ISO 21940-13: Mechanische trillingen – Rotorbalancering – Deel 13: Criteria en veiligheidsmaatregelen voor het in-situ balanceren van middelgrote en grote rotoren

Samenvatting

ISO 21940-13 is een gespecialiseerde norm die zich richt op de praktische aspecten van het balanceren van rotoren in hun eigen lagers en ondersteunende structuur, direct op de operationele locatie van de machine (in-situ of veldbalancering). Het behandelt de unieke uitdagingen en veiligheidsoverwegingen die ontstaan wanneer balanceren niet op een speciale machine kan worden uitgevoerd. balanceermachineDe norm biedt criteria voor wanneer in-situ balanceren geschikt is en beschrijft de noodzakelijke waarborgen om de procedure veilig en effectief uit te voeren, met name voor middelgrote en grote rotoren waar de risico's hoger zijn.

Inhoudsopgave (Conceptuele structuur)

De standaard is gestructureerd om het besluitvormings- en uitvoeringsproces voor veldbalans te begeleiden:

1. 1. Toepassingsgebied en toepasselijkheid:

   In dit eerste hoofdstuk wordt de specifieke focus van de norm gedefinieerd en wordt duidelijk gemaakt dat deze richtlijnen en waarborgen biedt voor het proces van in-situ (of veld) balanceren van middelgrote en grote rotoren. Het stelt vast dat deze procedure wordt uitgevoerd terwijl de rotor zich in zijn eigen lagers en ondersteuningsstructuur bevindt, vaak op zijn uiteindelijke operationele locatie. Een belangrijk punt in deze sectie is dat de principes van toepassing zijn op rotoren die zich in hun uiteindelijke geïnstalleerde toestand stijf of flexibel kunnen gedragen, waarbij wordt erkend dat de dynamiek van het systeem als geheel de balanceringsaanpak bepaalt. De norm is bedoeld voor technici, ingenieurs en managers die een balanceringsprocedure in het veld moeten bepalen, plannen en veilig uitvoeren.

2. 2. Criteria voor in-situ-balancering:

   Dit hoofdstuk biedt een cruciaal besluitvormingskader om te bepalen of balanceren in het veld de meest geschikte aanpak is. Het is niet altijd de standaardoplossing voor hoge trillingen. De norm schetst verschillende scenario's waarin in-situ balanceren gerechtvaardigd is: 1) Wanneer het logistiek onpraktisch of onbetaalbaar is om de rotor te verwijderen voor een balancering in de werkplaats (bijvoorbeeld een grote turbine- of generatorrotor). 2) Wanneer de onbalans wordt veroorzaakt door factoren die zich alleen onder normale bedrijfsomstandigheden voordoen, zoals thermische vervormingen, aerodynamische krachten of procesgerelateerde ophoping (bijvoorbeeld vuil op een ventilatorblad). 3) Voor de uiteindelijke trimbalancering nadat een rotor is teruggeplaatst na een balancering in de werkplaats. De norm adviseert een grondige analyse om te bevestigen dat de hoge trillingen inderdaad worden veroorzaakt door onbalans en niet door andere problemen, zoals verkeerde uitlijning, resonantie of losheid voordat u verdergaat.

3. 3. Balanceringsprocedures en -methodologie:

   Dit gedeelte biedt een gedetailleerde, stapsgewijze handleiding voor de praktische uitvoering van het veldbalanceringsproces. Het begint met het specificeren van de vereisten voor de draagbare instrumentatie, waaronder een meerkanaals trillingsanalysator in staat om amplitude en fase te meten, een of meer trillingssensoren (versnellingsmeters komen het meest voor) en een fasereferentiesensor (bijvoorbeeld een foto-tach of lasertach) om een tijdmarkering op de roterende as aan te brengen. De kern van het hoofdstuk is een gedetailleerde beschrijving van de universeel gebruikte invloedscoëfficiënt Methode. Dit omvat het registreren van de initiële trillingsvector (amplitude en fase), het bevestigen van een bekend proefgewicht op een bekende hoekpositie, het meten van de nieuwe "respons"-vector en vervolgens het gebruik van vectorwiskunde om de locatie en massa van het vereiste correctiegewicht te berekenen. De norm biedt richtlijnen voor zowel enkelvlaks- als meervlaksbalancering met behulp van deze methode.

4. 4. Evaluatie van de balanskwaliteit:

   In dit hoofdstuk wordt een kritisch onderscheid gemaakt tussen balanceren in de werkplaats en balanceren in het veld. Terwijl balanceren in de werkplaats gericht is op het voldoen aan een specifieke tolerantie voor restonbalans op basis van een G-KlasseDe primaire doelstelling van veldbalancering is pragmatischer: het verminderen van de operationele trillingen van de machine tot een acceptabel niveau. Daarom zijn de evaluatiecriteria niet gebaseerd op de resterende onbalans, maar op de uiteindelijke trillingsamplitudes. De norm specificeert dat de beoordeling van de uiteindelijke balanskwaliteit gebaseerd moet zijn op de trillingslimieten tijdens bedrijf die zijn gedefinieerd in andere relevante normen, met name de ISO 20816 serie. Het uiteindelijke doel is om de trillingen bij een snelheidsverschil van 1x te verminderen, zodat het algehele trillingsniveau van de machine binnen een acceptabele zone voor langdurig gebruik valt (bijv. zone A of B).

5. 5. Veiligheidsmaatregelen:

   Dit hoofdstuk is misschien wel het belangrijkste onderdeel van de norm, aangezien balanceren op locatie aanzienlijke risico's met zich meebrengt die niet aanwezig zijn in een gecontroleerde werkplaatsomgeving. Het vereist een rigoureuze en gedocumenteerde aanpak van veiligheid. Belangrijke vereisten zijn: 1) Een grondige mechanische inspectie vóór aanvang, waarbij wordt gecontroleerd of alle bevestigingsmiddelen goed vastzitten en alle afschermingen aanwezig zijn. 2) Een strikt protocol voor het bevestigen van gewichten, waarbij deze stevig moeten worden vastgezet (bijv. gelast, geschroefd of in speciale houders geplaatst) om te voorkomen dat ze gevaarlijke projectielen worden. 3) Het instellen van een gecontroleerde toegangszone rond de machine tijdens testruns. 4) Duidelijke, ondubbelzinnige communicatieprotocollen tussen de balanceeranalist en de machinebediener. 5) Een vooraf gedefinieerde noodstopprocedure. Deze focus op veiligheid is van cruciaal belang om letsel en catastrofale apparatuurstoringen te voorkomen.

Kernconcepten

• Veldbalancering versus werkplaatsbalancering: De norm is volledig gericht op het balanceren van een rotor *in de machine*, in tegenstelling tot een speciale balanceermachine in een werkplaats. Bij balanceren op locatie wordt de gehele rotorconstructie in operationele toestand gecorrigeerd.
• Trillingsreductie als doel: Terwijl het balanceren in de winkel gericht is op het terugbrengen van de resterende onbalans tot een specifieke tolerantie (U_per), is het hoofddoel van balanceren op locatie het terugbrengen van de operationele trillingen van de machine tot een acceptabel niveau, zoals gedefinieerd in normen zoals ISO 20816.
• Veiligheid eerst: Omdat er risico's verbonden zijn aan het gebruiken van een machine met opzettelijk toegevoegde proefgewichten, legt de norm veel nadruk op veiligheidsprocedures en -waarborgen.
• Invloedcoëfficiëntmethode: Dit is de universele methode voor in-situ balanceren. Het omvat het meten van een initiële trillingsvector, het toevoegen van een bekend proefgewicht, het meten van de nieuwe 'respons'-vector en het gebruiken van vectorwiskunde om het benodigde correctiegewicht en de plaatsingshoek ervan te berekenen.

← Terug naar hoofdindex