18 pitanja važnih za analizu vibracija

Mjerenja vibracija kod rotacijski strojeva je jedan od alata dijagnostike i prediktivnog održavanja kojim pratimo stanje stroja i planiramo otklanjanje kvara prije nego se dogodi jer smo upoznati sa zdravljem njegovih dijelova. Često stroj ima konstantno povećane vibracije, međutim inženjer strojnog održavanja ne može odmah otkriti o kojem se problemu radi i što je uzrokovalo povećanje vibracija unutar strojnog sustava.

Danas ćemo razmotriti 18 pitanja primjenom kojih će si održavatelji pomoći u svakodnevnom radu i tumačenju prikupljenih podataka o vibracijama kako bi na vrijeme otkrili potencijalni uzrok kvara i poduzeli potrebne aktivnosti u njegovom sprječavanju. 

1. Jeste li panično zaustavili stroj na prvi neobičan zvuk? Kada primijetite odstupanja u radu (ako nisu takva da jasno ugrožavaju zdravlje, sigurnost i okoliš), nemojte odmah isključiti stroj već napravite dijagnostičku provjeru mjerenjem vibracija, termovizijskim snimanjem, ultrazvučnim ispitivanje ili nekom trećom neinvazivnom tehnikom te analizirajte dobivene rezultate.

2. Jesu li se povećane vibracije javile nakon pokretanja stroja u rad iz stanja mirovanja? Kakvi zahvati su poduzeti na strojnom sustavu ili pratećoj opremi dok je stroj bio u mirovanju? Je li npr. montirano novo vratilo, nova zaporna armatura ili su izvođeni građevinski zahvati u blizini stroja? Potencijalni uzroci vibracija mogu potjecati od promjena nastalih u radnoj okolini stroja, a ne od samog stroja.

3. Jesu li povećane vibracije bile prisutne prije zaustavljanja stroja? Ako su povećane vibracije prisutne od dana kad je stroj pušten u rad, tada imate problem koji potječe od pogrešne ugradnje, rezonancije u sustavu, neadekvatno balansiranog rotorskog sklopa ili potkapacitiranog/prekapacitiranog stroja?

4. Je li bilo izvanrednih događaja poput naglog prestanka napajanja pogonskog stroja ili pojave pumpanja? Često izvanredni neplanirani događaji poput pojave pumpanja u radu centrifugalnog kompresora dovode do oštećenja plinske brtvenice, ležajeva ili blagog savijanja vratila, što se kasnije manifestira pojavom povećanih vibracija.

5. Jesu li se naglo promijenili procesni uvjeti u sustavu, poput povećanja temperature radnog medija, nagle promjene brzine vrtnje stroja, naglog gubitka tlaka u sustavu ili još gore, nastanka hidrauličnog udara? Navedeni uzroci će svakako ostaviti traga na brzini vibriranja stroja u radu.

6. Je li došlo do promjene radnog medija? Promjena vrste radnog medija, tj. promjena fizikalnih i kemijskih svojstava radnog medija, ima utjecaja na dinamičke karakteristike stroja što za posljedicu ima povećanje vibracija.

7. Jeste li sigurni da su vrijednosti izmjerenih vibracija izvan dozvoljenog područja? Temeljem kojih i kakvih podataka ste došli do ovog zaključka? Npr. prilikom prvog pokretanja u rad novog stroja dobra praksa je izmjeriti vibracije i pohraniti podatke koji će kasnije poslužiti kao temeljne vrijednosti za usporedbu izmjerenih vrijednosti tijekom vremena. Također treba znati koje su dozvoljene ovisno o vrsti stroja. Standard ISO 10816-3 definira dozvoljenu brzinu vibracija ovisno o vrsti stroja i daje smjernice za usporedbu, što se vidi na slici 1.

Slika 1. Brzina vibracija ovisno o vrsti stroja i dozvoljene vrijednosti

Zelena polja područja označenog slovom A predstavljaju vrijednosti vibracija za nove strojeve pokrenute u rad i/ili strojeve nakon generalnog tvorničkog servisa. Žuta polja označena slovom B označavaju vrijednosti vibracija za strojeve koji su u konstantnom radu bez ograničenja. Narančasto obojena polja označena slovom C predstavljaju vrijednosti vibracija kod strojeva koji zbog nekog kvara više nisu prikladni da rade kontinuirano već mogu raditi isključivo kraće vrijeme, pri čemu treba napraviti korektivno održavanje čim se za to ukaže prilika. Crvena polja označena slovom D predstavljaju opasne vrijednosti vibracija gdje je velika vjerojatnost havarije stroja pa se takav stroj treba obustaviti jer nije za daljnji rad.

Prilikom definiranja dozvoljenih graničnih vrijednosti vibracija za vaše strojeve, preporučuje se ne uzeti vrijednosti koje su unutar manjih graničnih vrijednosti u odnosu na vrijednosti definirane standardom ISO 10816-3.

8. Je li sustav mjerenja vibracija kalibriran i daje li točne vrijednosti prilikom mjerenja? Ako je kojim slučajem jedna od sondi za mjerenje brzine vibracija oštećena ili je njen kabel u kvaru, izmjerene vrijednosti će biti pogrešne i nećemo imati konkretne podatke za analizu. Zato je potrebno redovito umjeravati i provjeravati sustav i komponente za mjerenje vibracija.

9. Je li rotacijski stroj nedavno bio centriran? Provjerite kakve vrijednosti horizontalnih i vertikalnih odstupanja su zabilježene u protokolu centriranja ili još bolje, demontirajte spojku pa provjerite centriranost. Nepravilno centriranje vratila pogonskog i pogonjenog stroja će pogađate već, uzrokovati povećane vibracije.

10. Jesu li nedavno napravljene rekonstrukcije sustava u vidu modifikacije pripadajućih cjevovoda, nosača, dodavanja nove opreme poput posuda, armature i sl.? U slučaju promjene cjevovoda ili dodavanja/ uklanjanja opreme potrebno je u suradnji sa projektantom napraviti novi hidraulički proračun i provjeriti zadovoljavaju li tehničke karakteristike stroja nastale promjene u sustavu.

11. Je li prisutna rezonancija? Ako sonda za mjerenje vibracija nije ispravno postavljena, može se dogoditi da pokupi signal koji ne potječe od samog stroja već je posljedica prisustva rezonantnog signala u okolini.

12. Je li došlo do povećanja vibracija na pomoćnim strojevima poput reduktora? Povećanjem opterećenja na zubima zupčanika u reduktoru doći će do promjena u vibracijama. Ako je u strojnom sustavu prisutan reduktor, treba pregledati zupčanike u potrazi za oštećenjima. Oštećenja zuba ukazuju na potencijalni problem torzijskih vibracija.

13. Je su li izvedene promjene u sustavu podmazivanja? Bilo je slučajeva kada je kompresor imao povećane vibracije jer je došlo do naglog gubitka ulja za podmazivanje zato što postojeća količina nije bila dovoljan za pokriti potrebe ugrađenih dodatnih cijevi prilikom rekonstrukcije sustava podmazivanja.

14. Imate li izvještaje o prethodnim servisima stroja i mjerne protokole? Jeste li uspoređivali zabilježene izmjere? Jesu li prisutna značajna odstupanja? Provjera podataka zabilježenih tijekom servisa će poslužiti za kontrolu stanja dijelova stroja te kao dokaz o (ne)adekvatno izvršenom servisu temeljem kojeg pokrećete eventualnu reklamaciju na radove.

15. Imate li izvještaje o prethodnim mjerenjima vibracija? Jeste li uspoređivali vrijednosti? Jesu li prisutna značajna odstupanja? Praćenje trenda prilikom mjerenja vibracija ukazuje na pogoršanje stanja dijelova, npr. kugličnih ležajeva. Iz tog razloga, potrebno je čuvati sve izvještaje i uspoređivati mjerenja.

16. Kakve su frekvencija izmjerenih vibracija? Npr. necentriranost stroja će se manifestirati u vidu brojčane vrijednosti umnoška broja okretaja, oštećeni zubi će se pokazati u vidu brojčane vrijednosti umnoška broja zubi i broja okretaja, necentriranost i debalans su povezani sa naglim promjenama frekvencije prilikom pokretanja ili zaustavljanja stroja tako da obavezno provjerite i frekvencije.

17. Poznajete li strojeve unutar proizvodnog procesa? Dnevni obilasci strojeva i opreme, vizualno praćenje te slušanje zvuka stroja u radu otkrivaju odstupanja od radnih parametara. Zvuk drobljenja i neuobičajeni šumovi su jasan znak da sa strojem nešto nije u radu a na vama je da otkrijete što se tu događa i zašto.

18. Jeste li angažirali specijalista da izvrši mjerenje vibracija i analizira dobivene rezultate? Mjerenje vibracija i tumačenje rezultata je kompleksan i vremenski zahtjevan zadatak pa se preporučuje angažirati stručnog tehničara ili specijalista koji će obaviti posao i dostaviti izvještaj s predloženim korektivnim mjerama. Često se ovakve stavke smatraju nepotrebnim troškom, međutim angažman stručnjaka će se kasnije isplatiti kroz uštedu na vremenu, obavljenom poslu i sprječavanju zastoja stroja (time i gubitka proizvodnje) zbog kvarova otklonjenih na vrijeme.

Na koji način mjerite i analizirate vibracije? Na koje probleme ste naišli prilikom tumačenja rezultata? Podijelite iskustva u komentarima!