Анализ и исследование контурных характеристик вибрации

Контроль качества сопряжения опорных поверхностей, сборки фланцевых соединений деталей корпусов и целостности строительных конструкций с использованием результатов анализа контурных вибрационных характеристик

Описание работ:

Одним из наиболее распространенных видов оценки качества прилегания опорных поверхностей деталей к фундаментным рамам является контурная вибрационная характеристика.

В идеальном случае, когда опорные поверхности деталей имеют качественное прилегание, традиционно опираются на субъективную величину площади прилегания 80%, контролируемую по отпечатку-индикатору (мелкодисперсному раствору — краске), возникающие динамические усилия почти в полном объеме передаются от приложения возбуждающей силы к поверхностям сопряжения.

Величина передаваемого усилия в большей степени будет зависеть прежде всего от числа промежуточных звеньев (например сопряжений), величины конструкционного и материального демпфирования, наличия смазки в узлах сопряжений и в несколько меньшей степени от шероховатости поверхностей, основных частот вынуждающих сил между точкой приложения переменного усилия и рассматриваемым узлом сопряжения деталей. Т.е. все элементы в том или ином виде участвующие в рассеивании энергии колебаний.

В случае, когда поверхности сопряжения имеют значительные отклонения – большую величину неплоскостности, отрыв части поверхности сопряжения под действием внешних сил (например при возникновении нерасчетных нагрузок), дефекты изготовления и монтажа, то передача динамических сил осуществляется неравномерно, что приводит к различным, по характеру проявления, отклонениям в наблюдаемой контурной характеристике вибрации, как по абсолютным значениям, так и по направлениям изменений.

В случае, когда речь идет о анализе фланцевых соединений с резьбовым крепежом (болты, шпильки), то качество затяжки крепления, его установки (например плоскостность подрезки головки болта с поверхностью фланца или концентричность отверстия и призонной части болта) будет приводить к снижению величины передаваемого усилия от одного конструктивного элемента к другому, характер изменения которого осуществляется путем анализа контурных характеристик сопряжения.

Другим предметом приложения метода контроля контурных характеристик вибрации является выполнение анализа строительных конструкций, позволяющее на различных этапах жизненного цикла строения выполнять оценку его целостности (по изменениям величин и направлений) и оценку податливости (жесткости) на соответствие требованиям нормативной документации.

Выполнение данного вида анализа возможно с использованием метода вынужденных колебаний, как с заранее известной величиной возбуждения (контролируемой), так и на постоянных режимах работы оборудования. Тип испытаний определяется на этапе подготовительных или предпроектных работ в зависимости от формулирования целей и задач.

Уральская лаборатория вибрации (UralVibroLAB) выполняет полный комплекс работ по проведению измерений и анализу контурных характеристик вибрации на паровых и газовых турбоустановках с применением всех видов испытаний методом вынужденных колебаний как в процессе монтажа-наладки турбоагрегатов, так и в процессе эксплуатации с выявлением влияния режимных факторов (нагрузочных векторов). В процессе выполнения испытаний и анализа результатов специалисты опираются прежде всего на физическое и кинематическое представления происходящих процессов в оборудования и их связи с изменением общего техническое состояния. При проведении испытаний применяются современные динамические возбудители вибрации, многоканальные быстродействующие виброизмерительные комплексы, программное обеспечение ведущих производителей в области контроля и анализа виброакустических явлений и собственной разработки. При формировании оценок применяются методы структурного анализа колебаний, ODS (Operation Deflection Shapes) – анализ, OMA (Operational Modal Analysis) – анализ и другие методы физического моделирования .

Выявляемые отклонения и дефекты:

  1. Неравномерность нагрузки и сил трения в узлах сопряжений конструкций (значительная асимметрия нагрузки на корпус подшипника турбоустановки)
  2. Недостаточное качество обработки или неплоскостность сопрягаемых поверхностей опорной части корпусов подшипников и фундаментных рам
  3. Отрыв опорной части корпусов подшипников их разворот вследствие заклиниваний, воздействия трубопроводов
  4. Отрыв картеров встроенных подшипников от фундаментных рам вследствие режимных факторов (коробление корпусов цилиндров) или проблем с организацией тепловых расширений в зоне фикс-пункта
  5. Глубокое трещинообразование в фундаментах крупных турбоустановок
  6. Низкое качество бетонной подливки фундаментных рам корпусов подшипников турбоагрегатов
  7. Недостаточная жесткость (податливость) бетонного основания – фундамента
  8. Нарушение целостности крепежа фланцевых соединений корпусных элементов

Наиболее характерные объекты контроля:

  1. Фундаменты паровых и газовых турбин
  2. Опорные и установочные рамы
  3. Трубопроводы
  4. Корпуса подшипников турбоагрегатов (встроенные и выносные)
  5. Закладные элементы фундаментов