Sprzęt do analizy drgań silnika: Monitorowanie drgań a ESA

Wiele osób zauważa problemy z silnikami tylko wtedy, gdy silnik może fizycznie drżeć, wibrować, przegrzewać się lub wydawać słyszalny dźwięk, zanim podejmie odpowiednie działania w celu naprawienia problemu. Czujniki monitorujące wibracje stały się coraz powszechniej stosowane, ale czasami nie znajdują prawdziwego problemu w silniku na czas, zanim dojdzie do dalszych uszkodzeń.

Electrical Signature Analysis (ESA), technologia, która ocenia obwody komponentów w całym układzie silnika (Motor Control Center (MCC) lub Variable Frequency Drive (VFD)), kablach i silnikach, jest stosowana w innych typach urządzeń do analizy drgań silnika, takich jak ręczny ALL-TEST PRO On-Line II™ (ATPOL II). ESA wskazuje wczesne usterki silnika, często zanim staną się one łatwiejsze do wykrycia.

W tym studium przypadku omówiono mocne i słabe strony dwóch różnych typów sprzętu do analizy drgań silnika w ocenie i diagnozowaniu uszkodzeń wirnika silnika.

Historia

Easy Tool jest dostawcą rozwiązań do monitorowania stanu z przedstawicielami serwisu i wsparcia we Włoszech. Zlokalizowana w mieście Fabriano, w prowincji Ancona, firma Easy Tool reprezentuje przyrządy ALL-TEST Pro i wykonuje regularne usługi monitorowania stanu dla lokalnego producenta papieru.

Co trzy miesiące inżynier terenowy udaje się do zakładu produkcji papieru, aby przetestować sprzęt, w tym wentylatory, silniki, rolki i przekładnie. Dane są gromadzone cztery razy w ciągu roku w celu analizy trendów i analizy predykcyjnej w celu wsparcia programów bezpieczeństwa i niezawodności sprzętu producenta papieru.

We wrześniu 2016 r. Ettore Di Pasquale, inżynier terenowy, zastosował podejście oparte na wielu technologiach, aby prawidłowo zdiagnozować problem z silnikiem indukcyjnym.

Konfiguracja silnika

15-kilowatowy silnik indukcyjny z napędem VFD został wykorzystany do napędzania wentylatora przemysłowego na pokrywie sekcji suszącej maszyny produkującej papier.

Podczas gdy maszyna produkuje papier, ten wentylator przemysłowy odciąga opary z maszyny i przesyła je przez filtr przed wypuszczeniem spalin do atmosfery.

Analiza wibracji sugeruje niewyważenie silnika (ale analiza parametrów elektrycznych wskazuje inaczej)

Wstępna analiza drgań wykazała wysokie wartości drgań i widmo, które można było zinterpretować jako niewyważenie silnika. Mimo że pierwsza część widma wyglądała podobnie do wzorca niezrównoważenia, inżynier terenowy wiedział, że należy kontynuować badanie.

Prędkość została zmierzona za pomocą stroboskopu i wykazała, że obroty na minutę (RPM) zmieniały się bardzo szybko – mimo że VFD był ustawiony na pracę silnika ze stałą prędkością 1470 RPM. Gwałtowna zmiana prędkości obrotowej silnika indukcyjnego wskazuje na uszkodzenie prętów wirnika.

W tym momencie inżynier terenowy kontynuował swoje podejście oparte na wielu technologiach i przeprowadził analizę charakterystyki elektrycznej za pomocą ręcznego przyrządu do testowania silników pod napięciem ALL-TEST PRO On-Line II™, aby zbadać stan prętów wirnika silnika.

Analiza sygnału elektrycznego potwierdza uszkodzone pręty wirnika

Electrical Signature Analysis (ESA) to technologia diagnostyczna silnika, która wykorzystuje napięcie zasilania silnika i prąd roboczy do identyfikacji istniejących i rozwijających się usterek w całym układzie silnika.

W trybie ESA ATPOL II™ ocenia stan zasilania przychodzącego, obwodu sterującego, samego silnika i napędzanego obciążenia.

ESA tego silnika indukcyjnego wykazał znaczne wahania prądu, gdy silnik przyspiesza, pobiera więcej prądu; gdy zwalnia, pobiera mniej prądu. Duże wahania prądu wynosiły około 30%, ponieważ silnik zmieniał obciążenie z powodu zmian prędkości.

.

Rozwiązanie problemu w celu zapobiegania awariom silnika i zapewnienia bezpieczeństwa pracowników

Inżynier terenowy przeanalizował swoją kompleksową analizę z kierownikiem ds. konserwacji predykcyjnej i niezawodności producenta papieru i zasugerował wymianę silnika. Nowy silnik został niezwłocznie zainstalowany podczas planowanego przestoju, a następnie przeprowadzono kolejną analizę drgań nowego silnika, aby upewnić się, że działa zgodnie z przeznaczeniem.

Analiza drgań nowego silnika wykazała, że wibracje znacznie się zmniejszyły. Tam, gdzie oryginalny uszkodzony silnik wykazywał wysokie wartości drgań około 11 mm/s, analiza drgań nowego silnika wykazała wartości około 0,35 (30-krotnie mniejsze drgania).

Co ważniejsze, nowy silnik pracował ze stałą prędkością, dzięki czemu wentylator przemysłowy mógł usuwać opary z maszyny do produkcji papieru przy stałym przepływie powietrza. Utrzymanie prędkości i przepływu powietrza do odsysania oparów oznaczało stworzenie zdrowego i bezpiecznego środowiska pracy dla pracowników producenta.

Wnioski dotyczące sprzętu do analizy drgań silnika

Wyciągnięte wnioski:

1. Gdyby uszkodzone pręty wirnika nie zostały wykryte, silnik uległby awarii. Awaria silnika doprowadziłaby do niebezpiecznych warunków pracy wewnątrz zakładu produkcyjnego. Programy monitorowania stanu i konserwacji predykcyjnej (PdM) to bardzo ważne inicjatywy, które powinien wdrożyć każdy producent.

2. Sam sprzęt do analizy drgań silnika, taki jak czujniki monitorowania drgań, choć bardzo pouczający i ważny, nie zawsze wyraźnie identyfikuje usterki silnika. Testy wibracyjne powinny być wykonywane wraz z analizą sygnatur elektrycznych. Bardzo ważne jest, aby podczas sprawdzania stanu silników stosować podejście oparte na wielu technologiach, ponieważ jedna technologia zwykle nie jest “wystarczająca” do prawidłowego zdiagnozowania stanu silnika.

3. Istnieją łatwe w użyciu przenośne przyrządy, takie jak ALL-TEST PRO On-Line II™ (obecnie ALL-TEST PRO On-Line III™), które mogą pomóc w sprawdzeniu stanu silników. ATPOL II™ jest nieocenionym narzędziem monitorującym i diagnostycznym, które może pomóc zobaczyć, co naprawdę dzieje się z Twoim sprzętem. Upewnij się, że masz odpowiednie narzędzia do obsługi programu monitorowania stanu.

Informacje o All-TEST Pro, LLC.

ALL-TEST Pro spełnia obietnicę prawdziwej konserwacji silnika i rozwiązywania problemów, dzięki innowacyjnym narzędziom diagnostycznym, oprogramowaniu i wsparciu, które umożliwiają prowadzenie działalności.

Informacje o SPM Instrument

SPM Instrument ma ponad 40-letnie doświadczenie w monitorowaniu stanu maszyn, współpracując z kilkoma branżami w ponad 50 krajach w celu zapewnienia serwisu technicznego, wsparcia i szkoleń w zakresie praktyk monitorowania stanu.