Vibrasjonsanalyse og diagnosering av roterende utstyr

Vibrasjonsanalyse og diagnosering av roterende utstyr

Vibrasjoner er mekaniske svingninger i utstyret. Svingningene samsvarer oftest med komponenter og omdreiningstall og vi benytter dette til å kunne diagnostisere og analysere maskinelt utstyr. Man kan benytte analysseverktøy for å måle svingninger med ulik benevning. Man kan med slike verktøy redusere drift og vedlikeholdskostnader ved å:

-Forebygge havarier
-Øke pålitelighet
-Foreta vedlikehold på gunstige tidspunkt
-Unngå unødvendig vedlikehold
-Redusere delekostnader ved at riktige deler byttes
-Ved innkjøp av nye maskiner, forsikre seg om at maskineri leverer i henhold til spesifikasjoner og at problemer blir rettet i garantitiden
-Redusere energikostnader ved å redusere vibrasjoner (kan utgjøre 10-15% av energiforbruket til en maskin)

Målemetode

Illustrasjon 1 (bildekilde)

Vi kan måle vibrasjoner med håndholdte akselerometere og med fast monterte akselerometere. De finnes alle i forskjellige utførelser, men hovedforskjellen er hvorvidt de er fast og integrert i maskineriet eller portable. Måleenhetene er vanligvis mm/sek 

Målinger

Illustrasjon 2 (Bildekilde)

Man måler vibrasjoner i millimeter per sekund (mm/sek) eller etter akselerasjonen ved svingningene. Sistnevnte måles i mm/sek^2 eller i g (en fast koeffisient 9.81mm/s^2). I tillegg til dette benyttes middlingsmetoder til å finne en ren sinuskurve som gir et bedre signal/støyforhold. 

Målinger med håndholt akselerometer (som denne teksten skal ta for seg) har sine naturlige begrensninger med tanke på målbart frekvensområde. Akselerometer montert på studbolt kan forventes en respons opp til ca. 16 000 Hz, på magnet opp til ca. 7 000 Hz og holdholdt opp til ca 700 Hz (Illustrasjon 1). Hertz (Hz) er antall svingninger per sekund og finnes ved å ta omdreiningstallet (per minutt) og dele på 60 (sekunder per minutt). F.eks går en aksling med 1200 o/min tilsvarende 20 Hz. 

For å kunne gi en fornuftig måling er akselerometeret nødt til å få litt informasjon om utstyret på forhånd. Informasjoner plottes inn i et datasystem. Eksempelvis oppgis lagertyper, omdreiningstall, toleranser, (eventuell) historikk, ønskede målinger og utstyrstype. 

Etterarbeid

Ut i fra grafene man danner seg av utstyret kan man tolke og analysere resultatet. Når man utfører en analyse ser man på: 

-Sammenligne data med tidligere målinger.

-Sammenligne spektrum med tidligere målinger.

-Notere maskiner og utstyr som bør sees nærmere på.

Illustrasjon 3 (Bildekilde)

-Analysere avvik ved målepunk i henhold til kunden/interne krav.
-Komme frem til feiltype og anbefale hva man bør foreta seg.

Vi har generelle retningslinjer (illustrasjon 3) men ved mer nøyaktige analyser kan man finne resultat med større nøyaktighet.
Man kan ut ifra målinger om man finner energitopper som samsvarer med omdreingstall. eksempelvis gir uballanse utslag som 1x turtall (en skjev aksel vil gi 2x turtall i aksial retning). Om man ser en økning i kast bør man undersøke groing/tæring/oksidering på rotor.
Opprettingsfeil ser man som 2x turtallet (sammen med 1x) men kan være svært vanskelig å finne fordi tegnene også kan komme fra andre kilder.
Man kan videre også finne tegn som kan angi mekanisk løshet (strukturell løshet og løshet på rotor), rub (mekanisk kontakt mellom rotor og stator, lagerfeil (ytterring, innerring, rulleelement og kuleholder), strømingsrelaterte vibrasjoner (turbulens og kavitasjon), elektriske feil (feil på stator, variabel avtand mellom rotor og stator og feil på rotor og fasefeil. På gir kan man lese av tannslitasje, sprekt eller brukket tann og intern opprettingsfeil. 

Relevante kompetansemål:

• sette sammen, modifisere og teste mekaniske komponenter i tråd med spesifikasjoner
• planlegge arbeidsoppdrag og utføre vedlikehold, feilsøke, reparere og funksjonsteste mekaniske komponenter og redegjøre for alternative løsninger
• velge og bruke digitale og analoge måleverktøy i tråd med gjeldende krav til nøyaktighet
• kontrollere og dokumentere utført arbeid i tråd med gjeldende regelverk for helse, miljø og sikkerhet, prosedyrer og kvalitetssystem
• registrere avvik, utarbeide avviksrapporter og gjennomføre korrigerende tiltak
• utarbeide rapporter og fylle ut skjemaer i tråd med arbeidsoppgavene