١- مقدمه

تکنیک آنالیز ارتعاشات یکی از ابزارهای مهم مراقبت وضعیت تجهیزات Condition Monitoring می باشد و عملا راه را برای استقرار نظام نگهداری و تعمیرات پیشگویانه ( Predictive Maintenance )هموار می سازد.

دو علت اساسی برای کارائی این تکنیک و رو به گسترش بودن آن بر شمرده اند :

١- معمولا وقتی یک عیب در ماشین رشد می کند ارتعاشات ماشین بالاتر می رود ٢- هر نوع عیب الکتریکی و مکانیکی نشانه های خاصی بر روی طیف ارتعاش ایجاد می نماید که با استفاده از این نشانه ها

می توان به وجود آن عیب پی برد.

٢-ارزیابی ارتعاشات ماشین ها

چون موضوع مقاله ارتباط زیادی با بحث تکنیک آنالیز ارتعاشات دارد برای فهم مطلب ،نگاه مختصری به اصول بکارگیری این تکنیک می نمائیم.

تحلیل ارتعاشات ماشین در دو مرحله صورت می گیرد :

Archvie of SID

الف- تعیین وضعیت ماشین

طبق آخرین استاندارد ارزیابی ارتعاشات ( ( ISO 10816 برای ماشین ها چهار وضعیت می توان در نظر گرفت:

وضعیت A یا خوب ، که برای ماشین های نو یا تازه تعمیر شده می باشد.

وضعیت B یا مجاز که در این حالت کارکرد طولانی مدت ماشین بلامانع است

وضعیت C یا هشدار که در این حالت ماشین تا اولین فرصت تعمیراتی می تواند بکار ادامه دهد.

وضعیت D یا خطر که در این حالت ادامه کار ماشین باعث تخریب آن می شود.

تحلیل گر ارتعاشات باید پس از اندازه گیری ارتعاشات از نقاط مختلف ماشین بر اساس نوع ، توان و دور ماشین و همچنین میزان انعطاف پذیری آن وضعیت ماشین را مشخص کند و به بهره بردار و یا کارشناس تعمیراتی ماشین اعلام نماید.

ب-تشخیص عیب ماشین

اگر وضعیت ماشین در محدوده C و یا D قرار گرفت تحلیل گر ارتعاشات باید با رؤیت طیف های ارتعاشی در نقاط و جهات مختلف ماشین و همچنین استفاده از سوابق ارتعاشی و تعمیراتی ماشین ونیز بهره بردن از توان کارشناسی و تجارب خود عیب ماشین را شناسائی نماید.

برخی از عیوب مکانیکی و الکتریکی که با استفاده از این تکنیک می توان به وجود آنها پی برد در زیر آمده است:

– نابالانسی

– ناهم محوری

– خارج از مرکزی

– خمش شافت

– ناهم سطحی پایه های ماشین

– خرابی بیرینگ

– لقی های مکانیکی

– عیوب چرخدنده ها

– عیوب تسمه و پولی

– ناپایداری چرخش روغن

– کاویتاسیون در پمپ ها

– خارج از مرکزی روتور ، اتصالی ورقه ها و لقی هسته

– خارج از مرکزی فاصله هوائی

– عیوب DC موتورها

٣- مراقبت وضعیت پیوسته و ناپیوسته ( on-line و ( off-line

معمولا روی ماشین های حساس و بزرگ ، تجهیزات مراقبت وضعیت دائم بر روی نقاط اندازه گیری نصب می گردد. برای بیشتر ماشین ها ، خصوصا ماشین های کوچک یا توان کم مراقبت وضعیت دائم on-line مورد نیاز نیست. اطلاع از تغییر وضعیت ها مثل نابالانسی و عملکرد بیرینگ و ناهم محوری و… را میتوان با قابلیت اعتماد قابل قبولی از اندازه گیری پریودیک با تجهیزات off-line بدست آورد.

کاربرد کامپیوتر نیز برای آنالیز سوابق ارتعاشی رایج است

Archvie of SID

٤- استفاده از تکنیک آنالیز ارتعاشات در شرکت فولاد مبارکه

شرکت فولاد مبارکه از سال ٧٥ استفاده از این تکنیک را در کنار سایر تکنیک های مراقبت وضعیت جهت استقرار نظام نگهداری و تعمیرات پیشگویانه ( ( Predictive Maintenance آغاز نمود . بطوریکه هم اکنون بیش از ٦٠٠ ماشین دوار شامل انواع پمپ ها ، فن ها ، کمپرسورها ، توربین ها ، میکسرها ، آسیاب ها ، نوارنقاله ها و … تحت پوشش این تکنیک قرار گرفته اند. خوشبختانه استقرار این سیستم نتایج بسیار خوبی از جمله کاهش توقفات و هزینه های تعمیراتی ، جلوگیری از توقفات ناخواسته و افزایش راندمان کاری تجهیزات را به همراه داشته است. به همین جهت یکی از سیاست های بازرسی فنی فولاد مبارکه توسعه و گسترش این سیستم در سطح فولاد مبارکه می باشد که نصب سیستم های On-line Monitoring

بر روی تجهیزات حساس وطراحی و ساخت تجهیزات و نرم افزارهای آنالیز ارتعاشات با تعاریف پروﮊه های تحقیقاتی با همکاری مراکز دانشگاهی و شرکت های داخلی به منظور بومی کردن تکنولوﮊی آنها از جمله آن می باشد.

هم چنین کاربرد تکنیک آنالیز ارتعاشات باعث شناسائی بسیاری از عیوب مزمن و تکراری تجهیزات دوار در خطوط تولیدی شرکت فولاد مبارکه گردیده است که در زیر مراحل شناسائی و کشف عیب یکی از این تجهیزات که موتور یکی از کمپرسورهای واحد احیا مستقیم می باشد آمده است.
ف

٥-اندازه گیری وتحلیل اولیه ارتعاشات موتور کمپرسور

در شکل ١ عکس ماشین ودر شکل ٢ نقاط اندازه گیری آن نشان داده شده است

١- عکس موتور کمپرسور CA48A واحد احیا مستقیم فولاد مبارکه

Archvie of SID

٢- محل های اندازه گیری ارتعاشات ماشین
مشخصات فنی موتور به شرح ذیل می باشد :
نوع موتور : TFLAN
توان : kw ٢٠٠٠
دور : rpm ١٥٠٠
ولتاﮊ : v٦٦٠٠
آمپر نامی : A ١٩٦
وزن : kg ٩٦٠٠
نوع بیرینگ : ﮊورنال
نوع روانکاری : روغن تحت فشار
نوع کوپلینگ : Steel Flexible

پس از اندازه گیری از دو سر موتور مقادیر ارتعاش کل و طیف های ارتعاشی زیر بدست آمد :

محل اندازه گیری سر آزاد موتور سر کوپل موتور
جهت محوری افقی عمودی محوری افقی
ارتعاش کل( ١/١ ٢/٢ ٩/١ ٤/٢ ٠/٩
(mm/s

سر کوپل گیربکس عمودی محوری افقی عمودی ٥/٣ ١/٣ ٤/٣ ٧/٢

جدول١- مرحله اول اندازه گیری

Archvie of SID

٣- طیف ارتعاشات سر کوپل موتور در جهت محوری در مرحله اول اندازه گیری

٤- طیف ارتعاشات سر کوپل موتور در جهت افقی در مرحله اول اندازه گیری

Archvie of SID

٥- طیف ارتعاشات سر کوپل موتور در جهت عمودی در مرحله اول اندازه گیری

همانطور که از جدول (١) مشاهده می شود ارتعاشات کل سر کوپل موتور در جهت افقیmm/s ٠/٩ می باشد.

از آنجائی که استاندارد ارتعاشی ISO 10816 برای این دسته از ماشین ها مقادیر ۴٫۵mm/s تا ۷٫۱mm/s را وضعیت C

یا هشدار و مقادیر از۷٫۱mm/s به بالا را وضعیت D یا خطر اعلام نموده است واضح است که کارکرد این موتور باعث استهلاک و خرابی زود هنگام آن می شد بنابراین لازم بود عیب تجهیز هر چه زودتر شناسائی و رفع گردد.

لازم به ذکر است قیمت این موتور٠٠٠/٢٠٠ یورو بوده و توقف آن باعث توقف یکی از پنج مدول واحد احیا مستقیم فولاد مبارکه می شود ضمناﹰ سود خالص هر ساعت کار مدول ٠٠٠/٥٠٠/٣ تومان و ماهانه ٠٠٠/٠٠٠/٥٠٠/٢ تومان می باشد .

با توجه به اطمینان ما از وضعیت بالانس این سیستم ونظر به شکل طیف ارتعاشی این موتور (وجود ارتعاش در دو برابر فرکانس چرخش وتحریک هارمونیک های دور اصلی ) دو احتمال وجود داشت :

گ ناهم محوری موازی شافت موتور و گیربکس