Hva er en sprukket rotor? Deteksjon og respons • Bærbar balanseringsenhet, vibrasjonsanalysator "Balanset" for dynamisk balansering av knusere, vifter, mulchere, skruer på skurtreskere, aksler, sentrifuger, turbiner og mange andre rotorer Hva er en sprukket rotor? Deteksjon og respons • Bærbar balanseringsenhet, vibrasjonsanalysator "Balanset" for dynamisk balansering av knusere, vifter, mulchere, skruer på skurtreskere, aksler, sentrifuger, turbiner og mange andre rotorer

Hva er en sprukket rotor? Deteksjon og respons

Publisert av admin på

Forståelse av sprukne rotorer

Definisjon: Hva er en sprukket rotor?

A sprukket rotor er en Rotor eller roterende aksel som har utviklet en utmattingssprekk – et brudd som forplanter seg gjennom materialet fra syklisk spenning. Dette er i hovedsak det samme som en akselsprekk men legger vekt på hele rotorenheten snarere enn bare akselelementet. Sprukne rotorer er ekstremt farlige fordi sprekken kan forplante seg fra en liten, uoppdagelig feil til et fullstendig katastrofalt brudd i løpet av dager eller uker når den først er oppdaget gjennom vibrasjon overvåking.

Den kjennetegnende vibrasjonssignaturen til en sprukket rotor er en fremtredende 2× (andre harmoniske) komponent som vokser etter hvert som sprekken forplanter seg, som følge av variasjonen i akselstivhet to ganger per omdreining når sprekken åpnes og lukkes under rotasjon.

Hvordan sprekker utvikler seg i rotorer

Sprekkstartsteder

Sprekker starter nesten alltid ved spenningskonsentrasjoner:

  • Nøkkelspor: Skarpe hjørner ved kilesporendene (vanligste initieringssted)
  • Diameterendringer: Skuldre, trinn eller overganger
  • Gjengede seksjoner: Trådrøtter skaper spenningskonsentrasjon
  • Hull og kryssbor: For oljekanaler eller montering
  • Presstilpassede kanter: Interferenspasninger som skaper restspenning
  • Sveisesveiser: Varmepåvirkede soner og sveisetåer
  • Korrosjonsgroper: Overflatefeil fra korrosjon
  • Maskineringsmerker: Verktøymerker, spesielt hvis de er vinkelrett på spenningen

Sprekkvekstprosess

  1. Dannelse av mikrosprekker: Starter ved stresskonsentrasjon, vanligvis < 1 mm
  2. Langsom forplantning: Sprekken vokser gradvis med hver stresssyklus (kan ta år)
  3. Akselerasjon: Etter hvert som sprekken vokser, øker spenningsintensiteten, og vekstraten akselererer
  4. Detekterbart stadium: Sprekk 10-30% gjennom diameteren, 2 ganger vibrasjon oppstår
  5. Kritisk størrelse: Gjenværende materiale er ikke tilstrekkelig til å bære last
  6. Katastrofale brudd: Plutselig, fullstendig akselsvikt

Den karakteristiske 2X vibrasjonssignaturen

Hvorfor sprekker produserer dobbelt så stor vibrasjon

Mekanismen for pustesprekken:

  • Sprekk lukket (kompresjon): Når sprekkområdet er i kompresjon (bunnen av rotasjonen for horisontal aksel), sprekkflatene berører hverandre, akselstivheten er høyere
  • Sprekk åpen (spenning): Når sprekken er i spenning (øverst i rotasjonen), åpner sprekken seg, og akselstivheten reduseres
  • To ganger per revolusjon: Stivheten endres to ganger per omdreining (én gang når sprekken er orientert oppover, én gang når den er orientert nedover)
  • 2× Tvangsføring: Stivhetsvariasjon ved 2× frekvens skaper 2× vibrasjonsrespons
  • Amplitudevekst: Etter hvert som sprekken vokser, øker stivhetsasymmetrien, 2× amplituden øker

Vibrasjonsegenskaper

  • Primærindikator: 2×-komponent dukker opp og vokser over tid
  • 1× Endringer: 1× vibrasjon kan også øke ettersom sprekk skaper gjenværende bøyning
  • Høyere harmoniske: 3×, 4× kan oppstå når sprekken blir alvorlig
  • Fase Oppførsel: Fasevinkler kan endres annerledes under oppstart/rulling enn for ubalanse
  • Temperaturfølsomhet: 2× amplitude kan variere med akseltemperatur (påvirker sprekkåpning)

Deteksjon og diagnose

Vibrasjonsovervåking

Trendende 2X/1X-forhold

  • Overvåkningsforhold på 2× amplitude til 1× amplitude
  • Vanlig maskineri: 2×/1× < 0.2-0.3
  • Mistenkt sprekk: 2×/1× > 0,5 og økende
  • Bekreftet sprekk: 2×/1× nærmer seg eller overstiger 1,0
  • Nødstilfelle: 2×/1× > 2,0, umiddelbar avstengning anbefales

Transient testing

  • Bode-plott under oppstart/friløp
  • Sprukket rotor viser uvanlig 2×-oppførsel
  • Kan se to topper ved halvparten av hver kritisk hastighet
  • Faseendringer avviker fra normal ubalanserespons

Ikke-destruktiv undersøkelse

  • Magnetisk partikkelinspeksjon (MPI): Oppdager overflatesprekker og sprekker nær overflaten
  • Fargestoffpenetrerende middel: Visuell deteksjon av overflatebrytende sprekker
  • Ultralydtesting (UT): Oppdager interne sprekker
  • Virvelstrøm: Deteksjon av overflatesprekker uten kontakt
  • Røntgen: Intern sprekkdeteksjon i kritiske komponenter

Nødrespons

Ved påvisning av mistenkt sprekk

  1. Øk overvåkingen: Fra månedlig til daglig eller kontinuerlig
  2. Reduser driftsalvorlighetsgraden: Senk hastigheten eller lasten hvis mulig
  3. Planlegg umiddelbar inspeksjon: Planlegg NDT-undersøkelse så snart som mulig
  4. Forbered deg på nedstengning: Ha reserveaksel bestilt, planlegg reparasjonsprosedyrer
  5. Risikovurdering: Beregn tid til potensiell feil basert på vekstrate

Hvis sprekk bekreftet

  • Umiddelbar nedstengning: Med mindre risikovurderingen viser sikker fortsatt drift i en definert periode
  • Ingen omstart: Inntil akselen er byttet ut eller reparert
  • Utskifting av aksel: Den mest pålitelige løsningen
  • Analyse av rotårsak: Finn ut hvorfor sprekken utviklet seg for å forhindre gjentakelse

Forebyggingsstrategier

Design

  • Eliminer eller minimer stresskonsentrasjoner
  • Bruk sjenerøse avrundingsradier (R > 0,1 × diameter)
  • Unngå kilespor når det er mulig; bruk presspasninger
  • Riktig materialvalg og varmebehandling
  • Overflatebehandlinger (kuleblåsing, nitrering) for å forbedre utmattingsmotstanden

Operasjon

  • Oppretthold god balansekvalitet (minimer syklisk bøyningsspenning)
  • Presisjon justering (reduserer bøyemomenter)
  • Unngå drift ved kritiske hastigheter
  • Forhindre hendelser med overhastighet
  • Kontroller termiske belastninger gjennom riktig oppvarming/nedkjøling

Vedlikehold

  • Regelmessig vibrasjonsovervåking med 2× trending
  • Periodisk NDT-inspeksjon (årlig eller per risikovurdering)
  • Forhindre korrosjon (beskytter mot gropdannelse)
  • Oppretthold lav vibrasjon (reduserer syklisk stress)

Sprukne rotorer representerer en av de mest kritiske feiltilstandene i roterende maskineri. Kombinasjonen av vibrasjonsovervåking (detektering av karakteristisk 2× signaturvekst) og periodisk ikke-destruktiv undersøkelse gir viktig beskyttelse, som muliggjør deteksjon før katastrofal feil og muliggjør planlagt akselutskifting som forhindrer omfattende sekundærskader og sikkerhetsfarer.

← Tilbake til hovedindeksen

Kategorier:
WhatsApp