Bilun í vélrænni þéttingu eða legu? Hvernig á að greina hana fljótt

Bilun í vélrænni innsigli vs. bilun í legu

Í snúningsbúnaði eins og miðflótta dælum, þjöppum og iðnaðarhrærivélum er mörkin á millibilun í vélrænni þéttinguog bilun í legu er oft óskýr vegna þess að einkenni skarast. Báðir íhlutir deila sama ás og starfa nálægt hvor annarri, sem þýðir að niðurbrot annars hraðar oft eyðileggingu hins. Fyrir áreiðanleikaverkfræðinga og viðhaldstæknimenn er það mikilvæg greiningaráskorun að greina rót vandans við ofhitnun, óeðlilega titring eða óreglulega orkunotkun.

Röng greining þessara bilana leiðir til árangurslausra viðgerða, endurtekinna niðurrifa og langvarandi framleiðslustöðvunar. Í þungavinnsluiðnaði eins og jarðefnafræðilegri hreinsun eða pappírsframleiðslu getur ófyrirséður niðurtími kostað allt frá $10.000 upp í $50.000 á klukkustund. Þar af leiðandi er nauðsynlegt að koma á fót ströngum, vísindamiðuðum greiningaraðferðum til að einangra bilaða íhluti áður en alvarlegar aukaskemmdir eiga sér stað.

Hvers vegna hröð greining verndar spenntíma

Meginmarkmið hraðgreiningar er að koma í veg fyrir keðjuverkandi bilunarferla sem eru eðlislægir í snúningsvélum. Vélrænn þétti og legur eru í samlífi; legurnar verða að viðhalda stöðugleika snúningshlutans til að leyfa þéttiflötunum að hreyfast rétt, en vélrænn þétti verður að innihalda vinnsluvökvann til að koma í veg fyrir mengun á smurkerfi leganna.

Þegar legur byrjar að flagna eða missa innra bil sitt, veldur það óhóflegri sveigju ássins. Ef radíalhlaup fer yfir dæmigerð vikmörk vélrænna þéttisins - oft allt að 0,002 tommur (0,05 mm) - munu kraftmiklir O-hringirnir flækjast og stífu þéttifletirnir flísast eða losna, sem leiðir til tafarlausrar vökvaleka. Aftur á móti mun bilun í aðal vélrænni þétti sem úðar ætandi eða slípandi vinnsluvökva inn í leguhúsið hratt lækka seigju smurolíunnar, sem veldur því að legurnar festast innan nokkurra klukkustunda. Að bera kennsl á upphafsþáttinn stöðvar þessa eyðileggjandi hringrás.

Þegar fyrstu einkenni krefjast stýrðrar úrræðaleitar

Ekki öll einkenni krefjast tafarlausrar neyðarstöðvunar; sum krefjast stýrðrar, kerfisbundinnar bilanaleitar meðan búnaðurinn er enn í gangi. Niðurbrot á fyrstu stigum birtist oft sem lúmskar breytingar á ástandsvöktunargögnum frekar en augljós efnisleg tjón. Þegar skynjarar greina frávik frá grunnlínu verða greiningarteymi að hefja skipulagða rannsókn án þess að trufla ferlið að óþörfu.

Til dæmis bendir hægfara hækkun á hitastigi leguhússins upp í 82°C (180°F) eða breyting á heildartitringshraða sem fer yfir 0,15 tommur/sekúndu RMS til vaxandi fráviks. Á þessu stigi geta tæknimenn á öruggan hátt framkvæmt titringsgreiningu með mikilli upplausn, hitamælingar og olíusýnatöku. Stýrð bilanagreining gerir aðstöðunni kleift að tryggja varahluti, skipuleggja vísvitandi rafmagnsleysi og undirbúa nauðsynlegar læsingar-/merkingarferli (LOTO) og þannig breyta ófyrirsjáanlegri bilun í stýrt viðhaldsatburð.

Mistök og lykilmunur

Til að greina nákvæmlega bilun í búnaði verða tæknimenn fyrst að skilja mismunandi rekstrarmörk og virknikröfur bæði vélræns þéttis og legusamstæðunnar. Þótt þær starfi á sömu snúningssamstæðunni eru hönnunarbreytur þeirra, bilunarþröskuldar og líkamleg viðbrögð við kerfisálagi verulega mismunandi.

Vélrænn þétti ernákvæmur vökvageymslubúnaðursem treysta á smásjárbil, en legur eru álagsflutningshluti sem er hannaður til að takast á við mikla vélræna krafta. Að þekkja hvar vökvaaflfræði endar og byggingarmekaník byrjar er grunnurinn að nákvæmri greiningu á vettvangi.

Það sem vélræn þétti verndar

Vélrænn þétti þjónar sem aðalhindrun milli innri vinnsluvökvans og ytra andrúmsloftsins. Kjarnahlutverk þess er náð með tveimur mjög slípuðum þéttiflötum - einni kyrrstæðri og einni snúnings - sem eru þrýstar saman með fjöðrum og vökvaþrýstingi. Þessir fletir þorna ekki alveg; þeir reiða sig á örsmáa vökvafilmu, sem er venjulega á milli 1 og 3 míkron að þykkt, til að veita smurningu og kælingu.

Þar sem vélrænn þéttibúnaður starfar með svo litlu bili er hann mjög viðkvæmur fyrir vökvaaðstæðum. Hann verndar umhverfið fyrir losun hættulegra efna og ver ferlið fyrir mengun í andrúmsloftinu. Hins vegar er virkni hans algjörlega háð því að vinnsluvökvinn haldist innan ákveðinna hitastigs-, þrýstings- og gufumörka. Þegar vélrænn þéttibúnaður bilar er aðalafleiðingin tap á innilokun, sem birtist sem sýnilegur leki, gufuský eða lækkun á þrýstingi í hindrunarvökva í tvöföldum þéttibúnaði.

Það sem legur styður

Legur eru hannaðar til að styðja við snúningsásinn og takast á við bæði radíalálag (hornrétt á ásinn) og ásþrýstingsálag (samsíða ásinn). Með því að halda snúningshlutanum í nákvæmri rúmfræðilegri miðju sinni tryggja legur að hjólhjól snerti ekki hylki og að vélrænar þéttiflötur haldist í takt. Iðnaðarveltilager eru hannaðir fyrir ákveðinn L10 þreytuþol, sem oft er reiknað á milli 25.000 og 50.000 rekstrarstundir við kjörsmurningar- og álagsskilyrði.

Ólíkt þéttingum eru legur ekki í beinni snertingu við vinnsluvökvann. Umhverfi þeirra samanstendur af húsi fylltu með smurolíu eða smurolíu. Heilbrigði legunnar er háð því að viðhalda samfelldri teygjanlegri vatnsdýnamískri smurfilmu milli veltiþáttanna og hlaupabrautanna. Þegar lega bilar missir hún getu sína til að halda ásnum, sem leiðir til aukinnar vélrænnar núningar, hraðrar varmamyndunar og mikillar titrings þegar innri bilið eykst umfram hönnunarmörk.

Merki um vélræna þéttingu vs. bilun í legum

Að greina á milli líkamlegra einkenna um bilun í þétti og legu krefst þess að tengja saman sjónrænar, heyrnar- og hitauppstreymisvísbendingar. Þar sem íhlutirnir eru staðsettir nálægt hvor öðrum geta hiti og hávaði auðveldlega borist í gegnum hlíf búnaðarins, sem gerir greiningu á einangruðum einkennum erfiða.

Þessi samanburðarfylki veitir grunn fyrir vettvangsathuganir. Til dæmis, ef tæknimaður tekur eftir staðbundinni hitastigshækkun við þéttihringinn ásamt popphljóði, þá er vökvafilman milli þéttifletanna líklega að gufa upp (blikka). Aftur á móti, ef hitinn safnast saman við leguhúsið með samsvarandi dunandi hljóði, þá er líklegt að smurfilma legunnar hafi fallið saman og komið af stað snertingu málms við málm.

Greiningarferli á vettvangi

Að þýða fræðilegan mun í nothæfar greiningar á vettvangi krefst kerfisbundinnar skoðunaraðferðafræði. Greiningarferlið verður að þróast frá óáberandi, ytri athugunum yfir í mjög sértækar, mælitækistýrðar mælingar. Að taka búnaðinn í sundur strax eyðileggur mikilvæg efnisleg sönnunargögn og lengir niðurtíma búnaðar.

Ítarleg greining á vettvangi nýtir sér kvarðaða mælitæki til að greina titringsmerki, hitahalla og vökvaaflfræði. Með því að magngreina einkennin geta áreiðanleikateymi bent á uppruna bilunarinnar með mikilli vissu áður en einn flans er boltaður af.

Skoðunarröð fyrstu viðbragða

Fyrsta viðbragðsröðin byggir á skynjunarathugunum ásamt grunngreiningartólum. Tæknimenn ættu að byrja á sjónrænni skoðun á þéttihringnum, leguhúsinu og botnplötunni. Mikilvægur mælikvarði er nákvæmur lekahraði; á meðanheilbrigð vélræn þéttiGetur gefið frá sér ósýnilega gufu, en bilun í þétti veldur mælanlegu vökvatapi. Mælanlegt lekahlutfall sem fer yfir 60 dropa á mínútu er staðlað þröskuldur sem gefur til kynna alvarlega niðurbrot á þéttifleti eða aukabilun í O-hring.

Eftir sjónræna skoðun ættu tæknimenn að nota innrauða (IR) hitamyndatöku til að kortleggja hitastigshalla yfir dæluhúsið. Heilbrigt kerfi mun sýna mjúka hitabreytingu frá hitastigi vinnsluvökvans yfir í leguhúsið. Skarpur, einangraður hitapunktur við þéttihringinn bendir til núnings á yfirborði, en heitur punktur í miðju þrýstilegu gefur til kynna smurningar- eða ofhleðsluvandamál. Að lokum getur hljóðprófun greint hátíðni ómskoðunarbylgjur, sem ber kennsl á smásjárlega flögnun á legunni eða þurrgang á þéttiyfirborðinu löngu áður en heyrn manna getur greint frávik.

Mælingar á bilun í vélrænum þéttingum

Að einangra bilun í vélrænni þéttingukrefst mælinga á ástandi stuðningskerfisins og hreyfifræðilegu ástandi þéttihólfsins. Fyrir dælur sem eru búnar API 682 þéttilausnum (eins og Plan 11, 52 eða 53) verða tæknimenn að staðfesta rennslishraða, þrýstingsmun og vatnsgeymisstöðu. Skyndilegt fall í þrýstingi í Plan 53 hindrunarvökvageymi gefur til kynna að innri þéttifletir hafi opnast, sem gerir hindrunarvökva kleift að leka út í vinnslustrauminn.

Að auki er mikilvægt að mæla þrýstinginn í þéttihólfinu sjálfu. Ef þrýstingurinn í þéttihólfinu fellur niður fyrir gufuþrýsting dæluvökvans, mun vökvinn gufa upp, sem veldur því að þéttifletirnir þorna og brotna. Tæknimenn ættu einnig að mæla sveigju geislaássins nálægt þéttihringnum með því að nota mælikvarða meðan á stuttri handvirkri snúningi stendur (ef það er öruggt og við á); sveigja sem fer yfir 0,003 tommur (0,075 mm) bendir til þess að vélrænn óstöðugleiki sé að eyðileggja þéttifletina virkan.

Mælingar á bilun í legum

Legurgreining byggir mikið á titringsgreiningu og þrívíddarfræði. Með því að nota hröðunarmæla ná greinendur titringsrófinu til að bera kennsl á tilteknar bilunartíðni. Rúllandi legur mynda mismunandi tíðni byggt á rúmfræði þeirra: Ytri kúluhreyfingartíðni (BPFO), innri kúluhreyfingartíðni (BPFI), snúningstíðni kúlu (BSF) og grunnþrepatíðni (FTF). Tilvist ósamstilltra toppa sem passa við þessar útreiknuðu tíðnir veitir endanlega sönnun fyrir skemmdum á legubraut eða veltibúnaði.

Samtímis veitir olíugreining efna- og agnasögu um heilsufar legunnar. Tæknimenn ættu að taka lifandi sýni úr legusumpunni og greina það til að leita að sliti og seigjuskemmdum. Það er mikilvægt að ná hreinleikamarkmiðum ISO 4406 (almennt 16/14/11 fyrir iðnaðardælur). Skyndileg aukning á járnögnum, kopar eða mikil breyting á heildarsýrutölu olíunnar (TAN) staðfestir að legið er virkt að losa efni og þarfnast tafarlausrar endurnýjunar, óháð ástandi vélrænna þéttisins.

Rekstrarskilyrði sem skapa svipuð einkenni

Í mörgum greiningartilvikum liggur rót bilunarinnar hvorki í vélrænum þétti né legunni sjálfri. Þess í stað valda óhagstæður rekstrarskilyrði og kerfisbundin vökvakerfisvandamál eyðileggjandi kröftum sem ráðast samtímis á báða íhlutina.

Þessi kerfisbundnu vandamál skapa mjög ruglingsleg einkenni og líkja oft eftir einstökum bilunareinkennum einstakra íhluta. Að bera kennsl á þessi yfirgripsmiklu rekstrarvillur er afar mikilvægt; að skipta um brotna þéttingu eða sprungna legu án þess að taka á rót vandans í vökvakerfinu eða vélrænu ástandi tryggir hraða endurtekna bilun.

Loftbólur, sogskortur, rangstilling og mjúkur fótur

Vökvafræðileg óstöðugleiki er aðalástæða bilunar íhluta samtímis. Loftbólur myndast þegar tiltækur nettó jákvæður sogþrýstingur (NPSHa) fellur niður fyrir nettó jákvæðan sogþrýsting sem dælan þarf (NPSHr), sem veldur því að gufubólur myndast og springa harkalega. Staðlaðar verkfræðilegar starfsvenjur krefjast NPSH-bils upp á að minnsta kosti 3 til 5 fet til að koma í veg fyrir þetta. Loftbólur mynda mikla, handahófskennda hátíðni titring sem hljómar eins og að dæla möl; þetta vökvahögg brotnar.brothætt vélrænt þéttiflötog hamrar samtímis rúllueiningum legunnar á móti hlaupabrautum þeirra.

Á sama hátt veldur vélrænn misræmi milli mótorsins og knúins búnaðar álagi á allan snúningshlutann. Ef samsíða misræmi fer yfir 0,005 tommur (0,127 mm) neyðir beygjumótið sem myndast á ásinn til að beygja sig tvisvar á hverri snúningi. Þessi stöðuga beygja opnar vélrænu þéttifletina, sem veldur leka í ferlinu, en jafnframt setur hún gríðarlegt gervi radíalálag á legurnar, sem leiðir til ótímabærrar þreytu og ofhitnunar. Mjúkur fótur - þar sem botn búnaðarins liggur ekki flatt á undirstöðunni - skapar eins aflögun þegar festingarboltar eru hertir.

Smurvillur, mengaður vökvi og föst efni

Mengun og óviðeigandi smurning þykir oft vera galli í íhlutum. Ofsmurning á legum er algeng viðhaldsvilla sem leiðir til óhóflegrar pressunar á smurolíunni. Þessi pressa veldur miklum innri núningi sem veldur því að hitastig leguhússins fer langt yfir 93°C. Tæknimaður gæti ruglað þessum hita saman við bilaða legu, þegar í raun er legan burðarvirk en kafnað hitalega.

Á þéttihliðinni veldur mengaður vinnsluvökvi usla á nákvæmnisflötum. Ef styrkur svifagna fer yfir hönnunarbreytur þéttisins - oft yfir 300 ppm fyrir venjulegar stakar þéttingar - mun agnið komast inn í örsmáu vökvafilmuna. Þessi slípandi leðja grófur kolefnisfletina og myndar mikinn staðbundinn hita og hátíðnihljóð sem auðvelt er að misskilja sem hávaða frá legugrindinni. Að tryggja hreina skolunaráætlanir (eins og API Plan 32) er mikilvægt til að greina á milli vökvamengun og vélrænna bilana.

Rót orsakafylkis fyrir einkenni sem komu fram

Til að sigla á milli þessara skörunareinkenna nota áreiðanleikateymi rótarorsökametrýni til að kortleggja athuganir á vettvangi að líklegustu kerfisbundnu uppruna þeirra.

Með því að nota þessa fylkisgreiningu getur greiningaraðili horft fram hjá strax skemmdum. Ef bæði þéttingin lekur og legið titrar við tvöfaldan snúningshraða, bendir fylkið greinilega til rangrar stillingar frekar en samtímis, óháðs bilunar í báðum íhlutum.

Viðgerðir, skipti og ákvarðanir um stöðvun og keyrslu

Endanlegt markmið greiningarferlisins er að taka upplýsta og hagkvæma ákvörðun varðandi rekstur búnaðarins. Þegar gögnum hefur verið safnað og rót vandans hefur verið greind verður stjórnendateymi verksmiðjunnar að ákveða hvort reyna eigi viðgerð á búnaðinum, skipuleggja skammtímaskiptingu eða framkvæma tafarlausa neyðarstöðvun til að koma í veg fyrir stórfelldar bilanir.

Þessar ákvarðanir um stöðvun og keyrslu eru háðar viðurkenndum iðnaðarstöðlum, umhverfisreglum og fjárhagslegum afleiðingum eyðileggingar búnaðar. Skilgreina þarf skýr mörk til að fjarlægja óvissu um viðhaldsaðgerðir.

Þegar réttlætanlegt er að skipta um vélræna þétti

Skipta um vélræna þéttinguer réttlætanlegt þegar aðalhlutverk þess - innilokun - er óafturkræft í hættu og ekki er hægt að leiðrétta það með því að aðlaga skolunaráætlanir eða rekstrarbreytur. Fyrir dælur sem meðhöndla hættuleg eða rokgjörn lífræn efnasambönd (VOC) kveða umhverfisreglugerðir og API 682 staðlar á um strangar lekamörk. Ef losun VOC fer yfir viðmiðunarmörk á staðnum (oft mælt sem <5,6 grömm á klukkustund eða með ppm þefskynjara), verður að skipta um þéttiefnið tafarlaust til að viðhalda samræmi.

Auk þess að uppfylla umhverfiskröfur réttlætir skemmdir á þéttiflötunum að skipta þeim út. Ef niðurrif eða innri skoðun leiðir í ljós blöðrur á kolefnisflötum, djúpar sammiðja gróp eða hitaprófað kísilkarbíð, þá er þéttingin óbætanleg. Tilraun til að nota þéttingu með sprungnum flötum mun ekki aðeins leiða til mikils vörutaps heldur líklega einnig skera á dæluáshylkinu, sem mun auka hefðbundna þéttiskiptingu á 2.000 dollara í 15.000 dollara viðgerð á ás og snúningsás.

Þegar réttlætanlegt er að skipta um legur

Það er endanlega réttlætanlegt að skipta um legur þegar titringsmerki benda til langt genginnar þreytu undir yfirborði eða þegar smurgreining staðfestir mikið slit á málminum. Iðnaðarstaðlar, eins og ISO 10816-3, veita hlutlæg viðmiðunarmörk. Ef iðnaðardæla með fastri festingu fer inn í svæði C eða D - sem einkennist venjulega af heildartitringi sem fer yfir 0,28 tommur/s RMS (7,1 mm/s) - er legurinn mjög slitinn og skapar áhættu fyrir alla vélina.

Ennfremur, ef olíugreining leiðir í ljós skyndilega aukningu á agnamagni, svo sem aukningu um >10 ppm í járni eða kopar milli mánaðarlegra sýna, þá er legurinn eða hlaupabrautin að sundrast. Á þessu stigi er tilgangslaust að bæta við nýrri olíu. Skipta verður um legur áður en veltieiningarnar læsast alveg, sem gæti valdið því að ásinn klippist eða mótorinn ofhlaðist og stöðvast.

Ákvörðunartré fyrir stöðvunar- og keyrsluaðgerðir

Til að staðla viðbrögð milli vakta og starfsfólks ættu verksmiðjur að innleiða stíft ákvarðanatré fyrir stöðvunar- og keyrsluaðgerðir. Ef vél sýnir skyndilega titringsaukningu sem fer yfir viðvörunarmörk, ásamt því að hitastig leguhússins hækkar hraðar en 1°C á mínútu, verður rekstraraðilinn að framkvæma neyðarstöðvun. Þessi hraða aukning bendir til yfirvofandi legubrots eða stórfellds þéttispretts.

Ef einkennin eru stöðug en utan forskriftar — eins og vélræn þétti sem lekur 30 dropum af hættulausu vatni á mínútu og titringur í legum er innan „viðvörunar“ svæðisins (t.d. 0,18 tommur/sek. RMS) — getur búnaðurinn verið í gangi undir nánu og stöðugu eftirliti. Í þessu tilfelli kveður ákvarðanatréð á um að áætlað viðhaldsstopp sé áætlað innan 72 klukkustunda. Þessi skipulagða nálgun vegur á milli þess að vernda dýran búnað og þeirrar viðskiptalegu nauðsyn að viðhalda framleiðslutíma.

Lykilatriði

• Hefjið greiningu með því að bera kennsl á fyrstu óeðlilegu vísbendingarnar, svo sem leka, hækkandi hitastig legunnar, titringsbreytingar, olíumengun eða áshlaup.
• Meðhöndlið hitastig leguhúss nálægt 82°C (180°F) og titringshraða yfir 0,15 tommur/s RMS sem viðvörunarmörk fyrir stýrða bilanaleit.
• Athugið hlaup ássins því hreyfing umfram um 0,002 tommur (0,05 mm) getur skemmt vélrænar þéttifleti og hreyfanlega O-hringi.
• Athugið ástand smurefnis þegar vélræn þéttiefni lekur, því mengun vinnsluvökva getur hratt dregið úr seigju olíunnar og eyðilagt legur.
• Forðastu að skipta aðeins um sýnilega skemmda íhlutinn fyrr en þú hefur staðfest hvort þéttingin eða legurnar hafi verið upphafsbilunin.
• Notið titringsgreiningu, hitamælingar, olíusýnitöku og sjónræna skoðun á þéttingum saman til að koma í veg fyrir endurteknar viðgerðir og ófyrirséðan niðurtíma.

Algengar spurningar

Hvernig get ég vitað hvort vandamál með dæluna hafi byrjað með vélrænni þéttingu eða legu?

Leitið að fyrstu mælanlegu breytingunni: leka í þétti, olíumengun, titringsþróun, hlaup á ás eða hitastigi legunnar. Lausleiki í legunni veldur oft hreyfingu á ásnum sem skemmir þéttiflötina, en leki í þétti getur mengað smurefni og eyðilagt legur fljótt.

Hvaða hitastig á legunni ætti að leiða til bilanagreiningar?

Ef hitastig leguhússins nálgast 82°C (180°F) er það viðvörunarmerki. Það krefst ekki alltaf tafarlausrar stöðvunar, en það ætti að leiða til stýrðra athugana eins og hitamælinga, titringsgreiningar, smurskoðunar og endurskoðunar á rekstrarskilyrðum.

Getur bilaður vélrænn þétti valdið bilun í legu?

Já. Ef vinnsluvökvi lekur inn í leguhúsið eða skolar smurolíu burt, getur seigja og hreinleiki olíunnar rýrnað hratt. Ætandi eða slípandi vökvar geta hraðað sliti og valdið því að legurnar ofhitni eða festist.

Getur bilun í legu skemmt vélræna þéttingu?

Já. Slitnar eða lausar legur valda óhóflegri sveigju og úthlaupi ássins. Ef hreyfing fer yfir þröng þolmörk þéttisins, oft í kringum 0,05 mm, geta þéttiflötirnir brotnað, losnað eða lekið.

Hvaða titringsstig gefur til kynna vaxandi vandamál?

Breyting yfir um 0,15 tommur/sek RMS í heildartitringshraða ætti að líta á sem viðvörun. Notið titringsgreiningu með mikilli upplausn til að aðgreina ójafnvægi, rangstillingu, lausleika, galla í legum og óstöðugleika tengdan þéttingu.