad de procedimientos especiales de parada.
Finalidad y aplicaciones
1. Verificación de velocidad crítica
El objetivo principal de las pruebas de arranque es identificar y caracterizar las velocidades críticas:
- La amplitud de vibración alcanza su punto máximo a medida que la máquina acelera a través de cada velocidad crítica.
- La magnitud máxima indica mojadura nivel y severidad
- Característica 180° fase El turno confirma resonancia
- Identifica todas las velocidades críticas entre cero y la velocidad de funcionamiento.
2. Validación del procedimiento de inicio
Confirma que los procedimientos de inicio son adecuados:
- Tasa de aceleración suficiente para superar rápidamente las velocidades críticas.
- Las amplitudes de vibración se mantienen dentro de los límites de seguridad.
- Efectos del crecimiento térmico durante el calentamiento
- Los periodos de retención de velocidad están correctamente posicionados.
3. Puesta en marcha y pruebas de aceptación
- Verificación del primer arranque de equipos nuevos
- Demostración de que se cumplen las especificaciones de diseño
- Establecimiento de datos de referencia para futuras comparaciones
- Validación de modelos y predicciones de dinámica de rotores
4. Evaluación periódica de la salud
- Comparar la preparación actual con los valores de referencia históricos.
- Detectar cambios en puntos críticos de velocidad (que indican cambios mecánicos)
- Identificar aumentos en la amplitud de vibración a velocidades críticas (amortiguación reducida, mayor desequilibrio).
- Alerta temprana de problemas en desarrollo
Procedimiento de prueba de puesta en marcha
Configuración previa a la prueba
- Instalación del sensor: Montar acelerómetros o transductores de velocidad en cada rodamiento en direcciones horizontales y verticales
- Referencia de fase: Instale tacómetro o fase clave para la medición de velocidad y fase
- Sistema de adquisición de datos: Configurar para grabación continua de alta velocidad durante todo el inicio
- Sistemas de seguridad: Verifique que todos los sistemas de seguridad funcionen correctamente y configure los niveles de disparo por vibración.
Ejecución de pruebas
- Condición inicial: Máquina en reposo, todos los sistemas listos
- Iniciar grabación: Comience la adquisición de datos antes de iniciar la conducción.
- Iniciar el proceso de arranque: Siga el procedimiento de inicio normal o modificado.
- Aceleración controlada: Acelerar a través de velocidades críticas a una velocidad definida
- Monitoreo continuo: Vigila los niveles de vibración en tiempo real por seguridad.
- Velocidad de funcionamiento máxima: Continúe operando en condiciones normales
- Estabilizar: Permitir el equilibrio térmico y mecánico
- Detener la grabación: Captura completa del funcionamiento transitorio y en estado estacionario
Consideraciones sobre la tasa de aceleración
- Demasiado rápido: Datos insuficientes a cada velocidad, pueden omitirse velocidades críticas.
- Demasiado lento: Tiempo excesivo a velocidades críticas, potencial de daños; cambios térmicos durante la prueba
- Tarifa típica: 100-500 RPM/minuto para la mayoría de los equipos industriales
- Zonas de velocidad crítica: Puede acelerar más rápidamente a través de velocidades críticas conocidas.
Métodos de análisis de datos
Análisis del diagrama de Bode
Formato de presentación estándar:
- Vibración de la gráfica amplitud vs. velocidad (gráfico superior)
- Gráfico del ángulo de fase frente a la velocidad (gráfico inferior)
- Las velocidades críticas aparecen como picos de amplitud con transiciones de fase.
- Comparar con los criterios de aceptación y las predicciones de diseño
Parcela de cascada
- Gráfico 3D que muestra espectro de frecuencias evolución con velocidad
- Muestra claramente el seguimiento de componentes síncronos 1× con velocidad
- Las resonancias de frecuencia natural aparecen como características horizontales
- Excelente para identificar componentes subsíncronos o supersíncronos.
Seguimiento de pedidos
- Analice la vibración en términos de órdenes (múltiplos de la velocidad de funcionamiento) en lugar de la frecuencia absoluta.
- 1× componente permanece en el mismo orden durante toda la ejecución
- Las frecuencias naturales aparecen como líneas de orden cambiantes.
- Particularmente útil para equipos de velocidad variable
Comparación: Carrera previa vs. Carrera posterior
| Aspecto | Período previo | descenso |
|---|---|---|
| Dirección | Aumentando la velocidad | Disminuyendo la velocidad |
| Estado energético | Añadiendo energía | Disipando energía |
| Temperatura | De frío a cálido | De cálido a frío |
| Control | Activo (puede ajustar la tasa) | Pasiva (desaceleración natural) |
| Duración | Más corto (aceleración motorizada) | Mayor duración (solo fricción/resistencia al viento) |
| Frecuencia | Cada startup | Cada apagado |
| Riesgo | Mayor (acelerando hacia la resonancia) | Baja (desacelerando fuera de resonancia) |
Cuándo utilizar cada método
- Carrera preferida: Cuando el arranque es controlado y ajustable; cuando se necesitan datos de temperatura de funcionamiento; para la monitorización rutinaria
- Preferido para la desaceleración: Para pruebas críticas de seguridad; cuando se desea un paso más lento por velocidades críticas; cuando la desconexión de la alimentación es más sencilla que un arranque controlado.
- Ambos métodos: Evaluación integral que compara condiciones de calor y frío, validando la consistencia.
Consideraciones especiales para rotores flexibles
Para rotores flexibles funcionamiento por encima de velocidades críticas:
Múltiples velocidades críticas
- Debe pasar por la primera, segunda y posiblemente tercera velocidad crítica.
- Cada una requiere una tasa de aceleración adecuada.
- El tiempo total de arranque puede ser de varios minutos.
- Es esencial la monitorización de vibraciones a todas las velocidades críticas.
Estrategia de aceleración
- Aceleración lenta: A continuación se presenta el primer punto crítico para la preparación térmica.
- Paso rápido: Acelera rápidamente en cada zona de velocidad crítica.
- Posibles puntos de espera: A velocidades intermedias para la estabilización térmica
- Aceleración final: A velocidad de funcionamiento superior a todas las velocidades críticas
Sistemas de puesta en marcha automatizados
La maquinaria moderna suele incluir secuencias de arranque automatizadas:
- Perfiles de aceleración programables: Tasas optimizadas para cada rango de velocidad
- Control basado en vibraciones: Ajuste automático de la frecuencia en función de la vibración medida.
- Enclavamientos de temperatura: Mantener la aceleración hasta que se cumplan los criterios térmicos
- Paradas de seguridad: Disparo automático si la vibración supera los límites
- Registro de datos: Registro y archivo automático de cada startup
Las pruebas de arranque proporcionan datos empíricos esenciales sobre el comportamiento de la maquinaria rotativa durante el transitorio crítico de arranque. La recopilación y comparación periódica de datos de arranque permite la detección temprana de problemas incipientes, valida los procedimientos de arranque y garantiza el paso seguro por los rangos de velocidad críticos.
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