Entendendo a fase inicial de funcionamento em análises de máquinas rotativas
Definição: O que é Runup?
Corrida para cima (também chamado de teste de partida ou aceleração) é o processo de acelerar uma máquina rotativa do repouso (ou baixa velocidade) até sua velocidade normal de operação, enquanto monitora continuamente o funcionamento do equipamento. vibração e outros parâmetros. Em dinâmica do rotor Na análise, um teste de aceleração é um procedimento de diagnóstico que registra dados de vibração durante toda a aceleração, fornecendo informações críticas sobre o funcionamento do veículo. velocidades críticas, ressonância características e como a máquina se comporta durante o período transitório de inicialização.
Os testes de inicialização complementam testes de desaceleração e é frequentemente realizada durante partidas de rotina, tornando-se um método conveniente para avaliação periódica da dinâmica do rotor sem a necessidade de procedimentos especiais de desligamento.
Finalidade e aplicações
1. Verificação de Velocidade Crítica
O principal objetivo dos testes de aceleração é identificar e caracterizar as velocidades críticas:
- A amplitude da vibração atinge o pico à medida que a máquina acelera em cada velocidade crítica.
- A magnitude máxima indica amortecimento nível e gravidade
- Característica 180° fase mudança confirma ressonância
- Identifica todas as velocidades críticas entre zero e a velocidade de operação.
2. Validação do procedimento de inicialização
Confirma se os procedimentos de inicialização são adequados:
- Taxa de aceleração adequada para ultrapassar rapidamente as velocidades críticas.
- As amplitudes de vibração permanecem dentro dos limites de segurança.
- Efeitos do crescimento térmico durante o aquecimento
- Quaisquer períodos de manutenção de velocidade estão corretamente posicionados.
3. Comissionamento e Testes de Aceitação
- Verificação inicial de novos equipamentos
- Demonstração de que as especificações do projeto foram atendidas.
- Estabelecimento de dados de referência para comparação futura.
- Validação de modelos e previsões da dinâmica de rotores
4. Avaliação Periódica de Saúde
- Compare o período de execução atual com os períodos de execução históricos.
- Detectar alterações em pontos críticos de velocidade (indicando alterações mecânicas)
- Identificar aumentos na amplitude de vibração em velocidades críticas (amortecimento reduzido, desbalanceamento aumentado).
- Alerta precoce de problemas em desenvolvimento
Procedimento de teste de inicialização
Configuração pré-teste
- Instalação do sensor: Monte acelerômetros ou transdutores de velocidade em cada rolamento nas direções horizontal e vertical.
- Referência de fase: Instalar tacômetro ou chave fasor para medição de velocidade e fase
- Sistema de Aquisição de Dados: Configure para gravação contínua em alta velocidade durante toda a inicialização.
- Sistemas de segurança: Verifique se todos os sistemas de segurança estão funcionando e defina os níveis de disparo por vibração.
Execução de Testes
- Condição inicial: Máquina parada, todos os sistemas prontos
- Iniciar gravação: Inicie a aquisição de dados antes de iniciar a condução.
- Iniciar uma startup: Siga o procedimento de inicialização normal ou modificado.
- Aceleração controlada: Acelere através de velocidades críticas a uma taxa definida.
- Monitorar continuamente: Monitore os níveis de vibração em tempo real para sua segurança.
- Velocidade operacional de alcance: Continue operando em condições normais.
- Estabilizar: Permitir o equilíbrio térmico e mecânico
- Parar gravação: Capturar operação completa em regime transitório e permanente
Considerações sobre a taxa de aceleração
- Rápido Demais: Número insuficiente de pontos de dados em cada velocidade, podendo levar à omissão de velocidades críticas.
- Muito lento: Tempo excessivo em velocidades críticas, potencial para danos; alterações térmicas durante o teste.
- Taxa típica: 100-500 RPM/minuto para a maioria dos equipamentos industriais
- Zonas de velocidade crítica: Pode acelerar mais rapidamente através de velocidades críticas conhecidas.
Métodos de Análise de Dados
Análise do Diagrama de Bode
Formato de apresentação padrão:
- Vibração do gráfico amplitude vs. velocidade (gráfico superior)
- Gráfico do ângulo de fase em função da velocidade (gráfico inferior)
- As velocidades críticas aparecem como picos de amplitude com transições de fase
- Comparar com os critérios de aceitação e as previsões do projeto.
Terreno em cascata/cachoeira
- Gráfico 3D mostrando espectro de frequência evolução com velocidade
- Mostra claramente o rastreamento de componente síncrono 1× com velocidade
- As ressonâncias de frequência natural aparecem como características horizontais.
- Excelente para identificar componentes subsíncronos ou supersíncronos.
Rastreamento de pedidos
- Analise a vibração em termos de ordens de grandeza (múltiplos da velocidade de operação) em vez de frequência absoluta.
- O componente 1× permanece na mesma ordem durante toda a execução.
- As frequências naturais aparecem como linhas de ordem variáveis.
- Particularmente útil para equipamentos de velocidade variável
Comparação: corrida de subida vs. desaceleração
| Aspecto | Corrida para cima | Descida na costa |
|---|---|---|
| Direção | Aumentando a velocidade | Velocidade decrescente |
| Estado energético | Adicionando energia | Energia dissipada |
| Temperatura | Do frio ao quente | De quente a frio |
| Controlar | Ativo (taxa ajustável) | Passiva (desaceleração natural) |
| Duração | Mais curto (aceleração motorizada) | Mais longo (apenas atrito/resistência ao vento) |
| Freqüência | Toda startup | Todo período de inatividade |
| Risco | Mais alto (acelerando em direção à ressonância) | Mais baixo (desacelerando para fora da ressonância) |
Quando usar cada método
- Preparação preferencial: Quando a inicialização é controlada e pode ser ajustada; quando são necessários dados de temperatura de operação; para monitoramento de rotina.
- Preferência por Coastdown: Para testes críticos de segurança; quando se deseja uma passagem mais lenta por velocidades críticas; quando a desconexão de energia é mais fácil do que a partida controlada.
- Ambos os métodos: Avaliação abrangente comparando condições de calor e frio, validando a consistência.
Considerações especiais para rotores flexíveis
Para rotores flexíveis Operando acima das velocidades críticas:
Múltiplas velocidades críticas
- Deve passar pela primeira, segunda e possivelmente terceira velocidades críticas.
- Cada um requer uma taxa de aceleração adequada.
- O tempo total de inicialização pode levar vários minutos.
- O monitoramento de vibração em todas as velocidades críticas é essencial.
Estratégia de Aceleração
- Aceleração lenta: Abaixo, o primeiro ponto crítico para o preparo térmico.
- Passagem rápida: Acelere rapidamente em cada zona de velocidade crítica.
- Possíveis pontos de parada: Em velocidades intermediárias para estabilização térmica
- Aceleração final: Para operar em velocidade acima de todas as velocidades críticas
Sistemas de inicialização automatizados
As máquinas modernas frequentemente incluem sequenciamento automatizado de inicialização:
- Perfis de aceleração programáveis: Taxas otimizadas para cada faixa de velocidade
- Controle baseado em vibração: Ajustar automaticamente a taxa com base na vibração medida.
- Intertravamentos de temperatura: Mantenha a aceleração até que os critérios térmicos sejam atingidos.
- Desligamentos de segurança: Desligamento automático se a vibração exceder os limites.
- Registro de dados: Gravação e arquivamento automáticos de cada inicialização.
Os testes de partida fornecem dados empíricos essenciais sobre o comportamento de máquinas rotativas durante o transiente crítico de inicialização. A coleta e comparação regulares de dados de partida permitem a detecção precoce de problemas em desenvolvimento, validam os procedimentos de inicialização e garantem a passagem segura pelas faixas de velocidade críticas.
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