Bladpasseringsfrekvens (BPF) i vibrasjonsanalyse

Definisjon: Hva er bladpasseringsfrekvens?

Bladpasseringsfrekvens (BPF) er en fremtredende frekvenskomponent som finnes i vibrasjonssignaturen til aerodynamiske og hydrodynamiske maskiner som vifter, pumper, blåsere og kompressorer. Den representerer hastigheten som de roterende bladene eller skovlene til et løpehjul passerer et stasjonært punkt, for eksempel en avskjæringsvinge, diffusor eller sensorplassering. Denne interaksjonen skaper en distinkt trykkpulsering for hver bladpassasje, noe som resulterer i et vibrasjonssignal med en forutsigbar frekvens.

Slik beregner du bladpasseringsfrekvensen

BPF er enkel å beregne og er en funksjon av maskinens rotasjonshastighet og antall blader på løpehjulet eller rotoren.

Formelen er:

BPF = Antall blader × Rotasjonshastighet

For eksempel vil en vifte med 7 blader som roterer med 1800 o/min ha en BPF på:

BPF = 7 blader × 1800 o/min = 12 600 CPM (sykluser per minutt)

For å konvertere dette til Hertz (Hz), deler du ganske enkelt med 60:

BPF = 12 600 CPM / 60 = 210 Hz

Hvorfor er BPF viktig i maskindiagnostikk?

Vibrasjon ved bladfrekvensen er en normal og forventet egenskap for enhver maskin som beveger luft eller væske med blader. Imidlertid er *amplituden* til vibrasjonen ved denne frekvensen en kritisk indikator på maskinens mekaniske og aerodynamiske tilstand. En betydelig økning i BPF-amplituden, eller forekomsten av dens harmoniske svingninger, peker ofte på problemer som utvikler seg.

Vanlige problemer indikert av høy BPF-amplitude

Forhøyede vibrasjoner ved 1xBPF eller multipler av disse (2xBPF, 3xBPF osv.) kan være et symptom på ulike problemer:

• Aerodynamiske eller hydrauliske problemer: Ujevn eller turbulent strømning ved maskinens innløp eller utløp er en primær årsak. Dette kan skyldes blokkeringer, feil kanalanlegg eller at maskinen brukes langt fra sitt beste effektivitetspunkt (BEP).
• Ubalanse i rotor eller impeller: Selv om ubalanse primært viser seg ved 1x rotasjonshastighet, kan en ujevn massefordeling også føre til ujevn bladbelastning og økt BPF.
• Skade eller slitasje på bladet: Et sprukket, bøyd, avskallet eller erodert blad vil forstyrre de ensartede trykkpulsasjonene, noe som forårsaker en betydelig økning i BPF-vibrasjon.
• Feil klaring: En eksentrisk plassering av rotoren i huset, eller feil klaring mellom bladspissene og foringsrøret, kan forårsake store trykkpulsasjoner når bladene passerer det tetteste punktet.
• Strukturell resonans: Hvis BPF-en eller en av dens harmoniske svingninger eksiterer en naturlig frekvens i maskinens struktur, rør eller fundament, vil vibrasjonen bli kraftig forsterket.

Harmoniske deler av bladpasseringsfrekvensen (2xBPF, 3xBPF)

Sterke harmoniske overtoner i BPF indikerer ofte et mer alvorlig problem eller en mer tydelig, skarp pulsering i væskestrømmen. For eksempel kan et kraftig bøyd blad eller en betydelig hindring nær impelleren skape en skarpere, mindre sinusformet trykkpuls, som vil manifestere seg som flere harmoniske overtoner i FFT-spekteret.

Analyseteknikker

Å diagnostisere BPF-relaterte problemer innebærer:

1. Beregning av BPF: Bestem først den teoretiske BPF basert på kjent bladantall og hastighet.
2. Spektrumanalyse: Undersøk FFT-spekteret for å identifisere topper ved 1xBPF og dets harmoniske.
3. Trendende: Sammenlign gjeldende BPF-amplitude med historiske data. En plutselig eller gradvis økning er et tydelig tegn på forverring.
4. Faseanalyse: Ved hjelp av en tokanalsanalysator kan faseavlesninger bidra til å avgjøre om problemet er relatert til rotorens bevegelse eller et strukturelt problem.

Ved å overvåke bladpasseringsfrekvensen kan vedlikeholdsteam få verdifull innsikt i tilstanden til kritisk roterende utstyr og identifisere potensielle feil før de oppstår.

← Tilbake til hovedindeksen