घूर्णन मशीनरी में शाफ्ट दरारों को समझना

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Portable balancer & Vibration analyzer Balanset-1A

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Vibration sensor

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Optical Sensor (Laser Tachometer)

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Balanset-4

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Magnetic Stand Insize-60-kgf

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Reflective tape

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Dynamic balancer “Balanset-1A” OEM

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परिभाषा: शाफ्ट क्रैक क्या है?

ए शाफ्ट दरार घूर्णन शाफ्ट में एक फ्रैक्चर या असंततता है जो थकान, प्रतिबल संकेंद्रण, या भौतिक दोषों के कारण उत्पन्न होती है। दरारें आमतौर पर सतह पर शुरू होती हैं और अधिकतम तन्य प्रतिबल की दिशा के लंबवत अंदर की ओर फैलती हैं। घूर्णन मशीनरी में, शाफ्ट दरारें बेहद खतरनाक होती हैं क्योंकि ये एक छोटे, अदृश्य दोष से लेकर कुछ ही घंटों या दिनों में शाफ्ट के पूर्ण फ्रैक्चर में बदल सकती हैं, जिससे संभावित रूप से विनाशकारी उपकरण विफलता हो सकती है।.

शाफ्ट दरारें विशिष्ट उत्पादन करती हैं कंपन हस्ताक्षर, विशेष रूप से एक विशिष्ट 2× (प्रति चक्कर दो बार) घटक जो दरार के विकसित होने पर प्रकट होता है। इसके माध्यम से शीघ्र पता लगाना vibration analysis यह शाफ्ट की पूर्ण विफलता और उससे संबंधित सुरक्षा खतरों को रोकने के लिए महत्वपूर्ण है।.

शाफ्ट दरारों के सामान्य कारण

1. चक्रीय तनाव से थकान

सबसे आम कारण, विशेष रूप से घूर्णन मशीनरी में:

• झुकने से थकान: असमान कठोरता या भार के साथ घूर्णनशील शाफ्ट चक्रीय बंकन तनाव उत्पन्न करता है
• मरोड़ थकान: विद्युत संचरण शाफ्ट में दोलनशील टॉर्क
• उच्च-चक्र थकान: संचालन के वर्षों में लाखों तनाव चक्र एकत्रित होते हैं
• तनाव एकाग्रता: कुंजी मार्ग, छिद्र, फ़िलेट और ज्यामितीय असंततताएं तनाव को केंद्रित करती हैं

2. परिचालन स्थितियां

• अत्यधिक असंतुलित होना: उच्च अपकेन्द्रीय बल झुकने वाला तनाव पैदा करते हैं
• मिसलिग्न्मेंट: गलत संरेखण से झुकने वाले क्षण थकान को बढ़ाते हैं
• अनुनाद ऑपरेशन: पर या उसके निकट परिचालन महत्वपूर्ण गति उच्च विक्षेपण पैदा करता है
• अधिभार: डिज़ाइन सीमाओं से परे संचालन
• तापीय तनाव: तीव्र तापन/शीतलन चक्र या तापीय प्रवणता

3. सामग्री और विनिर्माण दोष

• सामग्री समावेशन: शाफ्ट सामग्री में स्लैग, रिक्तियां या विदेशी सामग्री
• अनुचित ताप उपचार: अपर्याप्त कठोरता या टेम्परिंग
• मशीनिंग दोष: उपकरण के निशान, गड्ढे या खरोंच जो तनाव बढ़ाते हैं
• संक्षारण गड्ढे: सतही संक्षारण से दरार आरंभ स्थल बनते हैं
• चिंता: प्रेस-फिट इंटरफेस या कीवे पर

4. परिचालन घटनाएँ

• ओवरस्पीड घटनाएँ: आपातकालीन या आकस्मिक ओवरस्पीड के कारण उच्च तनाव उत्पन्न होना
• गंभीर रगड़: संपर्क उत्पन्न करने वाली ऊष्मा और स्थानीय तनाव सांद्रता
• प्रभाव लोडिंग: प्रक्रिया में गड़बड़ी या यांत्रिक झटकों से अचानक भार
• पिछली मरम्मत: वेल्डिंग या मशीनिंग से अवशिष्ट प्रतिबल उत्पन्न होता है

टूटे हुए शाफ्ट के कंपन लक्षण

विशेषता 2× घटक

एक टूटे हुए शाफ्ट का हॉलमार्क कंपन हस्ताक्षर एक प्रमुख है 2× (दूसरा हार्मोनिक) अवयव:

2× कंपन क्यों विकसित होता है

• शाफ्ट के घूमने पर एक दरार प्रति चक्कर दो बार खुलती और बंद होती है
• जब दरार संपीड़न (घूर्णन के नीचे) में होती है, तो कठोरता अधिक होती है
• जब दरार तनाव में होती है (घूर्णन के शीर्ष पर), दरार खुल जाती है, कठोरता कम होती है
• यह दो बार प्रति क्रांति कठोरता परिवर्तन 2× बल उत्पन्न करता है
• दरार के फैलने और कठोरता की विषमता बढ़ने पर 2× आयाम बढ़ता है

अतिरिक्त कंपन संकेतक

• 1× परिवर्तन: परिवर्तित कठोरता और अवशिष्ट धनुष से 1× कंपन में क्रमिक वृद्धि
• उच्च हार्मोनिक्स: दरार की गंभीरता बढ़ने पर 3×, 4× दिखाई दे सकते हैं
• चरण परिवर्तन: स्टार्टअप/कोस्टडाउन के दौरान या विभिन्न गति पर चरण कोण में परिवर्तन
• गति-निर्भर व्यवहार: कंपन गति के साथ गैर-रैखिक रूप से बदल सकता है
• तापमान संवेदनशीलता: कंपन तापीय विस्तार के साथ दरार के खुलने/बंद होने से संबंधित हो सकता है

स्टार्टअप/कोस्टडाउन विशेषताएँ

• 2× घटक क्षणिक के दौरान असामान्य व्यवहार दिखाता है
• इसमें दो चोटियाँ दिखाई दे सकती हैं बोड प्लॉट (प्रत्येक महत्वपूर्ण गति के 1/2 पर)
• 1× घटक के चरण परिवर्तन सामान्य असंतुलन प्रतिक्रिया से भिन्न हो सकते हैं

पता लगाने के तरीके

कंपन निगरानी

रुझान विश्लेषण

• समय के साथ 2X/1X अनुपात की निगरानी करें
• 2× आयाम में क्रमिक वृद्धि चेतावनी संकेत है
• 2X/1X अनुपात > 0.5 जांच की आवश्यकता है
• कंपन पैटर्न में अचानक परिवर्तन संदिग्ध

वर्णक्रमीय विश्लेषण

• नियमित एफएफटी हार्मोनिक्स दिखाने वाला विश्लेषण
• वर्तमान और ऐतिहासिक आधार रेखा स्पेक्ट्रा की तुलना करें
• 2× शिखर के उद्भव या वृद्धि पर नज़र रखें

क्षणिक विश्लेषण

• झरना भूखंड स्टार्टअप/कोस्टडाउन के दौरान
• आयाम और कला बनाम गति दर्शाने वाले बोड आरेख
• महत्वपूर्ण गति मार्गों पर असामान्य व्यवहार

गैर-कंपन विधियाँ

1. चुंबकीय कण निरीक्षण (एमपीआई)

• सतह और सतह के निकट दरारों का पता लगाता है
• सुलभ शाफ्ट सतह की आवश्यकता है
• दरार का पता लगाने के लिए उच्च विश्वसनीयता
• नियमित रखरखाव निरीक्षण का हिस्सा

2. अल्ट्रासोनिक परीक्षण (यूटी)

• आंतरिक और सतही दरारों का पता लगाता है
• कंपन के लक्षण उत्पन्न होने से पहले ही दरारें ढूंढी जा सकती हैं
• विशेषज्ञ उपकरण और प्रशिक्षित कर्मियों की आवश्यकता है
• महत्वपूर्ण शाफ्ट के लिए अनुशंसित

3. डाई पेनेट्रेंट निरीक्षण

• सतह दरार का पता लगाने की सरल विधि
• सफाई और सतह की तैयारी की आवश्यकता है
• बिजली कटौती के दौरान सुलभ क्षेत्रों के लिए उपयोगी

4. एडी करंट परीक्षण

• गैर-संपर्क सतह दरार का पता लगाना
• स्वचालित निरीक्षण के लिए अच्छा
• गैर-चुंबकीय और चुंबकीय पदार्थों पर प्रभावी

प्रतिक्रिया और सुधारात्मक कार्रवाई

पता चलने पर तत्काल कार्रवाई

1. निगरानी आवृत्ति बढ़ाएँ: मासिक से साप्ताहिक या दैनिक तक
2. परिचालन की गंभीरता कम करें: यदि संभव हो तो गति या भार कम करें
3. योजना बंद: जल्द से जल्द सुरक्षित अवसर पर मरम्मत या प्रतिस्थापन का समय निर्धारित करें
4. एनडीई निष्पादित करें: दरार की उपस्थिति की पुष्टि करें और गंभीरता का आकलन करें
5. जोखिम आकलन: निर्धारित करें कि क्या निरंतर संचालन सुरक्षित है

दीर्घकालिक समाधान

• शाफ्ट प्रतिस्थापन: पक्की दरारों के लिए सबसे विश्वसनीय समाधान
• मरम्मत (सीमित मामले): कुछ दरारें मशीनिंग और वेल्ड के साथ निर्माण द्वारा हटाई जा सकती हैं (विशेषज्ञ मूल्यांकन की आवश्यकता होती है)
• मूल कारण विश्लेषण: पुनरावृत्ति को रोकने के लिए दरार के विकसित होने के कारण की पहचान करें
• डिज़ाइन संशोधन: तनाव सांद्रता को संबोधित करें, सामग्री चयन में सुधार करें, परिचालन स्थितियों को संशोधित करें

रोकथाम रणनीतियाँ

डिजाइन चरण में

• तीखे कोनों और तनाव सांद्रता को खत्म करें
• व्यास परिवर्तन पर उदार फ़िलेट त्रिज्या का उपयोग करें
• तनाव के स्तर और पर्यावरण के लिए उपयुक्त सामग्री निर्दिष्ट करें
• परिमित तत्व तनाव विश्लेषण करें
• थकान प्रतिरोध में सुधार के लिए सतह उपचार (शॉट पीनिंग, नाइट्राइडिंग) लागू करें

परिचालन चरण

• अच्छा बनाए रखें गुणवत्ता संतुलन चक्रीय झुकने वाले तनाव को कम करने के लिए
• सटीक संरेखण सुनिश्चित करें
• महत्वपूर्ण गति पर संचालन से बचें
• ओवरस्पीड की घटनाओं को रोकें
• उचित वार्म-अप/कूलडाउन के माध्यम से तापीय तनाव को नियंत्रित करें

रखरखाव चरण

• उपयुक्त NDE विधियों का उपयोग करके नियमित निरीक्षण
• प्रारंभिक लक्षणों का पता लगाने के लिए कंपन ट्रेंडिंग कार्यक्रम
• थकान के तनाव को कम करने के लिए आवधिक संतुलन
• संक्षारण रोकथाम और कोटिंग रखरखाव

शाफ्ट दरारें घूर्णन मशीनरी में सबसे गंभीर संभावित विफलताओं में से एक हैं। कंपन निगरानी (विशेष 2× संकेतों का पता लगाने के लिए) और आवधिक गैर-विनाशकारी परीक्षण का संयोजन दरार का शीघ्र पता लगाने के लिए सर्वोत्तम रणनीति प्रदान करता है, जिससे विनाशकारी विफलता होने से पहले नियोजित रखरखाव संभव हो पाता है।.

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