균열된 로터란 무엇인가요? 감지 및 대응 • 파쇄기, 팬, 멀처, 콤바인, 샤프트, 원심분리기, 터빈 및 기타 여러 로터의 동적 밸런싱을 위한 휴대용 밸런서, 진동 분석기 "밸런셋" 균열된 로터란 무엇인가요? 감지 및 대응 • 파쇄기, 팬, 멀처, 콤바인, 샤프트, 원심분리기, 터빈 및 기타 여러 로터의 동적 밸런싱을 위한 휴대용 밸런서, 진동 분석기 "밸런셋"

로터 균열이란? 감지 및 대응

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균열된 로터 이해하기

정의: 균열된 로터란 무엇인가?

A 균열된 로터 이다 로터 또는 피로 균열(재활 응력으로 인해 재료 전체로 전파되는 균열)이 발생한 회전축입니다. 이는 본질적으로 다음과 같습니다. 샤프트 균열 하지만 샤프트 요소만이 아니라 전체 로터 조립체를 강조합니다. 균열이 생긴 로터는 매우 위험합니다. 작고 감지할 수 없는 결함에서 균열이 감지되면 며칠 또는 몇 주 만에 완전히 파괴적인 균열로 확산될 수 있기 때문입니다. 진동 모니터링.

균열된 로터의 특징적인 진동 특징은 다음과 같습니다. 2× (2차 고조파) 회전 중에 균열이 열리고 닫히면서 샤프트 강성이 1회전당 2회 변화하여 균열이 전파되면서 커지는 구성 요소입니다.

로터에 균열이 생기는 방식

균열 시작 지점

균열은 거의 항상 응력 집중에서 시작됩니다.

  • 키웨이: 키웨이 끝부분의 날카로운 모서리(가장 일반적인 시작 지점)
  • 직경 변화: 어깨, 단계 또는 전환
  • 나사산 섹션: 응력 집중을 생성하는 실뿌리
  • 구멍과 교차 드릴: 오일 통로 또는 장착용
  • 가장자리 맞춤: 잔류응력을 생성하는 간섭 맞춤
  • 용접: 열영향부 및 용접부
  • 부식 구덩이: 표면 결함 부식
  • 가공 마크: 특히 응력에 수직인 경우 도구 표시

균열 성장 과정

  1. 미세균열 형성: 일반적으로 스트레스 집중으로 시작됨 < 1mm
  2. 느린 전파: 균열은 스트레스 주기마다 점진적으로 커집니다(수년이 걸릴 수 있음)
  3. 가속: 균열이 커질수록 응력 강도가 증가하고 성장 속도가 가속화됩니다.
  4. 검출 가능한 단계: 10-30%의 직경을 통과하는 균열, 2배 진동이 나타남
  5. 임계 크기: 짐을 실을 수 있는 재료가 부족합니다.
  6. 파괴적 골절: 갑작스러운 완전한 샤프트 고장

특징적인 2X 진동 시그니처

균열이 2배의 진동을 생성하는 이유

호흡 균열 메커니즘:

  • 균열 닫힘(압축): 압축 시 균열 영역(수평 샤프트의 회전 하단)에서 균열면이 접촉하면 샤프트 강성이 높아집니다.
  • 균열이 벌어지다(긴장): 인장 균열(회전 상단)이 발생하면 균열이 열리고 샤프트 강성이 낮아집니다.
  • 회전당 두 번: 강성은 회전당 두 번 변합니다(균열이 위쪽을 향할 때 한 번, 아래쪽을 향할 때 한 번)
  • 2× 강제: 2배 주파수에서의 강성 변화는 2배 진동 응답을 생성합니다.
  • 진폭 성장: 균열이 커짐에 따라 강성 비대칭이 증가하고 진폭이 2배 증가합니다.

진동 특성

  • 주요 지표: 시간이 지남에 따라 2배 구성 요소가 생겨나고 성장합니다.
  • 1× 변경 사항: 1× 진동은 균열로 인해 잔류 휘어짐이 발생함에 따라 증가할 수도 있습니다.
  • 고조파: 균열이 심해지면 3×, 4×가 나타날 수 있습니다.
  • 단계 행동: 위상 각도는 시동/코스트다운 중에 다르게 변경될 수 있습니다. 불균형
  • 온도 감도: 2× 진폭은 샤프트 온도에 따라 달라질 수 있습니다(균열 개방에 영향을 미침)

탐지 및 진단

진동 모니터링

추세 2X/1X 비율

  • 2× 진폭 대 1× 진폭의 모니터 비율
  • 일반 기계 : 2×/1× < 0.2-0.3
  • 의심되는 균열: 2×/1× > 0.5 및 증가
  • 확인된 균열: 2×/1× 1.0에 접근하거나 초과
  • 긴급 상황: 2×/1× > 2.0, 즉시 종료 권장

과도 테스트

  • 보드 플롯 시동/코스트다운 중
  • 균열된 로터는 비정상적인 2배 동작을 보입니다.
  • 각각의 1/2 지점에서 두 개의 피크가 보일 수 있습니다. 임계 속도
  • 위상 변화는 정상적인 불균형 반응과 다릅니다.

비파괴 검사

  • 자기 입자 검사(MPI): 표면 및 표면 근처 균열 감지
  • 염료 침투제: 표면 파괴 균열의 시각적 감지
  • 초음파 검사(UT): 내부 균열을 감지합니다
  • 와류: 비접촉식 표면균열 검출
  • 방사선 촬영: 중요 구성 요소의 내부 균열 감지

비상 대응

의심되는 균열이 감지되면

  1. 모니터링 증가: 월 단위에서 일 단위 또는 연속 단위로
  2. 운영 심각도 감소: 가능하면 속도나 부하를 낮추세요
  3. 즉각적인 검사 계획: 가능한 한 빨리 NDT 검사를 예약하세요
  4. 시스템 종료에 대비하세요: 교체 샤프트를 주문하고 수리 절차를 계획하세요.
  5. 위험성 평가: 성장률을 기반으로 잠재적 실패까지의 시간을 계산합니다.

균열이 확인되면

  • 즉시 종료: 위험 평가에서 정의된 기간 동안 안전한 지속적인 운영이 확인되지 않는 한
  • 재시작 안 함: 샤프트 교체 또는 수리까지
  • 샤프트 교체: 가장 신뢰할 수 있는 솔루션
  • 근본 원인 분석: 재발 방지를 위해 균열이 발생한 이유를 확인하십시오.

예방 전략

설계

  • 응력 집중을 제거하거나 최소화합니다.
  • 넉넉한 필렛 반경을 사용하세요(R > 0.1 × 직경)
  • 가능하면 키웨이를 피하고 간섭 맞춤을 사용하세요.
  • 적절한 재료 선택 및 열처리
  • 피로 저항성 향상을 위한 표면 처리(숏피닝, 질화)

작업

  • 좋은 상태를 유지하다 균형 품질 (순환 굽힘 응력을 최소화)
  • 정밀도 조정 (굽힘 모멘트 감소)
  • 임계 속도에서의 작동을 피하세요
  • 과속 사고 방지
  • 적절한 예열/냉각을 통해 열 응력을 제어합니다.

유지

  • 2배 추세를 통한 정기적인 진동 모니터링
  • 정기적인 NDT 검사(연간 또는 위험 평가 시)
  • 부식 방지(부식 발생 방지)
  • 낮은 진동 유지(순환 응력 감소)

균열된 로터는 회전 기계에서 가장 심각한 고장 모드 중 하나입니다. 진동 모니터링(특징적인 2배 시그니처 증가 감지)과 주기적인 비파괴 검사를 병행하면 필수적인 보호 기능을 제공하여 심각한 고장 발생 전에 감지하고 계획적인 축 교체를 통해 광범위한 2차 손상 및 안전 위험을 방지할 수 있습니다.

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