Использование высокочастотных составляющих спектра колебаний центробежного насоса для выявления трещин вала в процессе эксплуатации

• Автор: Халитов, Тимур Флюрович
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 146 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1 Насосные агрегаты, применяемое для ведения технологических процессов нефтепереработки

1.1 Классификация насосных агрегатов, их технические характеристики

1.2 Виды неисправностей центробежных насосных агрегатов

1.2.1 Дефекты основных конструктивных элементов центробежного насоса

1.2.2 Дефекты вала центробежных насосов

1.3 Методы диагностики насосных агрегатов

1.3.1 Свойства вибросигнала насосного агрегата

1.3.2 Вибрационные методы диагностики насосных агрегатов

1.3.3 Влияние дефекта типа поперечной трещины на вибрацию ротора центробежного насоса
1.3.4 Вибрационные методы диагностики дефектов типа трещины на валу ротора
1.4 Методы определения модальных параметров
2 Лабораторная установка и средства проведения замеров вибросигнала
2.1 Описание лабораторной установки для проведения вибро-диагностических исследований
2.2 Описание виброанализатора С81 2115 и его программного обеспечения
2.3 Определение размера наносимого трещиноподобного дефекта на валу лабораторной установки
3 Исследование влияния трещиноподобного дефекта на вибра-
ционные и модальные параметры роторной системы лабораторной установки
3.1 Выявление трещиноподобного дефекта на валу роторной системы лабораторной установки на основании спектрального анализа виброскорости
3.2 Диагностирование трещиноподобного дефекта на валу роторной системы на основании исследований собственных частот и форм колебаний в ПК АИБУБ
3.3 Диагностирование трещиноподобного дефекта на валу роторной системы лабораторной установки на основании спектрального анализа виброускорения
4 Исследование модальных параметров роторной системы «вал - рабочее колесо» центробежного насоса типа ПК
4.1 Построение твердотельной модели роторной системы «вал -рабочее колесо» центробежного насоса в 80ЬГО\КЖК
4.2 Определение собственных частот и форм колебаний роторной системы «вал - рабочее колесо» в ПК
4.3 Определение характера влияния размера и местоположения трещиноподобного дефекта на модальные параметры роторной системы «вал - рабочее колесо»
5 Разработка методики диагностики дефектов типа поперечной трещины на валу ротора центробежного насоса в процессе эксплуатации на основании модального анализа и виброакустической диагностики
Основные выводы
Список литературы
Приложение А
Приложение Б
Приложение В
Приложение Г Приложение Д Приложение Е

- растет уровень вибрации на номинальной частоте вращения и монотонно возрастает оборотная (/)) гармоника вибрации в основном в вертикальном направлении [12, 61 - 72];
- темп роста амплитуды гармоники двойной оборотной составляющей спектра вибрации в процессе эксплуатации превышает темп роста амплитуды на оборотной частоте [12, 22 — 24, 62 — 66, 77];
- в спектре также присутствуют частоты 1/2/], 3/), 4/) [61, 62, 64, 67 -74];
- наблюдается увеличение амплитуды вибрации при прохождении основной (первой) критической частоты при нестационарных режимах [12, 22, 62, 64, 67 - 74];
- наблюдается снижение собственной частоты ротора и расширение резонансной зоны, при этом происходит расслоение частот резонанса и резонансная кривая в зоне критических частот имеет два ярко выраженных максимума (первая критическая частота вращения ротора проявляется не только при фактической критической частоте/), но и при 0,5/) [12, 22 - 24, 62, 66, 72, 74];
- наблюдаться ультрагармонические (субгармонические) резонансы на частотах равных 1/2 и 1/3 первой собственной частоты [61, 62, 64, 67 -74, 78 -82];
- у ротора с трещиной, подвешенного на тросах и возбуждаемого вибратором, на резонансных частотах имеется разножесткость [17, 75, 76].
Используя данные признаки, были разработаны методы для выявления трещин на валах роторных систем. Контроль и анализ данных параметров можно осуществлять как при стационарных режимах, так и в процессе выбега ротора. В зависимости от применяемого подхода определяются аппаратурноизмерительные инструменты, а также методы сбора и обработки данных о вибрационном состоянии системы.
Диагностика при стационарном режиме основывается на анализе изменения амплитудно-частотных характеристик низкочастотных гармонических составляющих спектров вибросигнала. Использование метода основано на анализе амплитуды и фазы компонент вибрационного сигнала с частотой вращения