Ортадан тепкіш сорғының діріл диагностикасы: өлшеу нүктелері, ақаулар, нормалар

Ортадан тепкіш сорғының дірілі тұрақтанған режимде сорғы мен қозғалтқыштың мойынтірек корпустарында көлденең, тік және осьтік бағыттарда өлшенеді. Діріл жылдамдығының жалпы ОКМ деңгейі ISO 10816-7 аймақтарымен салыстырылады, ал себебі спектр бойынша табылады: 1x — теңгерімсіздік, 2x және осьтік құраушы — осьтестіктің бұзылуы, гармоникалар қатары — босау, синхронды емес шыңдар — мойынтіректер, қалақ жиілігі — гидравлика.

Өлшеу нүктелері мен бағыттары

«Қозғалтқыш + муфта + сорғы» типтік көлденең сорғы агрегатында төрт мойынтірек тірегі бар. Сорғы түйіндерінің сұлбасы «Ортадан тепкіш сорғының құрылысы: алты түйін және әрқайсысын немен бақылау керек» мақаласында.

Нүкте	Қайда	Бағыттар
1	Қозғалтқыштың желдеткіш жақтағы мойынтірегі	Көлденең, тік
2	Қозғалтқыштың муфта жақтағы мойынтірегі	Көлденең, тік, осьтік
3	Сорғының муфта жақтағы мойынтірегі	Көлденең, тік, осьтік
4	Сорғының бос ұштағы мойынтірегі	Көлденең, тік

Нәтиженің дұрыстығы тәуелді ережелер:

• Датчикті жұқа қаптамаға емес, мойынтірек корпусының қатаң бөлігіне және әр жолы бір белгіленген нүктеге қояды.
• Өлшем тұрақтанған режимде жасалады, шығын, айдау және сору қысымы жазылады. Сорғы дірілі жұмыс нүктесіне қатты тәуелді: Hydraulic Institute мысалында ең жоғары ПӘК нүктесіндегі (BEP) шығынның 71 %-ында жалпы деңгей 93 %-ындағыдан екі есеге жуық жоғары болған.
• Тоқтатылған сорғыда фондық дірілді тексеріңіз. ISO 10816-7 бойынша (Europump баяндауында) фон жұмыс істеп тұрған сорғы деңгейінің 25 %-ынан асса, оның әсерін жою қажет болуы мүмкін.
• Ұзын білікті тік сорғылар үшін ISO 9905 және ISO 9908 қатаң муфтада жоғарғы фланецте, иілгіш муфтада сорғының жоғарғы мойынтірегінің жанында өлшеуді талап етеді.

ISO 10816-7 бойынша сорғы дірілінің нормалары

Сорғылар үшін ISO 10816-3 енді қолданылмайды: Europump оны 7-бөлім — ISO 10816-7:2009 «Өнеркәсіптік қолдануға арналған динамикалық сорғылар» алмастырғанын көрсетеді. Ол қуаты 1 кВт-тан жоғары, жұмыс доңғалағының қалақтары үштен көп динамикалық сорғыларға қолданылады. 3-бөлімдегідей қатаң және иілгіш тіректерге бөлу жоқ; оның орнына сорғылар екі санатқа бөлінеді:

• I санат — сенімділікке, дайындыққа немесе қауіпсіздікке жоғары талаптары бар сорғылар: улы және қауіпті сұйықтықтар, сыни қолданыстар, мұнай-газ, арнайы химия, атом және жылу электр станциялары.
• II санат — жалпы және аз сыни мақсаттағы сорғылар, мысалы қауіпсіз сұйықтықтарға арналған. Жылдамдығы 600 айн/мин-тан жоғары тік аспалы (жартылай батырмалы) сорғылар әдетте II санатқа жатқызылады.

Айналмайтын бөліктердегі (мойынтірек корпустарындағы) діріл жылдамдығының ОКМ үшін аймақ шекаралары, мм/с:

Аймақ	Күйі	I сан., ≤ 200 кВт	I сан., > 200 кВт	II сан., ≤ 200 кВт	II сан., > 200 кВт
A	Жаңа машиналар, режимдердің қолайлы диапазонында	2,5	3,5	3,2	4,2
B	Шектеусіз ұзақ жұмыс	4,0	5,0	5,1	6,1
C	Шектеулі жұмыс	6,6	7,6	8,5	9,5
D	Зақымдану қаупі	> 6,6	> 7,6	> 8,5	> 9,5
—	Ұсынылатын ескерту шегі (≈ 1,25 × B шекарасы)	5,0	6,3	6,4	7,6
—	Ұсынылатын ажырату шегі (≈ 1,25 × C шекарасы)	8,3	9,5	10,6	11,9

Ескерту мен ажыратуды деңгей шектен шамамен 10 с жоғары тұрғанда ғана беру ұсынылады: осылай жалған іске қосылулар болдырмайды. Режимдердің қолайлы және рұқсат етілген диапазондарын (POR және AOR) сорғы дайындаушысы көрсетеді; POR әдетте BEP нүктесіндегі шығынның 70–120 %-ын құрайды. Рұқсат етілген диапазоннан тыс діріл жоғары болуы мүмкін; қысқа уақыт бұған жол беріледі, бірақ ұзақ жұмыста зақымдануға әкеледі.

Стандарт қайта қаралуда: ISO-да ISO 10816-7:2009 орнын басуы тиіс ISO 20816-7 жобасы тіркелген. Кәсіпорныңызда қай редакция қабылданғанын тексеріңіз. ISO 13709 (API 610) бойынша мұнай-газ саласына арналған сорғылар осы стандарттың шектері бойынша қабылданады: сатыға 300 кВт-қа дейінгі және 3600 айн/мин-қа дейінгі консольді және тіректер арасындағы сорғылар үшін сынақ кезінде мойынтірек корпусындағы жалпы деңгей режимдердің қолайлы диапазонында 3,0 мм/с-тан, рұқсат етілген диапазонда 3,9 мм/с-тан аспауы керек.

Ақаулар және олардың діріл белгілері

Ақау	Спектрдегі жиілік	Бағыт	Басқа белгілері
Теңгерімсіздік	1x, гармоникаларсыз дерлік	Радиалды, көлденең ≈ тік	Синусоидалы сигнал, бір айналымға бір оқиға; консольді роторлардан басқа осьтік діріл аз
Осьтестіктің параллель бұзылуы	2x, көбінесе 1x-тен жоғары	Радиалды	Периодты сигнал, бір айналымға бір-екі оқиға
Осьтестіктің бұрыштық бұзылуы	1x және 2x (кейде 3x)	Осьтік	Әдетте параллельмен қатар жүреді
Механикалық босау	1x гармоникаларының қатары, бөлшек гармоникалар (½x және т.б.), көтерілген шу деңгейі	Радиалды, көбінесе тік	Тұрақсыз фаза, уақыттық сигналдағы ретсіз соққылар
Домалау мойынтірегінің ақауы	Синхронды емес шыңдар (BPFO, BPFI, BSF, FTF) және олардың гармоникалары	Радиалды	Алдымен амплитудасы аз жоғары жиілікті шыңдар; кейінгі сатыда спектрде «төбешіктер» мен «шөп»
Кавитация, рециркуляция	Синхронды емес кең жолақты діріл	Радиалды	Уақыттық сигналдағы кездейсоқ соққылар, шығын мен тірекке тәуелділік
Ұлу тілі жанындағы гидравлика	Қалақ жиілігі Z × n және оның гармоникалары	Радиалды	BEP-тен алыстағанда өседі; жылдамдықпен немесе шығынмен өзгерсе, резонансты тексеру керек

Спектрлердің өзін қалай оқу керектігі «FFT спектрін қалай оқу керек: бес діріл сигнатурасы» мақаласында. Кавитация белгілері туралы толығырақ — «Сорғы кавитациясы: белгілері және диагностикасы» мақаласында.

Бірнеше нақтылау:

• Теңгерімсіздік пен осьтестік бұзылуы ұқсас көрініс беруі мүмкін. Осьтестік бұзылуы түпкілікті центрлеуді өлшеумен, ал теңгерімсіздік сынақ жүгіне жауаппен расталады.
• Босау амплитуданың логарифмдік шкаласы бар спектрде жақсырақ көрінеді: сызықтық шкалада ұсақ гармоникалар 1x шыңының жанында жоғалып кетеді.
• Мойынтіректер: жоғары жиілікті шыңдарды діріл үдеуінің спектрінде қараған ыңғайлы. Мойынтіректің геометриясы белгісіз болса, жиіліктер шамамен бағаланады: BPFO ≈ 0,4 × N × n, BPFI ≈ 0,6 × N × n, мұнда N — домалау денелерінің саны, n — айналу жиілігі.
• Қалақ жиілігі жұмыс доңғалағы қалақтарының санын айналу жиілігіне көбейткенге тең. Бұл жиілікте кез келген типтегі сорғыларда болатын стационар емес гидравликалық радиалды күштер әсер етеді.

Жиіліктерді есептеу мысалы

Сорғы 1480 айн/мин, 6 қалақты жұмыс доңғалағы, 9 шарикті мойынтірек:

Құраушы	Есептеу	Жиілік
1x	1480 / 60	24,7 Гц
2x	2 × 24,7	49,3 Гц
Қалақ жиілігі	6 × 24,7	148 Гц
BPFO (бағалау)	0,4 × 9 × 24,7	≈ 89 Гц
BPFI (бағалау)	0,6 × 9 × 24,7	≈ 133 Гц

Мойынтіректің нақты жиіліктері оның белгісі бойынша дайындаушы каталогынан алынады.

Сорғыны зерттеу тәртібі

1. Агрегатты тексеріп қараңыз: тығыздағыштардың ағуы, дәнекерлеу жарықтары, құйма мен анкерлік болттардың күйі, муфта қаптамасы.
2. Режимді жазыңыз: шығын, сору және айдау қысымы, айналу жиілігі.
3. Барлық нүктелер мен бағыттарда діріл жылдамдығының жалпы ОКМ деңгейін алып, өз санатыңыз бен қуатыңызға арналған ISO 10816-7 аймақтарымен салыстырыңыз.
4. Деңгейі ең жоғары нүктелерде жылдамдық спектрін, үдеу спектрін және уақыттық сигналды алыңыз.
5. 1x-ті, оның гармоникаларын, қалақ жиілігін және мойынтірек жиіліктерін табыңыз; қалғанын синхронды емес құраушыларға жатқызыңыз.
6. Қажет болса, өлшемді басқа шығында қайталаңыз: гидравликалық құраушылар (кавитация, рециркуляция, қалақ жиілігі) шығын мен кірістегі тірекке тәуелді.
7. Нәтижені базалық сызық ретінде сақтап, өлшемдерді маршрут бойынша қайталаңыз: тренд жеке мәннен маңыздырақ.

Сорғылардың діріл диагностикасын қандай аспаппен жасау керек

• Спектрлік талдау, маршруттық жинау және орнында теңгерімдеу — Bently Nevada vb7: дайындаушы паспорты бойынша синхронды жазуы бар екі арна, 6400 сызыққа дейін спектр, 40 кГц-ке дейін Fmax, айналымдардың лазерлік датчигі, екі жазықтықта теңгерімдеу.
• Мойынтіректер ультрадыбысы, майлауды бақылау және діріл бір маршрутта — SDT340: түйіспелі және әуе ультрадыбыстық датчиктері, акселерометр, кірістірілген инфрақызыл температура датчигі және тахометр.
• Датчик қою қиын сорғылар (батырмалы, шұңқырлардағы) — Artesis AMT Pro: қозғалтқыш токтары мен кернеулерін талдау; дайындаушы анықталатын ақаулар тізімінде сорғы кавитациясын, теңгерімсіздікті, осьтестік бұзылуын және мойынтірек ақауларын көрсетеді.

KEG TRK бұл аспаптарды Қазақстанда жеткізеді және сорғылар паркіне жиынтық таңдауға көмектеседі. Бағасы сұраныс бойынша.

Дереккөздер

• Europump. Pump Vibration Standards Guidelines, 1st edition, July 2013 (ISO 10816-7, ISO 13709, ISO 5199).
• Сербия стандарттау институты. ISO/AWI 20816-7 жобасының мәртебесі.
• Hydraulic Institute. Pump Vibration & Troubleshooting Strategies, Part 2.
• Emerson. Vibration Analysis for Machinery Health Diagnosis.
• ACOEM. Finding Unbalance and Misalignment on a Spectrum.
• Fluke Reliability. Linear vs. Non-Linear Systems Explained, Part 2.
• KSB. Centrifugal Pump Lexicon: Radial thrust.
• Bently Nevada. vb7 Portable Data Collector, Analyzer and Balancer, datasheet 116M5255 Rev. F.
• SDT Ultrasound Solutions. SDT340.
• NVMS (Artesis дистрибьюторы). Artesis AMT Pro.