مقایسه دو روش آنالیز ارتعاشات و آنالیز روغن

HY90در شناسایی خرابی یاتاقان کمپرسور

ثانی - علیرضا رضایی حسین غالمزاده

شرکت اندیشه پردازان سپهر آپادانا

info@apsagroup.ir

9th Condition Monitoring and Fault Diagnosis Conference CMFD 2015

نهمین كنفرانس تخصصي پايش وضعيت و

عيب يابي ماشين آالت

1393ایران،دانشگاه صنعت نفت اهواز، اسفند

مقدمه

و آنالیز روغناهمیت پایش وضعیت تجهیزات دوار از طریق آنالیز ارتعاشات و آنالیز روغناهمیت پایش وضعیت تجهیزات دوار از طریق آنالیز ارتعاشات

مقایسه دو تکنیک آنالیز ارتعاشات و آنالیز روغن در شناسایی خرابی بیرینگ کمپرسورمقایسه دو تکنیک آنالیز ارتعاشات و آنالیز روغن در شناسایی خرابی بیرینگ کمپرسور

مقدمه : پایش وضعیت تجهیزات بوسیله آنالیز ارتعاشات و آنالیز روغن

ایرEس نظEر از چEه و مقEدار نظEر از )چEه دوار تجهEیز هEر ارتعاشEات

مشخصEات ارتعاشEات( ارتبEاط مسEتقیمی بEا وضEعیت آن دارد ، لEذا انEدازه

گEيری و آنEالیز ارتعاشEات یکی از روشE های اصEلی بEرای پEایش تجهEیزات و

ماشین آالت دوار به شمار می رود.

در تجهیزات دارای روغن ، گرفتن نمونه و انجام آزمایش بر روی

روغن ، نیز روش ارزشمندی جهت شناسایی برخی عیوب در اجزای

ماشین می باشد.

و یاتاق1ان وج1ود دارن1د Screwاز آنج1ا ک1ه در این تجه1یزات اج1زایی نظ1یر چ1رخ دن1ده ، روت1ور

ارتعاشEی پEارامتر از و انتخEاب انEدازه گیری محEدوده فرکانسEی مناسEب جهت

اهمیت ویژه ای برخوردار است.

: Screw- نحوه ارزیابی ارتعاشات کمپرسورهای 1

رEل زیEه عوامEه بEا توجEه بEدازه گیری مربوطEزار انEی و ابEارامتر ارتعاشEاب پEانتختعیین می شوند :

: Screw- نحوه ارزیابی ارتعاشات کمپرسورهای 1

توصیه سازندگان توصیه سازندگان

تجربه کاربر تجربه کاربر

محدودیت های محل اندازه گیری)دسترسی ، فضای کافی ، درجه حرارت و ...(

محدودیت های محل اندازه گیری)دسترسی ، فضای کافی ، درجه حرارت و ...(

محدودیت های کاربردی •)محدودیت فرکانسی ، محدودیت دامنه خیلی زیاد و ...(

محدودیت های کاربردی •)محدودیت فرکانسی ، محدودیت دامنه خیلی زیاد و ...(

Screw HY 90-آشنایی با تجهیز : 2

قEربت از طریEیمان زاوه تEه سEد در کارخانEط تولیEاز خEورد نیEرده مEتگاه 5هوای فشEدس

تامین می شود Screw HY90کمپرسور

جانمایی الکتروموتور، جعبه دنده و یاتاقان های محور - 1شکل محرک و متحرک کمپرسور

HY90- مشخصات فنی کمپرسور 2جدول

Pinion Gear

Bull Gear

Motor Speed Motor PowerMax Inlet

Temperature Working Pressure Model no Manufacture

45 Teeth 47 Teeth 1490 rpm 90 Kw 40°c 8 bar HY90ATLAS COPCO

6-Lobes Rotor Bearings 4-Lobes Rotor Bearings Bull Gear Bearings

NU 315 QJ 315+NU 315 NU 315 QJ 315+NU 315 NU 2308 22315

Screw HY 90-آشنایی با تجهیز : 2

- اندازه گیری ارتعاشات کمپرسور3

ان1دازه 5ارتعاش1ات کلی1ه دس1تگاه کمپرس1ور در نق1اط مش1خص ش1ده ب1ر روی ش1کل ی1ک

گیری شد.

لذا کلی1ه فرک1انس ه1ای م1ورد نی1از جهت ارزی1ابی وض1عیت کمپرس1ور محاس1به و در ج1دول

- مشخصات فرکانسی اجزای 3جدول شماره سه قابل مشاهده است.HY90کمپرسور

Frequency Name Calculation Frequency (Hz)

4-Lobe Rotor Speed 1490/60 x 47T/45T 25.94

4-Lobe Pass Frequency 25.94 x 4 103.76

6-Lobe Rotor Speed 25.94 x 4T/6T 17.3

6-Lobe Pass Frequency 17.3 x 6 103.76

Bull Gear Mesh Frequency 1490/60 x 47T 1167

Pinion Gear Mesh Frequency 25.94 x 45T 1167

2x GMF 2 x 1167 2334

3x GMF 3x 1167 3501

- ارزیابی وضعیت ارتعاشات کمپرسورها :4

در مرحله اول مقادیر ارتعاشات بر حسب پارامترRMS اندازه گیری شد.سرعت

مقایسه مقادیر اندازه گیری شده از کمپرسورها با یکدیگر و همچنین مقایسه با مقادیر

وضعیت کلیه کمپرسورها بود.عادی بودن پیشنهادی استاندارد نشان دهنده

Compressor RMS(mm/s)4-lobes Rotor 6-lobes Rotor

P5 P6 P7 P8

7411CP1

H 0.7 1.5 0.6 1.4

V 1 1.5 1.2 1.5

A 0.7 0.9 0.8 0.8

7411CP3

H 1 2 0.6 1.2

V 3 1.6 0.9 2

A 0.3 0.7 0.8 1.8

3 و 1- مقایسه مقادیر ارتعاشات کمپرسور شماره 4جدول بر حسب واحد سرعت

- ارزیابی وضعیت ارتعاشات کمپرسورها :4

در مرحله دوم ارتعاشات کمپرسورها بر حسب پارامترRMS شتاب و همچنین شاخص

اندازه گیری گردید. Bearing Condition و Crest Factorهای

غیرعادی بودن این بار مقایسه مقادیر ارتعاشات کمپرسورها با یکدیگر نشان دهنده

وضعیت ارتعاشات

می باشد. کمپرسور شماره یک

Compressor Vib (m/s2)4-lobes Rotor 6-lobes Rotor

P5 P6 P7 P8

7411CP1

RMS 14 22 16 24

BC 1.7 3 1.5 1.9

CF 2.5 2.6 2.5 2.6

7411CP3

RMS 7 5 10 10

BC 0.7 0.5 0.5 0.43

CF 2.9 2.8 2.6 2.6

3 و 1- مقایسه مقادیر ارتعاشات کمپرسورشماره 5جدول بر حسب واحد شتاب

- ارزیابی دقیق تر ارتعاشات کمپرسور شماره یک : 5بررسی طیف فرکانسی

کمپرسور در 6منحنی فرکانسی ارتعاشات یاتاقان شماره - 6شکل راستای عمودی

1167 Hz103.7 Hz

و سایر نقاط بررسی و 6منحنی فرکانسی ارتعاشات در نقطه شماره

مقایسه گردید که وضعیت کلیه آن ها تقریباg یکسان تشخیص داده شد.

- ارزیابی دقیق تر ارتعاشات کمپرسور شماره یک : 5بررسی منحنی زمانی پوش

- منحنی زمانی پوش 7شکل 6ارتعاشات یاتاقان شماره

در راستای 1کمپرسور شماره عمودی

– منحنی زمانی پوش 8شکل 6ارتعاشات یاتاقان شماره

در راستای 3کمپرسور شماره عمودی

- ارزیابی دقیق تر ارتعاشات کمپرسور شماره یک : 5بررسی منحنی فرکانسی پوش

6 – منحنی فرکانسی پوش ارتعاشات یاتاقان شماره 9شکل کمپرسور شماره یک در راستای عمودی

184.69بیشترین مقدار ارتعاش در فرکانسHz و هارمونیک های آنمی باشد.

- ارزیابی دقیق تر ارتعاشات کمپرسور شماره یک : 5بررسی منحنی فرکانسی پوش

فرکانس گردش قفسه

فرکانس گردش غلتک

فرکانس خرابی حلقه بیرونی

فرکانس خرابی حلقه داخلی

Bearing Type

10.5 54.5 116 170 Qj 315

10.4 61.7 135 203 NU 315

فرکانس های چهارگانه اجزاء یاتاقان های نقطه شماره – 10 جدول (SKF کمپرسور)6

6با توجه به سرعت چرخش و نوع بیرینگ های نصب شده در نقطه شماره

از نرم افزارهای متداول موجود جهت محاسبه فرکانس های خرابی استفاده

گردید.

بررسی مقادیر جدول فوق نشان دهنده اختالف بسیار زیادی بین

فرکانس مشخص شده در منحنی و مقادیر بدست آمده از نرم افزار

می باشد.

- ارزیابی دقیق تر ارتعاشات کمپرسور شماره یک : 5بررسی منحنی فرکانسی پوش

Slidingاز آنجا که بین اجزای یاتاقان ، عالوه بر حرکت غلتشی ، اندکی حرکت لغزشی

action انطب1اق دقی1ق فرکانس1 های محاس1به ب1اعث ع1دم ن1یز روی می ده1د ، ممکن اس1ت

شده بر فرکانس های اجزای نشان داده شده روی منحنی فرکانسی یا پوش شود.

اطالعات یاتاقان : n : 12تعداد ساچمه

N : 1556.4 rpmسرعت محور

و 6تقریب برای یاتاقانی با تعداد عناصر غلتشی بین 12

و 6تقریب برای یاتاقانی با تعداد عناصر غلتشی بین 12

F0 = N/60 × 0.4 × n

Fi = N/60 × 0.6 × n

Fc = N/60 × 0.4

F0 = N/60 × (0.5 × n – ½)

Fi = N/60 × (0.5 × n + ½)

Fc = N/60 × (0.5 – ½ / n)

آسیب وارده به : از طریق تقریب :

F0حلقه خارجی

Fiحلقه داخلی

Fcقفسه

124.51

186.7610.37

های تقریبی از فرکانس های آسیب در یاتاقان– 11 جدول غلتشی

- ارزیابی وضعیت روغن کمپرسور6

تس1ت های و آزمایش1اتی ک1ه در خص1وص نمون1ه روغن کمپرس1ورها ص1ورت می پ1ذیرد ب1ه

شرح ذیل است :

عناصر فرسایشی •

شاخص های فرسایشی •

افزودنی ها •

آالینده ها •

آلودگی ها • یEک ابEزار پرطرفEدار و قEوی بEرای ارزیEابی وضEعیت سEالمت تجهEیزات روغEنی PQ شاخص

اسEت کEه یEک عEدد بEدون واحEد بEوده و نشEانگر مEیزان ذرات آهEنی موجEود در نمونEه می باشEد

و ارزیابی آن نیازمند روند و بررسی آنست.

- ارزیابی وضعیت روغن کمپرسور: 6

مقایسه سوابق نتایج آنالیز روغن کمپرسور شماره یک

عناصر فرسایشی

( PPM)مقدار

01/02/93( PPM)مقدار

93/03/22

Fe 1.8 1.4

Cr 0 0.1

Cu 0.1 0.1

Pb 8.8 10.4

Sn 0 0

PQشاخص 8 8

- مقایسه نتایج آنالیز روغن کمپرسور شماره 12جدول یک

- ارزیابی وضعیت روغن کمپرسور: 6

مقایسه نتایج آنالیز روغن کمپرسور شماره یک با سایر

کمپرسورها

- مقایسه نتایج آنالیز روغن کمپرسور 13جدول شماره یک و سه

عناصر فرسایشی

( PPM)مقدار

کمپرسور شماره یک

( PPM)مقدار

کمپرسور شماره سه

Fe 1.8 2.1

Cr 0 0

Cu 0.1 0.2

Pb 8.8 10.3

Sn 0 0

PQشاخص 8 8

- جمع بندی نتایج آنالیزارتعاشات و آنالیز روغن 7

با توج1ه ب1ه توض1یحات ف1وق و ع1دم مط1ابقت نت1ایج آن1الیز روغن و ارتعاش1ات در خص1وص

وض1عیت کمپرس1ور ش1ماره ی1ک ، تص1میم گ1یری در خص1وص اق1دام اص1الحی پیش1نهادی

بس1یار مش1کل ب1ود ام1ا از آنج1ا ک1ه تجرب1ه نش1ان داده اس1ت ، تکنی1ک آن1الیز ارتعاش1ات در

خص1وص شناس1ایی مراح1ل اولی1ه خ1رابی تجه1یزات دوار از ق1درت و حساس1یت بیش1تری

برخوردار است ، تصمیم بر بازرسی کمپرسور شماره یک گردید.

- نتیجه بازدید از کمپرسور 8

- تصویر حلقه داخلی آسیب دیده 14شکل یاتاقان کمپرسور

- نتيجه گيري9

با توجه به ماهیت خرابی :

.آنالیز ارتعاشات توانسته بود این خرابی را به موقع و بدرستی شناسایی نماید

ب1ا پ1ارامتر س1رعت ، ک1ارایی پارامتر ش1تاب در شناس1ایی این ن1وع خ1رابی ، در مقایس1ه

بیشتری دارد.

- منابع : 10

م1ولفین : مه1دی به1زاد، کی1وان س1پانلو ، مس1عود آس1ایش و عب1اس روح1انی - اص1ول و - 1 ناش1ر : انتش1ارات –مب1انی ارتعاش1ات در نگه1داری ، تعم1یرات و عیب ی1ابی ماش1ین های دوار

73- صفحه 1386شرکت ملی صنایع پتروشیمی، چاپ اول

- گ1ردآوری و ترجم1ه : وحی1د رض1ائی و س1عید س1عیدی- تحلی1ل و تفس1یر ارتعاش1ات ماش1ین 260 و 59- صفحات : 1389 ناشر : پرس صانکو ، چاپ اول –آالت دوار

[3] www.alsglobal.com