Istnieje wiele typowych awarii maszyn wirujących, w tym wzbudzanie pary, poluzowanie mechaniczne, pękanie i zrzucanie łopat wirnika, tarcie, pękanie wału, odchylenie mechaniczne i elektryczne itp.
Ekscytacja parowa
Zwykle istnieją dwa powody wzbudzania pary, jeden jest związany z sekwencją otwierania zaworu regulacyjnego, para pod wysokim ciśnieniem wytwarza siłę, która unosi wirnik do góry, zmniejszając w ten sposób ciśnienie właściwe łożyska, a tym samym destabilizując łożysko;drugi wynika z nierównomiernego luzu promieniowego w górnej części garbu, który wytwarza siłę składowej stycznej, a także siłę składowej stycznej generowaną przez przepływ gazu w uszczelnieniu wału końcowego, co powoduje, że wirnik wytwarza samowzbudne wibracje .
Wzbudzenie pary zwykle występuje w wirniku wysokociśnieniowym turbin dużej mocy, gdy występują drgania pary, główną cechą drgań jest to, że drgania są bardzo wrażliwe na obciążenie, a częstotliwość drgań pokrywa się z wirnikiem krytycznym pierwszego rzędu częstotliwość prędkości.W zdecydowanej większości przypadków (wzbudzenie parą nie jest zbyt poważne) częstotliwość drgań na składowe połówkowe.
W przypadku oscylacji pary czasami nie ma sensu zmiana konstrukcji łożyska, a jedynie poprawienie konstrukcji przelotowej części uszczelnienia parowego, wyregulowanie szczeliny montażowej, znaczne zmniejszenie obciążenia lub zamiana pary głównej na parę regulacja sekwencji otwierania zaworu w celu rozwiązania problemu.
Obluzowanie mechaniczne
Zwykle istnieją trzy rodzaje luzowania mechanicznego.
Pierwszy rodzaj rozluźnienia odnosi się do obecności luzów konstrukcyjnych w podstawie, stole i fundamencie maszyny lub złego cementowania i deformacji konstrukcji lub fundamentu.
Drugi rodzaj luzowania jest spowodowany głównie poluzowaniem śrub mocujących podstawę maszyny lub pęknięciem gniazda łożyska.
Trzeci rodzaj luzowania spowodowany jest nieodpowiednim spasowaniem pomiędzy częściami, przy czym luzowaniem jest zwykle poluzowanie poduszki płytki łożyskowej w pokrywie łożyska, nadmierny luz łożyskowy lub występowanie poluzowania wirnika na obracającym się wale.Faza wibracji tego rozluźnienia jest bardzo niestabilna i bardzo zróżnicowana.Wibracje w stanie luźnym mają charakter kierunkowy, w kierunku luzowania, ze względu na spadek siły wiązania, będą powodować wzrost amplitudy drgań.
Złamane ostrze wirnika i zrzucanie
Uszkodzone łopatki wirnika, części lub warstwa zgorzeliny poza mechanizmem awarii i awaria wyważenia dynamicznego są takie same.Jego cechy są następujące.
① drgania amplitudy częstotliwości przelotowej w nagłym wzroście.
② częstotliwość charakterystyczna drgań to częstotliwość robocza wirnika.
Nagle zmieni się również faza drgań częstotliwości roboczej.
Tarcie
Gdy obracające się części maszyn wirujących i części nieruchome zetkną się, wystąpi tarcie promieniowe lub tarcie osiowe części ruchomych i nieruchomych.Jest to poważna awaria, która może doprowadzić do uszkodzenia całej maszyny.Zwykle występują dwa przypadki tarcia.
Pierwszym z nich jest tarcie częściowe, kiedy wirnik tylko przypadkowo dotyka części nieruchomej, utrzymując kontakt tylko w części ułamkowej wirnika z całym cyklem ruchu, co jest zwykle stosunkowo mniej destrukcyjne i niebezpieczne dla całej maszyny.
Drugim, szczególnie ze względu na niszczący efekt i niebezpieczeństwo maszyny, jest poważniejszy przypadek, jakim jest pełne tarcie obwodowe pierścieni, czasami nazywane „tarciami pełnymi” lub „tarciami suchymi”, które najczęściej powstają w uszczelnieniu.Kiedy występuje tarcie pierścienia obwodowego, wirnik utrzymuje ciągły kontakt z uszczelką, a tarcie generowane w punkcie styku może prowadzić do radykalnej zmiany kierunku ruchu wirnika, od dodatniego ruchu do przodu do ruchu ujemnego do tyłu.
Tarcie jest tak szkodliwe, że nawet krótki okres tarcia pomiędzy wałem wirnika a chwytem wału może mieć poważne konsekwencje.
Pękanie wału
Przyczyną pęknięć wirnika jest głównie uszkodzenie zmęczeniowe.Wirnik maszyny wirującej, jeśli jest niewłaściwie zaprojektowany (w tym niewłaściwy dobór materiału lub nieracjonalna konstrukcja) lub niewłaściwe metody przetwarzania, lub stare urządzenie o długim czasie pracy, z powodu korozji naprężeniowej, zmęczenia, pełzania itp. spowoduje mikropęknięcia w miejscu pierwotny punkt wzbudzenia wirnika, w połączeniu z ciągłym działaniem większego i zmieniającego się momentu obrotowego i obciążenia promieniowego, mikropęknięcia stopniowo rozszerzają się i ostatecznie przekształcają w makropęknięcia.
Pierwotne punkty inicjacji znajdują się zwykle w obszarach o dużym naprężeniu i wadach materiałowych, takich jak koncentracja naprężeń na wale, ślady narzędzi i rysy pozostawione podczas obróbki oraz obszary z drobnymi wadami materiałowymi (np. żużel).
W początkowej fazie pękania w wirniku tempo rozprężania jest stosunkowo wolne, a wzrost amplitudy drgań promieniowych jest stosunkowo niewielki.Ale prędkość rozszerzania się pęknięcia przyspieszy wraz z pogłębieniem pęknięcia, odpowiednie zjawisko pojawi się szybko zwiększając amplitudę.W szczególności szybki wzrost amplitudy dyftongu i jego zmiana fazy może często dostarczyć informacji diagnostycznych o pęknięciach, więc trend amplitudy i zmiany fazy dyftongu może być wykorzystany do diagnozowania pęknięć wirnika.
Odchylenia mechaniczne i elektryczne
Przyczyna mechanicznych i elektrycznych odchyleń sygnału wibracji jest określona przez zasadę działania bezdotykowego czujnika wiroprądowego.
Cięcie niedokładnie obrobionych powierzchni wału (wałki eliptyczne lub różne) daje wskazanie sinusoidalnego ruchu dynamicznego o częstotliwości, która pokrywa się z częstotliwością obrotową części wirującej.Przyczyną niedokładnie obrobionych powierzchni skrawających są zwykle zużyte łożyska w obrabiarce, w której odbywała się obróbka końcowa, stępione narzędzia, zbyt szybkie posuwy lub inne wady obrabiarki lub też zużycie kauszy tokarki.Niegładkie lub inne defekty na powierzchni czopu, takie jak zadrapania, wżery, zadziory, ślady rdzy itp. również powodują odchylenia.
Najłatwiejszym sposobem sprawdzenia tego stanu błędu jest sprawdzenie wartości bicia dziennika za pomocą miernika procentowego.Wartość fluktuacji miernika procentowego potwierdzi występowanie błędu na mierzonej powierzchni obserwowanego przez bezkontaktowy czujnik wiroprądowy.
Zmierzoną powierzchnię czopu należy chronić tak dokładnie, jak powierzchnię czopu łożyska ślizgowego.Podczas podnoszenia używany kabel powinien unikać obszaru powierzchni mierzonego przez czujnik, a rama nośna do przechowywania wirnika powinna zapewniać, że nie powoduje zarysowań, wgnieceń itp. na powierzchni czopu.
Ogólnie rzecz biorąc, czujniki wiroprądowe działają zadowalająco w obecnym polu magnetycznym, o ile pole jest jednorodne lub symetryczne.Jeśli jedna powierzchnia na wale ma silne pole magnetyczne, podczas gdy reszta powierzchni jest niemagnetyczna lub ma tylko słabe pole magnetyczne, może to powodować odchylenia elektryczne.Wynika to ze zmiany czułości czujnika wywołanej przez pole magnetyczne z czujnika wiroprądowego działające na takie powierzchnie czopów.
Ponadto nierówne poszycie, nierówny materiał wirnika itp. mogą również powodować odchylenia elektryczne, których nie można zmierzyć i potwierdzić miernikiem procentowym.