GIÁO TRÌNH: CHẨN ĐOÁN RUNG ĐỘNG MÁY

GIÁO TRÌNH: CHẨN ĐOÁN RUNG ĐỘNG MÁY

BẢO TRÌ CƠNG NGHIỆP VIỆT NAM Vinamain.com -  -  -  - GIÁO TRÌNH: CHẨN ĐỐN RUNG ĐỘNG MÁY Vũng Tàu 08-2010 Chẩn đốn rung động máy Biên soạn: KS Nguyễn Thanh Sơn - Vinamain.com MỤC LỤC Trang CHƯƠNG 1: LÝ THUYẾT VỀ RUNG ĐỘNG MÁY 1.1 Rung động máy gì? 1.2 Nguyên nhân gây rung động máy gì? 1.3 Các lực lặp lại gây rung động cho máy 1.4 Tại phải theo dõi rung động máy? 10 1.5 Rung động máy mô tả nào? 12 1.6 Rung động máy đo nào? 19 1.7 Những máy cần phải theo dõi rung động 20 1.8 Các thiết bị đo làm việc nào? 20 1.9 Cảm biến gia tốc kế gắn nào? 21 1.10 Cách cài đặt thông số đo 25 1.11 Dữ liệu thu thập nào? 32 2.1 CHƯƠNG 2: CHẨN ĐOÁN HƯ HỎNG BẰNG PHÂN TÍCH RUNG ĐỘNG Giới thiệu chẩn đốn rung động máy 35 2.2 Các liệu cần thiết cho việc chẩn đoán máy 35 2.3 Kỹ thuật phân tích chẩn đốn rung động máy 36 PHỤ LỤC 1: Kết hợp phân tích rung động phân tích dầu chương trình bảo trì dựa tình trạng thiết bị PHỤ LỤC 2: Phần mềm quản lý giám sát máy System1- Giải pháp quản lý tình trạng máy quay PHỤ LỤC 3: Thiết bị phân tích tình trạng máy csi 2130 Emerson 59 61 64 Chẩn đoán rung động máy Biên soạn: KS Nguyễn Thanh Sơn - Vinamain.com MỤC ĐÍCH Giáo trình giúp kỹ sư nhà máy nắm tổng quan rung động máy, kỹ thuật phân tích chẩn đốn rung động máy hỗ trợ cơng tác bảo trì nhà máy công nghiệp PHẠM VI ÁP DỤNG Giáo trình nàyđể tham khảo cho kỹ sư khí, điện điều khiển tự động hóa bảo dưỡng nhà máy công nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO  Fundamentals of Vibrations, L Meirovitch  Vibration spectrum analysis: a practical approach, Steve Goldman  Machinery vibration: measurement and analysis, Victor Wowk  Theory of Vibration with Applications, Willia Thomson  Mechanical and structural vibrations, Demeter G Fertis  Vibration problems in engineering, William Weaver, Stephen Timoshenko, Donovan Harold Young Chẩn đoán rung động máy Biên soạn: KS Nguyễn Thanh Sơn - Vinamain.com CHƯƠNG 1: LÝ THUYẾT VỀ RUNG ĐỘNG MÁY Sau đọc phần bạn nắm vấn đề sau: - Hiểu cụm từ rung động máy (machine vibration) - Nêu số nguyên nhân chủ yếu gây rung động máy - Giải thích lý cần thiết phải theo dõi rung động máy - Tìm hiểu cách thức tiết kiệm chi phí thực theo dõi rung động máy 1.1 RUNG ĐỘNG MÁY LÀ GÌ? Hầu hết quen thuộc với rung động hay dao động, vật rung động di chuyển qua lại hay tới lui Chúng ta bắt gặp ví dụ rung động đời sống hàng ngày: lắc dao động qua lại, dây đàn gẩy rung, xe tải rung động chạy địa hình gồ ghề hoạt động địa chất gây chấn động lớn hay cịn gọi động đất Có nhiều cách thí nghiệm để thấy hay cảm nhận vật rung động Chúng ta chạm vào vật rung cảm nhận rung động, nhìn thấy vật rung động chuyển động qua lại Rung động tạo âm mà tai ta nghe thấy hay nhiệt mà ta cảm nhận Bạn thử trà trà lại bàn chân thảm nhà bạn bạn thấy âm nóng bàn chân Ảnh hệ dao động điều hòa đơn giản Chẩn đoán rung động máy Biên soạn: KS Nguyễn Thanh Sơn - Vinamain.com TRONG CÁC NHÀ MÁY CƠNG NGHIỆP CĨ MỘT KIỂU RUNG ĐỘNG MÀ CHÚNG TA MUỐN ĐỀ CẬP ĐẾN: RUNG ĐỘNG CỦA MÁY (MACHINE VIBRATION) Vậy rung động máy gì? Đơn giản di chuyển qua lại máy phận máy Tất thành phần máy di chuyển qua lại hay dao động qua lại rung động Rung động máy có nhiều dạng khác Một thành phần máy dao động khoảng cách lớn nhỏ, nhanh chậm cảm nhận âm nhiệt Rung động máy thường cố ý tạo nhờ thiết kế máy tùy vào mục đích sử dụng máy sàng rung, phễu nạp liệu, băng tải, máy đánh bóng, máy dầm đất, v.v… Nhưng hầu hết, rung động máy khơng mong muốn thường gây hư hỏng cho máy BÀI VIẾT NÀY CHỦ YẾU NÓI VỀ THEO DÕI RUNG ĐỘNG MÁY KHÔNG MONG MUỐN Hãy xem ví dụ rung động máy khơng mong muốn Chẩn đoán rung động máy Biên soạn: KS Nguyễn Thanh Sơn - Vinamain.com 1.2 NGUYÊN NHÂN GÂY RA RUNG ĐỘNG MÁY LÀ GÌ? Hầu hết rung động máy nhiều nguyên nhân sau: a) Có lực tác động lặp lặp lại b) Sự lỏng (looseness) c) Sự cộng hưởng (a) Có lực tác động lặp lặp lại Hình ảnh thuyền neo vịnh Sóng đánh bên mạn tàu, song dài liên tục đánh vào mạn thuyền, thuyền lắc lư mạnh Thuyền lắc lư lư mạnh sóng tác động lực lặp lặp lại nhiều lần vào thuyền Hầu hết rung động máy lực lặp lại giống nguyên nhân gây lắc lư mạnh cho thuyền Các lực mà lặp lại tác động lên thành phần máy gây cho máy rung động 1.3 CÁC LỰC LẶP LẠI GÂY RUNG ĐỘNG CHO MÁY NÀY ĐẾN TỪ ĐÂU? Hầu hết do: cân động, đồng tâm trục, mài mòn, phận máy dẫn động không hợp lý Xem ví dụ loại lực tác động lặp lại: Sự cân động Các bô phận máy bị cân động chứa điểm nặng “heavy spots” dẫn đến quay xuất lực tác động lặp lại máy Sự cân thường gây mật độ vật liệu phân bố khơng đều, thay đổi kích cỡ bulong, xâm thực bên trong, cân trọng lượng, cân sai, cánh mô tơ điện không đồng đều, bị gẫy, bị biến dạng, ăn mòn cánh quạt bị đóng bẩn Chẩn đốn rung động máy Biên soạn: KS Nguyễn Thanh Sơn - Vinamain.com Mất đồng tâm trục Các thành phần máy không đồng tâm dẫn đến tạo lực tác động lặp lại máy quay Sự đồng tâm thường lắp ráp sai, sàn bệ đặt máy không phẳng, dãn nở nhiệt, tạo xoắn xiết chặt gắn khớp nối sai Sự mài mòn Sự mài mòn gây lực lặp lại máy cọ xát bề mặt bị mài mòn Sự mài mòn vòng bi, bánh răng, dây đai thường lắp ráp không đúng, bơi trơn kém, khuyết tật q trình sản xuất tải Các phận máy dẫn động không hợp lý Điều gây lực lặp lại máy cung cấp lượng gián đoạn Ví dụ bơm hút khơng khí theo xung, động đốt đánh lửa, gián đoạn tiếp xúc chổi chuyển mạch động điện chiều (b) SỰ LỎNG LOOSENESS SỰ LỎNG chi tiết máy gây rung động máy Nếu các chi tiết máy trở nên lỏng, rung động đang mức cho phép trở nên q mức khơng thể kiểm sốt SỰ LỎNG gây rung máy quay máy không quay Nguyên nhân thường khe hở vịng bi q lớn, lỏng bulong móng, tách rời chi tiết lắp Chẩn đoán rung động máy Biên soạn: KS Nguyễn Thanh Sơn - Vinamain.com ghép, ăn mòn nứt kết cấu kim loại (c) SỰ CỘNG HƯỞNG Hình ảnh em bé đánh đu tự đu mà khơng có đẩy Nếu quan sát gần, thấy cậu bé đu với tốc độ riêng Qua ví dụ, thấy cậu bé giây hoàn thành chu kỳ đu Vận tốc đu cậu bé thực tế tính chất vật lý hệ đu cậu bé, nhiều trọng lượng cậu bé, đặc tính vật lý cậu bé Đó tốc độ mà lúc cậu bé có khuynh hướng đu qua lại ngồi đu Đó vận tốc đu riêng (hay tự nhiên) cậu bé đu có cách để cậu ta thay đổi giao thoa với đu tự nhiên cách tự cậu ta đẩy chân để thay đổi tình trạng, hay trà xát chân cậu ta mặt đất hay cách khác Máy có khuynh hướng rung vận tốc dao động xác định Vận tốc dao động máy có khuynh hướng rung gọi vận tốc dao động riêng Vận tốc dao động riêng máy vận tốc rung động dao động tự nhiên máy Đó vận tốc để máy có rung động Một máy trì rung động tự có khuynh hướng rung vận tốc riêng dao động tự nhiên Hầu hết máy có từ hai vận tốc dao động riêng trở lên Ví dụ máy bao gồm móng với vận tốc dao động riêng khác có hai vận tốc dao động riêng Nói chung, máy nhiều thành phần tổ hợp có nhiều vận tốc dao động riêng Bây xem xét lại trường hợp cậu bé đu Nếu tác động lực đẩy lặp lại vào cậu bé nhằm cho cậu ta đu qua thời gian cao cao Chẩn đoán rung động máy Biên soạn: KS Nguyễn Thanh Sơn - Vinamain.com Tuy nhiên làm cho cậu bé đu ngày cao đẩy với nhịp đu Nếu nhịp đẩy không đúng, tức cậu ta lên ta lại đẩy xuống, cậu bé không đu ta mong muốn Để đạt điều nhịp đẩy phải hòa nhịp vận tốc dao động riêng cậu bé Ví dụ đẩy vào thời gian mà cậu bé đạt đến điểm cao nhất, cậu bé đu nhanh cao Điều xảy máy chúng ta, “bị đẩy” lực lặp lại với nhịp điệu trùng với vận tốc dao động riêng máy? Máy rung động ngày tăng lực lặp lại kích thích máy rung vận tốc gần với vận tốc riêng Rung động máy ngày mãnh liệt mức cho phép Một máy rung động theo cách thức cho bị cộng hưởng Một lực lặp lại gây cộng hưởng nhỏ xuất phát từ chuyển động thành phần tốt máy Một lực lặp lại nhỏ khơng gây vấn đề bắt đầu gây cộng hưởng Tuy nhiên cộng hưởng nên tránh gây phá hủy nhanh chóng khốc liệt Ví dụ tồn cầu sụp đổ vận tốc dao động riêng bị kích thích hài hịa với nhịp điệu diễu binh tốp lính 1.3 TẠI SAO PHẢI THEO DÕI RUNG ĐỘNG MÁY? Để làm tốt công việc theo dõi rung động máy thu nhiều lợi ích cho doanh nghiệp, phải hiểu trả lời câu hỏi Theo dõi đặc tính rung động máy cho nắm tính hình sức khỏe máy Chúng ta sử dụng thơng tin để theo dõi vấn đề hư hỏng tiển triển Tại lại ý đến tình trạng máy? Tại không chạy máy lien tục hư hỏng sửa chữa? Vận hành máy hư hỏng chấp nhận máy dùng lần, nhiên hầu hết máy khơng dùng lần giá thành cao Nếu theo dõi lien tục tình trạng máy, nhận thấy vấn đề tiến triển, sửa chữa khắc phục vấn đề tiến triển Trái lại không theo dõi máy để theo phát rung động không mong muốn máy vận hành giống vận hành hư hỏng Bởi theo dõi rung động máy tìm rung động gây hư hỏng tiềm tang, nên ngăn ngừa hư hỏng tiết kiệm thời gian, tiền bạc hư hỏng Vậy làm cách nào? Dưới liệt kê vấn đề phổ biến mà tránh nhờ việc theo dõi rung động máy Chẩn đoán rung động máy Biên soạn: KS Nguyễn Thanh Sơn - Vinamain.com (a) MÁY BỊ PHÁ HỦY NGHIÊM TRỌNG Các rung động máy không theo dõi mức dẫn phá hủy máy nghiêm trọng, địi hỏi chi phí cao sửa chữa trí thay tồn máy Tuy nhiên tình trạng máy theo dõi thường xuyên, hư hỏng tiềm tàng theo dõi khắc phục sớm, cơng việc sửa chữa đơn giản hơn, nhanh rẻ (b) MÁY TIÊU THỤ NĂNG LƯỢNG MỨC CAO Một máy rung tiêu thụ lượng cao hơn, ví dụ tải cao tiêu thụ điện lớn Chúng ta tối thiểu vấn đề cách theo dõi bảo dưỡng máy thường xuyên (c) MÁY KHÔNG SẴN SÀNG Bởi máy khơng theo dõi giống vận hành hư hỏng, lúc máy thường xun phải ngừng đột ngột, khơng có kế hoạch để sản xuất (d) CHẬM TRỄ TRONG VIỆC GIAO HÀNG Bởi máy khơng theo dõi giống vận hành hư hỏng, lúc máy thường xuyên phải ngừng đột ngột, khơng có kế hoạch làm sản phẩm chậm sản phẩm, thời gian giao hàng bị ảnh hưởng (e) Ứ TRỆ SẢN PHẨM Ở MỘT CÔNG ĐOẠN SẢN XUẤT Bởi máy khơng theo dõi giống vận hành hư hỏng, lúc máy thường xuyên phải ngừng đột ngột, khơng có kế hoạch cơng đoạn đó, làm sản phẩm bị ứ trệ (f) BẢO TRÌ KHƠNG CẦN THIẾT Máy chạy tốt mà tiến hành sửa chữa thay chi tiết tốt dẫn đến lãng phí Để tránh điều cần phải theo dõi tình trạng máy thường xuyên sửa chữa cần thiết (g) CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM KÉM Máy chạy có hư hỏng mà khơng ảnh hưởng tới chức bình thường máy máy, khơng phát sớm hư hỏng làm giảm chất lượng sản phẩm Đây trường hợp nguy hiểm Nếu máy theo dõi thường xun dẫn tới tình trạng (h) LÀM XẤU HÌNH ẢNH CỦA CƠNG TY Bởi máy khơng theo dõi giống vận hành hư hỏng, lúc máy thường xun phải ngừng đột ngột, khơng có kế hoạch làm sản phẩm chậm sản phẩm, thời gian giao hàng bị ảnh hưởng, làm lòng tin khách hàng (i) TĂNG RỦI RO VỀ SỨC KHỎE CHO CON NGƯỜI Vì máy rung cao gây tiếng ồn lắc mạnh làm người công nhân thoải mái cảm thấy không khỏe để tạo sản phẩm cho công ty Và ngừng máy đột ngột không kế hoạch làm người cơng nhân khơng có việc làm làm phá sản kế hoạch sản xuất 1.4 Rung động máy mô tả nào? Để phân tích xác tình trạng máy, bạn phải mơ tả xác trạng thái hay triệu chứng máy Làm để mơ tả xác trạng thái rung động? Sự phân tích rung động mơ tả tình trạng máy nào? Chẩn đoán rung động máy  Răng bị nứt hay vỡ Biên soạn: KS Nguyễn Thanh Sơn - Vinamain.com Biểu đồ dạng phổ tiêu biểu  Các vấn đề dao động Biểu đồ dạng phổ tiêu biểu Hiện tượng cộng hưởng  Cộng hưởng Biểu đồ dạng phổ tiêu biểu Quan hệ pha Chẩn đoán rung động máy Biên soạn: KS Nguyễn Thanh Sơn - Vinamain.com Cộng hưởng xảy tần số lực trùng với tần số tự nhiên hệ thống, gây khuếch đại biên độ mà dẫn đến hư hỏng sớm phá hủy đột ngột Đây tần số tự nhiên rơ to thường bắt nguồn từ bệ máy, móng, hộp số chí dây đai Nếu rotor gần với tần số cộng hưởng, khơng thể cân dịch chuyển pha qua tốc độ cộng hưởng (góc pha 90 ° tốc độ cộng hưởng; góc pha gần 180 ° qua khỏi) Thường địi hỏi phải thay đổi tần số tự nhiên Tần số tự nhiên không thay đổi với thay đổi tốc độ, điều giúp tạo điều kiện xác định chúng  Mất đồng tâm trục Sự lệch góc Biểu đồ dạng phổ tiêu biểu Quan hệ pha Sự lệch góc chi tiết biểu rung động cao theo phương hướng trục, lệch pha 180 ° hai vị trí đo hình vẽ Thơng thường có độ rung cao theo phương hướng trục 1x 2x RPM Tuy nhiên, có lúc bất thường biên độ cao hẳn tần số 1x, 2x hay 3x Những triệu chứng cho biết có vấn đề với khớp nối  Lệch theo phương song song với đường chuẩn Biểu đồ dạng phổ tiêu biểu Quan hệ pha Lệch theo phương song song với đường chuẩn có triệu chứng rung động tương tự sai lệch góc, rung động hướng kính cao, lệch pha 180o vị trí đo hình Chẩn đốn rung động máy Biên soạn: KS Nguyễn Thanh Sơn - Vinamain.com 2x thường lớn 1x, chiều cao so với 1x thường định loại khớp nối kết cấu Khi có lệch góc lệch hướng kính trở nên khắc nghiệt, tạo đỉnh biên độ cao sóng hài nhiều (4x - 8x) chí một dải sóng hài tần số cao tương tự tình trạng rung lỏng học Kết cấu khớp nối thường ảnh hưởng nhiều đến hình dạng biểu đồ phổ lệch tâm nghiêm trọng  Vịng bi khơng thẳng hàng Biểu đồ dạng phổ tiêu biểu Quan hệ pha Khi vịng bi khơng thẳng hàng tạo rung động phương hướng trục đáng kể Sẽ gây chuyển động xoắn với khoảng góc pha 180 ° chuyển đổi từ xuống hai bên đo theo hướng trục gối đỡ Những nỗ lực cân chỉnh đồng tâm khớp nối cân rotor không giảm bớt vấn đề Vòng bi phải tháo lắp ráp lại xác Sự lỏng chi tiết khí  Sự lỏng học Biểu đồ dạng phổ tiêu biểu Type 'A' Type 'B' Quan hệ pha Chẩn đoán rung động máy Biên soạn: KS Nguyễn Thanh Sơn - Vinamain.com Type 'C' Sự lỏng khí cho thấy qua biểu đồ phổ loại A, B C Loại 'A' lỏng kết cấu, yếu chân máy hay bệ máy phẩm chất xấu vữa xi măng, lỏng bu lông giữ chân biến dạng khung máy hay bệ máy (tức chân kênh) Phân tích pha cho thấy lệch pha khoảng 180 ° vị trí đo theo phương đứng chân máy bệ máy Loại 'B' thường gây bu lông gối đỡ lỏng, vết nứt cấu khung bệ gối Loại 'C' bình thường gây chế độ lắp ghép khơng phù phận gây nhiều sóng hài đáp ứng khơng tuyến tính chi tiết lỏng tạo lực động học từ rô to Loại 'C' thường gây hở lưng gối bạc đỡ, khe hở lớn ổ bạc trượt ổ lăn lỏng bánh công tác với trục Pha loại C thường không ổn định khác lần đo, đặc biệt thay đổi vị trí đo trục lần khởi động Lỏng khí thường có tính định hướng cao gây số đo khác đáng ý bạn so sánh số đo lần thay đổi góc đo 30 ° theo hướng kính vòng tròn xung quanh gối đỡ Cũng lưu ý chùng thường gây sóng hài bậc lẻ 1/2x rpm 1/3 rpm (0,5 x, 1.5x, 2.5x, v.v…) Các hư hỏng dây đai truyền động Dây đai mịn, lỏng khơng thẳng hàng Biểu đồ dạng phổ tiêu biểu Chẩn đoán rung động máy Biên soạn: KS Nguyễn Thanh Sơn - Vinamain.com Các tần số dây đai RPM động điện máy dẫn động Khi đai mịn, lỏng khơng ăn khớp, thường gây 3-4 lần tần số dây đai Thông thường tần số đai 2x đỉnh cao Biên độ thường không ổn định, tạo xung với tốc độ quay máy dẫn động máy dẫn động Đối với đai dẫn động trục cam, mài mịn puli khơng thẳng hàng, biên độ cao tần số đai Puli dây đai không thẳng hàng Biểu đồ dạng phổ tiêu biểu Sự không thẳng hàng hai puli tạo độ rung cao 1x RPM, rung chủ yếu theo chiều hướng trục Tỷ lệ biên độ máy dẫn động tới máy dẫn phụ thuộc vào nơi lấy liệu liên hệ khối lượng độ cứng bệ máy Thông thường với puli không thẳng hàng, rung động theo phương dọc trục cao Puli lệch tâm Biểu đồ dạng phổ tiêu biểu Chẩn đoán rung động máy Biên soạn: KS Nguyễn Thanh Sơn - Vinamain.com Puli lệch tâm không cân gây rung động cao 1x RPM Biên độ rung bình thường cao vị trí đai, vị trí gối đỡ phía dẫn khơng dẫn động Có thể cân puli lệch tâm cách gắn long đền lên bu lơng khóa ren Tuy nhiên, cân bằng, lệch tâm puli gây rung động gây ứng suất phá hủy mỏi cho đai Hiện tượng cộng hưởng dây đai Biểu đồ dạng phổ tiêu biểu Cộng hưởng dây đai gây biên độ cao tần số dây đai tự nhiên nên xảy gần với trùng với tốc độ động điện máy dẫn động Tần số tự nhiên dây đai thay đổi cách thay đổi sức căng đai có chiều dài đai Có thể phát sức căng mức xả bớt lúc đo ứng lực puli vòng bi Hư hỏng điện  Stator lệch tâm, lõi thép stato bị lỏng bị ngắn mạch Biểu đồ dạng phổ tiêu biểu Chẩn đoán rung động máy Biên soạn: KS Nguyễn Thanh Sơn - Vinamain.com Các hư hỏng Stator tạo rung động cao tần số 2x tần số lưới (2FL) Stator lệch tâm làm khe hở khơng khí khơng đồng rotor Stator mà tạo rung động định hướng Khe hở khơng khí chênh lệch khơng vượt 5% động cảm ứng 10% cho động đồng Chân bệ máy kênh biến dạng gây Stator khơng đồng tâm Các thép Stator ngắn mạch gây không đồng đều, gia nhiệt cục phát triển theo thời gian hoạt động  Khe hở khơng khí khơng đồng tâm Biểu đồ dạng phổ tiêu biểu Rotor lệch tâm tạo khe hở khơng khí rotor Stator biến thiên tạo xung rung động (thông thường (2FL) gần với tốc độ hài hòa) Rotor lệch tâm tạo (2FL) bao quanh tần số cực Pole Pass frequency (FP) tần số biên FP sidebands khoảng tốc độ chạy FP xuất thân tần số thấp (Pole Pass frequency = Tần số trượt x # Poles) Các giá trị phổ biến FP dao động từ khoảng 20-120 CPM (0,30-2,0 Hz)  Rotor hư hỏng Biểu đồ dạng phổ tiêu biểu Chẩn đoán rung động máy Biên soạn: KS Nguyễn Thanh Sơn - Vinamain.com Thanh dẫn rotor bị nứt vỡ vịng bị ngắn mạch, kết nối khơng tốt dẫn thép, thép kỹ thuật rotor bị ngắn mạch tạo rung động tần số 1x với dải tần số biên tần số cực (FP) Ngoài ra, nứt dẫn rotor thường tạo FP sidebands xung quanh, sóng hài tần số 3X, 4X 5X Lỏng dẫn rotor xuất tần số 2x tần số lưới (2FL) xung quanh tần số dẫn rotor (Rotor Bar Pass Frequency RBPF) sóng hài (RBPF = Số lượng dẫn x RPM) Thông thường gây mức độ cao 2x RBPF với biên độ nhỏ 1x RBPF Các vấn đề pha Biểu đồ dạng phổ tiêu biểu Hư hỏng pha kết nối đứt bị hỏng gây rung động mức tần số lưới 2x (2FL) có tần số biên xung quanh 1/3 tần số lưới (1/3 FL) Mức rung động (2FL) vượt 25 mm / s (1in /s) Điều gây hư hỏng lỗi kết nối xảy không định kỳ Động điện đồng Chẩn đoán rung động máy Biên soạn: KS Nguyễn Thanh Sơn - Vinamain.com Biểu đồ dạng phổ tiêu biểu Lỏng cuộn dây Stator động đồng tạo rung động cao tần số Coil Pass (CPF) số lượng cuộn dây Stator x RPM (# cuộn dây Stator = số cực x # cuộn dây/ số cực) Tần số CPF bao quanh dải tần số biên 1x RPM Các hư hỏng động điện chiều Biểu đồ dạng phổ tiêu biểu Hư hỏng động DC phát biên độ rung cao động cao biên độ bình thường Tần số cháy chỉnh lưu bán dẫn SCR (Silicon Controlled Rectifiers) (6FL) sóng hài Những hư hỏng bao gồm cuộn dây từ trường bị hỏng, SCR hư kết nối lỏng lẻo Các vấn đề khác bao gồm cầu chì lỏng hay bị nổ card điều khiển bị ngắn mạch gây biên độ đỉnh cao 1x đến 5x tần số lưới từ (3.600 - 18.000 CPM) Chẩn đoán rung động máy Biên soạn: KS Nguyễn Thanh Sơn - Vinamain.com PHỤ LỤC 1: KẾT HỢP PHÂN TÍCH RUNG ĐỘNG VÀ PHÂN TÍCH DẦU TRONG CHƯƠNG TRÌNH BẢO TRÌ DỰA TRÊN TÌNH TRẠNG THIẾT BỊ Lâu người ta nhận rằng, bảo trì dựa tình trạng thiết bị (condition-based maitenance) phương pháp mang lại hiệu nhất, hiệu chi phí, việc tối đa tuổi thọ máy công nghiệp Phân tích rung động phân tích mảnh vụn kim loại mài mịn lẫn dầu bơi trơn hai thành phần chủ yếu chương trình theo dõi tình trạng thiết bị thành cơng sử dụng cơng cụ bảo trì dự đốn bảo trì tiên phong để xác định mài mịn chẩn đốn hư hỏng xảy bên máy Khi kỹ thuật tiến hành độc lập phần lỗi hư hỏng máy chẩn đoán Tuy nhiên kinh nghiệm thực tế kết hợp hai kỹ thuật lại chương trình theo dõi tình trạng thiết bị cung cấp lượng thông tin lớn đáng tin cậy hơn, mang lại lợi ích đáng kể kinh tế cho sản xuất cơng nghiệp Phân tích rung động nói riêng ngày trở thành phổ biến quy trình bảo trì dự đốn công cụ hỗ trợ định bảo trì máy Như quy tắc chung, máy hư hỏng có dạng cảnh báo mà cho thấy mức rung động tăng cao Bằng việc đo phân tích rung động máy, xác định cách thức mức độ hư hỏng từ dự đốn hư hỏng máy Tín hiệu rung động tổng overall từ máy tổng hợp từ nhiều thành phần kết cấu máy kết nối với Tuy nhiên hư hỏng máy tạo đặc tính rung động tần số khác mà có liên hệ đến tình trạng hư hỏng xác định Bằng việc phân tích biểu đồ dạng phổ spectrum biểu đồ quan hệ tần số theo thời gian sử dụng kỹ thuật xử lý tín hiệu xác định tần số hư hỏng tần số tự nhiên hay tần số riêng thành phần kết cấu máy khác Thu thập liệu rung động máy Biểu đồ rung động dạng phổ spectrum dạng sóng waveform hữu ích chẩn đốn hư hỏng máy So với phân tích rung động, phân tích dầu hạt bẩn có thuận lợi đáng kể mà cung cấp trực tiếp sớm thơng tin kiểu mài mịn tình trạng máy Trên thực tế, nhiều trường hợp chứng minh phân tích dầu cơng cụ hàng đầu cho biết tình trạng mài mịn bên máy Ngồi phân tích dầu có thuận lợi việc theo dõi tình trạng máy tốc độ thấp (dưới vịng/phút), mà thường cho khó khơng thể áp dụng kỹ thuật phân tích rung động Tuy nhiên, kỹ thuật Chẩn đoán rung động máy Biên soạn: KS Nguyễn Thanh Sơn - Vinamain.com phân tích mảnh vụn kim loại mài mịn dầu khơng thể hồn tồn hiệu tất kiểu hư hỏng cấu khí Chính lý mà hai kỹ thuật phân tích dầu phân tích rung động cần thiết thành phần sống cịn chương trình bảo trì hiệu Cả hai kỹ thuật phân tích hạt vun kim loại chất bơi trơn phân tích rung động tổ hợp với liên quan đến yêu cầu phân tích chúng địi hỏi người có chun môn kinh nghiệm Các chuyên gia hai lĩnh vực phân tích thường tách biệt thành hai mảng Do kết hợp hiệu hai kỹ thuật theo dõi tình trạng thách thức môi trường làm việc, đặc biệt nghành cơng nghiệp khoan thăm dị ngồi biển, khai thác mỏ nghành khác Trong năm gần đây, nghiên cứu hướng tới mục tiêu tiến hành kết hạn chế Tuy nhiên, thuận lợi cải tiến công nghệ, bao gồm kỹ thuật phân tích máy tính tiến trí tuệ nhân tạo tạo lạc quan triển vọng vượt qua khó khăn để phát triển phương pháp thống theo dõi tình trạng máy Chẩn đốn rung động máy Biên soạn: KS Nguyễn Thanh Sơn - Vinamain.com PHỤ LỤC 2: PHẦN MỀM QUẢN LÝ GIÁM SÁT MÁY SYSTEM1- GIẢI PHÁP QUẢN LÝ TÌNH TRẠNG MÁY QUAY System - Giải pháp cho quản lý giám sát cho loại máy quay trọng yếu nhà máy: turbine, máy phát, máy nén, bơm cấp nước lò hơi, bơm nước làm mát, v.v Hệ thống giám sát liên tục bảo vệ thiết bị Bently Nevada cài đặt sử dụng nhiều giới, giải pháp giám sát bảo vệ tối ưu Bently Nevada trở thành phần thiết yếu chiến lược quản lý tài sản thiết bị quay quan trọng nhà máy điện, dầu khí, hoá dầu, giàn khoan turbine, bơm cấp nước lò hơi, bơm cấp nước làm mát Bently Nevada mở đầu ngành cơng nghiệp cịn mẻ thiết bị giám sát bảo vệ thiết bị trực tuyến với sản phẩm giới thiệu máy thăm dò vào năm đầu thập kỷ 60 Từ đó, Bently Nevada trở thành nhà tiên phong ngành công nghiệp với việc mở rộng sản xuất công cụ công nghệ cao, phần mềm dịch vụ khác nhằm cung cấp thông tin thiết bị tài sản khác để đảm bảo nhà máy hoạt động liên tục hiệu Có thể nói Bently Nevada khơng có đối thủ cạnh tranh chất lượng coi hãng dẫn đầu không số lượng hệ thống bảo vệ thiết bị thiết lập tồn giới mà cịn tất sản phẩm dịch vụ khác Những giải pháp Bently Nevada ln đem lại an tồn, hiệu quả, thiết bị đáng tin cậy, Bently Nevada ln làm hài lịng khách hàng với lợi ích kinh tế mà họ mong muốn Là thành viên tập đoàn GE Power Systems, Bently Nevada nâng cao chất lượng phục vụ với việc thực theo phương pháp công cụ "Six sigma" GE Bently Nevada 3500 series- Hệ thống giám sát bảo vệ máy Chẩn đoán rung động máy Biên soạn: KS Nguyễn Thanh Sơn - Vinamain.com Bently Nevada 3500 series - Là hệ thống giám sát bảo vệ cho máy quay (là hệ thống phần cứng) Hệ thống bảo vệ 3500 - Hiện chiếm thị phần khoảng 85% toàn giới khoảng 98% thị trường Việt Nam hai ngành công nghiệp điện dầu khí Các máy quay trọng yếu nhà máy máy nén khí, tuốc bin, máy phát điện bắt buộc phải dùng hệ thống bảo vệ máy có cố ảnh hưởng nghiệm trọng tới hoạt động nhà máy Thông qua hệ thống đầu dò độ rung gắn máy quay để đo đầy đủ thông số quan trọng như: đo khoảng cách, đo gia tốc, đo áp xuất, độ nhớt, thơng tin chuyển hệ thống bảo vệ 3500 để giám sát tình trạng máy đạt độ chuẩn xác cao Các thông số cài đặt ban đầu máy quay rung cao vượt qúa mức cho phép để hệ thống đưa cảnh báo hay thông qua Hệ Thống Điều Khiển Phân Tán -DCS nhà máy để thực lệnh dừng máy Lịch sử hãng Bently Nevada Bently Nevada tên dài tổ hợp dịch vụ đo lường theo dõi tình trạng, đặc biệt hầu hết Sensors, hệ thống, dịch vụ chẩn đoán giám sát rung động máy móc thiết bị Các dịch vụ chủ yếu dành cho việc đánh giá tình trạng khí các thiết bị máy móc thường thấy ngành công nghiệp như: dầu khí & sản xuất, chế biến hydrocarbon, máy phát điện, bột giấy & giấy, nước xử lý nước thải, khai khống Bently Nevada tập đồn tư nhân Hoa Kỳ thành lập hoạt động từ 1961 đến 2002, thời gian mà họ tiên phong sản xuất cảm biến không tiếp xúc (hay cảm biến tiệm cận) ngun lý dịng điện xốy (cảm ứng điện), cảm biến mà tạo nên cách mạng hóa việc cho phép đo rung động tốc độ cao máy tuốcbin cách cho phép giám sát trực tiếp quay rô-to Cơng ty cịn thực nghiên cứu đáng kể lĩnh vực động lực rôto (rotordynamics), nghiên cứu sâu lỗi hư hỏng máy móc thiết bị nứt trục khơng ổn định dịng chất lỏng Các nghiên cứu giúp làm hiệu chỉnh phương trình sử dụng để mơ tả hành thái rung động hệ thống rotordynamic Chẩn đoán rung động máy Biên soạn: KS Nguyễn Thanh Sơn - Vinamain.com Công ty mua lại GE Energy vào tháng hai năm 2002, tiếp tục thiết kế, sản xuất, tiếp thị sản phẩm dịch vụ mà sử dụng tên Bently Nevada Chẩn đoán rung động máy Biên soạn: KS Nguyễn Thanh Sơn - Vinamain.com PHỤ LỤC 3: THIẾT BỊ PHÂN TÍCH TÌNH TRẠNG MÁY CSI 2130 CỦA EMERSON Các phịng quản lý bảo trì ngày địi hỏi phải nhân viên ngân sách so với trước Với điều kiện người mà phải giải công việc nhiều hơn, nhân viên bảo trì khơng thể có cố gắng liên tục để dượt đuổi theo hư hỏng liên tiếp Họ cần phải xác định nhanh chóng xác lỗi hư hỏng để tìm nguyên nhân gốc rễ gây hư hỏng máy Một giải pháp công nghệ hiệu phải sử dụng đơn giản, giảm thời gian đào tạo cung cấp thông tin nhanh để ưu tiên hoạt động bảo dưỡng Emerson phát triển thiết bị phân tích sức khỏe máy CIS 2130 đáp ứng yêu cầu The CSI 2130 việc thu thập liệu mà cịn có khả sau: • • • • • • Phân tích rung động nâng cao -Advanced Vibration Analysis Phân tích kênh chéo - Cross-Channel Analysis Phân tích liệu tức thời - Transient Analysis Cân động - Dynamic Balancing Cân tâm laser Theo dõi môtơ Ảnh: hình giao diện CSI 2130 Emerson