ISO 21940-13: Mekaaninen värähtely – Roottorin tasapainotus – Osa 13: Keskikokoisten ja suurten roottorien paikan päällä tapahtuvan tasapainotuksen kriteerit ja suojatoimet

Yhteenveto

ISO 21940-13 on erikoisstandardi, joka keskittyy roottoreiden tasapainottamisen käytännön näkökohtiin niiden omissa laakereissa ja tukirakenteessa suoraan koneen käyttöpaikalla (paikan päällä tai kentässä tapahtuva tasapainottaminen). Se käsittelee ainutlaatuisia haasteita ja turvallisuusnäkökohtia, joita syntyy, kun tasapainotusta ei voida suorittaa erillisellä tasapainotuskoneStandardi tarjoaa kriteerit sille, milloin paikan päällä tapahtuva tasapainotus on asianmukaista, ja hahmottelee tarvittavat suojatoimet toimenpiteen turvallisen ja tehokkaan suorittamisen varmistamiseksi, erityisesti keskikokoisten ja suurten roottoreiden kohdalla, joissa riskit ovat suuremmat.

Sisällysluettelo (käsitteellinen rakenne)

Standardi on jäsennelty ohjaamaan kenttätasapainotuksen päätöksenteko- ja toteutusprosessia:

1. 1. Soveltamisala ja sovellettavuus:

   Tässä ensimmäisessä luvussa määritellään standardin erityinen painopiste ja tehdään selväksi, että se tarjoaa ohjeita ja suojatoimia prosessille, paikan päällä (tai kenttätasapainotus) keskikokoisille ja suurille roottoreille. Siinä todetaan, että tämä toimenpide suoritetaan roottorin ollessa omissa laakereissaan ja tukirakenteessaan, usein lopullisessa käyttöpaikassaan. Tässä osiossa keskeinen seikka on, että periaatteet soveltuvat roottoreihin, jotka voivat käyttäytyä joko jäykkinä tai joustavina lopullisessa asennetussa tilassaan, ja samalla tunnustetaan, että järjestelmän dynamiikka kokonaisuutena määrää tasapainotusmenetelmän. Standardi on tarkoitettu teknikoille, insinööreille ja esimiehille, joiden on päätettävä, suunniteltava ja toteutettava turvallisesti kenttätasapainotusmenettely.

2. 2. Paikan päällä tapahtuvan tasapainottamisen kriteerit:

   Tämä luku tarjoaa tärkeän päätöksentekokehyksen, joka auttaa määrittämään, onko kenttätasapainotus sopivin toimintatapa. Se ei ole aina oletusratkaisu korkean värähtelyn sattuessa. Standardi hahmottelee useita tilanteita, joissa paikan päällä tapahtuva tasapainotus on perusteltua: 1) Kun roottorin irrottaminen korjaamotasapainotusta varten on logistisesti epäkäytännöllistä tai kohtuuttoman kallista (esim. suuri turbiini- tai generaattoriroottori). 2) Kun epätasapaino johtuu tekijöistä, jotka ilmenevät vain normaaleissa käyttöolosuhteissa, kuten lämpövääristymistä, aerodynaamisista voimista tai prosessiin liittyvästä kertymästä (esim. roskat tuulettimen siivessä). 3) Lopullisessa tasapainotuksessa roottorin uudelleenasennuksen jälkeen korjaamotasapainotuksen jälkeen. Standardi suosittelee perusteellista analyysia sen varmistamiseksi, että korkea värähtely johtuu todella epätasapainosta eikä muista ongelmista, kuten virheasento, resonanssia tai löysyyttä ennen jatkamista.

3. 3. Tasapainotusmenettelyt ja -menetelmät:

   Tässä osiossa annetaan yksityiskohtainen, vaiheittainen opas kentän tasapainotusprosessin käytännön toteutukseen. Se alkaa määrittämällä kannettavien instrumenttien vaatimukset, joihin on kuuluttava monikanavainen värähtelyanalysaattori amplitudia ja vaihetta mittaava yksi tai useampi värähtelyanturi (kiihtyvyysmittarit ovat yleisimpiä), ja vaihereferenssianturi (esim. valo- tai lasertakykardi) ajoitusmerkin aikaansaamiseksi pyörivään akseliin. Luvun ydin on yksityiskohtainen kuvaus yleisesti käytetystä vaikutuskerroin menetelmä. Tämä käsittää alkuperäisen värähtelyvektorin (amplitudin ja vaiheen) tallentamisen, tunnetun koepainon kiinnittämisen tunnettuun kulma-asentoon, uuden "vastevektorin" mittaamisen ja sitten vektorimatematiikan käyttämisen tarvittavan korjauspainon sijainnin ja massan laskemiseksi. Standardi antaa ohjeita sekä yksi- että monitasoiseen tasapainotukseen tällä menetelmällä.

4. 4. Tasapainon laadun arviointi:

   Tässä luvussa tehdään tärkeä ero konepajatasapainotuksen ja kenttätasapainotuksen välillä. Vaikka konepajatasapainotuksen tavoitteena on täyttää tietty jäännösepätasapainon toleranssi, joka perustuu G-luokkakenttätasapainotuksen ensisijainen tavoite on käytännöllisempi: vähentää koneen käyttövärähtelyä hyväksyttävälle tasolle. Siksi arviointikriteerit eivät perustu jäännösepätasapainoon, vaan lopullisiin värähtelyamplitudeihin. Standardi määrittää, että lopullisen tasapainotuksen laadun arvioinnin tulisi perustua muissa asiaankuuluvissa standardeissa määriteltyihin käytönaikaisiin värähtelyrajoihin, ensisijaisesti ISO 20816 sarja. Perimmäisenä tavoitteena on vähentää 1X käyntinopeuden tärinää siten, että koneen kokonaisvärähtelytaso putoaa pitkäaikaiskäytössä hyväksyttävälle alueelle (esim. vyöhyke A tai B).

5. 5. Turvatoimet ja varotoimet:

   Tämä luku on luultavasti standardin tärkein osa, sillä kenttätasapainotukseen liittyy merkittäviä riskejä, joita ei esiinny kontrolloidussa työpajaympäristössä. Se edellyttää tiukkaa ja dokumentoitua lähestymistapaa turvallisuuteen. Keskeisiä vaatimuksia ovat: 1) Perusteellinen mekaaninen tarkastus ennen aloittamista, jossa varmistetaan, että kaikki kiinnittimet ovat tiukasti kiinni ja suojukset ovat paikoillaan. 2) Tiukka protokolla painojen kiinnittämiselle, joka edellyttää niiden positiivista kiinnittämistä (esim. hitsauksella, pultauksella tai sijoittamalla ne omiin pidikkeisiin), jotta niistä ei tule vaarallisia ammuksia. 3) Kontrolloidun pääsyn alueen luominen koneen ympärille koeajojen aikana. 4) Selkeät ja yksiselitteiset viestintäprotokollat tasapainotusanalyytikon ja koneen käyttäjän välillä. 5) Ennalta määritelty hätäpysäytysmenettely. Tämä keskittyminen turvallisuuteen on ensiarvoisen tärkeää loukkaantumisten ja vakavien laitevikojen estämiseksi.

Keskeiset käsitteet

• Kenttätasapainotus vs. työpajatasapainotus: Standardi keskittyy kokonaan roottorin tasapainottamiseen *koneessa*, toisin kuin korjaamon erillisessä tasapainotuskoneessa. Kenttätasapainotus korjaa koko roottorikokoonpanon sen toimintakunnossa.
• Tärinänvaimennus tavoitteena: Vaikka konepajatasapainotuksen tavoitteena on vähentää jäännösepätasapainoa tiettyyn toleranssiin (U_per) kentän tasapainotuksen ensisijainen tavoite on vähentää koneen käyntivärähtelyä hyväksyttävälle tasolle standardien, kuten ISO 20816, mukaisesti.
• Turvallisuus etusijalla: Tarkoituksella lisättyjen koepainojen käytön riskien vuoksi standardi painottaa erittäin voimakkaasti turvallisuusmenettelyjä ja suojatoimia.
• Vaikutuskertoimen menetelmä: Tämä on yleismaailmallinen menetelmä paikan päällä tapahtuvaan tasapainottamiseen. Se käsittää alkuperäisen värähtelyvektorin mittaamisen, tunnetun koepainon lisäämisen, uuden "vastevektorin" mittaamisen ja vektorimatematiikan käyttämisen tarvittavan korjauspainon ja sen sijoituskulman laskemiseen.

← Takaisin päähakemistoon