Оценка состояния по общему уровню вибрации.

Разработанные международные (РОО 2056, 180 2372, 180 3945 и др.) и Российские стандарты и нормативно — методические рекомендации на предельные уровни вибрации основаны на допущении, что подобные по мощности, высоте оси вращения и частоте вращения ротора, способам установки, условиям монтажа и эксплуатации агрегаты имеют примерно одинаковые допустимые значения вибрации при достижении предельного состояния.

При оценке вибрации агрегатов с вращающимся ротором в качестве нормируемых параметров в большинстве случаев устанавливается один из следующих:

среднеквадратическое значение виброскорости, Л^е [мм/с ];

среднеквадратическое значение виброскорости в октавной полосе частот, включающей в себя частоту вращения ротора, Уео [мм/с ];

среднеквадратическое значение виброскорости на элементах крепления агрегата к фундаменту на месте установки, Уеф [мм/с ];

пиковое значение (размах) виброперемещения, 83 [мкм].

Так, например, в соответствии с одним из стандартов России оценка интенсивности вибрации при приеме — сдаточных, периодических, квалификационных, типовых и приемочных испытаниях машин электрических с частотой вращения ротора 3000 об /мин и массой ротора до 2000 кг должна соответствовать величинам, указанным в таблице 4- 1.

Другой стандарт на машины электрические вращающиеся с высотой оси вращения свыше 355 мм (методы измерения и допустимые значения) при приемо-сдаточных, периодических, квалификационных, типовых и приемочных испытаниях регламентирует определять:

для электрических машин с частотой вращения 600 об /мин и выше среднее квадратическое значение виброскорости опор подшипников,

для электрических машин с частотой вращения менее 600 об /мин пиковое значение виброперемещения, допустимые значения которых приведены в таблице 4 — 2.

Практически в каждой отрасли разработаны и применяются собственные нормативно — методические рекомендации. Например, Методические рекомендации по проведению диагностических виброизмерений центробежных компрессорных машин и центробежных насосных агрегатов предприятий Министерства химической и нефтеперерабатывающей промышленности (РДИ, утверждены 28.11.91), рекомендуемые в качестве методического документа для руководства при организации вибродиагностики на поднадзорных предприятиях Государственным комитетом по надзору за безопасным ведением работ в промышленности и горному надзору (Госгортехнадзор России, письмо N0 04 — 35/54 от 20.05.92) предписывают оценку технического состояния узлов ЦКМ по интенсивности абсолютной вибрации корпусов подшипников (Центробежные компрессорные агрегаты, нормы вибрации) определять в соответствии с таблицей 4 — 3.

"Отлично", "Хорошо" — оценка качества ремонта, допустимо при приемных испытаниях после ремонта; "Допустимо" — бездефектное эксплуатационное состояние; "Требует принятия мер" — необходимость проведения мероприятий по обнаружению дефекта, усилению контроля, планомерному выводу в ремонт; "Недопустимо" — эксплуатация на допускается.

Оценку технического состояния электроприводов центробежных электроприводных нефтяных насосов по интенсивности абсолютной вибрации (Центробежные электроприводные нефтяные насосные агрегаты, эксплуатационные нормы вибрации) следует определять (те же РДИ) в соответствии с таблицей 4 — 4.

"Допустимо после ремонта" — допустимо при приемных испытаниях после ремонта; "Допустимо" — бездефектное эксплуатационное состояние; "Еще допустимо" — необходимость проведения мероприятий по обнаружению дефекта, усиление контроля; "Требует принятия мер" — планомерный вывод в ремонт; "Недопустимо" — эксплуатация на допускается.

Оценка технического состояния центробежных электроприводных нефтяных насосов по интенсивности абсолютной вибрации (Нормы вибрации адаптированные) следует определять (те же РДИ) в соответствии с таблицей 4 — 5.

"Отлично", "Хорошо" — оценка качества ремонта, допустимо при приемных испытаниях после ремонта; "Допустимо" — бездефектное эксплуатационное состояние; "Еще допустимо" — необходимость проведения мероприятий по обнаружению дефекта, усиление контроля; "Требует принятия мер" — планомерный вывод в ремонт; "Недопустимо" — эксплуатация на допускается. Оценка состояния оборудования по пиковому или среднеквадратическому значению виброскорости (виброперемещения) во всем частотном диапазоне измерений имеет три существенных недостатка:

никак не могут быть учтены вибрационные проявления технологических и режимных отклонений при эксплуатации оборудования;

уровень вибрации обычно определяется в фиксированной полосе частот (для большинства виброметров в полосе от 10 Гц до 1 кГц), что, иногда, в принципе не может обеспечить достаточно высокую степень чувствительности параметра на начальной стадии развития дефекта.

допустимые (предельные) значения вибрации обычно определяются на основе статистического анализа вибросостояния групп оборудования или однотипных агрегатов при нормальных эксплуатационных условиях и установлены одинаковыми для всего класса подобных агрегатов, в то время, как имеются экспериментальные данные о том, что одинаковые дефекты даже на однотипных машинах могут возбуждать на корпусе и подшипниках вибрации, уровни которых могут различаться в 100 раз (40 дБ), за счет различия значений конструкционных передаточных функций.

Однако, самым важным недостатком оценки состояния оборудования по общему уровню вибрации является то, что он практически нечувствителен к изменениям сравнительно низкоуровневых частотных составляющих (составляющих с малыми энергиями в колебательном процессе) вибросигнала, характерных, например, для ряда зарождающихся и развивающихся дефектов подшипников качения, зубчатых передач, электрических и ряда других дефектов.

Если оценка состояния агрегата по общему уровню вибрации нацелена на детектирование высокоэнергетических развитых дефектов, таких как нарушение центровки или дисбаланс, значительные изменения уровня вибрации на частотах с низкими уровнями будут недостаточны для "срабатывания тревоги" по общему уровню.

В качестве иллюстрации к вышеизложенному можно привести такой пример: на рис. 4 — 01 показан тренд вертикального компонента вибрации опоры ЭД в продолжение семи месяцев эксплуатации и нанесены допустимые значения в соответствии с одним из Государственных стандартов. При таком СКЗ виброкорости срок эксплуатации агрегата не ограничивается.

Однако, если рассмотреть динамику изменения спектров вибрации этой же опоры ЭД (см. рис. 4 — 02) с течением времени, то можно отметить, что несмотря на некоторое уменьшение уровня вибрации, на частотах 50 и 100 Гц, вероятно вызываемой расцентровкой узлов агрегата, произошло существенное увеличение виброскорости (примерно в 10 и более раз) на некоторых частотных составляющих в полосе частот 200...600 Гц в период с 16.01.94 по 1.03.94, -т.е. в продолжение всего 45 дней. Таким образом очевидно быстрое развитие дефекта подшипника качения, т.е. необходимо принимать меры по тщательному наблюдению за данным агрегатом и, возможно, планировать его вывод в ремонт.

На рис. 4 — 03 показано изменение общего уровня вибрации и вибрации в частотной полосе 6...10 Гг в течение семи месяцев эксплуатации и нанесены допустимые значения вибрации в соответствии с общепринятыми стандартами.

Также нежелательно определение состояния агрегата только по уровню вибрации настроенному на "низкоуровневые" дефекты, такие, как ряд дефектов подшипников качения или дефектов зубчатых муфт, поскольку, например, неопасное (незначительное) увеличение дисбаланса может вызывать необоснованное "срабатывание тревоги". По этим причинам, большинство опытных специалистов по вибродиагностике используют оценку состояния агрегата по общему уровню вибрации только для дополнения более чувствительных способов оценки состояния.

Вышеизложенное позволяет сделать вывод о невысокой степени достоверности распознавания состояния агрегатов только по общему уровню вибрации.

При использовании современных цифровых виброанализаторов и ЭВМ возможен мониторинг состояния оборудования по уровню вибрации в частотной полосе произвольно заданной ширины и установки индивидуальных допустимых значений вибрации для каждой измерительной точки конкретного агрегата.

Таким образом недостатки, изложенные выше, казалось бы можно исключить, особенно если наблюдается возрастание уровня вибрации от измерения к измерению.