Bently Nevada 상태 모니터링 시스템은 증기 터빈, 발전기, 압축기 및 펌프와 같은 산업용 회전 기계의 진동 및 샤프트 시스템 상태 모니터링을 위한 주류 솔루션입니다. 핵심 원리는 기계적 진동, 샤프트 변위 및 회전 속도를 포함한 주요 매개변수의 실시간 수집 및 분석을 기반으로 합니다. 비정상적인 신호 특성을 식별하여 장비 상태를 평가하여 조기 장애 경고 및 진단을 실현합니다. 구체적인 원칙은 다음과 같습니다.
1. 핵심 모니터링 매개변수 및 감지 원리
이 시스템은 다양한 센서를 통해 장비의 물리적 작동 매개변수를 획득하고 이를 전기 신호로 변환하여 분석합니다.
진동 모니터링
채택하다비접촉 와전류 센서또는압전 가속도 센서에 접촉:
와전류 센서: 전자기 유도 원리를 기반으로 합니다. 센서 프로브와 회전 샤프트의 금속 표면 사이에 교번 전자기장이 형성됩니다. 샤프트 진동이 발생하면 클리어런스 변화에 따라 와전류 강도가 변경되고, 이는 진동 변위에 비례하는 전압 신호로 변환됩니다. 그것은 주로 사용됩니다샤프트 상대 진동 측정미크론 수준의 정밀도로.
압전 가속도 센서: 압전 결정의 힘-전기 변환 특성을 활용하여 기계적 진동 가속도를 전하 신호로 변환합니다. 증폭 후 주로 진동 강도와 관련된 전압 신호를 출력합니다.케이싱 절대 진동 측정.
축 변위/차동 팽창 모니터링
주로 와전류 센서에 의존합니다. 회전 샤프트의 축 위치 편차(샤프트 플로트) 또는 회전자와 고정자 사이의 상대 팽창(차동 팽창)을 측정하고 선형 전압 신호를 출력하여 샤프트 시스템의 축 안정성을 반영하고 회전 부품과 고정 부품 사이의 마찰을 방지합니다.
회전 속도 및 위상 모니터링
자기전기 또는 광전 센서를 채택합니다.
자기전기 센서: 회전축의 기어 치나 키 위상 슬롯이 자기장을 절단할 때 발생하는 펄스 신호를 감지하여 회전 속도를 계산합니다. 펄스 주파수는 회전 속도에 비례합니다.
키 위상 센서(동기 신호): 진동 데이터와 동기적으로 신호를 수집하여 진동 위상을 분석하고 불균형 및 정렬 불량에 해당하는 위상 특성과 같은 결함 원인을 찾습니다.
2. 신호 처리 및 특징 추출
센서에 의해 수집된 원본 신호(진동, 변위 등)는 근접 장치에 의해 증폭 및 필터링된 후 3500 및 1770 시리즈 랙과 같은 모니터링 호스트로 전송됩니다. 결함 특징은 다음 방법을 통해 추출됩니다.
시간 영역 분석: 진동 강도가 표준 임계값(예: ISO 10816)을 초과하는지 판단하기 위해 진동 피크 값, RMS 값 및 피크 대 피크 값을 계산합니다.
주파수 영역 분석: FFT(고속 푸리에 변환)를 통해 시간 영역 신호를 스펙트로그램으로 변환하여 회전 주파수 f, 2× 주파수 및 고조파와 같은 특성 주파수를 식별합니다.
예: 회전자 불균형은 1× 회전 주파수에서 우세한 피크에 해당합니다. 오정렬은 2× 주파수의 주요 피크에 해당합니다. 베어링 결함은 특정 특성 주파수에 해당합니다(예: 내부 레이스 결함 주파수 = 0.6f × 베어링 볼 수).
추세 분석: 장기적인 매개변수 변화 곡선을 기록합니다(예: 작동 시간에 따른 진동 추세). 장비의 노후화율은 경사 변화에 따라 판단됩니다. 진동이 갑자기 증가하면 일반적으로 베어링 마모가 악화되었음을 나타냅니다.
3. 고장 진단 및 보호 로직
미리 설정된 임계값(경보 수준/위험 수준)과 일반적인 결함 기능 데이터베이스를 기반으로 시스템은 등급별 조기 경고 및 진단을 실현합니다.
임계값 경보: 진동이나 변위가 설정된 임계값(주의 경고, 종료 위험)을 초과하면 시스템이 청각 및 시각적 경보를 트리거하고 타임 스탬프를 기록합니다.
기능 매칭: 실시간 스펙트럼 특성을 일반적인 결함 징후(불균형, 정렬 불량, 샤프트 굽힘, 오일 소용돌이 등)와 비교하여 자동으로 또는 결함 식별을 지원합니다. 예를 들어, 지배적인 1× 주파수 성분을 수반하는 안정된 위상은 대부분 회전자 불균형을 나타냅니다.
인터록 보호: 증기터빈 등 중요 장비의 경우, 매개변수가 위험 수준에 도달하면 시스템이 자동 정지를 위한 인터록 신호를 출력하여 축 파손, 마찰로 인한 화재 등 치명적인 고장을 예방합니다.
Bently Nevada 상태 모니터링의 핵심 로직은 다음과 같이 요약될 수 있습니다.
센서를 통한 실시간 물리량 센싱 → 신호 처리 및 특징 추출 → 특성에 따른 장비 상태 판단.
비접촉식 고정밀 측정 및 다차원 신호 분석을 통해 유지 관리 모드를 고장 유지 관리에서 예측 유지 관리로 업그레이드합니다. 핵심 가치는 잠재적인 결함(예: 초기 베어링 마모, 로터 불균형)을 조기에 감지하여 계획되지 않은 가동 중단 위험과 유지 관리 비용을 줄이는 데 있습니다.
고전적인 기술적 질문 분석
Q1: 연장 케이블 없이 5미터 와전류 센서 프로브를 5미터 근접기와 직접 연결하여 사용할 수 있습니까?
에이: 예. 그것만 충족하면 된다프로브 길이 + 연장 케이블 길이 = 근접기의 정격 길이. 연장 케이블은 주로 편리한 설치 및 시운전만을 위한 것입니다.
예: 1m 프로브 + 4m 연장 케이블 = 5m 근접기와 호환됩니다.
Q2: 프로브 감도는 7.87V/mm입니다. 결정 요인은 무엇입니까?
에이: 주로 프로브 재질(4140강)에 따라 다릅니다. 재료를 변경하면 감도가 변경됩니다.
Q3: 측정된 샤프트의 표면적이 측정 결과에 어떤 영향을 줍니까?
에이: 프로브 직경이 커지고 측정 거리가 길어지고 감도가 낮아지며 선형성이 떨어집니다.
반대로, 더 작은 프로브 직경 → 더 짧은 측정 거리, 더 높은 감도 및 더 나은 선형성.
Q4: 근접기와 프로브의 어떤 매개변수가 고정되고 일치합니까?
에이: 근접 장치의 고정 무선 주파수; 동축 케이블 및 프로브 어셈블리의 고정 커패시턴스, 인덕턴스 및 저항. 이는 프로브-샤프트 간극과 갭 전압 사이의 선형 비례를 보장합니다.
Q5: 동축 케이블을 직각으로 구부리면 잘못된 판독값이 발생하고 곧게 펴면 판독값이 정상으로 돌아오는 이유는 무엇입니까?
에이: 직각 굽힘은 내부 실드와 중앙 도체 사이의 절연층의 정전 용량을 변경합니다. 직선화하면 원래 커패시턴스 값이 복원됩니다.
Q6: 프로브와 동축 케이블 사이의 연결을 올바르게 고정하는 방법은 무엇입니까?
에이: 딸깍 소리가 3~4회 들릴 때까지 손으로 천천히 돌립니다. 과도하게 조이는 것은 권장되지 않습니다. 내부 스프링이 장착되어 있어 과도한 압축으로 인해 탄성 성능이 손상될 수 있습니다.