Rotorwrijving in roterende machines begrijpen
Definitie: Wat is Rotor Rub?
Rotorwrijving (ook wel wrijving of rotor-statorcontact genoemd) is een toestand waarbij de roterende componenten van een machine intermitterend of continu contact maken met stationaire onderdelen zoals afdichtingen, lagerhuizen of behuizingswanden. Dit contact creëert wrijvingskrachten, genereert warmte en produceert kenmerkende eigenschappen. trillingen patronen die snel kunnen escaleren tot een catastrofale mislukking als ze niet onmiddellijk worden aangepakt.
Rotorwrijving is bijzonder gevaarlijk omdat het contact een positieve feedbacklus kan creëren: trillingen veroorzaken wrijving, wrijving genereert hitte, hitte veroorzaakt thermische boog, De thermische boog verhoogt de trillingen, wat leidt tot hevigere wrijving. Deze spiraal kan een machine binnen enkele minuten vernietigen als deze niet wordt gestopt.
Soorten rotorwrijving
1. Licht wrijven (intermitterend contact)
- Kort, incidenteel contact tijdens piekafbuigingscycli
- Kan alleen voorkomen bij bepaalde snelheden of bedrijfsomstandigheden
- Produceert onregelmatige, intermitterende trillingspieken
- Vaak bij zeehonden of labyrintopeningen
- Kan kortstondig worden getolereerd, maar duidt op een probleem dat correctie vereist
2. Gedeeltelijk wrijven (continu lichtcontact)
- Continu contact maar met lichte wrijvingskracht
- Rotor behoudt rotatie terwijl hij over een stilstaand oppervlak schraapt
- Genereert continue subsynchrone of synchrone trillingen
- Produceert hitte en slijtageresten
- Kan zich ontwikkelen tot een zware wrijving als deze niet wordt gecorrigeerd
3. Zware wrijving (volledig ringvormig contact)
- Rotor maakt contact met stator rondom de volledige of een groot deel van de omtrek
- Zeer hoge wrijvingskrachten
- Snelle temperatuurstijging (honderden graden in minuten)
- Zware trillingen, vaak chaotisch
- Kan leiden tot vastlopen van de rotor of catastrofale storing
- Vereist onmiddellijke noodstop
Veelvoorkomende plekken voor wrijvingen
- Labyrintzegels: Door de nauwe speling is het vaak voorkomend dat de afdichting schuurt
- Borglagers: Noodlagers ontworpen om de as op te vangen tijdens zware omstandigheden
- Balanszuigerafdichtingen: In meertrapscompressoren en pompen
- Tussenliggende membranen: In turbines
- Lagerhuis: Ernstige gevallen waarbij de as de lagerkap raakt
- Asbussen: Beschermhoezen op afdichtingslocaties
Oorzaken van rotorwrijving
Overmatige trillingen
- Streng onevenwicht waardoor een grote asafbuiging ontstaat
- Verkeerde uitlijning het creëren van asbeweging
- Werkend bij kritische snelheid met resonante versterking
- Rotorinstabiliteit (oliezweep, stoomwerveling)
Onvoldoende speling
- Onjuiste montage waardoor er onvoldoende radiale speling ontstaat
- Thermische groei vermindert de speling tijdens het opwarmen
- Lagerslijtage waardoor overmatige asbeweging mogelijk is
- Fundering verzakking brengt stilstaande delen dichter bij de rotor
Tijdelijke gebeurtenissen
- Passeren van kritische snelheid tijdens opstarten/uitrollen
- Belastingsveranderingen die een plotselinge afbuiging van de as veroorzaken
- Reisgebeurtenissen of noodstops
- Overtoeren omstandigheden
Trillingskenmerken van rotorwrijving
Karakteristieke patronen
- Subsynchrone componenten: Frequenties lager dan 1× (vaak 1/2×, 1/3×, 1/4×) door achterwaartse werveling tijdens het wrijven
- Meervoudige harmonischen: 1×, 2×, 3×, 4× door niet-lineaire wrijvingskrachten
- Onvoorspelbaar gedrag: Plotselinge veranderingen in amplitude en frequentie
- Breedbandruis: Willekeurige, hoogfrequente componenten door wrijving en stoten
- Fase-instabiliteit: Fasehoeken variëren grillig
Spectrumkenmerken
- Talrijke pieken bij fractionele en meervoudige ordes
- Hoge ruisvloer door willekeurige impacten
- Het spectrum verandert snel en onvoorspelbaar
- Watervalpercelen frequentiecomponenten weergeven die verschijnen en verdwijnen
Baananalyse
Schachtbaan De patronen tijdens het wrijven zijn zeer kenmerkend:
- Onregelmatige, vervormde baanvormen
- Scherpe hoeken of vlakke plekken waar contact plaatsvindt
- De vorm van de baan verandert naarmate de ernst van de wrijving varieert
- Vertoont vaak omgekeerde (achterwaartse) precessiecomponenten
Gevolgen en schade
Onmiddellijke effecten
- Wrijvingsverwarming: Contact genereert intense lokale hitte (300-600°C mogelijk)
- Thermische boog: Asymmetrische verhitting veroorzaakt buiging van de as, waardoor de wrijving toeneemt
- Dragen: Materiaal verwijderd van as- en statoroppervlakken
- Puingeneratie: Slijtagedeeltjes verontreinigen lagers en afdichtingen
Secundaire schade
- Vernietiging van zegels: Labyrintafdichtingstanden zijn weggesleten of afgebroken
- Lageroverbelasting: Verhoogde belasting en verhitting door wrijvingskrachten
- Permanente schachtboog: Sterke verhitting kan plastische vervorming veroorzaken
- Schachtscore: Groeven in het schachtoppervlak gesleten
Catastrofale mislukkingen
- Schachtbeslag: Volledige blokkering door hevige wrijving
- Schachtbreuk: Hitte-beïnvloede zone creëert scheurvorming
- Rotorval: Lagerfalen door oververhitting kan ertoe leiden dat de rotor op de lagers of behuizing valt
- Brandgevaar: Hete brokstukken of vonken kunnen brandbare materialen doen ontbranden
Detectie en diagnose
Trillingsanalyse-indicatoren
- Plotselinge verschijning van meerdere subsynchrone componenten
- Onregelmatige, niet-herhaalbare trillingspatronen
- Sterke stijgingen van het algehele trillingsniveau
- Veranderingen in trillingen direct na snelheidsveranderingen
- Ongebruikelijke baanpatronen met scherpe kenmerken
Fysiek bewijs
- Metaalstof of deeltjes in lagerhuizen
- Zichtbare slijtageplekken of krassen op blootgestelde asoppervlakken
- Beschadigde of versleten afdichtingscomponenten
- Lagertemperatuur stijgt
- Hoorbare schrapende of schurende geluiden
Noodhulp
Indien er een vermoeden bestaat van rotorwrijving tijdens bedrijf:
- Beoordeel de ernst: Lichte wrijving kan een gecontroleerde uitschakeling mogelijk maken; zware wrijving vereist een onmiddellijke noodstop.
- Snelheid verlagen: Indien mogelijk, verlaag de snelheid langzaam terwijl u de trillingen in de gaten houdt
- Temperaturen bewaken: Stijgende lagertemperaturen duiden op een verslechterende conditie
- Noodstop: Als de trillingen blijven toenemen of de temperaturen snel stijgen
- Niet opnieuw opstarten: Totdat de spelingen zijn geverifieerd en de wrijvingslocatie is geïdentificeerd
- Documentgebeurtenis: Registreer trillingsgegevens, temperaturen en snelheden voor analyse
Preventie en mitigatie
Ontwerpmaatregelen
- Voldoende radiale speling op alle mogelijke wrijvingspunten
- Houd rekening met thermische groei bij het ontwerp van de vrije ruimte
- Gebruik op de afdichtingslocaties abrasieve coatings om schade door lichte wrijving te minimaliseren
- Installeer lagers om doorbuiging tijdens zware omstandigheden te beperken
Operationele maatregelen
- Goed onderhouden evenwicht om de doorbuiging van de as te minimaliseren
- Zorg voor een nauwkeurige uitlijning
- Volg de juiste opwarmprocedures om thermische groei te beheersen
- Vermijd werking op kritische snelheden
- Controleer continu de trillingen van kritieke apparatuur
Monitoring en bescherming
- Installeer trillingsalarmen die onder de wrijvingsdrempelwaarden zijn ingesteld
- Controleer de temperaturen van lagers en afdichtingen
- Gebruik nabijheidssondes om de positie en speling van de as te volgen
- Automatische uitschakeling bij overmatige trillingen implementeren
Rotorwrijving is een noodsituatie die onmiddellijke aandacht vereist. Het begrijpen van de oorzaken, het herkennen van de kenmerkende trillingskenmerken en het implementeren van de juiste preventie- en beschermingsmaatregelen zijn essentieel voor een veilige werking van roterende machines, met name in sneldraaiende of nauw verbonden apparatuur zoals turbines en compressoren.
Categorieën:
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 