Risoluzione dei problemi relativi alle vibrazioni eccessive in un compressore alternativo di N2
Individuare e caratterizzare la vibrazione prima di intervenire sull'allineamento: distinguere le fonti di vibrazione provenienti da fondazioni, rotatorie, alternative, pulsazioni, tubazioni, traverse e cuscinetti, con misurazioni ripetibili.
I compressori alternativi generano forze periodiche e pulsazioni di gas normali, quindi la domanda utile non è se la macchina vibra, ma se il livello, il contenuto in frequenza, la posizione o l'andamento delle vibrazioni sono cambiati. Una segnalazione di vibrazioni da parte dell'operatore dovrebbe essere innanzitutto convertita in una misurazione: quale alloggiamento del cuscinetto, punto del telaio, cilindro, tubo o supporto si sta muovendo, in quale direzione, con quale carico e velocità? Confrontare la vibrazione complessiva e, laddove le condizioni lo giustifichino, lo spettro di vibrazione con una linea di base nota e funzionante. Allentamento meccanico, problemi di fondazione, disallineamento dell'accoppiamento, sollecitazioni nelle tubazioni, pulsazioni di gas, guasti alle valvole, usura della testa a croce, condizioni dei cuscinetti e risonanza possono creare schemi diversi. Evitare serraggi casuali dei bulloni o modifiche di allineamento finché la fonte non è stata individuata con precisione, perché tali azioni possono nascondere prove o trasferire i carichi altrove.
Termini diagnostici relativi alle vibrazioni
- spettro di vibrazione
- Una rappresentazione delle vibrazioni nel dominio della frequenza, utilizzata per identificare le componenti correlate alla velocità di corsa, alle armoniche, agli impatti, alla risonanza o alla pulsazione.
- bullone di fondazione
- Un elemento di fissaggio o di ancoraggio che trasferisce i carichi della macchina alle fondamenta e che, se allentato o fissato male, può contribuire al movimento.
- allineamento dell'accoppiamento
- Il rapporto di trasmissione tra motore e compressore viene verificato a freddo e, se necessario, corretto in base alle variazioni di posizione di lavoro.
- pulsazione
- Variazioni periodiche della pressione del gas create da cilindri e valvole a movimento alternativo, che possono sollecitare tubazioni o recipienti.
- croce di comando
- Il componente di guida alternativo che trasmette il movimento della biella allo stelo del pistone in molti modelli di compressori.
- cuscinetto
- Un supporto per ingranaggi rotanti o alternativi la cui usura, lubrificazione o danneggiamento possono alterare vibrazioni e temperatura.
1. Definire dove, quando e in quale direzione è cambiata la vibrazione
Registrare il carico, la pressione di aspirazione e di mandata, la velocità, lo stato di funzionamento e quali macchine o valvole sono in servizio. Eseguire le misurazioni in punti ripetibili sugli alloggiamenti dei cuscinetti, sul telaio, sui supporti dei cilindri e su tubazioni selezionate. Annotare la direzione orizzontale, verticale e assiale. Un problema di vibrazione che si manifesta solo dopo l'avvio di un secondo compressore potrebbe essere dovuto a un'interazione strutturale o di pulsazione piuttosto che a un danno interno nella prima macchina.
Confrontare con i dati di messa in servizio o con i dati di tendenza recenti. Un aumento improvviso dopo la manutenzione indica problemi di allineamento, allentamento, montaggio errato o sollecitazioni sulle tubazioni. Un aumento lento nel corso dei mesi suggerisce usura, allentamento, deterioramento delle fondamenta o variazioni delle condizioni di processo. Un cambiamento rapido e significativo con rumore d'urto dovrebbe innescare un arresto controllato secondo i criteri del sito.
2. Ispezionare innanzitutto le fondamenta, la malta, i supporti e l'eventuale allentamento meccanico.
Verificare la presenza di bulloni di fondazione allentati o danneggiati, malta screpolata, segni di usura, movimenti del telaio, indicazioni di cedimento strutturale, protezioni allentate, supporti per tubi e connessioni di piccolo diametro. Non serrare i dispositivi di fissaggio strutturali con una coppia di serraggio approssimativa. Attenersi alle specifiche del produttore e ai requisiti di progettazione delle fondazioni. Un supporto allentato può amplificare le normali sollecitazioni e creare una forte vibrazione apparente anche in assenza di un cuscinetto danneggiato.
Osservare le tubazioni durante il funzionamento da una posizione sicura. Contatti ripetuti, il sollevamento di un supporto o la vibrazione di una piccola diramazione sotto un carico specifico possono rivelare risonanza o pulsazioni. La corretta progettazione dei supporti deve essere effettuata tramite una revisione ingegneristica, anziché limitarsi ad aggiungere morsetti rigidi, che possono trasferire le sollecitazioni su un ugello o su un'altra campata.
Dopo aver confermato le condizioni del campo, rivedere il sito vibrazione del compressore di azoto risorsa per abbinare il requisito a una famiglia di compressori realistica. Il controllo incrociato qui è legato alla risoluzione dei problemi di vibrazioni eccessive nei compressori alternativi di azoto.
3. Separare le firme della velocità di rotazione e dell'allineamento dalle forze alternative
Verificare la velocità di funzionamento effettiva e confrontare i picchi spettrali con la frequenza di funzionamento e le armoniche. Disallineamenti, squilibri, componenti piegati e allentamenti dell'accoppiamento possono accentuare diverse direzioni e frequenze. L'allineamento deve essere verificato utilizzando il metodo approvato dopo aver confermato le condizioni delle fondamenta e la deformazione delle tubazioni, poiché l'allineamento di una macchina in presenza di carichi esterni produce una correzione temporanea.
Esaminare eventuali interventi recenti su motore, giunto, volano, cinghia o azionamento. Verificare le condizioni del giunto, la chiavetta, le protezioni e l'integrità dei dispositivi di fissaggio in modalità di blocco. Se il treno supera una velocità critica nota durante il funzionamento dell'inverter, determinare se la vibrazione si verifica solo in una banda di velocità ristretta e applicare la strategia di esclusione o controllo approvata dal fornitore.
4. Valutare la pulsazione del gas e la risonanza delle tubazioni
I cilindri alternativi creano un flusso pulsante di aspirazione e mandata. Bottiglie di pulsazione, orifizi, lunghezze delle tubazioni e supporti sono progettati per controllare l'ampiezza della pressione e la risposta meccanica. Una configurazione modificata delle valvole, l'aggiunta di una diramazione, la rimozione di una restrizione o una nuova velocità di esercizio possono portare il sistema in una condizione di risonanza. Confrontare le vibrazioni con la pulsazione della pressione di stadio, se presente la strumentazione.
Non date per scontato che un problema di vibrazione delle tubazioni si risolva con un raccordo flessibile. Gli elementi flessibili ad alta pressione hanno limiti specifici di pressione, fatica, vincolo e compatibilità. Per vibrazioni persistenti dovute a pulsazioni, affidatevi al fornitore del compressore o a uno specialista per un'analisi acustica al fine di valutare eventuali modifiche alla bombola e alle tubazioni.
5. Controllare la testa a croce, i cuscinetti, le valvole e le condizioni meccaniche interne.
Se le cause esterne e relative alle tubazioni non sono supportate da prove, correlare le vibrazioni con la temperatura dei cuscinetti, le condizioni dell'olio, le misurazioni della testa a croce o della guida, l'eccentricità dello stelo (ove specificato) e le prestazioni della valvola. Una valvola danneggiata può generare forze anomale del gas che si manifestano come vibrazioni meccaniche. L'usura della testa a croce o dei cuscinetti può generare impatti o variazioni di gioco, ma i limiti esatti sono specifici per ogni macchina.
Ispezionare i componenti interni solo dopo l'isolamento e la depressurizzazione. Utilizzare le misurazioni dell'usura e i criteri di accettazione del produttore. Se un cuscinetto o una testa a croce presentano danni, indagare sulla lubrificazione, l'allineamento, la contaminazione, il carico e le cause di raffreddamento, in modo che la sostituzione non si limiti a ripristinare lo stesso meccanismo di guasto.
Per un benchmark delle apparecchiature correlate, consultare il sito compressore di gas azoto opzioni durante la verifica delle ipotesi operative in questa sezione. Il controllo incrociato qui è legato alla risoluzione dei problemi di vibrazioni eccessive nel compressore alternativo n2.
6. Verificare la correzione in funzione del carico e della velocità
Dopo la riparazione, ripetere le misurazioni negli stessi punti, direzioni, carico, pressione e velocità che hanno documentato il guasto. Se una macchina con azionamento a frequenza variabile (VFD) opera in un intervallo, eseguire una scansione delle velocità approvate e verificare la presenza di bande di risonanza ristrette. Verificare che le tubazioni e i raccordi di piccolo diametro rimangano stabili al variare della pressione di scarico.
Aggiornare la linea di base delle vibrazioni e la strategia di allarme se la configurazione approvata della macchina è cambiata. I valori di tendenza, unitamente alle condizioni di processo, sono importanti affinché gli aumenti futuri non vengano valutati senza contesto. Un valore di vibrazione è significativo solo quando la posizione di misurazione, la direzione del sensore, la velocità e il carico sono riproducibili.
Tabella delle cause di vibrazione
| Articolo | Domanda di ingegneria | Segnale di verifica o di decisione |
|---|---|---|
| Posizione e tendenza | Dove si sono verificate le variazioni di vibrazione e sotto quale carico? | Punti ripetibili e condizioni operative definiscono il sintomo. |
| Fondamenta e tubature | L'eccitazione normale viene amplificata da allentamento o risonanza? | L'ispezione e le misurazioni consentono di identificare supporti, malta o movimenti delle tubazioni. |
| Contenuto di frequenza | Lo spettro riflette la velocità di corsa, le armoniche o un'altra forma di eccitazione? | Le relazioni di frequenza restringono il campo delle cause di rotazione, alternanza e pulsazione. |
| condizione interna | I segnali relativi a temperatura, olio, testa a croce, cuscinetti o valvole indicano la presenza di usura interna? | Lo smontaggio viene effettuato sulla base di prove correlate e criteri del fornitore. |
| Annotare la motivazione finale nella richiesta di offerta, nel fascicolo di collaudo o nel registro di manutenzione, in modo che un altro ingegnere possa riprodurre la decisione. | ||
Foglio di lavoro per la verifica del progetto
Completa il ciclo di "Registrazione della posizione, direzione, velocità, carico, pressioni e cronologia della manutenzione recente delle vibrazioni" documentando causa, risposta e accettazione. Inizia con "conferma della posizione delle vibrazioni", identifica il comportamento previsto dello spettro di vibrazione e scegli una seconda osservazione che coinvolga l'allineamento dell'accoppiamento e che possa confermare la stessa conclusione in modo indipendente. Esegui il controllo senza bypassare i dispositivi di protezione o superare l'intervallo operativo approvato. Se i due segnali non concordano, verifica la precisione dello strumento, lo stato della valvola, la perdita di pressione, la contaminazione, le perdite o la logica di controllo prima di decidere quale componente necessita di intervento. Una conferma indipendente è preziosa quando l'arresto o la sostituzione sarebbero costosi.
Trasformare la voce di revisione "separare le fonti meccaniche e di pulsazione" in una fase di accettazione documentata. Identificare dove viene osservato il bullone di fondazione, lo stato operativo in quel momento e quale condizione a monte o a valle potrebbe modificare la pulsazione. Registrare lo strumento, il disegno, la scheda tecnica o l'ispezione fisica utilizzati per stabilire la base. Quindi eseguire l'azione "Ispezionare fondazione, malta, protezioni, supporti, contatto del tubo e allentamento visibile" in condizioni ripetibili. Se il risultato è in contrasto con il comportamento previsto, sospendere la successiva decisione di progettazione o manutenzione fino a quando la discrepanza non viene spiegata. Ciò fornisce a un altro ingegnere un contesto sufficiente per riprodurre il controllo senza dover fare affidamento sulla memoria o su un'ipotesi non documentata.
Utilizzare l'allineamento dell'accoppiamento come punto di controllo sul campo, collegato alla procedura "Confrontare lo spettro di vibrazione con la velocità di esercizio e le armoniche laddove siano disponibili dati diagnostici". Annotare la posizione della misurazione o dell'ispezione, lo stato del gas, il carico del compressore, le posizioni delle valvole pertinenti e il documento che definisce l'accettazione. Verificare contemporaneamente anche la testa di appoggio, in modo che un sintomo locale non venga scambiato per un problema dell'intero sistema. Il concetto di "ispezione delle fondamenta" è completo solo quando l'osservazione porta a una decisione chiara: accettare, correggere o inoltrare la segnalazione al fornitore. Ripetere il controllo dopo ogni correzione e conservare i valori prima e dopo insieme al registro di messa in servizio o manutenzione.
Verificare l'allineamento creando una condizione controllata in cui pulsazione e cuscinetto possano essere interpretati congiuntamente. Stabilizzare il sistema, annotare pressione, temperatura, portata o stato della macchina, a seconda dei casi, e utilizzare strumenti calibrati o ispezioni dirette nei punti indicati. Eseguire la verifica delle tubazioni sensibili alle pulsazioni, della configurazione delle bombole e delle recenti modifiche alla linea, registrando sia la risposta prevista che quella osservata. Se è richiesto un limite specifico per il modello, ricavarlo dalla documentazione del compressore, del serbatoio, delle tubazioni, del generatore o del processo selezionato, anziché inserire un valore generico. La documentazione deve dimostrare perché la decisione finale è tecnicamente giustificabile.
Utilizzare il sito compressore di azoto per la separazione dell'aria risorsa come secondo controllo durante la traduzione di questo requisito in una specifica del compressore. Il controllo incrociato qui è legato alla risoluzione dei problemi di vibrazioni eccessive nei compressori alternativi di azoto.
Prima di chiudere l'ordine di lavoro, assicurarsi che la "Correlazione con la temperatura dei cuscinetti, la lubrificazione, le prestazioni delle valvole e le condizioni della testa a croce" sia tracciabile tramite prove. Per la testa a croce, registrare il punto di riferimento e l'unità o la condizione fisica; per lo spettro di vibrazione, registrare il punto di confronto che conferma il comportamento coerente del sistema. Correlare entrambe le osservazioni al "modello di funzionamento tipico" e al carico effettivo o alla modalità operativa. Un valore senza indicazione di posizione e stato è difficile da riutilizzare in seguito. Qualora il controllo riveli una discrepanza, correggere la restrizione, lo stato di controllo, la condizione del componente o l'ipotesi di progettazione che l'ha causata, quindi ripetere la stessa osservazione in modo che la riparazione sia dimostrata e non ipotizzata.
Considerate l'azione "Arresto per variazione anomala" come un piccolo esperimento di collaudo. Definite lo stato iniziale, osservate il cuscinetto, modificate solo la variabile necessaria per il test approvato e monitorate la risposta del bullone di fondazione. L'azione "Ripetere il set di misurazioni originale dopo la correzione nell'intervallo di carico approvato" dovrebbe registrare la condizione iniziale, l'intervento, la condizione finale e qualsiasi allarme o risposta di controllo. Questo è utile quando diversi componenti possono generare lo stesso sintomo. Modificando un fattore alla volta e mantenendo il compressore entro i suoi limiti approvati, il team può distinguere la causa dalla coincidenza ed evitare di sostituire componenti non responsabili.
confine di sicurezza e verifica
Vibrazioni intense possono precedere un guasto meccanico. Attenersi ai criteri di arresto del sito e non sostare in prossimità di tubazioni ad alta pressione o apparecchiature rotanti in movimento visibile. Non serrare mai supporti, protezioni, bulloni di accoppiamento o elementi di fissaggio delle fondamenta su una macchina in funzione. Bloccare l'energia rotante ed elettrica e depressurizzare i sistemi del gas prima dell'ispezione. Gli allarmi di vibrazione e i limiti di intervento devono provenire dal compressore e dal sistema di monitoraggio.
Sequenza di risoluzione dei problemi di vibrazione
- Registrare la posizione, la direzione, la velocità, il carico, le pressioni delle vibrazioni e la cronologia degli interventi di manutenzione recenti.
- Ispezionare le fondamenta, la malta, le protezioni, i supporti, il contatto delle tubature e l'eventuale presenza di allentamenti visibili.
- Confrontare lo spettro di vibrazione con la velocità di marcia e le armoniche laddove siano disponibili dati diagnostici.
- Verificare le tubazioni sensibili alle pulsazioni, la configurazione delle bombole e le recenti modifiche alla linea.
- Correlare con la temperatura dei cuscinetti, la lubrificazione, le prestazioni delle valvole e le condizioni della testa a croce.
- Ripetere la serie di misurazioni originale dopo la correzione nell'intervallo di carico approvato.
Domande sulle vibrazioni alternative
Posso eliminare le vibrazioni stringendo i bulloni di fondazione?
Solo se si conferma l'allentamento e si conosce il corretto requisito di serraggio. Un serraggio casuale può alterare l'allineamento o nascondere problemi di malta e fondamenta.
Perché le vibrazioni si verificano solo a una determinata velocità dell'inverter?
In un intervallo di velocità ristretto può verificarsi una risonanza strutturale, torsionale o acustica. Prima di modificare i supporti o i limiti di velocità, è consigliabile far esaminare la frequenza dal fornitore o da uno specialista in vibrazioni.
Le valvole del compressore difettose possono causare vibrazioni?
Sì. Perdite o danni alle valvole possono modificare le forze del gas e creare sintomi di pulsazione o impatto. Confronta le pressioni e le temperature di stadio con le vibrazioni prima di presumere che la causa sia puramente meccanica.
Regola diagnostica delle vibrazioni
Risolvere i problemi di vibrazione del compressore alternativo individuando la causa del problema e caratterizzandone la frequenza e le condizioni operative. Prima di smontare internamente, escludere cause di vibrazione relative a fondamenta, supporti, allineamento e pulsazioni, quindi verificare cuscinetti, testa a croce e valvole con dati correlati. Verificare la riparazione utilizzando gli stessi punti di misurazione e lo stesso carico.
