Wat is een gescheurde rotor? Detectie en reactie • Draagbare balancer, trillingsanalysator "Balanset" voor het dynamisch balanceren van brekers, ventilatoren, mulchers, vijzels op maaidorsers, assen, centrifuges, turbines en vele andere rotoren. Wat is een gescheurde rotor? Detectie en reactie • Draagbare balancer, trillingsanalysator "Balanset" voor het dynamisch balanceren van brekers, ventilatoren, mulchers, vijzels op maaidorsers, assen, centrifuges, turbines en vele andere rotoren.

Wat is een gescheurde rotor? Detectie en reactie

Gepubliceerd door admin op

Inzicht in gebarsten rotoren

Definitie: Wat is een gebarsten rotor?

A gebarsten rotor is een rotor of een roterende as die een vermoeiingsscheur heeft ontwikkeld – een breuk die zich door het materiaal voortplant door cyclische spanning. Dit is in wezen hetzelfde als een schachtscheur maar benadrukt de complete rotorconstructie in plaats van alleen het aselement. Gebarsten rotoren zijn extreem gevaarlijk omdat de scheur zich binnen enkele dagen of weken na ontdekking kan uitbreiden van een klein, onopvallend gebrek tot een complete catastrofale breuk. trillingen toezicht.

De kenmerkende trillingssignatuur van een gebarsten rotor is een opvallend kenmerk 2× (tweede harmonische) Component die groeit naarmate de scheur zich voortplant. Dit is het gevolg van de variatie in de stijfheid van de schacht die twee keer per omwenteling plaatsvindt, wanneer de scheur tijdens de rotatie open en dicht gaat.

Hoe scheuren in rotoren ontstaan

Locaties waar scheuren ontstaan

Scheuren ontstaan bijna altijd bij spanningsconcentraties:

  • Sleutelgaten: Scherpe hoeken aan de uiteinden van de spiebanen (meest voorkomende initiatieplaats)
  • Diameterveranderingen: Schouders, stappen of overgangen
  • Schroefdraadsecties: Draadwortels creëren stressconcentratie
  • Gaten en kruisboren: Voor oliekanalen of montage
  • Randen persen: Interferentiepassingen die restspanning creëren
  • Lassen: Hittebeïnvloede zones en laspunten
  • Corrosieputten: Oppervlaktedefecten van corrosie
  • Bewerkingsmarkeringen: Gereedschapssporen, vooral als ze loodrecht op de spanning staan

Scheurgroeiproces

  1. Microscheurvorming: Geïnitieerd bij stressconcentratie, meestal < 1 mm
  2. Langzame voortplanting: De scheur groeit geleidelijk met elke stresscyclus (kan jaren duren)
  3. Versnelling: Naarmate de scheur groeit, neemt de spanningsintensiteit toe en versnelt de groeisnelheid
  4. Detecteerbaar stadium: Barst 10-30% door de diameter, 2× trillingen verschijnen
  5. Kritische omvang: Het resterende materiaal is onvoldoende om de lasten te dragen
  6. Catastrofale breuk: Plotselinge, volledige asbreuk

De karakteristieke 2X vibratiesignatuur

Waarom scheuren 2x meer trillingen veroorzaken

Het mechanisme van het kraken van de ademhaling:

  • Scheur gesloten (compressie): Wanneer het scheurgebied onder druk staat (onderkant van de rotatie voor horizontale as), komen de scheurvlakken in contact, waardoor de stijfheid van de as hoger is
  • Openbarsten (spanning): Bij een scheur in spanning (bovenkant van de rotatie) gaat de scheur open en wordt de stijfheid van de schacht lager
  • Twee keer per revolutie: De stijfheid verandert twee keer per omwenteling (een keer wanneer de scheur naar boven is gericht, een keer wanneer de scheur naar beneden is gericht)
  • 2× Forceren: Stijfheidsvariatie bij 2× frequentie creëert 2× trillingsrespons
  • Amplitudegroei: Naarmate de scheur groeit, neemt de asymmetrie van de stijfheid toe, de amplitude neemt met 2x toe

Trillingskarakteristieken

  • Primaire indicator: 2× component die in de loop van de tijd opkomt en groeit
  • 1× Wijzigingen: 1× trillingen kunnen ook toenemen omdat de scheur een resterende buiging veroorzaakt
  • Hogere harmonischen: 3×, 4× kan verschijnen als de scheur ernstig wordt
  • Fase Gedrag: Fasehoeken kunnen tijdens het opstarten/uitlopen anders veranderen dan tijdens onevenwicht
  • Temperatuurgevoeligheid: 2× amplitude kan variëren met de schachttemperatuur (wat de scheuropening beïnvloedt)

Detectie en diagnose

Trillingsbewaking

Trending 2X/1X-verhouding

  • Monitorverhouding van 2× amplitude tot 1× amplitude
  • Normale machine: 2×/1× < 0.2-0.3
  • Verdachte scheur: 2×/1× > 0,5 en toenemend
  • Bevestigde scheur: 2×/1× nadert of overschrijdt 1,0
  • Noodgeval: 2×/1× > 2.0, onmiddellijke uitschakeling aanbevolen

Tijdelijke tests

  • Bode-plots tijdens opstarten/uitrollen
  • Gebarsten rotor vertoont ongebruikelijk 2×-gedrag
  • Er kunnen twee pieken op de helft van elk voorkomen kritische snelheid
  • Faseveranderingen verschillen van de normale onbalansrespons

Niet-destructief onderzoek

  • Magnetische deeltjesinspectie (MPI): Detecteert scheuren aan het oppervlak en nabij het oppervlak
  • Kleurstofpenetrant: Visuele detectie van oppervlaktescheuren
  • Ultrasoon onderzoek (UT): Detecteert interne scheuren
  • Wervelstroom: Oppervlaktescheurdetectie zonder contact
  • Radiografie: Interne scheurdetectie in kritische componenten

Noodhulp

Bij detectie van vermoedelijke scheur

  1. Verhoogde monitoring: Van maandelijks naar dagelijks of continu
  2. Verminder de operationele ernst: Verlaag de snelheid of belasting indien mogelijk
  3. Plan onmiddellijke inspectie: Plan zo snel mogelijk een NDT-onderzoek in
  4. Voorbereiden op afsluiting: Vervangende as bestellen, reparatieprocedures plannen
  5. Risicobeoordeling: Bereken de tijd tot potentieel falen op basis van de groeisnelheid

Als de crack bevestigd is

  • Onmiddellijke uitschakeling: Tenzij de risicobeoordeling aantoont dat de werking gedurende een bepaalde periode veilig kan worden voortgezet
  • Geen herstart: Totdat de as vervangen of gerepareerd is
  • As vervangen: Meest betrouwbare oplossing
  • Grondoorzaakanalyse: Bepaal waarom er een scheur is ontstaan om herhaling te voorkomen

Preventiestrategieën

Ontwerp

  • Stressconcentraties elimineren of minimaliseren
  • Gebruik royale filetstralen (R > 0,1 × diameter)
  • Vermijd indien mogelijk spiebanen; gebruik perspassingen
  • Juiste materiaalkeuze en warmtebehandeling
  • Oppervlaktebehandelingen (kogelstralen, nitreren) om de vermoeiingsweerstand te verbeteren

Operatie

  • Goed onderhouden balanskwaliteit (minimaliseren van cyclische buigspanning)
  • Precisie uitlijning (verminderen buigmomenten)
  • Vermijd werking op kritische snelheden
  • Voorkom overtoerengebeurtenissen
  • Beheers thermische spanningen door middel van een goede warming-up/cooldown

Onderhoud

  • Regelmatige trillingsbewaking met 2× trending
  • Periodieke NDT-inspectie (jaarlijks of per risicobeoordeling)
  • Voorkomt corrosie (beschermt tegen het ontstaan van putcorrosie)
  • Zorg voor lage trillingen (vermindert cyclische spanning)

Gebarsten rotoren vormen een van de meest kritieke faalwijzen in roterende machines. De combinatie van trillingsbewaking (detectie van karakteristieke groei tot 2x) en periodiek niet-destructief onderzoek biedt essentiële bescherming, waardoor detectie mogelijk is vóór catastrofale storingen en geplande asvervanging mogelijk is, wat uitgebreide secundaire schade en veiligheidsrisico's voorkomt.

← Terug naar hoofdindex

Categorieën:
WhatsApp