Suprasti naftos sūkurį

Apibrėžimas: Kas yra naftos sūkurys?

Alyvos sūkurys yra savaime sužadinamos, nestabilios vibracijos tipas, atsirandantis mašinose su skysčio plėvelės (kakliuko) guoliais, tokiose kaip didelės turbinos, kompresoriai ir siurbliai. Tai skysčio sukelto nestabilumo forma, kai veleną palaikanti alyvos plėvelė pradeda stumti veleną aplink guolio tarpą sukamaisiais judesiais į priekį. Šis „sūkurinis“ judesys yra subsinchroninis vibracija, tai reiškia, kad ji atsiranda dažniu, mažesniu už mašinos veikimo greitį (1X).

Naftos sūkurio charakteristikos

Alyvos sūkuriai turi keletą skirtingų ir atpažįstamų vibracijos duomenų savybių:

• Dažnis: Ryškiausias bruožas yra didelės amplitudės vibracijos pikas, kurio dažnis yra šiek tiek mažesnis nei pusė važiavimo greičio, paprastai tarp 0,4X ir 0,48X (t. y. nuo 40% iki 48% veleno sukimosi greičio). Pavyzdžiui, mašinoje, veikiančioje 3000 aps./min. (50 Hz), alyvos sūkurys atsirastų maždaug esant 1200–1440 aps./min. (20–24 Hz).
• Kryptis: Vibracija pirmiausia yra radialinė (horizontali ir vertikali) ir dažnai labai kryptinga.
• Orbitos grafikas: Žiūrint į XY artumo zondų orbitos grafiką, naftos sūkurys atrodo kaip didelė, į priekį precesuojanti ir dažnai iškreipta (neapskrita) orbita su viena, aiškiai apibrėžta vidine kilpa.
• Elgesys: Alyvos sūkuris nėra susietas su konkrečiu greičiu. Padidinus mašinos greitį, padidėja ir sūkurio dažnis, visada išlaikant būdingą maždaug 0,4X–0,48X naujo veikimo greičio santykį. Tai yra pagrindinis skirtumas nuo struktūrinio rezonanso, kuris atsiranda fiksuotu dažniu, nepriklausomai nuo veleno greičio.

Mechanizmas: kaip atsiranda alyvos sūkurys?

Alyvos sūkurį sukelia hidrodinaminio alyvos pleišto, kuris laiko veleną slankiojančiame guolyje, dinamika. Normaliai veikiant besisukantis velenas įtempia alyvą į pleišto formos tarpą, sukurdamas slėgio lauką, kuris pakelia ir palaiko veleną. Velenas nėra guolio centre, o yra šiek tiek paslinktas.

Šiame pleište esanti alyva taip pat cirkuliuoja aplink guolį maždaug perpus mažesniu greičiu nei veleno greitis. Jei guolis yra mažai apkrautas arba jo laisvumas per didelis, stabilizavimo jėgos gali būti silpnos. Dėl nedidelio trikdžio velenas gali būti „pagautas“ cirkuliuojančios alyvos plėvelės, kuri tada pradeda stumti veleną apskritiminiu keliu aplink guolį. Tai sukuria savaime palaikančią vibraciją, kuri gali išaugti iki labai didelės amplitudės, dažnai ribojama tik paties guolio laisvumo (t. y. velenas pradeda trenktis į guolį).

Aliejaus plakimas: sunkesnė forma

Jei mašinos greitis padidėja iki tokio lygio, kad alyvos sūkurio dažnis (~0,4X – 0,48X) sutampa su vienu iš rotoriaus natūraliųjų dažnių (a kritinis greitis), būklė tampa daug sunkesnė. Tai vadinama aliejaus plaktuvas.

• Užrakintas dažnis: Vibracija „užsifiksuoja“ ties rotoriaus natūraliu dažniu ir nebedidėja didėjant mašinos greičiui.
• Didelė amplitudė: Dėl rezonansinės būklės vibracijos amplitudė tampa itin didelė ir dažnai destruktyvi.
• Pavojus: Alyvos plakimas yra labai pavojinga ir nestabili būklė, galinti sukelti katastrofišką mašinos gedimą.

Dažnos priežastys ir sprendimai

• Priežastys: Lengvai apkrauti guoliai, per didelis guolių laisvumas, netinkamas alyvos klampumas (per mažas), didelis alyvos slėgis arba mašinos konstrukcija, pagal kurią kritinis greitis yra maždaug dvigubai didesnis už darbinį greitį.

– Sprendimai: Sprendimai skirti nestabilios alyvos plėvelės sutrikdymui. Tai gali apimti guolių apkrovos padidinimą, alyvos klampumo pakeitimą arba guolių pertvarkymą, kad jie turėtų apsaugos nuo sūkuriavimo funkcijas (pvz., citrininės kiaurymės, slėgio užtvankos arba pakreipiamos pagalvėlės guoliai).

← Atgal į pagrindinį rodyklę