Hiểu về rôto nứt
Định nghĩa: Rotor bị nứt là gì?
A rôto bị nứt là một cánh quạt hoặc trục quay đã phát triển vết nứt mỏi—một vết nứt lan truyền qua vật liệu do ứng suất tuần hoàn. Về cơ bản, điều này giống như vết nứt trục nhưng nhấn mạnh vào toàn bộ cụm rotor thay vì chỉ riêng bộ phận trục. Rotor bị nứt cực kỳ nguy hiểm vì vết nứt có thể lan rộng từ một lỗi nhỏ, không thể phát hiện thành một vết nứt hoàn toàn nghiêm trọng chỉ trong vài ngày hoặc vài tuần sau khi được phát hiện. rung động giám sát.
Dấu hiệu rung động đặc trưng của một rôto bị nứt là một dấu hiệu nổi bật 2× (hài hòa thứ hai) thành phần phát triển khi vết nứt lan rộng, do độ cứng của trục thay đổi hai lần mỗi vòng quay khi vết nứt mở ra và đóng lại trong quá trình quay.
Các vết nứt phát triển như thế nào trong rotor
Các trang web khởi tạo crack
Các vết nứt hầu như luôn bắt đầu ở nơi tập trung ứng suất:
- Rãnh then chốt: Các góc nhọn ở đầu rãnh then (vị trí bắt đầu phổ biến nhất)
- Thay đổi đường kính: Vai, bước hoặc chuyển tiếp
- Các phần có ren: Rễ sợi tạo ra sự tập trung ứng suất
- Lỗ và mũi khoan chéo: Dùng cho đường dẫn dầu hoặc lắp đặt
- Các cạnh ép vừa khít: Sự can thiệp tạo ra ứng suất dư
- Mối hàn: Các vùng chịu ảnh hưởng của nhiệt và các mối hàn
- Hố ăn mòn: Các khuyết tật bề mặt từ sự ăn mòn
- Dấu gia công: Dấu vết của dụng cụ, đặc biệt nếu vuông góc với ứng suất
Quá trình phát triển vết nứt
- Sự hình thành vết nứt nhỏ: Bắt đầu ở mức tập trung ứng suất, thường là < 1 mm
- Sự lan truyền chậm: Vết nứt phát triển tăng dần theo mỗi chu kỳ ứng suất (có thể mất nhiều năm)
- Gia tốc: Khi vết nứt phát triển, cường độ ứng suất tăng lên, tốc độ phát triển tăng nhanh
- Giai đoạn có thể phát hiện: Nứt 10-30% qua đường kính, xuất hiện rung động 2×
- Kích thước quan trọng: Vật liệu còn lại không đủ để mang tải
- Gãy xương thảm khốc: Trục đột ngột hỏng hoàn toàn
Đặc điểm rung động 2X
Tại sao vết nứt tạo ra rung động gấp 2 lần
Cơ chế nứt thở:
- Nứt khép lại (Nén): Khi vùng nứt chịu nén (đáy quay của trục ngang), mặt nứt tiếp xúc, độ cứng của trục cao hơn
- Mở ra (Căng thẳng): Khi vết nứt ở trạng thái căng (đỉnh quay), vết nứt mở ra, độ cứng của trục giảm
- Hai lần mỗi vòng quay: Độ cứng thay đổi hai lần mỗi vòng quay (một lần khi vết nứt hướng lên trên, một lần khi vết nứt hướng xuống dưới)
- 2× Buộc: Biến đổi độ cứng ở tần số 2 lần tạo ra phản ứng rung động 2 lần
- Tăng trưởng biên độ: Khi vết nứt phát triển, độ cứng không đối xứng tăng lên, biên độ tăng gấp 2 lần
Đặc điểm rung động
- Chỉ số chính: Thành phần 2× mới nổi và phát triển theo thời gian
- 1× Thay đổi: Độ rung 1× cũng có thể tăng lên khi vết nứt tạo ra độ cong còn sót lại
- Sóng hài bậc cao: Có thể xuất hiện 3×, 4× khi vết nứt trở nên nghiêm trọng
- Giai đoạn Hành vi: Góc pha có thể thay đổi trong quá trình khởi động/chạy đà khác với mất cân bằng
- Độ nhạy nhiệt độ: Biên độ 2x có thể thay đổi theo nhiệt độ trục (ảnh hưởng đến độ mở vết nứt)
Phát hiện và chẩn đoán
Giám sát rung động
Tỷ lệ 2X/1X đang thịnh hành
- Tỷ lệ màn hình từ biên độ 2× đến biên độ 1×
- Máy móc thông thường: 2×/1× < 0.2-0.3
- Nghi ngờ nứt: 2×/1× > 0,5 và tăng dần
- Đã xác nhận vết nứt: 2×/1× gần hoặc vượt quá 1.0
- Khẩn cấp: 2×/1× > 2.0, khuyến cáo tắt ngay lập tức
Kiểm tra tạm thời
- Biểu đồ Bode trong quá trình khởi động/chạy thử
- Rotor bị nứt cho thấy hành vi bất thường gấp 2 lần
- Có thể thấy hai đỉnh ở 1/2 của mỗi đỉnh tốc độ tới hạn
- Sự thay đổi pha khác với phản ứng mất cân bằng bình thường
Kiểm tra không phá hủy
- Kiểm tra hạt từ tính (MPI): Phát hiện vết nứt bề mặt và gần bề mặt
- Thuốc nhuộm thẩm thấu: Phát hiện trực quan các vết nứt vỡ bề mặt
- Kiểm tra siêu âm (UT): Phát hiện vết nứt bên trong
- Dòng điện xoáy: Phát hiện vết nứt bề mặt không cần tiếp xúc
- Chụp X-quang: Phát hiện vết nứt bên trong các thành phần quan trọng
Phản ứng khẩn cấp
Khi phát hiện vết nứt nghi ngờ
- Tăng cường giám sát: Từ hàng tháng đến hàng ngày hoặc liên tục
- Giảm mức độ nghiêm trọng khi vận hành: Giảm tốc độ hoặc tải nếu có thể
- Kế hoạch kiểm tra ngay lập tức: Lên lịch kiểm tra NDT sớm nhất có thể
- Chuẩn bị tắt máy: Đã đặt hàng trục thay thế, lập kế hoạch sửa chữa
- Đánh giá rủi ro: Tính toán thời gian đến khi có khả năng hỏng hóc dựa trên tốc độ tăng trưởng
Nếu xác nhận có vết nứt
- Tắt máy ngay lập tức: Trừ khi đánh giá rủi ro cho thấy hoạt động tiếp tục an toàn trong thời gian xác định
- Không khởi động lại: Cho đến khi trục được thay thế hoặc sửa chữa
- Thay thế trục: Giải pháp đáng tin cậy nhất
- Phân tích nguyên nhân gốc rễ: Xác định nguyên nhân vết nứt phát triển để ngăn ngừa tái phát
Chiến lược phòng ngừa
Thiết kế
- Loại bỏ hoặc giảm thiểu sự tập trung ứng suất
- Sử dụng bán kính fillet rộng rãi (R > 0,1 × đường kính)
- Tránh các rãnh then khi có thể; sử dụng các khớp nối can thiệp
- Lựa chọn vật liệu và xử lý nhiệt phù hợp
- Xử lý bề mặt (bắn bi, thấm nitơ) để cải thiện khả năng chống mỏi
Hoạt động
- Duy trì tốt cân bằng chất lượng (giảm thiểu ứng suất uốn tuần hoàn)
- Precision sự liên kết (giảm mô men uốn)
- Tránh vận hành ở tốc độ quan trọng
- Ngăn chặn các sự kiện quá tốc độ
- Kiểm soát ứng suất nhiệt thông qua quá trình khởi động/làm mát thích hợp
BẢO TRÌ
- Giám sát rung động thường xuyên với xu hướng 2x
- Kiểm tra NDT định kỳ (hàng năm hoặc theo đánh giá rủi ro)
- Ngăn ngừa ăn mòn (bảo vệ chống lại sự hình thành rỗ)
- Duy trì độ rung thấp (giảm ứng suất tuần hoàn)
Roto nứt là một trong những dạng hư hỏng nghiêm trọng nhất trong máy móc quay. Sự kết hợp giữa giám sát rung động (phát hiện đặc tính tăng trưởng gấp 2 lần) và kiểm tra không phá hủy định kỳ mang lại khả năng bảo vệ thiết yếu, cho phép phát hiện trước khi hư hỏng nghiêm trọng và cho phép thay thế trục theo kế hoạch, ngăn ngừa hư hỏng thứ cấp nghiêm trọng và các mối nguy hiểm về an toàn.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 