ОПЫТ ВИБРОДИАГНОСТИРОВАНИЯ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ КОМПРЕССОРОВ И НАСОСОВ ХИМИЧЕСКИХ И НЕФТЕХИМИЧЕСКИХ ПРЕДПРИЯТИЙ
ЗАО «Динамика»
Гатауллин Т.Т. – генеральный директор – эксперт в области промышленной безопасности, к.т.н.;
Палладий А.В. – эксперт в области промышленной безопасности, доцент, к.т.н.;
Ильин А.Г. – заместитель генерального директора по ЭПБ;
Николаев М.Н. – ведущий инженер;
Загидуллин Р.Н. – ведущий инженер.
Химические и нефтехимические предприятия относятся к опасно-производственным объектам (ОПО). В технологии получения продукта используется большое количество сложных аппаратов, механизмов и машин. Но самой сложной и энергоёмкой машиной является компрессор, от надежной работы которого зависит работоспособность всей технологической линии. В современных крупнотоннажных производствах применяют центробежные компрессорные установки большой производительности и мощности и центробежные насосы, обеспечивающие технологическую линию теплоносителями, охлаждающими, смазывающими и другими необходимыми жидкостями. Наиболее эффективным и экономически выгодным средством контроля технического состояния и обеспечения надежной работы компрессоров и насосов является вибромониторинг.
ЗАО «Динамика» обладает двадцатилетним опытом работы в области вибродиагностики, имеет лабораторию неразрушающего контроля, современную виброизмерительную аппаратуру, аттестованных специалистов. По заказам предприятий ЗАО «Динамика» систематически проводит экспертизу промышленной безопасности (ЭПБ) компрессорного и насосного оборудования на ОПО в соответствии с действующей НТД. Виброобследование входит в объем работ по ЭПБ. Техническая диагностика, как правило, проводится во время капитальных ремонтов. При этом виброобследование выполняется на работающем оборудовании перед капитальным ремонтом и после ремонта, что позволяет проконтролировать его качество. По договорам с предприятиями проводится также мониторинг параметров вибрационного состояния агрегатов.
Основными объектами вибродиагностирования являются следующие:
Техническое состояние указанных объектов оценивается по интенсивности абсолютной вибрации на корпусах подшипников. Для каждого агрегата в соответствии с ГОСТ 32106-2013 по средним квадратическим значениям виброперемещения, виброскорости и виброускорения определяется общий уровень вибраций, затем проводится спектральный анализ, а в сложных ситуациях поиск дефектов осуществляется по значениям параметров в частотных полосах.
Рассмотрим диагностирование некоторых характерных дефектов, возникающих при эксплуатации. Наиболее частой причиной появления вибраций является расцентровка осей валов компрессорных и насосных агрегатов. Нарушение центровки предварительно отцентрованных валов агрегата после пуска в эксплуатацию может произойти по следующим неординарным причинам.
В указанных случаях после часа работы при пробном пуске необходимо повторно замерить вибрацию. При обнаружении расцентровки осей валов агрегат следует остановить и отцентровать.
При вибродиагностировании насоса Д1250-125 для подачи воды, соединенного упругой муфтой с электродвигателем мощностью 630 кВт и частотой вращения 25 Гц, с помощью спектрального анализа был выявлен перекос осей соединяемых валов, а также наклон горизонтальной оси насоса. Характерным диагностическим признаком на спектрах виброперемещения и виброскорости в осевом направлении является сосредоточение всей мощности осевой вибрации насоса на первой (25 Гц) и третьей (75 Гц) гармониках (рис.1). При этом общий уровень виброускорения по всем направлениям был в норме, а средние квадратические значения виброскорости и виброперемещения превышали допустимые значения только в осевом направлении.
На рис. 2 показаны результаты спектрального анализа вибраций подшипниковой опоры синхронного электродвигателя мощностью 3800 кВт и частотой вращения 50 Гц. Обозначены: F1 = 50 Гц – частота вращения ротора электродвигателя, которая совпадает с частотой питающей сети, F2 = 100 Гц – оборотная частота действия электромагнитных сил. Характерными диагностическими признаками ослабления прессовки пакета статора или замыкания в обмотке является высокое значение амплитуды на частоте F2, а также наличие дробных нечетных гармоник F2 = 50 Гц, F2 = 150 Гц, F2 = 250 Гц, F2 = 350 Гц, F2 = 450 Гц. Спектр вибраций показал, что наиболее вероятным дефектом является наличие замкнутого витка в статоре. Об этом свидетельствует появление боковой гармоники с частотой 125 Гц вблизи частотой 100 Гц. Представленный спектральный анализ позволяет указать в первом приближении основную причину вибраций и направление обследования. Для получения полной информации применяют специализированные методы диагностики электродвигателей.
1. Компрессорный агрегат, как объект вибродиагностики, состоит из центробежного компрессора, мультипликатора и электродвигателя, соединенных между собой зубчатыми муфтами. Основными дефектами, вызывающими вибрацию, являются следующие:Расцентровка осей валов. Неуравновешенность ротора компрессора, зубчатого колеса и вал-шестерни мультипликатора. Оба типа дефектов имеют большую вибрационную энергию, поэтому показывают характерные диагностические признаки, которые выявляют при спектральном анализе.