وقتی که ارتعاشات در یک توربین بالاتر از حد مجاز باشد و عیب مربوطه نیز آنبالانسی تشخیص داده شود. با اندازه گیری دامنه و فاز ارتعاشات نسبی و مطلق یاتاقان ها می توان نسبت به بالانس اقدام نمود. بالانس ترکیبی از هنر و علم می باشد، علم آن در واقع آشنایی و تسلط در محاسبات بردارها و هنر ناشی از نحوه انتخاب صفحه بالانس است. سرعت بالانس مقدار و محل وزنه آزمایشی و محل دیتابرداری می باشد. در موفقیت در پروژه ها و شرایط پیچیده تجربه نقش بسیار مهمی دارد و دقت در جزییات برای موفقیت ضروری می باشد.

بالانس در واقع روش برای جبران وزن نامیزان، جهت کاهش دامنه ارتعاشات می باشد. باید توجه داشت که جرم آنبالانسی (Heavy Spot) به طور مستقیم قابل اندازه گیری نمی باشد. بلکه از روی اثر آن (High Spot) تعیین می شود. وقتی که یک روتور را میخواهیم بالانس کنیم، دو مجهول وجود دارد: یکی مقدار جرم مورد نیاز و دومی زاویه نصب جرم موردنیاز می باشد. فاکتورهای زیادی بر مقدار جرم تاثیرگذار می باشد. که شامل سرعت روتور، شعاع بالانس، مقدار نزدیکی سرعت به دورهای بحرانی روتور و مودشکل ارتعاشی روتور نسبت به صفحه بالانس موردنظر می باشد.

انواع آنبالانسی

انبالانسی انواع مختلفی مانند انبالانسی استاتیک، انبالانسی دینامیک و انبالانسی کوپل دارد. در آنبالانسی استاتیک زاویه فاز دو یاتاقان همفازند، ولی در دینامیک ۱۸۰ درجه اختلاف فاز وجود دارد. همچنین با توجه به اینکه سختی (Stiffness) پدستال یاتاقان ها و بیرینگ هوزینگ ها در جهت عمومی و افقی متفاوت می باشد.

دامنه ارتعاشات جهت افقی بالاتر از جهت عمودی می باشد. این بدین معنی است که جابجایی در جهت عمودی با مقاومت فشاری/کششی ساپورت روبرو می شود. ولی جابجایی افقی منجر به خمش (Bending) ساپورت می شود. لذا اگر دیاگرام اوربیت یاتاقان بررسی شود، به احتمال زیاد دامنه ارتعاش در جهت افقی بالاتر از جهت عمودی خواهد بود.

فیلد بالانس در توربین V94.2

در توربین V94.2 در فیلد بالانس با وزنه گذاری در محل های پیش بینی شده روی روتور (Hollow Shaft, Comp Stage 10 Disk, Intermediate Shaft, Front Hollow Shaft, Rear) می توان جهت بالانس اقدام نمود. مطابق مدارک آنسالدو در شرایط نرمال، حداقل ۵ روز جهت تکمیل بالانس یک توربین (در هر سه ناحیه) زمان لازم است. زیرا بالانس با استفاده از روش وزنه گذاری آزمایشی معمولا به چندین ساعت کار جهت رسیدن به پاسخ پایدار می باشد.

عملیات فیلد بالانس با نصب سنسورهای ارتعاشی در محل مناسب و اندازه گیری ارتعاشات آغاز می گردد. گام بعدی برآورد وزنه آزمایشی (Trial Weight) می باشد، که تعیین مقدار وزنه آزمایشی بر اساس یکی از روش های زیر می باشد:

۱- مطابق تجربه در ماشین های مشابه

۲- در صورت نداشتن تجربه مشابه، وزنه آزمایشی بگونه ای انتخاب می شود که معادل ۱۰ درصد وزن روتور نیروی گریز از مرکز ایجاد کند.

هدف و نکات وزنه گذاری

هدف از وزنه های آزمایشی، تشخیص میزان وزنه مناسب جهت بالانس و نیز مکان قرارگیری این وزنه ها است. در هنگام وزنه گذاری آزمایشی باید توجه داشت که قرار دادن یک وزنه بیش از حد معین ممکن است باعث افزایش ارتعاشات بیش از حد مقدار اولیه گردد و نهایتا به تریپ توربین بیانجامد. روش برداری محاسبات بالانس تک صفحه به شرح زیر می باشد. بردار O از نظر دامنه و فاز مطابق مقدار ارتعاشات خوانده شده اولیه ترسیم می شود. مقدار وزنه آزمایشی موردنظر نصب می شود، سپس مقدار دامنه و فاز ارتعاشات مجددا اندازه گیری می شود و بردار O+T ترسیم می شود. از روی آن دامنه و زاویه بردار T بدست می آید که بر اثر خالص وزنه و دامنه ارتعاشات اندازه گیری شده اولیه باشد.