Niedawno wyremontowana pompa olejowa wykazuje nietypowy wzorzec drgań po krótkim czasie pracy. Co należy zrobić? Niniejszy raport omawia przypadek, w którym podczas okresowych pomiarów drgań zaobserwowano odchylenie. Problemy charakteryzują się wzrostem wartości drgań, przekraczających tym samym limity określone w normie ISO 10816. Instalacja, o której mowa, to układ turbiny parowej, w którym główna pompa olejowa jest napędzana przez turbinę parową. Pomiary w tej instalacji są analizowane za pomocą monitoringu stanu technicznego.
3 stycznia
28 stycznia
Spectrum z 28 stycznia
Analiza
Częstość występowania:
- Pompa olejowa 1x RPM (57 Hz) o wartości RMS wahającej się między 18 a 30 mm/s.
- Pompa olejowa o podwójnej prędkości obrotowej (114 Hz) przy 1,5 mm/s.
- Turbina 1x RPM (104 Hz) przy 2 mm/s.
- Liczne harmoniczne prędkości turbiny, około 1 mm/s na szczyt.
- Częstotliwość zazębienia kół zębatych wynosząca 14 mm/s ma pasma boczne wynikające z obu prędkości (57 Hz i 104 Hz).
Wnioski
Różne częstotliwości wraz z odpowiadającymi im poziomami wskazują na zużycie i zwiększone luzy w przekładni zębatej i łożyskach. Ponadto prawdopodobnie występuje nieprawidłowe wyrównanie. Biorąc pod uwagę gwałtowny wzrost poziomów, jest to poważny problem.
Pomiary przeprowadzono przy użyciu 3 różnych czujników i 2 różnych systemów pomiarowych w celu zapewnienia dokładności. Zgodnie z normą ISO 10816-3 poziom drgań mieści się w strefie D: Wartości drgań w tej strefie są zazwyczaj uznawane za na tyle poważne, że mogą spowodować uszkodzenie maszyny.
Porady
Należy jak najszybciej wyłączyć instalację i przeprowadzić remont pompy olejowej. Podczas tego remontu należy zwrócić szczególną uwagę na następujące kwestie:
- Sprawdzić luz wszystkich łożysk pompy.
- Należy sprawdzić wyrównanie kół zębatych i zgryz za pomocą rysunku technicznego. Należy to połączyć z kontrolą luzu między zębami obu kół zębatych. Należy sprawdzić ogólne wyrównanie pompy. Należy sprawdzić wirnik pod kątem uszkodzeń.
Konsekwencja
Klient zapoznał się z zaleceniami zawartymi w raporcie i omówił je wewnętrznie. Biorąc pod uwagę dodatkowy czas, jaki zajęła już pierwotna modernizacja, a także dochody generowane przez maszynę podczas jej pracy, podjęto decyzję o kontynuowaniu eksploatacji. Po kilku tygodniach ciągłej pracy pomocnicza pompa oleju nagle zaczęła pracować na pełnych obrotach. Główna pompa oleju przestała dostarczać olej. Podczas kontroli stwierdzono, że pompa oleju przestała się obracać.
Konsekwencje pozostawienia instalacji w stanie ciągłej pracy
Po lewej: Pęknięcie wału po stronie turbiny
Po prawej: Pęknięcie wału po stronie pompy
Wnioski z kontroli pęknięć wałów
Powierzchnia pęknięcia, widoczna na powyższych zdjęciach, jest typowym pęknięciem zmęczeniowym. Wyraźnie widoczne są linie wzrostu biegnące w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara oraz resztkowe powierzchnie pęknięcia po prawej stronie od środka. Na podstawie wzoru uszkodzenia widać wyraźnie, że pęknięcie powstało w miejscu przejścia między dnem rowka wpustowego a ścianką rowka.
Podczas pęknięcia wału powierzchnia pęknięcia spowodowała pewne uszkodzenia linii wzrostu. Można to uznać za uszkodzenie wtórne. Resztkowe pęknięcie, które uległo znacznej deformacji plastycznej, również uznaje się za uszkodzenie wtórne.
Rowek z nieprawidłową powierzchnią i przejściem do zwężenia wału
Przyczyną powstania pęknięcia właśnie w tym miejscu jest rowek wpustowy wału. Rowek ten został wyfrezowany tępym frezem, co spowodowało powstanie niewielkich pęknięć już na etapie projektowania. Dodatkowo na wale występuje zwężenie, zlokalizowane dokładnie w miejscu rowka wpustowego. Zwężenie to ma zbyt ostre przejście, co prowadzi do powstania wyżłobień. Jest to najsłabszy punkt wału i nigdy nie powinien występować w rowku wpustowym ani w jego pobliżu.
Częstą przyczyną pęknięć zmęczeniowych jest niewspółosiowość. Ten błąd współosiowości powoduje silnie zmienne obciążenie dynamiczne, co z kolei przyspiesza proces zmęczenia materiału.
