آنالیز ارتعاشات

تکنیک آنالیز ارتعاشات

بالانس توربین نیروگاهی

بالانس تجهیزات دوار

 تکنیکهای پایش وضعیت

۱- آنالیز ارتعاشات

۲- ترموگرافی

۳- آنالیز روغن

۴- آنالیز جریان موتورها

۵- آنالیز فراصوت

Condition of equipment versus Time

براي انتخاب تكنيك مناسب مراقبت وضعيت يك ماشين، بايستي ابتدا بررسي لازم از اجزاء ماشين صورت گيرد.

سپس قطعاتي كه احتمال خرابي بيشتر دارند تعيين شوند. با دانستن اين نكات و آشنايي كامل با طرز كار دستگاه ميتوان تكنيك مناسب را انتخاب نمود .

تكنيكهاي نظارت از راه آناليز ارتعاشات معمولا” براي ماشين آلات دوار، بکاربرده ميشوند، نظير:  الكتروموتور، ژنراتور و توربين.گیربکسها- پمپها – فنها و سایر تجهیزات دوار

مدیران امروز سعی می کنند تا با استفاده از روش های علمی علاوه بر افزایش کیفیت محصولات، قیمت تمام شده آن را هم کاهش دهند. پایش وضعیت یکی از فنونی است که در سال های اخیر مورد استقبال بیشتر مدیران صنعت قرار گرفته و البته منافع زیادی را هم عاید سازمان ها نموده است. تحلیل و آنالیز ارتعاشات یکی از روش های پایش وضعیت است. که با به کارگیری آن در صنعت به طور چشمگیری می توان از دوباره کاری ها جلوگیری نمود و هزینه های یک شرکت تولیدی را کاهش داد. با بکار بردن این تکنیک می توان با آگاهی به موقع از خرابی های دستگاه ها و اعمال تعمیرات پیشگیرانه جلوی زیان قبل از وقوع گرفته شود. ثانیا در مصرف قطعات و وقت نیروی انسانی در نگهداری و تعمیر ماشین آلات صرفه جویی شده و در نهایت سازمان به سمت بهبود کارایی هدایت شود.

آناليز ارتعاشات

آناليز ارتعاشات يک پروسه دو مرحله ايست که مرحله اول آن جمع آوري اطلاعات و مرحله دوم تجزيه و تحليل اين اطلاعات است. هدف از آناليز ارتعاشات تعيين وضعيت مکانيکي ماشين و تعيين عيوب مکانيکي يا عملياتي است.

۱- جمع آوري اطلاعات

جمع آوري اطلاعات مرحله اساسي آناليز ارتعاشات است؛ زيرا براي تعيين وضعيت ماشين به اطلاعات مناسب که در شرايط مناسب جمع آوري شده اند نياز است. براي مثال: براي تعيين وضعيت يک موتور با دور rpm1750، اطلاعات در مورد سرعت ارتعاشات بايستي جمع آوري شود. حال آن که براي گيربکس دور بالا مثلا rpm 6000 مهم است که اطلاعات مربوط به شتاب و سرعت ارتعاشات جمع آوري گردد.

در جمع آوري اطلاعات اقدامات زير بايد رعايت شود:

  1. مشخصات طراحي و عملياتي ماشين را تعيين مي کنيم: دور، نوع بيرينگها، دنده ها و غيره، تاريخچه تعميراتي، شرايط ظاهري (صدا، وضعيت فونداسيون…) شرايط عملياتي از قبيل درجه حرارت، بار و غيره.
  2. دليل يا هدف اندازه گيري را تعيين ميکنيم: اندازه گيري سرعت پريوديک، بررسي تفضيلي وضعيت ماشين، عيب يابي و غيره.
  3. پارامتر اندازه گيري را انتخاب مي کنيم: جابجايي، سرعت، شتاب، انرژي اسپايک و زاويه فاز
  4. محل و جهت اندازه گيري را مشخص مي کنيم.
  5. دستگاه اندازه گيري مناسب جهت آنالیز ارتعاشات را انتخاب مي کنيم.
  6. نوع پيک آپ را تعيين مي کنيم: پيک آپ سرعت، شتاب يا غير تماسی
  7. نوع اطلاعات مورد نياز را مشخص مي کنيم: ميزان کلي ارتعاشات دامنه نسبت به فرکانس، دامنه نسبت به زمان و غيره
  8. اندازه گيري را انجام مي دهيم: روي نتايج غير منتظره دقت مي کنيم: تا براي اندازه گيري اضافه و يا مجدد آماده باشيم.

اطلاعات مربوط به آنالیز ارتعاشات را دوره کامل مي کنيم تا بدانيم اطلاعات ما کامل است.

۲- تکنيک هاي آناليز ارتعاشات در تشخيص عيوب

تکنيک هاي استفاده در تشخيص عيوب ماشين آلات که در ذيل آماده اند،بستگي به سيگنالهاي ارتعاشي پردازش شده و پردازش نشده دارند. اين سيگنالها اصولا براي اطلاعات فرکانسي که به عيب ماشين مرتبط هستند، آزمايش مي شوند. تکنيکهاي آناليز عبارتند از :

  1. آناليز حوزه زماني يا آناليز شکل موج
  2. آناليز طيفي
  3. آناليز اوربيتالي
  4. آناليز به روش اسپکترال

۲-۱- آناليز حوزه زمان يا شکل موج

حوزه زمان، ثبت پردازش نشده اي از سيگنال ارتعاشي يک ترانديوسر مي باشد. (نمايش حوزه زماني هم به صورت آنالوگ و هم ديجيتال در داده پردازش نشده در نظر گرفته ميشوند.) حوزه زمان در آنالیز ارتعاشات، شامل اطلاعاتي درباره رفتار فيزيکي يک ماشين است که البته داراي محدوديت مي باشد و آن پردازش يک طرح منفرد، از حرکت است. به عبارت ديگر اگر حرکت داراي محدوديت مي باشد و آن پردازش يک طرح منفرد، از حرکت است. به عبارت بهتر اگر حرکتي داراي نويز بيش از حد، تغيير وتبديل در سيگنال و فرکانسهاي متعدد باشد. در اينچنين نمونه هايي حتما بايد بر روي سيگنال پردازش صورت گيرد. (پردازش بايد در حداقل زمان ممکن صورت گيرد به اندازه اي که خطاها در داده نشان داده نشوند.)

در آناليز حوزه زمان تشخيص عيوب کار دشواري است و مي توان اين کار را با آناليز در حوزه فرکانس بهتر انجام داد. از روي نمودار حوزه زمان با توجه به شدت دامنه ارتعاشات مي توان شدت خرابي در ياتاقان پي برد. يا زماني که برخورد فلز با فلز بين غلطکها و رينگهاي داخلي يا خارجي در مراحل ابتدا خرابي، ايجاد شوکهاي لحظه اي  مي نمايد. اين شوکهاي لحظه اي در نمودارهاي حوزه فرکانس، بين فرکانسهاي ۱۰۰۰ تا ۱۰۰۰۰ هرتز مشاهده مي شود. در حاليکه در حوزه زمان اين نوع ارتعاش بطور اتفاقي گاه­گاهي ديده مي شود. از جنبه هاي مهم آناليز شکل موج، تواناي آن در تفسير شرايط ناپايا است.

آناليز دراز مدت و کوتاه مدت در حوزه زمان

در آناليز دراز مدت، نمايش زمان ممکن است يک دوره زماني ۵ تا ۱۰ ثانيه را تحت پوشش قرار دهد. يک نمونه از کاربرد اين روش عبارت از بررسي رفتار يک سيستم مکانيکي در طي عبور آن از حالت تشديد مي باشد.

بنابراين مي توان گفت که با اينکه آناليز حوزه زمان کاربرد خاصي دارد ولي آناليز طيفي کاربرد بيشتري دارد. پيش از به وجود آمدن فيلترهاي تنظيم پذير و تحليل گرهاي طيفي، از اسيلوسکوپ براي تحليل ارتعاشات استفاده مي شد. مزيت استفاده از اسيلوسکوپ، پاسخ آني و ناميراي مجازي آن است. پرتو الکتروني بسيار سريع عمل مي کند و مي تواند به سرعت سيگنال هاي ورودي را تعقيب کند. اين قابليت براي تحليل اتفاقات زود گذر مانند پالس هاي ضربه اي، برخورد فلز با فلز و تغييرات سريع در ياتاقان ها مفيد است. اين اتفاقات باعث پديد آمدن ارتعاشات مي شوند، اما ضربه ي واقعي بر روي يک اسيلوسکوپ بهتر ديده مي شود. اتفاقات زودگذر در حوزه­­ي فرکانسي به خوبي نمايان نمي شوند. انفجارها  و پالس ها در حوزه زماني با گرفتن موج يا بطور مستقيم روي اسيلوسکوپ بهتر ديده مي شوند.

موج زماني به دست آمده نيز مي تواند براي مشاهده وقايع طولاني مدت نظير تشديد در طي افزايش سرعت و يا کاهش آن استفاده شود. لذا در موج زماني اتفاقات خيلي طولاني به خوبي اتفاقات کوتاه مي تواند مطالعه شود.

۲-۲- آناليز فرکانسي

Data Acquistion

none- contact

  processed

  unprocessed

  time- domain or wave form analysis

  spectrum analysis

orbital analysis

 

برای استقرار پایش وضعیت مناسب و اجرای تکنیک آنالیز ارتعاشات نیاز به تمهیدات و مقدمات مهم اولیه می باشد که بطور خلاصه می توان موارد زیر را نام برد.

۱- برگزاري آموزش های لازم

۲- ايجاد شناسنامه cm تجهيزات و ثبت و تكميل اطلاعات فني مربوطه (سرعت، توان، شماره بيرينگ و …)

۳- تعيين معيارهاي استاندارد و حدود مجاز، آلارم و تريپ براي تجهيزات مختلف در نرم افزار دستگاه آنالايزر

۴- آناليز مرتبه اهميت تجهيزات جهت تعيين زمانبندي اندازه گيريها ( نرخ خرابي -تاثير بر توليد- هزيته تعميرات- وجودredundantجنبه هاي ايمني و زيست محيطي

۵- انجام مستمر اندازه گيره اي ارتعاشات بصورت ROUT, OFF ROUTو تجزيه و تحليل و عيب يابي