ファンの欠陥を理解する
定義: ファンの欠陥とは何ですか?
ファンの欠陥 産業用ファンおよび送風機の故障には、ブレードの損傷（ひび割れ、浸食、堆積）などが含まれます。, アンバランス 材料の損失や蓄積、空力不安定性（失速、サージ）、構造上の問題（ブレードの緩み、ハブの亀裂）、ベアリング/駆動装置の故障などにより、これらの欠陥が特徴的な 振動 支配的なパターン ブレード通過頻度 およびその高調波、1×アンバランス振動、低周波空力脈動も含まれます。.
ファンは産業施設（空調、プロセス冷却、燃焼空気、マテリアルハンドリング）のいたるところに存在し、その故障は生産性、安全性（換気）、そしてエネルギー効率に影響を及ぼす可能性があります。ファン特有の欠陥と監視手法を理解することで、効果的なメンテナンスが可能になり、ブレードの重大な故障を防ぐことができます。.
一般的なファンの欠陥
1. 刃の損傷と侵食
材料の蓄積
- 原因： ブレードに蓄積したほこり、スケール、またはプロセス材料
- 効果： 質量の不均衡が生じ、空気力学が変化する
- 症状： 時間の経過とともに1倍の振動が増加
- 共通: マテリアルハンドリングファン、プロセス排気ファン
- 解決策 定期的な清掃、上流ろ過
侵食と摩耗
- 原因： 刃の表面を摩耗させる研磨粒子
- 効果： 材料の損失により不均衡が生じ、性能が低下する
- パターン： 通常は非対称（前縁が後縁より長い）
- 検出： 振動が1倍に増加し、パフォーマンスが低下する
腐食
- 刃材への化学攻撃
- ピットや材料損失が発生する
- 刃の強度を低下させる
- ひび割れや刃の破損につながる可能性があります
刃のひび割れ
- 場所: ブレード根元（ハブアタッチメント）、前縁、溶接接合部
- 原因: 疲労、腐食、衝撃、振動
- 症状： 振動パターンの変更、2倍のコンポーネントが可能
- 危険： ブレードの完全な分離につながる可能性がある
刃の欠損または破損
- 非対称ブレード構成による深刻なアンバランス
- 非常に高い1倍振動
- 異常なブレード通過頻度パターン
- 直ちにシャットダウンして修理が必要です
2. アンバランス
最も一般的なファンの振動の問題:
- 情報源 堆積、侵食、製造公差、ブレードの損傷
- サイン： 1×同期振動
- 修正： フィールド・バランシング しばしば効果的
- 定期的: 根本原因（浸食、蓄積源）に対処する必要がある場合があります
3. 空気力学的不安定性
ストール
- 設計外条件におけるブレード表面からの気流剥離
- ランダムな乱流が広帯域振動を生み出す
- 効率とパフォーマンスの低下
- 低流量または高入口抵抗でよく見られます
うねり
- システム内の周期的な流れの逆転
- 非常に低い周波数（< 5 Hz）の激しい脈動
- ファンやダクトを損傷する可能性があります
- 排除するにはシステムの変更が必要
4. 構造および機械的な問題
- ルーズブレード: セットスクリューまたは溶接の不具合、多重高調波
- ひびの入ったハブ: ハブ構造の故障は壊滅的な被害をもたらす可能性がある
- 摩耗したシャフト: ファンホイールがずれて振れが生じる
- 住宅共鳴: BPFまたは高調波で共振するファンケーシングまたはダクト
5. ドライブとベアリングの問題
- ベルトドライブの問題（摩耗、ずれ、張力）
- ベアリングの故障（汚れた環境や高温の環境でよく発生）
- カップリングの問題（ずれ、摩耗）
- ファンの動作に影響を与えるモーターの欠陥
振動特性
ブレード通過周波数（BPF）
キーファン固有の周波数:
- 計算： BPF = ブレード数 × RPM / 60
- 例： 12枚羽根ファン（1200 RPM）→BPF = 240 Hz
- 通常の振幅: ファンの種類によって異なります（軸流ファンは遠心ファンよりも高い）
- BPF の上昇: ブレードの損傷、クリアランスの問題、空力の問題
- 倍音: 2×BPF、3×BPFはブレードの問題または共振を示します
アンバランス（1×）
- 最も一般的な高振幅成分
- 蓄積や侵食により増加する
- バランス調整で修正可能
- 根本原因に対処しないと再発する可能性がある
空気力学的脈動
- ストール： ブロードバンドの増加、ランダムな変動
- うねり： 1～5 Hzの激しい脈動
- 乱気流: 広帯域低周波（10～100 Hz）
ファン特有の考慮事項
ファンの種類と欠陥パターン
遠心ファン
- 不均衡が最も一般的な問題
- BPFは通常中程度の振幅
- 後方に曲がった刃に堆積物が付着することが多い
- プロセス汚染によるシールとベアリングの問題
軸流ファン
- BPF振幅が高いほど正常
- ブレード先端のクリアランスが重要
- 空気力学的不安定性がより一般的に
- 交互の空力負荷によるブレードの疲労
誘引通風（ID）ファン
- フライアッシュや粒子による深刻な侵食
- 高温が材料に及ぼす影響
- 腐食性環境
- 頻繁な再調整が必要
診断戦略
初期評価
- ベアリング全体の振動を測定する
- FFT分析を実行して主要な周波数を特定する
- 1×（アンバランス）、BPF（ブレードの問題）、ベアリング周波数をチェック
- パフォーマンス（流量、圧力）を評価する
- アクセス可能な場合は目視検査
問題の特定
- ハイ1×： アンバランス → ファンのバランスをとるか、ファンをきれいにする
- 高BPF: ブレードの損傷、クリアランスの問題 → ブレードを検査する
- ブロードバンド: キャビテーションまたは失速 → 動作点を確認
- 低周波: サージまたは再循環→システム変更
- ベアリング周波数: ベアリングの摩耗→ベアリングの交換
予防とメンテナンス
バランシング
- 現場でのファンホイールのバランス調整
- 洗浄またはブレードの修理後の再バランス調整
- 調整にはクリップ式またはボルト式のウェイトを使用します
- 参考のためにバランスウェイトを文書化する
検査と清掃
- 堆積、浸食、損傷の定期検査
- 停電中にブレードを清掃する
- ブレードの取り付けの安全性を確認する
- 特に刃の根元に亀裂がないか確認する
運用慣行
- 可能な場合は設計点付近で操作する
- 極端な状態（非常に高い流量または非常に低い流量）での長時間の動作は避けてください。
- 入口条件を制御する（乱流を最小限に抑える）
- 侵食性/腐食性サービスに対する保護コーティングを実施する
ファンの不具合は、あらゆる回転機器に共通する機械的な問題と、ファン特有の空力特性の問題が組み合わさったものです。ブレード通過周波数特性と標準的な振動解析技術を組み合わせることで、ファンの状態を効果的に監視し、産業施設におけるこれらの重要な空気移動機械のメンテナンス判断を導きます。.
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