Comprensione del runup nell'analisi delle macchine rotanti
Definizione: Che cos'è Runup?
Corsa in salita (chiamato anche test di avviamento o di accelerazione) è il processo di accelerazione di una macchina rotante da ferma (o bassa velocità) alla sua normale velocità operativa, monitorando continuamente vibrazione e altri parametri. In dinamica del rotore analisi, un test di accelerazione è una procedura diagnostica che registra i dati sulle vibrazioni durante l'accelerazione, fornendo informazioni critiche su velocità critiche, risonanza caratteristiche e come si comporta la macchina durante il transitorio di avviamento.
I test di runup completano test di coastdown e viene spesso eseguito durante gli avviamenti di routine, il che lo rende un metodo conveniente per la valutazione periodica della dinamica del rotore senza richiedere procedure di arresto speciali.
Scopo e applicazioni
1. Verifica della velocità critica
L'obiettivo principale dei test di runup è identificare e caratterizzare le velocità critiche:
- L'ampiezza delle vibrazioni raggiunge il picco quando la macchina accelera attraverso ciascuna velocità critica
- La magnitudo di picco indica smorzamento livello e gravità
- Caratteristica 180° fase conferma del turno risonanza
- Identifica tutte le velocità critiche tra zero e la velocità operativa
2. Validazione della procedura di avvio
Conferma che le procedure di avvio sono appropriate:
- Velocità di accelerazione adeguata per superare rapidamente le velocità critiche
- Le ampiezze delle vibrazioni rimangono entro limiti di sicurezza
- Effetti della crescita termica durante il riscaldamento
- Tutti i periodi di mantenimento della velocità sono posizionati correttamente
3. Messa in servizio e collaudo di accettazione
- Verifica del primo avvio delle nuove apparecchiature
- Dimostrazione che le specifiche di progettazione sono soddisfatte
- Stabilire i dati di base per confronti futuri
- Validazione dei modelli dinamici del rotore e delle previsioni
4. Valutazione periodica della salute
- Confronta l'attuale incremento con le linee di base storiche
- Rilevare cambiamenti nei punti critici della velocità (indicando cambiamenti meccanici)
- Identificare gli aumenti dell'ampiezza delle vibrazioni a velocità critiche (smorzamento ridotto, squilibrio aumentato)
- Allerta precoce dei problemi in via di sviluppo
Procedura del test di accelerazione
Configurazione pre-test
- Installazione del sensore: Montare accelerometri o trasduttori di velocità su ciascun cuscinetto in direzione orizzontale e verticale
- Riferimento di fase: Installare tachimetro o fasore chiave per la misurazione della velocità e della fase
- Sistema di acquisizione dati: Configurare per la registrazione continua ad alta velocità durante l'avvio
- Sistemi di sicurezza: Verificare il funzionamento di tutti i sistemi di sicurezza, impostare i livelli di intervento delle vibrazioni
Esecuzione del test
- Condizione iniziale: Macchina a riposo, tutti i sistemi pronti
- Avvia la registrazione: Iniziare l'acquisizione dei dati prima di avviare la guida
- Avvia l'avvio: Seguire la procedura di avvio normale o modificata
- Accelerazione controllata: Accelerare attraverso velocità critiche a velocità definita
- Monitoraggio continuo: Monitora i livelli di vibrazione in tempo reale per la tua sicurezza
- Velocità operativa raggiungibile: Continuare a condizioni operative normali
- Stabilizzare: Consentire l'equilibrio termico e meccanico
- Interrompi registrazione: Cattura il funzionamento transitorio completo più quello stazionario
Considerazioni sul tasso di accelerazione
- Troppo veloce: Punti dati insufficienti a ciascuna velocità, potrebbero mancare velocità critiche
- Troppo lento: Tempo eccessivo a velocità critiche, potenziale di danni; variazioni termiche durante il test
- Tasso tipico: 100-500 giri/minuto per la maggior parte delle apparecchiature industriali
- Zone di velocità critica: Può accelerare più velocemente attraverso velocità critiche note
Metodi di analisi dei dati
Analisi del diagramma di Bode
Formato di presentazione standard:
- Vibrazione della trama ampiezza vs. velocità (grafico superiore)
- Tracciare l'angolo di fase rispetto alla velocità (grafico inferiore)
- Le velocità critiche appaiono come picchi di ampiezza con transizioni di fase
- Confronta con i criteri di accettazione e le previsioni di progettazione
Cascata/Grafico a cascata
- Visualizzazione del grafico 3D spettro di frequenza evoluzione con velocità
- Mostra chiaramente il tracciamento del componente sincrono 1× con velocità
- Le risonanze di frequenza naturale appaiono come caratteristiche orizzontali
- Ottimo per identificare componenti sub-sincroni o super-sincroni
Monitoraggio dell'ordine
- Analizzare le vibrazioni in termini di ordini (multipli della velocità di corsa) piuttosto che di frequenza assoluta
- Il componente 1× rimane nello stesso ordine durante l'esecuzione
- Le frequenze naturali appaiono come linee di ordine mutevoli
- Particolarmente utile per apparecchiature a velocità variabile
Confronto: Runup vs. Coastdown
| Aspetto | Corsa in salita | Coastdown |
|---|---|---|
| Direzione | Velocità crescente | Velocità decrescente |
| Stato energetico | Aggiungere energia | Dissipare energia |
| Temperatura | Da freddo a caldo | Da caldo a freddo |
| Controllare | Attivo (può regolare la velocità) | Passivo (decelerazione naturale) |
| Durata | Più breve (accelerazione potenziata) | Più lungo (solo attrito/derivazione) |
| Frequenza | Ogni startup | Ogni arresto |
| Rischio | Più alto (accelerare in risonanza) | Inferiore (decelerazione fuori risonanza) |
Quando utilizzare ciascun metodo
- Runup preferito: Quando l'avvio è controllato e può essere regolato; quando sono necessari dati sulla temperatura di esercizio; per il monitoraggio di routine
- Coastdown preferito: Per test critici per la sicurezza; quando è richiesto un passaggio più lento attraverso velocità critiche; quando la disconnessione dell'alimentazione è più facile dell'avvio controllato
- Entrambi i metodi: Valutazione completa che confronta le condizioni calde e fredde, convalidando la coerenza
Considerazioni speciali per i rotori flessibili
Per rotori flessibili operanti a velocità superiori a quelle critiche:
Velocità critiche multiple
- Deve superare la prima, la seconda e possibilmente la terza velocità critica
- Ciascuno richiede un tasso di accelerazione adeguato
- Il tempo totale di avvio può essere di diversi minuti
- Monitoraggio delle vibrazioni a tutte le velocità critiche essenziale
Strategia di accelerazione
- Accelerazione lenta: Di seguito il primo punto critico per la preparazione termica
- Passaggio rapido: Accelerare rapidamente attraverso ogni zona di velocità critica
- Possibili punti di attesa: A velocità intermedie per la stabilizzazione termica
- Accelerazione finale: A velocità di esercizio superiori a tutte le velocità critiche
Sistemi di avviamento automatizzati
I macchinari moderni spesso includono un sequenziamento di avviamento automatizzato:
- Profili di accelerazione programmabili: Tariffe ottimizzate per ogni intervallo di velocità
- Controllo basato sulle vibrazioni: Regola automaticamente la velocità in base alle vibrazioni misurate
- Interblocchi di temperatura: Mantenere l'accelerazione finché non vengono soddisfatti i criteri termici
- Arresti di sicurezza: Scatto automatico se la vibrazione supera i limiti
- Registrazione dei dati: Registrazione e archiviazione automatica di ogni avvio
I test di avviamento forniscono dati empirici essenziali sul comportamento delle macchine rotanti durante la fase critica di avviamento. La raccolta e il confronto periodico dei dati di avviamento consentono di individuare tempestivamente eventuali problemi, convalidare le procedure di avviamento e garantire un passaggio sicuro attraverso intervalli di velocità critici.
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