I sistemi di monitoraggio della condizione di Bently Nevada sono la soluzione principale per il monitoraggio delle vibrazioni e del sistema di azionamento di macchinari industriali rotanti, come turbine a vapore, generatori,altri apparecchi per la produzione di energia elettricaIl suo principio fondamentale si basa sulla raccolta e l'analisi in tempo reale di parametri chiave, tra cui vibrazione meccanica, spostamento dell'albero e velocità di rotazione.Identificando caratteristiche di segnale anormali, valuta lo stato di salute dell'apparecchiatura per realizzare l'allarme e la diagnosi precoci dei guasti.
1Parametri fondamentali di monitoraggio e principi di rilevamento
Il sistema acquisisce i parametri fisici di funzionamento delle apparecchiature attraverso vari sensori e li converte in segnali elettrici da analizzare.
Monitoraggio delle vibrazioni
Adottasensori di corrente vorticale senza contattoosensori di accelerazione piezoelettrici a contatto:
- Sensore di corrente di EddyIl campo elettromagnetico è generato da un campo elettromagnetico alternato tra la sonda sensore e la superficie metallica dell'albero rotante.la variazione di clearance modifica l' intensità della corrente vorticale, che viene convertito in un segnale di tensione proporzionale allo spostamento delle vibrazioni.misurazione delle vibrazioni relative dell'alberocon precisione a livello di micron.
- Sensore di accelerazione piezoelettricoUtilizza la caratteristica di conversione forza-elettrica dei cristalli piezoelettrici per convertire l'accelerazione delle vibrazioni meccaniche in segnali di carica.emette segnali di tensione correlati all'intensità delle vibrazioni, principalmente permisurazione delle vibrazioni assolute della carcassa.
Monitoraggio dello spostamento dell'albero / monitoraggio dell'espansione differenziale
Misura la deviazione della posizione assiale dell'albero rotante (flottaggio dell'albero) o l'espansione relativa tra rotore e statore (espansione differenziale),e emette segnali di tensione lineari per riflettere la stabilità assiale del sistema dell'albero ed evitare l'attrito tra componenti rotanti e stazionari.
Velocità di rotazione e monitoraggio delle fasi
con una lunghezza massima di 20 mm o più, ma non superiore a 50 mm
- Sensore magnetoelettrico: Calcola la velocità di rotazione rilevando i segnali di impulso generati quando i denti degli ingranaggi o gli slot chiave-fase sull'albero rotante tagliano il campo magnetico; la frequenza di impulso è proporzionale alla velocità di rotazione.
- Sensore di fase chiave (segnale sincrono): raccoglie segnali in sincronia con i dati di vibrazione per analizzare la fase di vibrazione e individuare le cause di guasto, come le caratteristiche di fase corrispondenti a squilibrio e disallineamento.
2. Processo del segnale e estrazione delle caratteristiche
I segnali originali raccolti dai sensori (vibrazione, spostamento, ecc.) sono amplificati e filtrati dai proximitori, quindi trasmessi a host di monitoraggio come i rack delle serie 3500 e 1770.Le caratteristiche di guasto sono estratti attraverso i seguenti metodi:
- Analisi del dominio temporale: Calcola il valore di picco delle vibrazioni, il valore RMS e il valore di picco a picco per giudicare se l'intensità delle vibrazioni supera le soglie standard (ad esempio ISO 10816).
- Analisi del dominio di frequenzaConverte i segnali del dominio temporale in spettrogrammi tramite trasformazione di Fourier rapida (FFT) per identificare le frequenze caratteristiche, come la frequenza di rotazione f, la frequenza 2× e le armoniche.
Esempio: lo squilibrio del rotore corrisponde al picco dominante a frequenza di rotazione di 1 ×; il disallineamento corrisponde al picco dominante a frequenza di 2 ×;I guasti dei cuscinetti corrispondono a frequenze caratteristiche specifiche (e.g. frequenza di guasto della corsia interna = 0,6f × numero di sfere di cuscinetto).
- Analisi delle tendenze: registra curve di variazione dei parametri a lungo termine (ad esempio tendenza delle vibrazioni con il tempo di funzionamento).un improvviso aumento delle vibrazioni indica di solito un'usura del cuscinetto peggiorata.
3. Logica di diagnosi e protezione dei difetti
Sulla base di soglie prestabilite (livello di allarme / livello di pericolo) e di un database tipico di caratteristiche di guasto, il sistema realizza un allarme e una diagnosi precoci graduali:
- Alarme di soglia: Quando le vibrazioni o lo spostamento superano le soglie stabilite (avvertimento di attenzione, pericolo di spegnimento), il sistema attiva allarmi acustici e visivi e registra l'orario.
- Corrispondenza delle caratteristiche: Confronta in tempo reale le caratteristiche spettrali con le tipiche firme di guasto (sballanza, disallineamento, piegatura dell'albero, vortice di olio, ecc.) per identificare automaticamente o aiutare l'identificazione del guasto.fase stabile accompagnata da una componente di frequenza dominante 1 × indica principalmente uno squilibrio del rotore.
- Protezione da blocco: per le apparecchiature critiche come le turbine a vapore, una volta che i parametri raggiungono i livelli di pericolo, il sistema emette segnali di blocco per l'arresto automatico,prevenzione di guasti catastrofici quali fratture di albero e incendi indotti da attrito.
La logica di base del monitoraggio delle condizioni di Bently Nevada può essere riassunta come:
Sensore di quantità fisica in tempo reale → elaborazione del segnale e estrazione delle caratteristiche → valutazione dello stato dell'apparecchiatura in base alle caratteristiche.
Grazie alla misurazione di alta precisione senza contatto e all'analisi dei segnali multidimensionali, la modalità di manutenzione passa dalla manutenzione in caso di guasto alla manutenzione predittiva.Il suo valore fondamentale risiede nella rilevazione precoce di potenziali difetti (e.g. usura iniziale del cuscinetto, squilibrio del rotore), riducendo i rischi di arresto non pianificato e i costi di manutenzione.
Analisi delle domande tecniche classiche
D1: Senza cavo di estensione, una sonda sensore di corrente vorticale di 5 metri può essere direttamente abbinata a un proximitor di 5 metri per l'uso?
ASì, ha solo bisogno di soddisfare
lunghezza della sonda + lunghezza del cavo di estensione = lunghezza nominale del proximitorIl cavo di estensione è principalmente per la comodità dell'installazione e della messa in servizio.
Esempio: sonda da 1 m + cavo di estensione da 4 m = compatibile con proximitor da 5 m.
D2: La sensibilità della sonda è di 7,87 V/mm. Qual è il fattore determinante?
A: dipende principalmente dal materiale della sonda (4140 acciaio).
D3: In che modo l'area superficiale dell'albero misurato influisce sui risultati delle misurazioni?
A: diametro della sonda più grande → distanza di misurazione più lunga, sensibilità inferiore e linearità inferiore.
Al contrario, il diametro della sonda più piccolo → la distanza di misurazione più breve, una maggiore sensibilità e una migliore linearità.
Q4: Quali parametri del proximitor e della sonda sono fissati e abbinati?
A: Frequenza radio fissa del proximitor; capacità, induttanza e resistenza fisse del cavo coassiale e dell'assemblaggio della sonda.Questo garantisce una proporzionalità lineare tra la distanza tra la sonda e l'albero e la tensione del gap.
D5: Perché piegare il cavo coassiale in un angolo retto provoca letture non valide, mentre le letture tornano alla normalità dopo l'allineamento?
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