Системы непрерывного контроля вибрации

Периодический мониторинг вибрационного состояния является эффективным средством предупреждения аварийных ситуаций. Однако при оценке состояния ответственного оборудования этого недостаточно.

Для исключения аварийных выходов из строя состояние быстроходных агрегатов должно контролироваться практически ежесекундно, а состояние тихоходных машин достаточно контролировать один раз в несколько дней.

В зависимости от типа оборудования в значительной мере отличается и набор контролируемых величин. Так, на быстроходных агрегатах на подшипниках скольжения помимо контроля абсолютной вибрации подшипниковых узлов в обязательном порядке должен производиться контроль относительной вибрации и осевого сдвига. Стационарные системы, установленные на турбоагрегатах, могут быть дополнительно укомплектованы датчиками линейных и угловых перемещений, а также тепловых абсолютных и относительных расширений. На быстроходном оборудовании на подшипниках качения (вентиляторы, насосы и т. д.) наиболее информативным параметром является абсолютная вибрация подшипников. Кроме этого, на агрегатах могут устанавливаться дополнительные датчики вибрации, например на корпус насоса, контролироваться температура подшипников, рабочие параметры электродвигателя, насоса и т.д. При диагностике тихоходного оборудования очень высокие требования предъявляются к частотному диапазону датчиков, измеряющих абсолютную вибрацию подшипников.

Основная цель любой стационарной системы контроля вибрации — своевременное предотвращение развития аварии с серьезными разрушениями контролируемого оборудования. Для этого должен выполняться своевременный и достоверный сбор и анализ всех контролируемых параметров. На быстроходном оборудовании для обеспечения необходимой надежности работы интервал между измерениями не должен превышать нескольких секунд. В этом случае использование блоков преобразования, обработки, анализа и накопления данных полностью оправдано. При контроле состояния тихоходного оборудования такой необходимости нет. Время развития дефекта на подобном оборудовании составляет недели и даже месяцы. Поэтому сбор вибрационных данных может быть выполнен при помощи переносной виброизмерительной аппаратуры. Однако такой подход не всегда оправдан. Во-первых, нередко доступ к точкам измерения на работающем оборудовании существенно затруднен, а иногда и невозможен, в том числе и по соображениям безопасности. Во-вторых, целый ряд причин (отсутствие повторяемости мест и условий установки датчика от измерения к измерению, трудоемкость сбора данных, человеческий фактор) существенно снижают достоверность диагностики.

Рисунок 5 – Стационарная система контроля НСА

При внедрении стационарных систем контроля вибрации особое внимание следует уделять корректности их методического применения. Если для стандартного использования возможно типовое исполнение системы, то для сложного, дорогого, нестандартного оборудования, а также при повышенных требованиях к его безопасности, рекомендуется проводить предварительное исследование вибрационного состояния. В процессе этого исследования уточняются необходимые для контроля параметры, модифицируются алгоритмы виброзащиты, формируются диагностические критерии и правила. По окончании работы, корректируются настройки и конфигурация системы и вносятся все необходимые изменения. Подобный подход позволяет максимально адаптировать систему к условиям работы и особенностям контролируемого оборудования, что существенно расширяет ее возможности.

Рисунок 6 – Разрушение подшипника НСА

Рисунок 7 – Дефекты нарушения геометрии турбины и появление зазоров по горизонтальному разъему корпуса