Utrustning för analys av motorvibrationer: Vibrationsövervakning vs ESA

Många upptäcker problem med motorer först när motorn skakar, vibrerar, överhettas eller ger ifrån sig ett hörbart ljud, innan de vidtar rätt åtgärder för att lösa problemet. Vibrationsövervakningssensorer har blivit allt vanligare, men ibland hittar de inte det verkliga problemet i motorn i tid innan ytterligare skador uppstår.

Elektrisk signaturanalys (ESA), en teknik som utvärderar kretsarna i komponenterna i hela motorsystemet (motorkontrollcenter (MCC) eller variabel frekvensdrift (VFD)), kablar och motorer, används i andra typer av utrustning för analys av motorvibrationer, t.ex. den handhållna ALL-TEST PRO On-Line II™ (ATPOL II). ESA lokaliserar motorfel i ett tidigt skede, ofta innan de är lättare att upptäcka.

I denna fallstudie diskuteras styrkorna och svagheterna hos två olika typer av utrustning för analys av motorvibrationer vid bedömning och diagnos av skador på en motors rotor.

Bakgrundshistoria

Easy Tool är en leverantör av lösningar för tillståndsövervakning med service- och supportrepresentanter i Italien. Easy Tool ligger i staden Fabriano, i provinsen Ancona, och representerar ALL-TEST Pro-instrument och utför regelbundna konditionsövervakningstjänster för en lokal papperstillverkare.

Var tredje månad reser en fältingenjör till papperstillverkningsanläggningen för att testa deras utrustning, inklusive fläktar, motorer, rullar och växellådor. Data samlas in fyra gånger under året för trend- och prediktiv analys för att stödja papperstillverkarens program för säkerhet och utrustningens tillförlitlighet.

I september 2016 använde Ettore Di Pasquale, fältingenjör, en multiteknisk metod för att korrekt diagnostisera ett problem med en induktionsmotor.

Inställning av motorn

En VFD-driven induktionsmotor på 15 kilowatt användes för att driva en industrifläkt på torksektionens huv i en maskin som tillverkar papper.

Medan maskinen producerar papper suger denna industrifläkt upp ångorna från maskinen och skickar dem genom ett filter innan de släpps ut i atmosfären.

Vibrationsanalys tyder på obalans i motorn (men analys av elektrisk signatur visar motsatsen)

Den inledande vibrationsanalysen visade höga vibrationsvärden och ett spektrum som kunde ha tolkats som obalans i motorn. Även om den första delen av spektrumet såg ut att likna ett obalansmönster, visste fältingenjören att han skulle fortsätta undersökningen.

Hastigheten mättes med en stroboskop och visade att varvtalet per minut (RPM) hade ändrats mycket snabbt – trots att VFD-enheten var inställd på att köra motorn med ett fast varvtal på 1 470 RPM. Om induktionsmotorns hastighet ändras snabbt är det ett tecken på att rotorstängerna är trasiga.

Vid denna tidpunkt fortsatte fältingenjören med sitt multitekniska tillvägagångssätt och utförde en elektrisk signaturanalys med det handhållna ALL-TEST PRO On-Line II™ testinstrumentet för spänningssatta motorer för att undersöka tillståndet hos motorns rotorskenor.

Analys av elektrisk signatur bekräftar brutna rotorbalkar

Elektrisk signaturanalys (ESA ) är en teknik för motordiagnostik som använder motorns matningsspänning och driftström för att identifiera befintliga och nya fel i hela motorsystemet.

I ESA-läge utvärderar ATPOL II™ tillståndet för den inkommande strömmen, styrkretsen, själva motorn och den drivna lasten.

ESA för denna induktionsmotor visade betydande variationer i strömmen när motorn snabbas upp drar den mer ström; när den saktar ner drar den mindre ström. De stora fluktuationerna i strömmen varierade ca 30% eftersom motorn varierade belastningen på grund av hastighetsförändringar.

.

Lös problemet för att förhindra motorhaveri och hålla medarbetarna säkra

Fältingenjören gick igenom sin omfattande analys med papperstillverkarens chef för förebyggande underhåll och tillförlitlighet, och man föreslog att motorn skulle bytas ut. En ny motor installerades omedelbart under ett planerat driftstopp, och ytterligare en vibrationsanalys utfördes på den nya motorn för att säkerställa att den fungerade som avsett.

Vibrationsanalysen av den nya motorn visade att vibrationerna hade minskat avsevärt. Där den ursprungliga skadade motorn hade uppvisat höga vibrationsvärden på ca 11 mm/sek, visade vibrationsanalysen av den nya motorn värden på ca 0,35 (30 gånger mindre vibrationer).

Ännu viktigare var att den nya motorn kördes med konstant hastighet, så att industrifläkten kunde evakuera ångor från pappersproduktionsmaskinen med ett konstant luftflöde. Att bibehålla hastigheten och luftflödet för röksugningen innebar att skapa en hälsosam och säker arbetsmiljö för tillverkarens anställda.

Analysutrustning för motorvibrationer Slutsats

Lärdomar som dragits:

1. Om de trasiga rotorstängerna inte hade upptäckts skulle motorn ha havererat. Ett motorhaveri skulle ha lett till osäkra arbetsförhållanden i tillverkningsanläggningen. Program för tillståndsövervakning och prediktivt underhåll (PdM) är mycket viktiga initiativ som alla tillverkare bör genomföra.

2. Enbart utrustning för analys av motorvibrationer, t.ex. vibrationsövervakningssensorer, är visserligen mycket informativa och viktiga, men identifierar inte alltid motorfel på ett tydligt sätt. Vibrationsprovning bör utföras tillsammans med analys av elektrisk signatur. Det är viktigt att använda flera olika tekniker när man kontrollerar motorernas skick, eftersom en teknik oftast inte är “tillräcklig” för att korrekt diagnostisera motorhälsan.

3. Det finns lättanvända bärbara instrument, som ALL-TEST PRO On-Line II™ (nu ALL-TEST PRO On-Line III™), som kan hjälpa dig att kontrollera hur dina motorer mår. ATPOL II™ är ett ovärderligt övervaknings- och diagnosverktyg som kan hjälpa dig att se vad som egentligen händer med din utrustning. Se till att du har rätt verktyg för att stödja ditt program för tillståndsövervakning.

Om All-TEST Pro, LLC.

ALL-TEST Pro uppfyller löftet om verkligt motorunderhåll och felsökning, med innovativa diagnosverktyg, programvara och support som gör att du kan hålla igång din verksamhet.

Om SPM Instrument

SPM Instrument har över 40 års erfarenhet av tillståndsövervakning av maskiner och arbetar med flera industrier i mer än 50 länder för att tillhandahålla teknisk service, support och utbildning i metoder för tillståndsövervakning.