Ce este un rotor fisurat? Detectare și răspuns • Echilibrator portabil, analizor de vibrații "Balanset" pentru echilibrarea dinamică a concasoarelor, ventilatoarelor, tocătoarelor, spiralelor de pe combine, arborilor, centrifugelor, turbinelor și multor alte rotoare Ce este un rotor fisurat? Detectare și răspuns • Echilibrator portabil, analizor de vibrații "Balanset" pentru echilibrarea dinamică a concasoarelor, ventilatoarelor, tocătoarelor, spiralelor de pe combine, arborilor, centrifugelor, turbinelor și multor alte rotoare

Ce este un rotor fisurat? Detectare și răspuns

Publicat de admin pe

Înțelegerea rotoarelor crăpate

Definiție: Ce este un rotor fisurat?

A rotor crăpat este un rotor sau un arbore rotativ care a dezvoltat o fisură de oboseală - o fractură care se propagă prin material din cauza solicitării ciclice. Aceasta este în esență aceeași cu o fisură a axului dar pune accentul pe ansamblul complet al rotorului, nu doar pe elementul arborelui. Rotoarele fisurate sunt extrem de periculoase deoarece fisura se poate propaga de la un defect mic, nedetectabil, la o fractură catastrofală completă în zile sau săptămâni, odată detectată prin vibrații monitorizare.

Semnătura vibrațională caracteristică a unui rotor fisurat este proeminentă 2× (a doua armonică) componentă care crește pe măsură ce fisura se propagă, rezultând din variația de două ori pe rotație a rigidității arborelui pe măsură ce fisura se deschide și se închide în timpul rotației.

Cum se dezvoltă fisurile în rotoare

Locuri de inițiere a fisurilor

Fisurile se inițiază aproape întotdeauna la concentrații de stres:

  • Caneluri: Colțuri ascuțite la capetele canalelor de chei (cel mai comun loc de inițiere)
  • Modificări ale diametrului: Umeri, trepte sau tranziții
  • Secțiuni filetate: Rădăcinile filetate creează concentrarea stresului
  • Găuri și burghie transversale: Pentru pasaje de ulei sau montare
  • Margini presate: Interferențe care creează tensiune reziduală
  • Suduri: Zone afectate termic și vârfuri sudate
  • Gropi de coroziune: Defecte de suprafață de la coroziune
  • Marcaje de prelucrare: Urme de scule, în special dacă sunt perpendiculare pe tensiune

Procesul de creștere a fisurilor

  1. Formarea microfisurilor: Inițiat la concentrația de stres, de obicei < 1 mm
  2. Propagare lentă: Fisura crește treptat cu fiecare ciclu de stres (poate dura ani)
  3. Accelerare: Pe măsură ce fisura crește, intensitatea tensiunii crește, rata de creștere accelerează
  4. Stadiu detectabil: Fisură 10-30% prin diametru, apare vibrația de 2×
  5. Dimensiune critică: Materialul rămas este insuficient pentru a transporta încărcături
  6. Fractură catastrofală: Ruperea bruscă și completă a arborelui

Semnătura vibrațională caracteristică 2X

De ce fisurile produc vibrații de 2 ori mai mari

Mecanismul crăpăturilor respiratorii:

  • Fisură închisă (compresie): Când regiunea fisurii este în compresie (partea inferioară a rotației pentru arborele orizontal), fețele fisurilor se ating, rigiditatea arborelui este mai mare
  • Deschidere fisură (tensiune): Când fisura este întinsă (vârful rotației), fisura se deschide, rigiditatea arborelui este mai mică
  • De două ori pe revoluție: Rigiditatea se schimbă de două ori pe rotație (o dată când fisura este orientată în sus, o dată când este orientată în jos)
  • 2× Forțare: Variația rigidității la o frecvență de 2× creează un răspuns la vibrații de 2×
  • Creșterea amplitudinii: Pe măsură ce fisura crește, asimetria rigidității crește, amplitudinea crește de 2 ori

Caracteristicile vibrațiilor

  • Indicator principal: 2× componentă emergentă și în creștere în timp
  • 1× Modificări: Vibrația 1× poate crește și ea pe măsură ce fisura creează o curbură reziduală
  • Armonice superioare: Pot apărea 3×, 4× pe măsură ce fisura devine severă
  • Faza Comportament: Unghiurile de fază se pot modifica diferit în timpul pornirii/opririi în stare de inactivitate față de dezechilibra
  • Sensibilitate la temperatură: Amplitudinea de 2× poate varia în funcție de temperatura arborelui (afectând deschiderea fisurii)

Detectare și diagnosticare

Monitorizarea vibrațiilor

Raportul 2X/1X în tendințe

  • Raport de monitorizare de 2× amplitudine la 1× amplitudine
  • Mașini normale: 2×/1× < 0.2-0.3
  • Fisură suspectă: 2×/1× > 0,5 și în creștere
  • Fisură confirmată: 2×/1× se apropie de sau depășește 1,0
  • Urgență: 2×/1× > 2.0, se recomandă oprirea imediată

Testarea tranzitorie

  • Diagrame Bode în timpul pornirii/opririi în liberă circulație
  • Rotorul fisurat prezintă un comportament neobișnuit de 2×
  • Se pot observa două vârfuri la jumătate din fiecare viteză critică
  • Schimbările de fază diferă de răspunsul normal la dezechilibru

Examinare nedistructivă

  • Inspecția particulelor magnetice (MPI): Detectează fisuri superficiale și apropiate de suprafață
  • Penetrant colorant: Detectarea vizuală a fisurilor care sparg suprafața
  • Testare cu ultrasunete (UT): Detectează fisurile interne
  • Curent turbionar: Detectarea fisurilor superficiale fără contact
  • Radiografie: Detectarea fisurilor interne în componentele critice

Răspuns de urgență

La detectarea unei fisuri suspectate

  1. Creșterea monitorizării: De la lunar la zilnic sau continuu
  2. Reducerea severității operaționale: Reduceți viteza sau sarcina, dacă este posibil
  3. Planificați inspecția imediată: Programați examinarea NDT cât mai curând posibil
  4. Pregătiți-vă pentru oprire: Aveți arbore de schimb la comandă, planificați procedurile de reparație
  5. Evaluare a riscurilor: Calculați timpul până la o potențială defecțiune pe baza ratei de creștere

Dacă fisura este confirmată

  • Oprire imediată: Cu excepția cazului în care evaluarea riscurilor demonstrează o funcționare continuă în siguranță pentru o perioadă definită
  • Fără repornire: Până la înlocuirea sau repararea arborelui
  • Înlocuirea arborelui: Cea mai fiabilă soluție
  • Analiza cauzelor principale: Determinați de ce s-a dezvoltat fisura pentru a preveni reapariția acesteia

Strategii de prevenire

Proiecta

  • Eliminați sau minimizați concentrările de stres
  • Folosiți raze de racordare generoase (R > 0,1 × diametru)
  • Evitați canalele de pană pe cât posibil; folosiți potriviri cu interferență
  • Selectarea corectă a materialelor și tratamentul termic
  • Tratamente de suprafață (granare cu alice, nitrurare) pentru îmbunătățirea rezistenței la oboseală

Operațiune

  • Mențineți-vă bine calitatea echilibrului (minimizează tensiunea ciclică de încovoiere)
  • Precizie aliniere (reducerea momentelor de încovoiere)
  • Evitați funcționarea la viteze critice
  • Prevenirea evenimentelor de depășire a vitezei
  • Controlul stresului termic prin încălzire/răcire adecvată

Întreţinere

  • Monitorizare regulată a vibrațiilor cu trend de 2×
  • Inspecție periodică NDT (anual sau per evaluare a riscurilor)
  • Previne coroziunea (protejează împotriva inițierii coroziunii)
  • Menține vibrații scăzute (reduce stresul ciclic)

Rotoarele fisurate reprezintă unul dintre cele mai critice moduri de defecțiune în mașinile rotative. Combinația dintre monitorizarea vibrațiilor (detectarea creșterii caracteristice a semnăturii de 2×) și examinarea periodică nedistructivă oferă o protecție esențială, permițând detectarea înainte de defecțiuni catastrofale și permițând înlocuirea planificată a arborelui, ceea ce previne deteriorarea secundară extinsă și pericolele de siguranță.

← Înapoi la indexul principal

Categorii:
WhatsApp