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KOLBENKOMPRESSOREN
VIBRATIONMESSUNGEN UND BEURTEILUNG DES TECHNISCHEN ZUSTANDES VON KOLBENKOMPRESSOREN
Messungen sind an die Wertebereichmessungen der Ausgangsgrößen begrenzt, mit dessen Hilfe man eindeutig den Vibrationszustand des ganzen Kolbenkompressor-Aggregats zusammen mit Antrieb, Kupplung und eventuell mit Getriebe bestimmen und beurteilen kann.
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| Ansicht von großen Kolbenkompressor |
Solche Messungen führen wir zur:
- Lokalisierung der Vibrationsquellen und Suche nach den Erscheinungsursachen –gegenwärtiger Zustand und der Vergleich mit der Geschichte der Maschine,
- Bewertung des Vibrationszustandes – gegenwärtiger Zustand und der Vergleich mit der Geschichte der Maschine,
- Datensammlung für die volle Vibrationszustand-Analyse – gegenwärtiger Zustand und der Vergleich mit der Geschichte der Maschine,
- Interpretierung des beobachteten Vibrationszustandes – gegenwärtiger Zustand und der Vergleich mit der Geschichte der Maschine,
- Diagnosestellung über den technischen Zustand des beobachteten Aggregats – gegenwärtiger Zustand und der Vergleich mit der Geschichte der Maschine,
- Diagnosestellung über den zukünftigen technischen Zustand des beobachtete Aggregats – gegenwärtiger Zustand und der Vergleich mit der Geschichte der Maschine,
- Bestimmung des Zeitpunktes und Umfanges der Überholung aufgrund von Vibrationsmessungen.
Das ermöglicht eine Überholungspolitik zu führen, die den realen Werten des technischen Zustandes des Aggregats bedingt ist.
Zusätzlicher Vorteil solcher Überholungspolitik ist die Möglichkeit, die Ersatzteile rechtzeitig zu besorgen und dadurch den Umfang der Überholung auf Minimum zu verkürzen.
Art und Bereich von uns geführten Messungen
Messungen beim laufenden Aggregat führen wir wie folgt:
- wir nutzen das fest installierte Vibrationsüberwachungssystem genannt Monitoring,
- wir nutzen nur die stationär eingebauten Sensoren des diagnostischen Überwachungssystems,
- wir nutzen das von uns – für längere Zeit – installierte Meßsystem,
- wir nutzen das von uns - für die Zeit der Messung – installierte Meßsystem,
- mithilfe von mobiler Messausrüstung.
In den oben genannten Fällen – wenn es notwendig ist – ergänzen wir die Messausrüstung mit den unentbehrlichen Messsensoren, die nötig sind, um den besten Darstellungseffekt über den technischen Zustandes des gemessenen Apparats zu erreichen.
Die geführten Messungen realisieren wir nach Bedarf, Ziel und technischem Problem, das das Aggregat im Förderungsprozess begleitet.
Beispiel gibt es andere Vibrations- Erscheinungen beim Ansaugen in den Zylinder des Arbeitsmediums und andere beim Ablassen der verdichteten Gase. Andere im Moment der Aufhebung der Lockerungen auf dem Kolbenbolzen, andere im Moment des dynamischen Stoßes, andere bei der Aufhebung und Auflösung des Kreuzkopfspiels.
Noch andere observieren wir im Moment des Auftretens des Federbruchsymptoms oder Ventilbruchsyndroms und andere charakteristische, physikalische Erscheinungen, die bei einem vollen Maschinenzyklus erscheinen.
Der Vibrationsverlauf, der während der Arbeit des Kolbenkompressors bestimmt wird, wird von spezifischen Impuls- Einwirkungen überlagert, die z.B. während der Arbeit des Kolbensystems, der dynamischen Unwucht des mechanischen Systems ( Kurbelstange-Kolben-Satz, Arbeitsmedium ) entstehen.
Das alles lässt feststellen, dass die Mehrheit der Messmethoden und der diagnostischen Algorithmen die benutzt werden bei den ständigen Diagnosen von Rotoraggregaten z.B. Pumpengetriebe, Ventilatoren, wenig nützlich ist, wenn es um die Kolben-Maschinen-Diagnose geht.
Alle Kolbenmaschinen gehören praktisch zu einer Maschinengruppe mit Vorschub-Umkehr-Funktion. Für solche Maschinen besteht jeder voller Arbeitszyklus des Apparates aus mehreren Zeitphasen ( Intervallen ), bei denen die auftretenden physikalischen Prozesse von Grund aus unterschiedlich sind. Zum Eine andere Herangehensweise ist also notwendig, die das spezifische Auftreten der Vibrationsprozesse in den Vorschub-Umkehr-Funktionsmaschinen betrachtet.
Die Maßnahmen, die bei der Vibrations- und Diagnosekontrolle benutzt werden, können auch für die Analyse des technischen Zustandes von Vorschub-Umkehr-Funktionen angewendet werden, aber nur bei der Anwendung der speziellen Messmethoden und entsprechenden Algorithmen.
Bei der Diagnostik der Kolbenmaschinen ist unbedingt notwendig, die mehrkanalige Präzisions-Torsteuerung vor der Analyse des bestimmten Zeitabschnittes, die eine Ereignisfolge während des vollen Arbeitszyklus bildet, anzuwenden.
Die Menge der erforderlichen Messkanäle für die Vibrationskontrolle ist von der Menge der diagnostischen Probleme abhängig.
Um eine korrekte Diagnose von Kolbenmaschinen bei der Benutzung von Vibrationssignalen zu realisieren, muss unbedingt das reale Phasen-Diagramm der arbeitenden Maschine bekannt werden.
Es ist notwendig, um aus dem vollen Signal die bestimmten Zeitphasen auszusondern,
die den- oder anderen- Phasen der arbeitenden Maschine entsprechen.
Zum Beispiel, wenn es gerade die Diagnostik des Auslassventil-Zustandes eines Zylinder geführt wird, da muss aus dem ganzem Signal nur die Zeitphase ausgesondert und durchsucht werden, wo der Ventil des Zylinders im offenem Zustand ist
Ein Fehler in der Bestimmung der gesamten Zeitphase kann zur unglaublichen Vibrationsinterpretationen führen
In jedem Fall, wie lange das Phasen-Diagramm der arbeitenden Maschine ( mit Genauigkeit bis auf einige Grad ) unbekannt ist, darf keine Diagnosestellung von Kolbenkompressoren stattfinden, weil das zur unsinnigen Resultaten und falschen Informationen über den technischen Zustand des Kolbenkompressors führt.
Wenn z.B. eine Rotorpumpe, ein Ventilator oder eine Wasser- oder Gasturbine ohne eine genauere Konstruktionskenntnisse analisiert werden kann und die Messresultate einigermaßen vertrauenswürdig sind, ist solche Erleichterung beim Kolbenkompressen unakzeptabel..
Es muss noch mal unterstrichen werden, dass alle Methoden der Diagnostik von Kolbenmaschinen für Vibrationssignale in den deutlich ausgesonderten und begrenzten Zeitphasen benutzt werden dürfen.
Wenn z.B. ein Spektrum aus dem ganzen Vibrationssignal in einem ganzen und vollen Arbeitszyklus entstanden ist, wird der lokale Diagnostik-Anzeiger ( jeder anders in seiner Zeitphase aus der dieses Vibrationssignal besteht.) „ Verschwommen “ und selbstverständlich mehrfach verkleinert und die diagnostische Informationen werden höchstwahrscheinlich widerruflich verloren.
Wir sind – abhängig von den Messbereichen – im Stande folgende Betriebsunfähigkeiten des Kolbenkompressor-Satzes zu zeigen und zu kontrollieren:
- Betriebsunfähigkeit von Elektromotoren-Lager,
- Fehlerhafte Zentrierung der Motorwelle mit der Kompressor- Kurbelwelle,
- Dichtungsabnutzung,
- Lockerungen im Lagerblock,
- Fehler bei der Einstellung des Lagerblocks,
- Unmittige Stellung des Rotors im Stator des Elektromotors,
- Achsversetzung des Rotors gegen den Stator des Motors,
- Betriebsunfähigkeit der Hauptlager der Kompressor-Kurbelwelle,
- Betriebsunfähigkeit und Abnutzung der Lagerschale,
- Betriebsunfähigkeit und Spiel im Anschluss der Kurbelwelle,
- Betriebsunfähigkeit des Kreuzkopfsystems,
- Betriebsunfähigkeit im Ventilbetrieb,
- Spiel in den Kolbenbolzen,
- Vorkommen der hydrodynamischen Stöße in der Presskammer,
- Federn- und Ventilscheibenrisse.
Außerdem führen wir Messungen zur:
- Vorbereitung des Bereiches der Überholungsarbeiten –Hinweis auf die Elemente, die während der Überholung kontrolliert werden müssen,
- Beurteilung der Qualität des Aggregat-Vibrationszustandes nach der Überholung,
- Bestimmung der Häufigkeit der Eigenschwingungen der Elemente ( z.B. Kompressor-Gehäuse, Lagerelemente usw. ) und Maschinensätze ( z.B. Rohrsysteme, Riegel, Stützsysteme usw. ),
- Messung und Beurteilung des Einflusses des Durchfluss- Mediums auf den Vibrationszustand des Kompressorsatzes,
- Messung und Beurteilung des Einflusses der Elektromagnetischen- Zwänge auf den dynamischen Zustand des Aggregats,
- Suche nach den Ursachen der Unstabilität im Lauf des Systems,
- Beseitigung von allerlei untypischen und ungünstigen Effekten, die den Förderungsprozess des Aggregats begleiten.
Wir zeigen Lockerungen oder eventuelle Möglichkeit des Auftretens in der Lagerung der Kupplungsscheiben billige uhren an der Rotorwelle. Diese Art von Messungen führen wir während der Überholung des Aggregats. Zu diesem Zweck benutzen wir eine eigene Methode der Modalanalyse, die bei der Fa. Vibropomiar entwickelt wurde.
In der Fa. Vibropomiar arbeitet auch ein Messpersonal, das als „Diagnostische Bereitschaft“ bekannt ist und verkürzte Messungen macht, um nur den Vibrationszustand des teure uhren Kompressors festzustellen. Solche Messung erlaubt den Betriebsfähigkeit- Zustand des Systems bei weiterem oder keinem Einsatz zu bewerten und ermöglicht den allgemeinen technischen Zustand zu beurteilen.
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