ISO 21940-13: Mekanisk vibration – Rotorbalansering – Del 13: Kriterier och skyddsåtgärder för balansering på plats av medelstora och stora rotorer

Sammanfattning

ISO 21940-13 är en specialiserad standard inriktad på de praktiska aspekterna av balansering av rotorer i deras egna lager och stödstruktur, direkt på maskinens driftplats (balansering på plats eller i fält). Den tar upp de unika utmaningar och säkerhetsaspekter som uppstår när balansering inte kan utföras på en dedikerad balanseringsmaskinStandarden anger kriterier för när balansering på plats är lämplig och beskriver de nödvändiga säkerhetsåtgärderna för att utföra proceduren säkert och effektivt, särskilt för medelstora och stora rotorer där riskerna är högre.

Innehållsförteckning (konceptuell struktur)

Standarden är strukturerad för att vägleda beslutsfattandet och genomförandet av fältbalansering:

1. 1. Omfattning och tillämplighet:

   Detta inledande kapitel definierar standardens specifika fokus och klargör att den ger riktlinjer och skyddsåtgärder för processen att balansering på plats (eller i fält) av medelstora och stora rotorer. Den fastställer att denna procedur utförs medan rotorn är i sina egna lager och stödstruktur, ofta i sin slutliga driftsplats. En viktig poäng som görs i detta avsnitt är att principerna är tillämpliga på rotorer som kan bete sig antingen styva eller flexibla i sitt slutliga installerade tillstånd, med beaktande av att systemets dynamik som helhet avgör balanseringsmetoden. Standarden är avsedd för tekniker, ingenjörer och chefer som behöver besluta om, planera och säkert utföra en fältbalanseringsprocedur.

2. 2. Kriterier för balansering på plats:

   Detta kapitel ger ett avgörande beslutsramverk som hjälper till att avgöra om fältbalansering är den lämpligaste åtgärden. Det är inte alltid standardlösningen för höga vibrationer. Standarden beskriver flera scenarier där balansering på plats är motiverad: 1) När det är logistiskt opraktiskt eller oöverkomligt dyrt att ta bort rotorn för en verkstadsbalansering (t.ex. en stor turbin- eller generatorrotor). 2) När obalansen orsakas av faktorer som endast manifesterar sig under normala driftsförhållanden, såsom termiska störningar, aerodynamiska krafter eller processrelaterad ansamling (t.ex. skräp på ett fläktblad). 3) För slutlig trimbalansering efter att en rotor har installerats om efter en verkstadsbalansering. Standarden rekommenderar en grundlig analys för att bekräfta att den höga vibrationen verkligen orsakas av obalans och inte av andra problem som feljustering, resonans eller glapp innan du fortsätter.

3. 3. Balanseringsförfaranden och metodik:

   Detta avsnitt ger en detaljerad steg-för-steg-guide till det praktiska utförandet av fältbalanseringsprocessen. Den börjar med att specificera kraven för den bärbara instrumenteringen, som måste inkludera en flerkanalig vibrationsanalysator kapabel att mäta amplitud och fas, en eller flera vibrationssensorer (accelerometrar är vanligast), och en fasreferenssensor (t.ex. en fototakator eller lasertakator) för att ge ett tidsmärke på den roterande axeln. Kärnan i kapitlet är en detaljerad beskrivning av de universellt använda påverkanskoefficient Metoden. Detta innebär att man registrerar den initiala vibrationsvektorn (amplitud och fas), fäster en känd provvikt vid en känd vinkelposition, mäter den nya "respons"-vektorn och sedan använder vektormatematik för att beräkna platsen och massan för den erforderliga korrektionsvikten. Standarden ger vägledning för både enplans- och flerplansbalansering med denna metod.

4. 4. Utvärdering av balanskvalitet:

   Detta kapitel gör en avgörande skillnad mellan verkstadsbalansering och fältbalansering. Verkstadsbalansering syftar till att uppfylla en specifik tolerans för kvarvarande obalans baserad på en G-klass, är det primära målet med fältbalansering mer pragmatiskt: att minska maskinens driftsvibrationer till en acceptabel nivå. Därför baseras inte utvärderingskriterierna på kvarvarande obalans utan på de slutliga vibrationsamplituderna. Standarden specificerar att bedömningen av den slutliga balanseringskvaliteten ska baseras på de vibrationsgränser vid drift som definieras i andra relevanta standarder, främst ISO 20816 serien. Det slutgiltiga målet är att minska vibrationerna vid 1X körhastighet så att maskinens totala vibrationsnivå hamnar inom en acceptabel zon för långvarig drift (t.ex. zon A eller B).

5. 5. Säkerhetsåtgärder och försiktighetsåtgärder:

   Detta kapitel är utan tvekan den viktigaste delen av standarden, eftersom fältbalansering medför betydande risker som inte finns i en kontrollerad verkstadsmiljö. Det föreskriver en rigorös och dokumenterad säkerhetsstrategi. Viktiga krav inkluderar: 1) En grundlig mekanisk inspektion före start, där alla fästelement är åtdragna och skydd är på plats. 2) Ett strikt protokoll för fastsättning av vikter, vilket kräver att de är säkert säkrade (t.ex. svetsade, bultade eller placerade i särskilda hållare) för att förhindra att de blir farliga projektiler. 3) Upprättande av en kontrollerad åtkomstzon runt maskinen under testkörningar. 4) Tydliga och otvetydiga kommunikationsprotokoll mellan balanseringsanalytikern och maskinoperatören. 5) En fördefinierad nödstoppsprocedur. Detta fokus på säkerhet är av största vikt för att förhindra skador och katastrofala utrustningsfel.

Viktiga begrepp

• Fältbalansering kontra butiksbalansering: Standarden är helt fokuserad på att balansera en rotor *i maskinen* till skillnad från på en dedikerad balanseringsmaskin i en verkstad. Fältbalansering korrigerar för hela rotoraggregatet i dess drifttillstånd.
• Vibrationsreducering som mål: Medan verkstadsbalansering syftar till att minska kvarvarande obalans till en specifik tolerans (U_per), är det primära målet med fältbalansering att minska maskinens driftsvibrationer till en acceptabel nivå enligt definitionen i standarder som ISO 20816.
• Säkerheten först: På grund av riskerna med att köra en maskin med avsiktligt tillagda provvikter lägger standarden stor vikt vid säkerhetsprocedurer och skyddsåtgärder.
• Influenskoefficientmetod: Detta är den universella metoden för balansering på plats. Den innebär att man mäter en initial vibrationsvektor, lägger till en känd provvikt, mäter den nya "respons"-vektorn och använder vektormatematik för att beräkna den erforderliga korrigeringsvikten och dess placeringsvinkel.

← Tillbaka till huvudmenyn