Razumevanje spremljanja vibracij
Spremljanje vibracij je praksa rednega merjenja in beleženja vibracije ravni na strojih za oceno njihovega stanja in spremljanje njihovega zdravja skozi čas. Za razliko od vibracijska diagnostika, ki se osredotoča na poglobljeno analizo za iskanje temeljnega vzroka, spremljanje pa se ukvarja predvsem z odkrivanjem sprememba. Temeljno načelo je preprosto, vendar močno: zdravi stroji so stabilni, zato je znatna sprememba vibracij jasen znak nastajajoče napake. Spremljanje vibracij je osnova vsakega vzdrževanje na podlagi stanja (CBM) program.
1. Definicija: Kaj je spremljanje vibracij?
Bistvo spremljanja je nadzor in ne preiskava. Nadzorni sistem spremlja določen nabor merilnih točk in sproži opozorilo, ko se odčitek oddalji od običajne vrednosti. Sam po sebi ne pojasnjuje zakaj spremenjen odčitek - to je naloga analitika -, vendar vam zanesljivo pove. to se je nekaj spremenilo, in to pogosto že tedne ali mesece pred neuspehom.
Merjene količine so običajno splošna raven vibracij (običajno hitrost v mm/s RMS) in vedno bolj celoten spekter in časovni potek signala v vsaki točki. Vrednost spremljanja izredno naraste, ko se ti odčitki zbirajo dosledno, na istih točkah, v istih enotah, iz serije v serijo - saj je doslednost tisto, kar omogoča smiselno primerjavo.
2. Kaj meri spremljanje vibracij?
Vsak program spremljanja temelji na izbiri katera fizikalna količina za merjenje. Trije so v redni uporabi in vsak je najprimernejši za različna frekvenčna območja:
- Pospešek (merjeno v g ali m/s²) poudarja visokofrekvenčne dogodke in je naravni rezultat merilnik pospeška. To je pravi parameter za okvare valjčnih ležajev in težave z mrežo zobnikov, ki se kažejo pri visokih frekvencah.
- Hitrost (mm/s RMS) je delovni konj splošnega nadzora strojev. V srednjem frekvenčnem pasu, kjer je večina napak vrtečih se strojev, ima približno enako težo. neuravnoteženost, neporavnanost gredi, ohlapnost, zato je skoraj vsak standard za vibracije zapisan v smislu hitrosti.
- Premik (µm, od vrha do vrha) opisuje dejansko fizično gibanje in prevladuje pri nizkih frekvencah. To je parameter, ki se uporablja pri strojih z ležajem iz tekoče folije, kjer a sonda za bližino meri premik gredi glede na ležaj.
Poleg enotnega “skupnega” števila sodobno spremljanje zajema tudi pogostost spekter in neobdelanega časovnega valovanja, saj lahko ista splošna raven skriva zelo različne podpise napak. Izbira pravilnega parametra in enote na začetku je tisto, kar omogoča, da so poznejše meritve vibracij primerljive med posameznimi raziskavami.
3. Oprema in senzorji za spremljanje vibracij
Strojna oprema programa spremljanja se deli na dve skupini: senzorje, ki gibanje pretvorijo v signal, in instrumente, ki ga zbirajo in shranjujejo.
Senzorji
- Akcelerometri - najpogostejša izbira. Robusten, širok frekvenčni razpon, idealen za spremljanje ležajev in zobnikov.
- Senzorji hitrosti (a velometer) - samoproizvaja se in je dobro usklajen s strojnimi odčitki v srednjem pasu.
- Bližinske sonde - brezkontaktni senzorji, ki spremljajo premik gredi neposredno v rokavnih ležajih velikih turbinskih strojev.
Instrumenti
- Prenosni analizatorji in zbiralci podatkov - ročne enote, ki se uporabljajo za hojo po merilni poti. Dvokanalni terenski instrument, kot je npr. Balanset-1A ne le beleži podatke, temveč je tudi dvojno analizator vibracij in izravnalnik polja.
- Strojna oprema za spletno spremljanje - trajno ožičeni senzorji, ki napajajo stojalo ali robno napravo, ki neprekinjeno vzorči in vsak odčitek primerja s svojimi alarmnimi pravili.
Izbira opreme je večinoma vprašanje kritičnosti: za veliko število rutinskih strojev je najboljši en dober prenosni instrument, medtem ko peščica kritičnih vlakov upraviči namensko stalno strojno opremo.
4. Sestavni deli sistema za spremljanje vibracij
Ne glede na to, ali gre za prenosni ali stalni sistem za spremljanje vibracij, je celoten sistem za spremljanje vibracij zgrajen iz iste logične verige:
- Senzorji nameščene na doslednih in ponovljivih merilnih točkah.
- Pridobivanje signalov - zbiralnik podatkov ali DAQ, ki digitalizira signal in izračuna splošno raven, spekter in obliko valovanja.
- Podatkovna zbirka ki shranjuje vsak odčitek glede na napravo in točko, tako da se lahko kopiči zgodovina.
- Logika alarma ki vsak nov odčitek primerja z absolutnimi mejnimi vrednostmi in lastnimi vrednostmi naprave. izhodiščna vrednost.
- Poročanje in nadzorne plošče s trendi ki surove številke spremenijo v naraščajoče linije trendov, na podlagi katerih ekipe za vzdrževanje dejansko ukrepajo.
Podatkovna baza in trendi - ne senzor - so tisti, ki ločijo pravo spremljanje sistem iz enkratne meritve.
5. Vrste spremljanja vibracij
Obstajata dva osnovna pristopa, ki sta prilagojena različni opremi in operativnim potrebam.
a) Prenosno (na poti temelječe) spremljanje
To je najpogostejša metoda za spremljanje strojev splošnega namena ali strojev za "ravnovesje obrata".
- Postopek: tehnik uporablja prenosni zbiralec podatkov in se sprehodi po vnaprej določeni “poti” po obratu, pri čemer meritve na podlagi poti na določenih točkah na vsakem stroju v rednih časovnih presledkih (na primer mesečno ali četrtletno).
- Analiza podatkov: zbrani podatki se prenesejo v programsko zbirko podatkov. Programska oprema samodejno označi vsako meritev, ki se je znatno povečala ali presegla vnaprej določeno vrednost. stopnja alarma. Analitik nato pregleda označene podatke in se odloči, ali je potrebna globlja diagnostična analiza.
- Prednosti: stroškovno učinkovit za veliko število strojev, prilagodljiv in omogoča, da tehnik med potjo vizualno pregleda opremo.
- Slabosti: redko zbiranje podatkov pomeni, da se lahko med obiski spregleda hitro razvijajoča se napaka, kakovost podatkov pa je lahko neenotna, kar je odvisno od znanja tehnikov in namestitve senzorja.
b) Stalno (spletno) spremljanje
Ta pristop je rezerviran za kritične stroje, stroje velike vrednosti ali nedostopne stroje, pri katerih bi okvara imela resne varnostne, okoljske ali finančne posledice.
- Postopek: senzorji, kot so merilniki pospeška ali bližinske sonde so trajno nameščeni na stroj in povezani s sistemom, ki zbira podatke neprekinjeno (24/7) ali v pogostih, programiranih intervalih.
- Analiza podatkov: . spletni sistem neprekinjeno primerja podatke z alarmnimi nastavitvami in izpopolnjenimi analitičnimi pravili. Če se alarm sproži, lahko samodejno obvesti osebje z besedilom, e-pošto ali opozorilom nadzornega sistema, pri najbolj kritičnih strojih pa ga je mogoče povezati z zaščito strojev potovanje. Podatki visoke ločljivosti so shranjeni za podrobno zgodovinsko in diagnostično analizo.
- Prednosti: maksimalno zaščito kritičnih sredstev, zajemanje prehodnih dogodkov, ki jih pot ne bi nikoli ujela, in zelo zgodnje odkrivanje napak.
- Slabosti: višji začetni stroški strojne opreme in namestitve.
6. Pomen trendov
Najmočnejši vidik spremljanja vibracij je trendi. Posamezna meritev vibracij ima omejeno vrednost, vendar niz meritev skozi čas ustvari trendno linijo, ki jasno pokaže, kako se spreminja stanje stroja. Stalno naraščajoč trend je nedvoumno opozorilo, da napaka napreduje, in omogoča proaktivno načrtovanje vzdrževanja - naročanje delov, načrtovanje dela in izbiro obdobja zaustavitve - veliko pred nastankom okvare.
Standardi za vibracije, kot so ISO 20816-1 (splošni del sodobne serije ISO 20816; specifične meje za pogoste industrijske stroje so zdaj v ISO 20816-3, ki je nadomestil ISO 10816-3 ) razvrstijo resnost vibracij v štiri ocenjevalna območja: Območje A za novo zagnane stroje, Območje B za neomejeno dolgoročno delovanje, Območje C kadar je delovanje sprejemljivo le za omejeno obdobje, in Območje D kjer so vibracije dovolj močne, da lahko povzročijo poškodbe. Te omejitve območij so odlično izhodišče, vendar so najučinkovitejši alarmi tisti, ki so določeni na podlagi preteklih osnovnih podatkov stroja: relativna sprememba glede na to osnovo pogosto razkrije nastajajočo težavo veliko prej, preden je kršena absolutna omejitev.
7. Spremljanje in analiza
O odnosu lahko razmišljate na ta način:
Spremljanje odkrije problem; analiza definira problem.
Sistemi za spremljanje vibracij delujejo kot prva obrambna linija, saj samodejno prebirajo velike količine podatkov in opozarjajo na morebitne težave. Tako se usposobljeni analitik lahko posveti strojem, ki dejansko potrebujejo pozornost, in opravi poglobljeno analizo. analiza vibracij diagnosticirati določeno napako in priporočiti natančen popravni ukrep. Spremljanje je tudi gonilo prediktivno vzdrževanje, kjer se isti podatki o trendih ekstrapolirajo, da bi napovedali ne le, da napaka obstaja, temveč tudi, kdaj bo približno prišlo do okvare.
8. Kam sodijo prenosni instrumenti
Večina obratov uporablja večstopenjsko strategijo: stalni spletni sistemi varujejo nekaj resnično kritičnih vlakov, medtem ko prenosni instrumenti pokrivajo veliko večjo populacijo rutinskih strojev. Prenosni dvokanalni analizator, kot je Balanset-1A povezuje spremljanje in ukrepanje - zajema splošno raven in 1× amplituda in faza za trende in ko se pojavi napaka, kot je npr. neuravnoteženost je potrjeno, isti instrument uravnoteži rotor na kraju samem v njegovih lastnih ležajih. Prenosni analizator je zaradi te zmožnosti, da zazna spremembo in jo odpravi brez drugega potovanja, praktično jedro programa za spremljanje stanja majhnih in srednjih podjetij.
9. Pogosto zastavljena vprašanja
Kakšna je razlika med spremljanjem vibracij in analizo vibracij?
Spremljanje zazna to se je stanje stroja spremenilo s trendom splošnih ravni; analiza raziskuje zakaj, s pomočjo spektra in valovne oblike pa diagnosticira določeno napako. Spremljanje poteka neprekinjeno v številnih strojih; analiza se uporablja za nekaj strojev, ki jih spremljanje označi.
Kateri senzorji se uporabljajo za spremljanje vibracij?
Akcelerometri pokrivajo večino strojev z valjčnimi elementi, senzorji hitrosti so primerni za splošne meritve v srednjem pasu, bližinske sonde pa merijo premik gredi na strojih z ležajem s tekočo folijo.
Kakšna je “dobra” raven vibracij?
Enotne številke ni - odvisna je od velikosti stroja in montaže. Območja ISO 20816 / ISO 10816-3 dajejo splošne smernice, vendar je najzanesljivejši alarm sprememba glede na osnovno vrednost stroja.
Kako pogosto je treba meriti vibracije?
Spremljanje rutinskih strojev na podlagi poti je običajno mesečno ali četrtletno; kritični stroji na stalnih spletnih sistemih se vzorčijo neprekinjeno ali v pogostih programiranih intervalih.
Ali lahko ena naprava hkrati nadzoruje in uravnava stroj?
Da. Prenosni dvokanalni analizator, kot je Balanset-1A, spremlja vibracije in po potrditvi neuravnoteženosti izvede uravnoteženje na terenu med istim obiskom.
