Разумевање недостатака вентилатора
Дефиниција: Шта су дефекти вентилатора?
Дефекти вентилатора су кварови у индустријским вентилаторима и дувалкама, укључујући оштећења лопатица (пукотине, ерозија, накупљање), неравнотежа од губитка или накупљања материјала, аеродинамичких нестабилности (застој, удар), структурних проблема (лабаве лопатице, напукле главчине) и кварова лежајева/погона. Ови дефекти стварају карактеристичне вибрација обрасци којима доминирају фреквенција проласка лопатице и његове хармонике, заједно са 1× вибрацијом неуравнотежености и нискофреквентним аеродинамичким пулсацијама.
Вентилатори су свеприсутни у индустријским постројењима (грејање, вентилација, климатизација, хлађење процеса, ваздух за сагоревање, руковање материјалом), а њихови кварови могу утицати на производњу, безбедност (вентилација) и енергетску ефикасност. Разумевање специфичних недостатака вентилатора и техника праћења омогућава ефикасно одржавање и спречава катастрофалне кварове лопатица.
Уобичајени недостаци вентилатора
1. Оштећење и ерозија сечива
Нагомилавање материјала
- Узрок: Прашина, каменца или материјала из процеса који се накупљају на сечивима
- Ефекат: Ствара неравнотежу масе, мења аеродинамику
- Симптом: Повећање вибрације од 1× током времена
- Уобичајено у: Вентилатори за руковање материјалом, вентилатори за издувавање процеса
- Решење: Периодично чишћење, узводна филтрација
Ерозија и хабање
- Узрок: Абразивне честице које хабају површине сечива
- Ефекат: Губитак материјала ствара неравнотежу и погоршање перформанси
- Узорак: Обично асиметрично (предња ивица више него задња)
- Детекција: 1× повећање вибрација, смањене перформансе
Корозија
- Хемијски напад на материјал сечива
- Ствара корозију и губитак материјала
- Смањује чврстоћу сечива
- Може довести до пукотина и квара сечива
Пукотине на сечиву
- Локације: Корен лопатице (причвршћивање главчине), предња ивица, заварени спојеви
- Узроци: Замор, корозија, удар, вибрације
- Симптоми: Промена обрасца вибрација, могуће 2× компоненте
- Опасност: Може довести до потпуног одвајања сечива
Недостајуће или поломљене оштрице
- Озбиљан дисбаланс због асиметричне конфигурације сечива
- Веома јака 1× вибрација
- Ненормалан образац фреквенције проласка лопатице
- Потребно је хитно искључивање и поправка
2. Неравнотежа
Најчешћи проблем са вибрацијама вентилатора:
- Извори: Накупљање, ерозија, производне толеранције, оштећење сечива
- Потпис: 1× синхрона вибрација
- Исправка: Балансирање поља често ефикасно
- Понављајуће: Може захтевати решавање основног узрока (ерозије, извора накупљања)
3. Аеродинамичке нестабилности
Тезга
- Одвајање ваздушног тока од површина лопатица при условима ван пројектованих
- Случајни, турбулентни ток који ствара широкопојасне вибрације
- Смањена ефикасност и перформансе
- Уобичајено при малим протоцима или високом отпору на улазу
Налет
- Периодично обртање протока у систему
- Веома ниска фреквенција (< 5 Hz) јаке пулсације
- Може оштетити вентилатор и канале
- Захтева модификације система да би се елиминисало
4. Структурни и механички проблеми
- Лабаве оштрице: Завртњи или завари нису успели, вишеструки хармоници
- Напукнуто чвориште: Квар структуре чворишта може бити катастрофалан
- Истрошено вратило: Омогућава померање точка вентилатора, стварајући избацивање
- Резонанција становања: Кућиште вентилатора или канали резонирају на BPF-у или хармоницима
5. Проблеми са погоном и лежајевима
- Проблеми са каишним погоном (хабање, неусклађеност, затегнутост)
- Кварови лежајева (уобичајени у прљавим/врућим срединама)
- Проблеми са спојницом (неусклађеност, хабање)
- Кварови мотора који утичу на рад вентилатора
Карактеристике вибрација
Фреквенција проласка лопатице (BPF)
Кључна фреквенција специфична за вентилатор:
- Израчунавање: BPF = Број лопатица × RPM / 60
- Пример: Вентилатор са 12 лопатица на 1200 обртаја у минути → BPF = 240 Hz
- Нормална амплитуда: Зависи од типа вентилатора (аксијални вентилатори су виши од центрифугалних)
- Повишен БПФ: Оштећење лопатица, проблеми са зазором, аеродинамички проблеми
- Хармоници: 2×BPF, 3×BPF указују на проблеме са сечивом или резонанције
Неуравнотеженост (1×)
- Најчешћа компонента велике амплитуде
- Повећава се са накупљањем или ерозијом
- Може се исправити балансирањем
- Може се поновити ако се не отклони узрок
Аеродинамичке пулсације
- Тезга: Повећање широкопојасног интернета, случајне флуктуације
- Налет: Јаке пулсације од 1-5 Hz
- Турбуленција: Широкопојасни нискофреквентни интернет (10-100 Hz)
Разматрања специфична за фанове
Типови вентилатора и обрасци кварова
Центрифугални вентилатори
- Неравнотежа најчешћи проблем
- БПФ типично умерене амплитуде
- Накупљање наслага на уназад закривљеним сечивима је уобичајено
- Проблеми са заптивкама и лежајевима услед контаминације процеса
Аксијални вентилатори
- Веће амплитуде БПФ-а су нормалне
- Размак врха сечива је критичан
- Аеродинамичке нестабилности су чешће
- Замор лопатица од наизменичних аеродинамичких оптерећења
Вентилатори са индукованом промајом (ID)
- Јака ерозија од пепела и честица
- Високе температуре утичу на материјале
- Корозивна окружења
- Потребно је често ребалансирање
Дијагностичка стратегија
Почетна процена
- Измерите укупне вибрације на лежајевима
- Извршите FFT анализу идентификујући доминантне фреквенције
- Проверите 1× (неуравнотеженост), BPF (проблеми са лопатицом), фреквенције лежајева
- Процените перформансе (проток, притисак)
- Визуелни преглед ако је доступан
Идентификација проблема
- Високо 1×: Неуравнотеженост → уравнотежити или очистити вентилатор
- Висок БПФ: Оштећење сечива, проблеми са зазором → проверите сечива
- Широкопојасни интернет: Кавитација или застој → проверите радну тачку
- Ниска фреквенција: Пренапон или рециркулација → модификација система
- Фреквенције лежаја: Хабање лежајева → замена лежајева
Превенција и одржавање
Balancing
- Балансирање точкова вентилатора на терену на лицу места
- Поново балансирајте након чишћења или поправке сечива
- Користите тегове који се причвршћују копчама или вијцима за подешавање
- Документујте тегове за балансирање као референцу
Инспекција и чишћење
- Периодични преглед на накупљање, ерозију, оштећења
- Чишћење сечива током прекида рада
- Проверите безбедност причвршћивања сечива
- Потражите пукотине, посебно код корена сечива
Оперативне праксе
- Радите близу пројектне тачке кад год је то могуће
- Избегавајте продужени рад у екстремним условима (веома висок или веома низак проток)
- Контролишите услове на улазу (минимизирајте турбуленцију)
- Применити заштитне премазе за ерозивне/корозивне услове рада
Дефекти вентилатора комбинују механичке проблеме уобичајене за сву ротирајућу опрему са аеродинамичким проблемима јединственим за вентилаторе. Фреквенција проласка лопатица, у комбинацији са стандардним техникама анализе вибрација, омогућава ефикасно праћење стања вентилатора и води одлуке о одржавању ових критичних машина за кретање ваздуха у индустријским објектима.