Розробка мобільного багатофункціонального вимірювально-діагностичного комплексу неруйнівного контролю і оцінки технічного стану енергетичних і транспортних агрегатів тривалої експлуатації

Описано апаратні засоби та методико-алгоритмічне забезпечення мобільного багатофункціонального вимірювально-діагностичного комплексу неруйнівного контролю і оцінки технічного стану енергетичних і транспортних агрегатів тривалої експлуатації. Наведено приклад використання мобільного комплексу на реал...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2016
Автори:	Шульженко, М.Г., Єфремов, Ю.Г., Цибулько, В.Й., Депарма, О.В.
Формат:	Стаття
Мова:	Ukrainian
Опубліковано:	Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України 2016
Назва видання:	Техническая диагностика и неразрушающий контроль
Теми:	Научно-технический раздел
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/132928
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Розробка мобільного багатофункціонального вимірювально-діагностичного комплексу неруйнівного контролю і оцінки технічного стану енергетичних і транспортних агрегатів тривалої експлуатації / М.Г. Шульженко, Ю.Г. Єфремов, В.Й. Цибулько, О.В. Депарма // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2016. — № 1. — С. 32-37. — Бібліогр.: 14 назв. — укр.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-132928
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1329282018-05-17T03:03:04Z Розробка мобільного багатофункціонального вимірювально-діагностичного комплексу неруйнівного контролю і оцінки технічного стану енергетичних і транспортних агрегатів тривалої експлуатації Шульженко, М.Г. Єфремов, Ю.Г. Цибулько, В.Й. Депарма, О.В. Научно-технический раздел Описано апаратні засоби та методико-алгоритмічне забезпечення мобільного багатофункціонального вимірювально-діагностичного комплексу неруйнівного контролю і оцінки технічного стану енергетичних і транспортних агрегатів тривалої експлуатації. Наведено приклад використання мобільного комплексу на реальному об’єкті. Hardware and procedural-algorithmic support of mobile multifunctional measurement-diagnostic complex for non-destructive testing and evaluation of technical condition of energy and transport units in long-term operation are described. An example of mobile complex application in a real facility is given. 2016 Article Розробка мобільного багатофункціонального вимірювально-діагностичного комплексу неруйнівного контролю і оцінки технічного стану енергетичних і транспортних агрегатів тривалої експлуатації / М.Г. Шульженко, Ю.Г. Єфремов, В.Й. Цибулько, О.В. Депарма // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2016. — № 1. — С. 32-37. — Бібліогр.: 14 назв. — укр. 0235-3474 DOI: doi.org/10.15407/tdnk2016.01.05 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/132928 621.165; 621.438; 621.224 uk Техническая диагностика и неразрушающий контроль Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Ukrainian
topic	Научно-технический раздел Научно-технический раздел
spellingShingle	Научно-технический раздел Научно-технический раздел Шульженко, М.Г. Єфремов, Ю.Г. Цибулько, В.Й. Депарма, О.В. Розробка мобільного багатофункціонального вимірювально-діагностичного комплексу неруйнівного контролю і оцінки технічного стану енергетичних і транспортних агрегатів тривалої експлуатації Техническая диагностика и неразрушающий контроль
description	Описано апаратні засоби та методико-алгоритмічне забезпечення мобільного багатофункціонального вимірювально-діагностичного комплексу неруйнівного контролю і оцінки технічного стану енергетичних і транспортних агрегатів тривалої експлуатації. Наведено приклад використання мобільного комплексу на реальному об’єкті.
format	Article
author	Шульженко, М.Г. Єфремов, Ю.Г. Цибулько, В.Й. Депарма, О.В.
author_facet	Шульженко, М.Г. Єфремов, Ю.Г. Цибулько, В.Й. Депарма, О.В.
author_sort	Шульженко, М.Г.
title	Розробка мобільного багатофункціонального вимірювально-діагностичного комплексу неруйнівного контролю і оцінки технічного стану енергетичних і транспортних агрегатів тривалої експлуатації
title_short	Розробка мобільного багатофункціонального вимірювально-діагностичного комплексу неруйнівного контролю і оцінки технічного стану енергетичних і транспортних агрегатів тривалої експлуатації
title_full	Розробка мобільного багатофункціонального вимірювально-діагностичного комплексу неруйнівного контролю і оцінки технічного стану енергетичних і транспортних агрегатів тривалої експлуатації
title_fullStr	Розробка мобільного багатофункціонального вимірювально-діагностичного комплексу неруйнівного контролю і оцінки технічного стану енергетичних і транспортних агрегатів тривалої експлуатації
title_full_unstemmed	Розробка мобільного багатофункціонального вимірювально-діагностичного комплексу неруйнівного контролю і оцінки технічного стану енергетичних і транспортних агрегатів тривалої експлуатації
title_sort	розробка мобільного багатофункціонального вимірювально-діагностичного комплексу неруйнівного контролю і оцінки технічного стану енергетичних і транспортних агрегатів тривалої експлуатації
publisher	Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
publishDate	2016
topic_facet	Научно-технический раздел
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/132928
citation_txt	Розробка мобільного багатофункціонального вимірювально-діагностичного комплексу неруйнівного контролю і оцінки технічного стану енергетичних і транспортних агрегатів тривалої експлуатації / М.Г. Шульженко, Ю.Г. Єфремов, В.Й. Цибулько, О.В. Депарма // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2016. — № 1. — С. 32-37. — Бібліогр.: 14 назв. — укр.
series	Техническая диагностика и неразрушающий контроль
work_keys_str_mv	AT šulʹženkomg rozrobkamobílʹnogobagatofunkcíonalʹnogovimírûvalʹnodíagnostičnogokompleksunerujnívnogokontrolûíocínkitehníčnogostanuenergetičnihítransportnihagregatívtrivaloíekspluatacíí AT êfremovûg rozrobkamobílʹnogobagatofunkcíonalʹnogovimírûvalʹnodíagnostičnogokompleksunerujnívnogokontrolûíocínkitehníčnogostanuenergetičnihítransportnihagregatívtrivaloíekspluatacíí AT cibulʹkovj rozrobkamobílʹnogobagatofunkcíonalʹnogovimírûvalʹnodíagnostičnogokompleksunerujnívnogokontrolûíocínkitehníčnogostanuenergetičnihítransportnihagregatívtrivaloíekspluatacíí AT deparmaov rozrobkamobílʹnogobagatofunkcíonalʹnogovimírûvalʹnodíagnostičnogokompleksunerujnívnogokontrolûíocínkitehníčnogostanuenergetičnihítransportnihagregatívtrivaloíekspluatacíí
first_indexed	2025-07-09T18:18:42Z
last_indexed	2025-07-09T18:18:42Z
_version_	1837194418755469312
fulltext	32 ISSN 0235-3474. Техн. диагностика и неразруш. контроль, 2016, №1 НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ УДК 621.165; 621.438; 621.224 розробКа мобільноГо баГатоФУнКціональноГо ВимірЮВально-ДіаГностичноГо КомплеКсУ нерУйніВноГо КонтролЮ і оцінКи технічноГо станУ енерГетичних і транспортних аГреГатіВ триВалої еКсплУатації М.Г. ШУЛЬЖЕНКО, Ю.Г. ЄФРЕМОВ, В.Й. ЦИБУЛЬКО, О.В. ДЕПАРМА ін-т проблем машинобудування ім. а.м. підгорного нан України. 61046, м. харків-46, вул. пожарського, 2/10. E-mail: root@ipmach.kharkov.ua описано апаратні засоби та методико-алгоритмічне забезпечення мобільного багатофункціонального вимірювально-ді- агностичного комплексу неруйнівного контролю і оцінки технічного стану енергетичних і транспортних агрегатів три- валої експлуатації. наведено приклад використання мобільного комплексу на реальному об’єкті. бібліогр. 14, рис. 6. К л ю ч о в і с л о в а : вихрострумовий датчик, перетворювач, вібраційний стан, система діагностики, спектральні характеристики проблема підвищення надійності і безпеки екс- плуатації енергоблоків з мінімальними витратами може вирішуватися з використанням засобів і но- вітніх інформаційних технологій діагностування вібраційного стану з визначенням небезпечних несправностей. У відповідності з нормативними документами [1–3] необхідно контролювати ві- браційний стан потужних турбоагрегатів як по параметрах вібрації опор, так і по параметрах ві- брації вала. на цей час стаціонарними системами вібраційної діагностики оснащено біля 10 % усіх турбоагрегатів електростанцій України. аналіз по- шкоджуваності устаткування турбін тес і тец по- казує, що більша частина ушкоджень допоміжного устаткування призводить до відмови турбоустанов- ки в цілому [4]. Використання стаціонарних систем вібродіагностики для допоміжного устаткування економічно невиправдане. Для оцінки технічного стану по вібраційних параметрах турбоагрегатів, які не оснащені стаціонарними системами віброді- агностики, а також для діагностування вібростану допоміжного устаткування доцільно використову- вати мобільні вимірювально-діагностичні системи. існуючі мобільні засоби мають не більше двох-чотирьох вимірювальних каналів, а при ді- агностуванні агрегатів використовуються лише параметри коливань їх необертових частин [5]. У зв’язку з цим, актуальним є створення мобіль- ного багатофункціонального вимірювально-діа- гностичного комплексу з функціональними мож- ливостями стаціонарної системи діагностики (багатоканальне безперервне та паралельне ви- мірювання вібраційних, механічних та інших ве- личин), з можливостями вимірювання параметрів коливань обертових частин (роторів) в доступних місцях та оцінки наявності найбільш небезпечних несправностей агрегатів. Для рішення задачі оперативного контролю, аналізу і діагностування технічного стану за ві- браційними параметрами створено мобільні за- соби вимірювальної техніки [6, 7]. До складу мобільного комплекту входять мобільний багато- канальний вимірювально-діагностичний комплекс «сКВД-10» на базі ноутбука (далі – комплекс) і автономні пристрої (рис. 1): вимірювач вібра- ції зі смуговим спектроаналізатором «иВпа-07» (далі – віброметр); вимірювач вібрації «иВпб-1» з функцією визначення дисбалансу жорстких ро- торів (далі – прилад); тахометр оптичний «то-м» (далі – тахометр). Віброметр дозволяє оперативно оцінити ві- браційний стан агрегату шляхом вимірювання за- гального рівня й спектрального складу вібрації. Діапазон вимірювання середнього квадратичного значення (сКз) віброшвидкості 0,5...50,0 мм/c з дискретністю 0,1 мм/с у смузі частот 10...1000 Гц. очікувана зведена похибка вимірювання сКз ві- брошвидкості на базовій частоті 160 Гц у ме- жах 5 %, в діапазоні частот 20...800 Гц – у межах 10 %, на краях частотного діапазону – не біль- ше 20 %. тахометр дозволяє вимірювати швид- кість обертання частин механізмів і машин оптич- ним способом. Діапазон вимірювання від 20 до 60000 об/хв (від 0,3 до 1 кГц). прилад «иВпб-1» з функцією визначення дисбалансу жорстких ро- торів забезпечує вимірювання амплітуди оберто- © м.Г. Шульженко, Ю.Г. Єфремов, В.й. цибулько, о.В. Депарма, 2016 33ISSN 0235-3474. Техн. диагностика и неразруш. контроль, 2016, №1 НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ вої складової вібросигналу в діапазоні від 10 до 999 мкм з дискретністю індикації 1 мкм, фази у ді- апазоні 0...360º з дискретністю індикації 1º і частоти обертання у діапазоні 5,0...50,0 Гц (300...3000 об/хв). мобільні пристрої пройшли дослідну експлуата- цію на декількох електростанціях України і інших промислових підприємствах та використовуються персоналом для оперативного контролю та аналізу вібростану турбоагрегатів та іншого обладнання. мобільний багатоканальний вимірювально-ді- агностичний комплекс «сКВД-10» (рис. 2) скла- дається з двох датчиків віброприскорення з на- півпровідниковою мікроелектромеханічною системою (ДВК-хЭм); шести вихорострумових датчиків віброшвидкості; двох вихорострумових датчиків вібропереміщення (переміщення); датчи- ка мітки; восьмиканальної плати функціонального перетворення частотно-модульованого сигналу в сигнал по напрузі; 32-канальної плати ацп E-440 (виробництва L-Card); акумулятора; ноутбука. апаратні засоби комплексу забезпечують ви- мірювання відносних радіальних віброперемі- щень шийок роторів валопроводу у двох ортого- нальних напрямках підшипника у діапазоні частот 5...500 Гц і амплітуд 10...1000 мкм; вимірювання вібрації опор підшипників у двох – трьох взаємно- перпендикулярних напрямках у діапазоні частот не менших, ніж 5...1000 Гц з амплітудою виброшви- дості 0,5...16 мм/с; вимірювання вібрації опор підшипників у двох – трьох взаємноперпендику- лярних напрямках в діапазоні частот не менших, ніж 0,5...2500 Гц з амплітудою виброприскорен- ня 5 g; вимірювання переміщень об`єкта в діапа- зоні 0...100 мм; формування імпульсних сигналів для синхронізації вимірювання сигналів вібрації з обертанням валопроводу та вимірювання частоти обертання. похибка вимірювання параметрів вібрації не перевищує 5 % на базовій частоті. мобільний комплекс допускає приймання сиг- налів від штатних систем технологічного й ві- браційного контролю як по цифровим інтерфей- сам, так і по аналоговим каналам. Комплекс має модульну структуру. його розширення може бути здійснено шляхом додавання відповідних датчиків з функціональними перетворювачами. Функціону- вання комплексу підтримується відповідним мето- дично-програмним забезпеченням [8], що склада- ється з модулів реєстрації, візуалізації і первинної обробки інформації, автоматизованого контролю технічного стану обладнання за параметрами ві- брації, аналізу вібропараметрів та визначення ди- сбалансу роторів. Функції реєстрації вібраційних та інших сиг- налів, їх візуалізації та первинної обробки (нор- малізації, фільтрації та обчислення основних показників сигналу) у реальному часі виконує розроблений програмний модуль «RecParam». мо- дуль працює у двох режимах: реєстрації та візуа- лізації сигналів. У режимі реєстрації здійснюєть- ся опитування каналів, нормалізація, обчислення Рис. 1. автономні пристрої: а – тахометр «то-м»; б – віброметр «иВпа-07»; в –прилад «иВпб-1» з функцією визначення дисбалансу жорстких роторів Рис. 2. мобільний багатоканальний вимірювально-діагнос- тичний комплекс «сКВД-10» 34 ISSN 0235-3474. Техн. диагностика и неразруш. контроль, 2016, №1 НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ основних показників сигналу та реєстрація осци- лограм у базу даних. оптимальні настройки пара- метрів опитування вимірювальних каналів комп- лексу для реєстрації осцилограм наступні: період часової реалізації – 0,02 с, кількість реалізацій – 50, кількість точок у однієї реалізації – 160, кіль- кість записів осцилограм – не менше 3. зареєстро- вані осцилограми користувач може експортувати в текстовий файл для подальшої роботи в інших пакетах обробки сигналів. У режимі візуалізації модуль «RecParam» виконує функції опитування каналів, нормалізації, обчислення основних показ- ників сигналу та візуалізації у вигляді часової роз- гортки сигналу, його спектру та фігури ліссажу. автоматизована оцінка вібраційного стану енергообладнання у реальному часі забезпечу- ється за допомогою розробленого програмного модуля «Monitoring». Для цього щосекундно ви- конується обчислення по всіх контрольних точ- ках (максимум 32 точки) паралельно (за миттєвим значенням вібропереміщень роторів і за миттєвим значенням віброшвидкості опор за 32 оберти з дискретністю 160 точок за період обертання) зна- чень розмахів вібропереміщень і сКз віброшвид- кості. за обчисленими значеннями контрольова- них параметрів вібрації формуються на інтервалі часу 20 с обновлювані масиви. їх значення після усереднення за перші 20 с приймаються за вихідні для подальшого використання. значення обчисле- них параметрів щомиті обновлюються і порівню- ються з допустимим рівнем параметрів вібрації. по рівнях вібрації опор і валопроводу відповід- но до нормативних документів установлюються три зони: одна – без обмеження терміну експлуата- ції і дві зони з обмеженими термінами експлуатації [1–3]. інформація на екрані монітора обновлюєть- ся з секундним інтервалом, при зміні рівня вібра- ції і перевищенні припустимого рівня та при пе- реході в зони з обмеженим терміном експлуатації стовпчикова діаграма змінює свій колір на жовтий чи червоний. сформовані масиви можуть бути ви- користані для обчислення статистичних показни- ків зміни вібраційних параметрів за годину, добу, місяць і т.п., що дозволяє вчасно виявити повіль- ні зміни параметрів вібрації і оцінити тенденцію розвитку вібраційного стану та вчасно попереди- ти позаштатну ситуацію [9–11]. основні функції програмного модуля «Monitoring»: обчислення, контроль та реєстра- ція розмаху вібропереміщення ротора, сКз ві- брошвидкості опор, частоти обертання та інших механічних величин; обчислення та контроль низькочастотної складової вібропереміщення ротора і віброшвидкості опор; контроль стриб- ка розмаху вібропереміщення ротора, сКз ві- брошвидкості опор, частоти обертання та інших механічних величин; сигналізація про зміну рів- ня вібраційного стану обладнання; обчислення та візуалізація спектральних складових віброперемі- щення ротора, віброшвидкості опор та інших ме- ханічних величин; візуалізація розмахів вібропе- реміщення ротора, сКз віброшвидкості опор та інших механічних величин у вигляді стовпчико- вої діаграми або їх зміни за часом; візуалізація фі- гур ліссажу; реєстрація осцилограм; формування трендів параметрів вібрації та даних для аналізу причин зміни вібраційного стану. результати обробки інформації, що отримана за допомогою програмного модуля «Monitoring», користувач може експортувати в текстовий файл для подальшої роботи в інших пакетах обробки сигналів, надрукувати або зробити експорт зобра- ження у графічний файл. особливістю балансування роторів за допомо- гою комплексу «сКВД-10» є використання для цього параметрів вібрації роторів поряд з пара- метрами вібрації опор. метод роздільного зрівно- важування [12] базується на властивості взаємо- незалежності, що полягає в наступному: вектори вібрації розкладають на симетричну й кососиме- тричну складові; статична і динамічна складові дисбалансу урівноважуються роздільно: перша – по симетричних, друга – по кососиметричних складових вібрації. процес динамічного балансування може здійс- нюватися у власних підшипниках або на балан- сувальному станку. Для цього необхідно викона- ти наступні операції: провести вимірювання при k-й критичній швидкості оборотних складових вібропереміщення опор або вала в підшипнику у вигляді векторів; розмістити на валу пробну си- стему вантажів, що відповідає k-й формі неврів- новаженості та зробити пуск ротора із цією систе- мою вантажів; провести вимірювання параметрів вібрації опор або вала із установленою системою пробних вантажів; по збільшенню параметрів ві- брації і відомій величині пробного вантажу роз- рахувати балансувальну чутливість і необхідний для k-ї форми небалансу вантаж (величину та міс- це (кут) установки); повторити перераховані вище операції для k = 1, 2, 3, тобто від початкової час- тоти урівноважування до робочої частоти обер- тання вала. оцінка появи і розвитку вібронебезпечних не- справностей та позаштатних ситуацій виконується модулем експрес-діагностики відповідно до бази знань і бази даних. база знань – це формалізовані правила розпізнавання дефектів та їх ознаки, що сформовані на основі досвіду експлуатації турбо- агрегатів (та) і даних досліджень про вплив ме- ханічних дефектів (несправностей) та режимних факторів на вібропараметри роторів і опор під- шипників. база знань може поповнюватись, якщо отримані нові додаткові дані про вплив дефекту. 35ISSN 0235-3474. Техн. диагностика и неразруш. контроль, 2016, №1 НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ Діагностична база даних формується у відповід- ності до основних і допоміжних віброознак бази знань. Для цього в якості інформативних параме- трів використовуються полігармонічні (інтеграль- ні) і селективні (моногармонічні) параметри ві- брації. база даних має три рівні. перший містить осцилограми (миттєві значення вібропереміщення вала й віброшвидкості опор підшипників). Другий рівень містить інформативні масиви параметрів і ознак (спектральні, часові, кореляційні, амплітуд- но-частотні і фазочастотні), які сформовані за да- ними першого рівня блоком обробки інформації, містять неоднорідні дані і видаються в чисельній та логічній шкалі. третій рівень містить масиви значень відносних (формалізованих) показників діагностичних ознак, які формуються блоком об- робки третього рівня, де їх інформативні компо- ненти формалізуються (приводяться до безрозмір- них значень у діапазоні від 0 до 1,0). Для цього використовуються функції належності нечіткої множини Ψ. Функції належності описуються в базі знань для всіх характерних ознак вібронебез- печних дефектів. Функції належності, вагові ко- ефіцієнти й базові значення параметрів можуть уточнюватися в процесі навчання (удосконален- ня) алгоритму діагностування і отримання додат- кових даних на засадах досліджень та експертних оцінок. при цьому чутливість алгоритму щодо оцінки появи вібронебезпечних несправностей та залежить від рівня початкових значень вібропара- метрів (вібропереміщення вала й сКз віброшвид- кості опор). початкові значення вібропараметрів вибрані в межах не більше 0,5 від тих значень, по яких дозволяється експлуатація та без обмежен- ня строку [1–3]. отримані таким чином значення відносних показників ознак дефектів запам’ято- вуються в третьому рівні бази даних і подаються на вхід модуля експрес-діагностики. модуль екс- прес-діагностики обчислює значення ймовірності наявності того чи іншого дефекту шляхом засто- сування правил розпізнавання по відповідній су- купності діагностичних ознак. алгоритми правил розпізнавання дефектів функції належності m від- повідно до множини Ψ можуть бути застосовані для оцінки появи таких дефектів, як поперечна тріщина в роторі, дисбаланс ротора, колінчатість вала, злам осі вала, ушкодження з’єднання півму- фти та порушення стійкості руху валопроводу в підшипниках ковзання. з використанням розробленого мобільного комплексу проведено вібродослідження димосо- су Д-25х2Шб турбоагрегату К-300-240 для визна- чення вимог до стаціонарних засобів контролю ві- браційного стану допоміжного енергообладнання. Димосос Д-25х2Шб призначений для відсмок- тування димових газів з топок котлів на твердо- му паливі паропродуктивністю 640 т/год [13]. Ди- мосос експлуатується при частотах обертання 600 і 500 об/хв. Шість датчиків віброшвидкості було встановлено спочатку на дві опори (№ 1, 2) димо- соса, а потім на дві опори (№ 3, 4) електродвигуна у трьох напрямках (вертикальному, поперечному та осьовому). Вимірювання та реєстрація миттє- вих значень віброшвидкості проводилося пара- лельно по 6 каналах. тривалість виборки 2,5 с. період опитування 0,05 мкс. Вібраційний стан димососа задовольняє нормам вібрації [1–3], мак- симальне значення Vs1 = 1,8 мм/c зареєстровано у вертикальному напрямку на четвертій опорі димо- соса. У якості прикладу наведено осцилограму ві- брошвидкості опори № 2 у поперечному напрямку (рис. 3) та її спектральні характеристики (рис. 4). значний вклад у сКз віброшвидкості опор вно- сить низькочастотна вібрація (1…10 Гц), тому для контролю вібраційного стану димососа по вібро- параметрах рекомендовано використовувати вимі- рювальні канали, що забезпечують вимірювання сКз віброшвидкості від 0,3 до 15 мм/c у діапазоні частот 1…1000 Гц. Для оцінки вібростану турбоагрегату К-200- 130 лмз з генератором тГВ-200м, розробки ре- комендацій щодо зниження рівня вібрації й визна- чення причин руйнування вкладиша підшипника першої опори проведено вібродослідження з вико- ристанням комплексу «сКВД-10». Вимірювання і реєстрація параметрів вібрації опор проводилися паралельно по п’яти каналах із синхронізацією від фазової мітки. осцилограми віброшвидкості у трьох ортогональних напрямках (вертикальному (в), поперечному (п) і осьовому (о)) реєстрували- ся при номінальному навантаженні турбоагрегату. найбільший внесок у сКз віброшвидкості опо- ри в осьовому напрямку вносить перша оборот- на гармонічна складова віброшвидкості (рис. 5), а на опорах № 6, № 7 у поперечному напрям- ку – перша й друга оборотна гармонічні складові Рис. 3. осцилограма віброшвидкості у поперечному напрям- ку (опора № 2) Рис. 4. спектральні характеристики віброшвидкості у попереч- ному напрямку (опора № 2) 36 ISSN 0235-3474. Техн. диагностика и неразруш. контроль, 2016, №1 НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ віброшвидкості опори. підвищена вібрація на опорах генератора викликана електромагнітними силами статора генератора, про що свідчить на- явність другої обертової гармонічної складової (100 Гц) в спектрі віброшвидкості. Для визначення причин підвищеної вібрації першої опори виконана оцінка впливу режимів роботи на вібростан агрегату. Для цього безпе- рервно, протягом декількох годин, на різних ре- жимах роботи та (розвантаження від номінальної потужності до 130 мВт, робота при навантаженні 130 мВт, навантаження від 130 мВт до номіналь- ного навантаження і робота на ковзних параме- трах) проводилося вимірювання та реєстрація ві- брошвидкості на опорі № 1 у трьох ортогональних напрямках (вертикальному, поперечному і осьово- му) і на опорі № 2 у вертикальному й поперечно- му напрямках. підвищений рівень осьової вібрації на пер- шій опорі залежить від паропотоку і паророзпо- ділу. при роботі та на ковзних параметрах від- носна зміна сКз віброшвидкості опори № 1 у вертикальному напрямку більша стосовно сКз віброшвидкості в поперечному і осьовому на- прямках, що побічно свідчить про ріст вібрації вала у вертикальному напрямку. причинами, що викликають осьову вібрацію на опорі № 1, мо- жуть бути нерівномірність та пульсація паро- потоку, експлуатаційна розцентровка опор № 1, № 2 під впливом нагріву фундаменту, тепловий прогин ротора циліндра високого тиску, дефек- ти у жорсткій муфті ротора високого тиску – ро- тора середнього тиску, віброактивність опорно- го вузла 1. Для уточнення причин, що викликали осьову вібрацію на опорі № 1, було проведено вимірювання вібропереміщення вала в розточ- ці підшипника № 1. рівень вібрації вала в опо- рі № 1 сумірний із зазором у підшипнику (роз- мах вібропереміщення досягає 800 мкм і більше в поперечному напрямку та 250…300 мкм у вертикальному напрямку). на рис. 6 зображе- на траєкторія відносного руху вала в розточці підшипника опори № 1. спектр віброперемі- щення вала та віброшвидкості опори збагачено високочастотними складовими, що може вка- зувати на зачіпання ротора за нижній вкладиш підшипника. руйнування вкладиша першого підшипника від- бувається внаслідок торкання вала об вкладиш у зв’язку зі значною вібрацією ротора, яка виклика- на його дисбалансом, неврівноваженими наванта- женнями від паропотоку і його пульсації, розцен- тровкою опор. не виключається наявність тріщини в роторі циліндра високого тиску (цВт). значна осьова вібрація першої опори породжується знач- ними коливаннями ротора, що контактує періо- дично із вкладишем підшипника, і підтримується стільцем і фундаментом (значні осьові вібрації вер- ху стільця й поперечного ригеля). Вона не є основ- ною причиною руйнування вкладиша підшипника першої опори, хоча й сприяє цьому. рекомендуєть- ся зменшити неврівноваженість паропотоку і його пульсацію при подачі на регулюючий ступінь, про- вести дефектоскопію й балансування ротора цВт, а також роботи зі зміцнення ригеля фундаменту для виключення перекидання стільця й розцентровки опор. Крім того, необхідно вести спостереження за трендами вібропараметрів вала і траєкторіями руху шийки ротора в розточці підшипника не тіль- ки на опорі № 1, але й на інших опорах для аналізу вібро стану після ремонту. Висновки Для оперативної або періодичної оцінки вібро- стану допоміжного устаткування енергоблоку та інших роторних агрегатів в іпмаш нан України розроблено мобільний вимірювально-діагностич- ний комплекс на базі нетбука. проведена держав- на метрологічна атестація вимірювальних каналів комплексу. Комплекс використано при діагносту- ванні вібростану роторного обладнання на декіль- кох електростанціях України. Визначено причини підвищеної вібрації турбоагрегату та розроблено пропозиції щодо зниження її рівня. створений ви- мірювач вібрації зі смуговим спектроаналізатором «иВпа-07» використовується персоналом хар- Рис. 5. осцилограма та спектр віброшвидкості на номіналь- ному навантаженні та (опора № 1, осьовий напрямок) Рис. 6. траєкторія відносного руху центра вала в розточці підшипника (опора № 1) 37ISSN 0235-3474. Техн. диагностика и неразруш. контроль, 2016, №1 НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ ківської тец-5 для періодичного контролю вібра- ційного стану турбоагрегатів. 1. Технічна експлуатація електричних станцій і мереж. пра- вила / оеп «Галузевий резервно-інвестиційний фонд розвитку енергетики». – Київ, 2003. – 597 с. 2. Агрегаты паротурбинные стационарные. нормы ви- брации опор валопроводов и общие требования к про- ведению измерений: Гост 25364–97. – Взамен Гост 25364–88; Введ. 1999-07-01. – м.: ипК изд–во стандар- тов, 1998.– 6 с. 3. Агрегаты паротурбинные стационарные. нормы вибра- ции валопроводов и общие требования к проведению измерений: Гост 27165–97. – Взамен Гост 27165–86; Введ. 1999-07-01. – м.: ипК изд-во стандартов, 1998. – 8 с. 4. Плотник П.Н., Мурманский Б.Е., Руденко А.С. анализ повреждаемости оборудования турбин тЭс // совер- шенствование турбоустановок методами математическо- го и физического моделирования: сб. тр. междунар. на- уч-техн. конф. – харьков, 2000. – с. 327–333. 5. Гольдин А.С. Вибрация роторных машин. – м.: маши- ностроение, 2000. – 344 с. 6. Мобільні засоби оцінки вібраційного стану енергетичних агрегатів / м.Г. Шульженко, Ю.Г. Єфремов, В.й. цибуль- ко, о.В. Депарма // Вісник нтУ «хпі». серія: енерге- тичні та теплофізичні процеси й устаткування. – харків: нтУ «хпі», 2014. – № 12(1055). – с. 104–110. 7. Розроблення нових засобів оперативного контролю вібро- параметрів енергетичного обладнання / м.Г. Шульженко, Ю.Г. Єфремов, В.й. цибулько, о.В. Депарма // теорія та практика раціонального проектування, виготовлення і експлуатації машинобудівних конструкцій: тези доп. 4-ї міжнар. наук.-техн. конф. – львів: Кінпатрі лтД, 2014. – с. 87–88. 8. Єфремов Ю.Г. методико-алгоритмічне забезпечення функціонування мобільного комплексу з оцінки вібра- ційного стану енергетичних агрегатів // Вісник нтУ «хпі». серія: енергетичні та теплофізичні процеси й устаткування. – харків: нтУ «хпі», 2015. – № 17(1126). – с. 111–116. 9. Шульженко Н.Г., Гонтаровский П.П., Зайцев Б.Ф. зада- чи термопрочности, вибродиагностики и ресурса энер- гоагрегатов (модели, методы, результаты исследова- ний). – Saarbrücken, Germany: LAP LAMBERT Academic Publishing GmbH & Co.KG, 2011. – 370 с. 10. Технология оценки причин повышенной вибрации турбо- агрегатов / н.Г. Шульженко, Ю.Г. ефремов, В.и. цыбуль- ко, а.В. Депарма // Вібрації в техніці та технологіях. – 2012. – № 1 (65). – с. 89–92. 11. Шульженко М.Г. Діагностування вібрацій, термоміцнос- ті і ресурсу вузлів теплоенергетичних агрегатів // теорія та практика раціонального проектування, виготовлення і експлуатації машинобудівних конструкцій: тези доп. 4-ї міжнар. наук.-техн. конф. – львів: Кінпатрі лтД, 2014. – с. 4. 12. Рунов Б.Т. исследование и устранение вибрации паро- вых турбоагрегатов. – м.: Энергоиздат, 1982. – 351 с. 13. Дымососы Д и Дн двустороннего всасывания. URL: http://www.donvent.com/ru/node/25. 14. Применение методов и средств вибродиагностики для оценки надежности работы турбоагрегатов / н.Г. Шульженко, Ю.Г. ефремов, В.и. цыбулько, а.В. Депар- ма // авиационно-космическая техника и технология. – 2013. – № 10(107). – с. 183–188. Hardware and procedural-algorithmic support of mobile multifunctional measurement-diagnostic complex for non-destructive testing and evaluation of technical condition of energy and transport units in long-term operation are described. An example of mobile complex application in a real facility is given. Keywords: eddy-current sensor, transducer, vibrational state, diagnostic system, spectral characteristics. 14 References, 6 Figures. Надійшла до редакції 13.01.2016

Репозитарії

Схожі ресурси