שירותי איזון › טורבינות ומגדשי טורבו

איזון טורבינות ומגדשי טורבו — במקום, במהירות פעולה

טורבינות קיטור, טורבינות גז, גלגלי מים, פירים ראשיים של טורבינות רוח ורוטורים של מגדשי טורבו מסתובבים במהירות כה רבה, עד שאפילו סטיות של מיקרו-גרם גורמות לרטט הרסני. אנו מבצעים איזון של רכיבים אלה בכיוון שלהם, במהירות ריצה — ללא פירוק, ללא משלוח למוסך — ותיעוד התוצאה בהתאם לתקנים ISO 20816 ו-ISO 21940-11.

רכשו את ה-Balanset-1A פנה למהנדס שלנו

איזון שדה של טורבינה ומגדש טורבו באמצעות מדידת רעידות במארז המסבים

בקיצור: הרוטורים של הטורבינה והמגדש מאוזנים במקום במהירות פעולה באמצעות שיטת מקדם ההשפעה. חיישני רטט המותקנים על בתי המסבים ומד מהירות לייזר מודדים את משרעת הרטט ואת הפאזה; מכשיר ה-Balanset-1A מחשב את מסת התיקון והזווית המדויקות עבור מישור אחד או שניים; לאחר התאמת המשקולת, נבדקת רמת הרטט הנותרת ביחס לגבולות האזור של תקן ISO 20816 עבור סוג הטורבינה הספציפי ולדרגת G של תקן ISO 21940-11 עבור הרוטור. התהליך כולו — מהפעלה ראשונה ועד לתוצאה המתועדת — אורך בדרך כלל פחות ממשמרת עבודה אחת באתר.

סימנים לכך שהטורבינה או מגדש הטורבו שלכם אינם מאוזנים

רוטורי טורבינה במהירות גבוהה מגבירים באופן דרמטי את השלכות חוסר האיזון. אסור להתעלם מאותות האזהרה הבאים:

1× רטט בפיר מרכיב תנודה בולט בתדר הפעולה מהווה את החתימה הספקטרלית הישירה של חוסר האיזון השיורי ברוטור, ויש לבחון אותו ביחס לגבולות האזורים המוגדרים בתקן ISO 20816.

עליית הטמפרטורה של המסב חוסר איזון דינמי מעמיס על מיסבי הציר והמיסבים הגליליים מעבר לקיבולת התכנונית שלהם, מאיץ את התכלות השמן ומקצר את מרווחי הטיפול.

הפעלת תהודה של הלהב רטט הפיר הנגרם מחוסר איזון מועבר לשורת הלהבים; חיתוך בתרשים קמפבל בתדר הטבעי של הלהב עלול לגרום לשבירת הלהב.

שפשופים באטמים ודליפות שמן רוטור המסתובב במיקום לא מרכזי מצמצם את המרווחים בצד אחד של טבעת האטימה, מה שיוצר סימני שחיקה על אטמי מבוך או אטמי פחמן ומאפשר לשמן או לאדים לדלוף החוצה.

תקלה עקב רטט יתר מערכות הגנה מודרניות על טורבינות מפעילות את מנגנון הכיבוי של היחידה כאשר הרטט חורג מסף אזור D בתקן ISO 20816. כיבויים חוזרים ונשנים, כאשר המכונה תקינה בכל היבט אחר, נובעים בדרך כלל מהצטברות הדרגתית של חוסר איזון.

רעידות חזקות לאחר התחזוקה החלפת להבים, ניקוי או הרכבה מחדש משנים את חלוקת המשקל, ולכן יש לבצע בדיקת איזון לפני החזרת המכשיר לשירות.

מדוע טורבינות מאבדות את שיווי המשקל — ומה העלות של זה

רוטורי הטורבינה פועלים במהירויות שבהן הם מתנהגים כגופים גמישים ולא כגופים קשיחים — הם מתכופפים קלות תחת משקלם העצמי ותחת עומס אווירודינמי, ולכן מרכז הכובד האפקטיבי נע בין מצבים שונים. חוסר האיזון מצטבר באמצעות שחיקת הלהב והצטברות משקעים בטורבינות קיטור וגז, נזק כתוצאה מקוויטציה במסלולי הזרימה ההידראוליים, הצטברות קרח על להבי טורבינות רוח, ו בלאי של אטמים המשנה את מסת הסיבוב. במגדשי טורבו, משקעי פחמן ופיח על גלגל הטורבינה הם הגורם העיקרי, והם עלולים להצטבר לאחר אלפי שעות פעולה.

העלות של חוסר איזון בטורבינה שלא טופל חורגת בהרבה מהחלפת מיסבים: כשלים עקב עייפות בלהבים מחייבים שיפוצים נרחבים, שחיקת אטמים מצריכה עיבוד מחדש מדויק, והפסקת פעולה כפויה אחת בתחנת כוח בעומס בסיס עולה פי כמה מתקציב התחזוקה השנתי כולו. מדידת רעידות בשטח בהתאם לתקני ISO 20816 מספקת למפעילים את הנתונים האובייקטיביים הדרושים כדי להחליט בין התערבות מיידית להמשך הפעלה תחת פיקוח — ההבדל בין תיקון מתוכנן לבין השבתה בלתי מתוכננת.

×10אורך חיי המסב כאשר הרטט מופחת בחצי

−70%ירידה אופיינית ברטט לאחר איזון

2מטוסים שטופלו בביקור אחד

<1 משמרתמשך עבודה טיפוסי באתר

מדוע הפחתת הרטט בחצי מאריכה את חיי המסב

ISO 281 מגדיר את אורך החיים הנקוב של מיסב גלילה כ- ל₁₀ = (C/P)^p, כאשר P הוא העומס הדינמי המופעל על המסב, והמעריך p = 3 עבור מסבי כדור ו-10/3 עבור מסבי גלילה. חוסר איזון שיורי הוא העומס הרדיאלי המסתובב P, ומשרעת הרטט עוקבת אחריו באופן ישיר — כך שהפחתת הרטט בחצי מפחיתה את P בחצי ומכפילה את אורך חיי המסב פי 2^p: אודות פי 8 עבור מיסבים כדוריים וכ-פי 10 עבור מיסבים גליליים (2^10/3 ≈ 10). בדקו את הנתונים שלכם בעצמכם ב- מחשבון אורך חיי מיסב.

כיצד לאזן טורבינה או מגדש טורבו — שלב אחר שלב

איזון שדה באמצעות ה-Balanset-1A מתבצע לפי שיטת מקדם ההשפעה — אותו תהליך שתוכלו לבצע בעצמכם באמצעות המכשיר. דרישות הדיוק עבור טורבינות מחמירות יותר, ונהלי הבטיחות קפדניים יותר מאשר ברוב הרוטורים האחרים:

מדוד את קו הבסיס. חיישני רטט מותקנים על בתי המסבים או על בסיסי התמיכה; מד-מהירות לייזר מודד את זווית הפאזה של הפיר. במהלך פעולה במהירות קבועה נרשמים משרעת הרטט והפאזה עבור כל מישור מדידה, וכך נקבעת מיקום האזור בהתאם לתקן ISO 20816.
הוסף משקולת ניסיון. משקולת ניסוי שעובדה במכונות דיוק מותקנת במיקום רדיאלי ידוע על מישור האיזון — בדרך כלל בחריץ במעגל הברגים או בכיס בקצה הלהב. הרוטור פועל שוב באותה מהירות, כך שהמכשיר קולט את תגובת המערכת.
תן למכשיר לחשב. ה-Balanset-1A משתמש במטריצת מקדמי ההשפעה כדי לקבוע את מסת התיקון המדויקת ואת המיקום הזוויתי עבור כל מישור, במטרה להגיע לדרגת G המחמירה ביותר בתקן ISO 21940-11, בהתאם לאפשרויות הגיאומטריות של הרוטור.
הרכיב את משקלי התיקון. משקולות הכיול מותקנות במיקום המחושב, והמשקל הזמני מוסר. שינוי המשקל נטו נרשם לצורך תיעוד יצרן המקור (OEM) ומעקב.
יש לוודא תאימות לתקן ISO 20816. בדיקה סופית במהירות פעולה מאשרת כי הערך הממוצע הריבועי (RMS) בפס רחב והמשרעת הסינכרונית 1× נמצאים בתוך טווח הקבלה של תקן ISO 20816. התוצאות נשמרות בדוח העבודה.

מה אנחנו מאזנים

רוטורים של טורבינות קיטור תעשייתיות (בניגוד לחץ ובעלות מעבה)
יחידות כוח של טורבינות גז וגלגלי מדחס
גלגלי טורבינות הידרואלקטריות מסוג פרנסיס, קפלן ופלטון
מכלולי הפיר הראשי של טורבינות רוח
גלגלי הטורבינה והמדחס במגדש הטורבו
רוטורים של מיקרו-טורבינות ומרחיבי ORC
אימפלרים למדחף טורבו ולמדחס במהירות גבוהה
רוטורים למתקני בדיקה של טורבינות צירית ורדיאלית

סבילות ותקנים — משפחת תקני ISO 20816

תקן ISO 20816 הוא התקן המקיף והמחייב להערכת הרטט המכני של מכונות באמצעות מדידות על חלקים שאינם מסתובבים (תיבות מיסבים, בסיסים). כל חלק עוסק בסוג מסוים של טורבינות ומגדיר ארבע דרגות חומרה (A–D) עבור מהירות או תזוזה RMS בפס רחב:

תקן ISO 20816-2 — טורבינות קיטור וגנרטורים יבשתיים בהספק של מעל 50 מגה-ואט. ספי האזור A/B הם בדרך כלל 2.3 ו-4.5 מ"מ/שנייה RMS; סף האזור D (הפסקת פעולה) הוא בדרך כלל 7.1 מ"מ/שנייה.
תקן ISO 20816-4 — טורבינות גז עם הספק של מעל 3 מגה-ואט, לרבות יחידות תעשייתיות המבוססות על מנועי סילון. קובע מגבלות נפרדות עבור רטט בין המסב למארז ותזוזה יחסית של הפיר.
תקן ISO 20816-5 — מכונות הידראוליות (משאבות וטורבינות) בתחנות כוח, לרבות גלגלי פרנסיס, קפלן ופלטון. אזורי הרטט נובעים הן מהפעלה הידראולית והן מחוסר איזון מכני.
תקן ISO 20816-21 — טורבינות רוח יבשתיות וימיות. כולל הערכת רעידות במיסב הראשי, בתיבת ההילוכים ובגנרטור במהלך פעולה רגילה.

סבילות האיזון של הרוטור עבור כל סוגי הטורבינות נקבעות על ידי תקן ISO 21940-11 דרגות G. טורבינות במהירות גבוהה דורשות בדרך כלל G 1.0 או G 2.5; גלגלי מגדש טורבו הפועלים במהירות של 100,000–300,000 סיבובים לדקה עלולים לדרוש G 0.4. מדידות ה-Balanset-1A שלנו מספקות לכם את הנתונים הדרושים להוכחת עמידה הן במגבלות הרטט המותרות על פי תקן ISO 20816 והן במגבלות חוסר האיזון השיורי על פי תקן ISO 21940-11, הכל בפגישה אחת באתר.

לצורך הבטחת בטיחות מפני תנודות הלהבים, נקודות מעבר למהירות הקריטית ממופות באמצעות מתודולוגיית דיאגרמת קמפבל; שלנו מחשבון תדר להבי טורבינה מאפשר לבדוק אם תדר התהודה הטבעי של להב כלשהו נמצא בטווח מהירות ההפעלה לפני ההפעלה או לאחר החלפת הלהבים.

ה-Balanset-1A — ערכת האיזון המלאה לשטח עבור טורבינות

כל התוכן בעמוד זה נוצר באמצעות כלי נגינה נייד אחד: ה- באלאנסט-1א. זהו מאזן דינמי ומנתח רעידות דו-ערוצי המשמש לאיזון רוטורים של טורבינות ומגדשי טורבו במצב ניוטרל, במהירות תפעול, תוך שימוש בשיטת מקדם ההשפעה ל-3 סיבובים — התוכנה מחשבת את המסה והזווית המתוקנות המדויקות ושומרת דוח.

ערכת איזון Balanset-1A מלאה הכוללת חיישנים, מד סל"ד לייזר, משקל ומארז

מה כלול בערכה המלאה

€1,975 · ערכה מלאה, במלאי, חשבונית עם מע"מ

יחידת מדידה לממשק (USB, 2 ערוצים)
שני מד-תאוצה לרטט (כבל באורך 4 מ', 10 מ' כאופציה)
מד מהירות לייזר / חיישן פאזה אופטי (50–500 מ"מ)
מעמד מגנטי לחיישן
מאזניים דיגיטליים למשקולות בדיקה ותיקון
תוכנה לאיזון וניתוח חלונות
מארז נשיאה מפלסטיק

צפה ב-Balanset-1A פנה למהנדס שלנו

מוּמלָץ

ערכה מלאה

יחידה · 2 חיישנים · מד סיבובים לייזר · מעמד מגנטי · משקל דיגיטלי · תוכנה · תיק נשיאה. כל מה שצריך כדי להתחיל לאזן טורבינות מיד עם הוצאת המוצר מהאריזה.

יצרן ציוד מקורי (OEM)

ערכת יצרן מקורי

יחידה · 2 חיישנים · מד-מהירות לייזר · תוכנה. מיועד למתקינים שכבר מחזיקים במעמד, במשקל ובמארז, או המשלבים את היחידה במכונת איזון.

מפרט טכני עיקרי
פָּרָמֶטֶר	עֵרֶך
ערוצי מדידה	2 (איזון חד-מישורי ודו-מישורי)
טווח מהירות הרטט	0.05–100 מ"מ/שנייה
טווח תדרים	5–300 הרץ
דיוק המדידה	±5% של קנה מידה מלא
שִׁיטָה	מקדם השפעה ל-3 סיבובים (1 או 2 מישורים)
אָנָלִיזָה	משרעת ופאזה בהגדלה של 1×, ספקטרום FFT וצורת גל, דוחות שמורים
מחשב נייד	לא כלול (מחשב Windows, ניתן להזמין בנפרד)

✓ במלאי✓ DHL פורטוגל 35 אירו✓ DHL ברחבי העולם 110 אירו✓ אחריות לשנתיים✓ חשבונית מע"מ✓ תמיכה טכנית

איזון טורבינות ומגדשי טורבו בשטח

רוטור מגדש טורבו שהוכן לאיזון בשטח באמצעות מכשיר ה-Balanset-1A

הרוטור במתקן האיזון

רוטור טורבו במהירות גבוהה המצויד במכשור לאיזון שדה דו-מישורי באמצעות ה-Balanset-1A.

מדידת רעידות במיסב

החיישן ומד המהירות הלייזר הממוקמים על המסב קולטים את המשרעת והפאזה במהירות הנסיעה.

איזון בשטח לעומת מכונת איזון — מה עדיף?

השוואה: איזון בשטח לעומת מכונת איזון בסדנה
קרִיטֶרִיוֹן	איזון שדה (Balanset-1A)	מכונת איזון לסדנה
יש להסיר את הרוטור	לא — מאוזן במקומו	כן — פירוק מלא
תנאי הפעלה בפועל	כן — מהירות אמיתית, מיסבים אמיתיים	לא — מהירות נמוכה, תומכים שונים
זמן השבתה	שעות למשמרת אחת	ימים עד שבועות
אפקטים של רוטור גמיש שנתפסו	כן — כולל כיפוף במהירות	לא בנסיעה איטית לחנות
אימות רעידות לפי תקן ISO 20816	מובנה בהליך	שלב נפרד לאחר ההרכבה מחדש
תיקון דו-מישורי	כן (שני המטוסים בו-זמנית)	כֵּן
נייד — בכל מקום	כן — נכנס לתיק נשיאה	סדנה קבועה בלבד
עלות טיפוסית לכל עבודה	נמוך (ללא הובלה, ללא מנוף)	גבוה (לוגיסטיקה + זמן בחנות)

מחשבונים חינמיים לטורבינות

ISO 20816-2: רעידות בטורבינות קיטור ISO 20816-4: רעידות בטורבינות גז ISO 20816-5: רעידות במכונות הידראוליות ISO 20816-21: רעידות בטורבינות רוח תדר להבי הטורבינה (קמפבל) אי-איזון שיורי (ISO 1940) מחשבון אורך חיי המיסב

שאלות נפוצות בנושא איזון טורבינות

האם ניתן לאזן רוטור טורבינה בשטח, או שיש צורך במכונת איזון?

ניתן לאזן רוטורים של טורבינות תעשייתיות רבות במקום באמצעות שיטת מקדם ההשפעה. האיזון בשטח מתבצע במהירות הפעלה ותנאי מיסב בפועל, דבר שלעתים קרובות מייצג את התנאים האמיתיים יותר מאשר איזון בסדנה במהירות נמוכה על תומכים שונים. ה-Balanset-1A מבצע את החישובים הדו-מישוריים ומפיק תוצאה התואמת לתקן ISO. עבור רוטורים במהירות גבוהה מאוד, מעל כמה מאות מטרים לשנייה במהירות קצה, ייתכן שיהיה צורך באיזון משלים במהירות נמוכה בבור ואקום — אך איזון עדין בשטח לאחר ההרכבה הוא נוהג מקובל.

איזה חלק מתקן ISO 20816 חל על הטורבינה שלי?

יש להשתמש בתקן ISO 20816-2 עבור טורבינות קיטור וגנרטורים יבשתיים גדולים בהספק של מעל 50 מגה-ואט. תקן ISO 20816-4 מתייחס לטורבינות גז תעשייתיות בהספק של מעל 3 מגה-ואט. תקן ISO 20816-5 חל על טורבינות הידראוליות וטורבינות-משאבות בתחנות כוח. תקן ISO 20816-21 מסדיר את רטט מערכת ההנעה של טורבינות רוח. עבור מכונות קטנות יותר שאינן מכוסות במפורש, תקן ISO 20816-3 (מכונות תעשייתיות בהספק של 15–300 קילוואט) או תקן ISO 20816-1 (כללי) מספקים את המסגרת. חמשת המחשבונים שלנו מיישמים ישירות את ספי האזור של כל חלק.

איזה דרגת איזון נדרשת למגדש טורבו?

גלגלי מגדש טורבו מסוג רכב דורשים בדרך כלל איזון ברמת G 0.4 או יותר, מכיוון שהם מסתובבים במהירות של 100,000–300,000 סיבובים לדקה, ואפילו סטיות מיקרוגרמיות גורמות לעומסים ניכרים על המסבים. מגדשי טורבו תעשייתיים הפועלים במהירות של 10,000–30,000 סיבובים לדקה מאוזנים בדרך כלל לרמת G 1.0 או G 2.5. ה מחשבון חוסר איזון שיורי ממיר את מסת הרוטור ומהירותו לערך מדויק ביחידות g·mm עבור כל דרגת G.

הטורבינה שלי נכנסת למצב "overvibration" אחרי כל שיפוץ מקיף — מדוע?

הרכבה מחדש לאחר שיפוץ גורמת כמעט תמיד לשינוי במרכז הכובד של הרוטור, שכן להבים שהוחלפו, אטמים חדשים וברגים שהודקו מחדש משנים את מצב האיזון. בדיקת איזון — ותיקון במידת הצורך — היא שלב הכרחי בהפעלה מחדש לאחר כל שיפוץ מקיף של הטורבינה, ולא תוספת אופציונלית. גבולות האזורים המוגדרים בתקן ISO 20816 מספקים קריטריון קבלה ברור לפני החזרה לשירות.

האם מכשיר ה-Balanset-1A יכול למדוד את הרטט של בית המסב בהתאם לתקן ISO 20816?

כן. מכשיר ה-Balanset-1A מודד רטט ביחידות mm/s RMS, שהיא היחידה שבה משתמש תקן ISO 20816 לסיווג אזורים במארזי מיסבים. יש לחבר את חיישן הרטט למארז המיסב, להפעיל את המכונה במהירות פעולה רגילה ולקרוא את התוצאה מול טבלת האזורים של החלק הרלוונטי — או להשתמש באחד מחמשת מחשבוני הטורבינה המופיעים בעמוד זה כדי לבצע את ההשוואה באופן אוטומטי.

איך אדע אם עליי לאזן במישור אחד או בשניים?

רוטורים שאורכם הצירתי קטן מכמחצית הקוטר (דמויי דיסק) מאוזנים בדרך כלל במישור אחד. רוטורים ארוכים יותר — רוב הטורבינות, מדחסים רב-שלביים ומכלולי מגדש טורבו הכוללים גלגלי טורבינה ומדחס — זקוקים לתיקון דו-מישורי כדי לבטל חוסר איזון סטטי ודינמי כאחד. ה-Balanset-1A תומך בשני המצבים; בחר באפשרות הדו-מישורית אם אתה מבחין בהבדל משמעותי בשלב הרטט בין שתי עמדות המסבים.

למד את התיאוריה

איזון שדה ציוני איכות איזון איזון דינמי תהודה של הלהב חוסר איזון שיורי איזון דו-מישורי

בדקו ואיזנו את הטורבינה שלכם — בהתאם לתקן ISO

מכשיר ה-Balanset-1A מודד את הרטט של בית המסב בהתאם לתקן ISO 20816 ומבצע איזון שדה דו-מישורי בהתאם לתקן ISO 21940-11 — ובכך מספק הן אבחון והן תיקון במכשיר נייד אחד, עם תוצאות מתועדות עבור כל משימה.

צפה ב-Balanset-1A שאל שאלה בפורום