پایش وضعیت ارتعاشات ماشین های صنعتی یا Vibration Condition Monitoring علمی است که با داده برداری و تحلیل داده های مربوط به ارتعاشات ماشین ها می تواند عیوب و شدت عیب ماشین ها را در حین کار تشخیص دهد. این دانش بر پایه تحلیل دامنه و شکل موج نوسانات حاصل از ارتعاش برداری و تحلیل آنها از دید فرکانس و فاز سیگنال عیوب را تشخیص می دهد. عملاً نوع ساده VCM را می توان با سیگنال برداری ECG قلب مقایسه کرد. استفاده از این روش می تواند هزینه نگهداری و تعمیرات تجهیزات صنعتی را به شکل چشمگیری کاهش دهد و باعث افزایش پایداری و قابلیت اطمینان تولید واحدهای صنعتی شود.

در پایش وضعیت ارتعاشی فلسفه این است که ماشینها خودشان مشکلاتشان را به ما می گویند فقط به زبان ارتعاشات و اگر ما این زبان را بدانیم مثل یک دکتر در مراحل اولیه بروز مشکل و قبل از این که خطری ایجاد شود می توانیم مشکل را بیابیم.

اولین مرحله انجام VCM پایش سطح ارتعاشات است. این پایش براساس قدرت ماشین و مطابق استانداردهای ISO7919 و ISO10816 انجام میگیرد. در این حالت برای هر ماشین با توجه به توانش میزان ارتعاشاتی به عنوان استاندارد در نظر گرفته شده است. دامنه ارتعاشات در چهار سطح خوب، مجاز، غیرمجاز و بحرانی دسته بندی می شود.VCM-ISO10816 -300x400

  • استاندارد ISO7919 برای ماشینهایی غیر رفت و برگشتی زمان که اندازه‌گیری از روی روتور انجام می شود.
  • استاندارد ISO10816 برای ماشینهای غیر رفت و برگشتی زمانی که اندازه‌گیری از بخشهای غیر دوار انجام میگیرد.

Sensors-standards2

برای تعریف سطح مجاز ماشینهای مختلف، استانداردهای دیگری نیز استفاده میگردد. برای توربوماشینها استانداردهای زیر پیشنهاد شده است [مرجع]

Standard
Title
API 612 Petroleum, Petrochemical and Natural Gas Industries-Steam Turbines-Special-purpose Applications
ISO 1925 Balancing Vocabulary
ISO 1940-1
ISO 1940-2
Balance Quality Requirements for Rotors in a Constant (Rigid) State
Part 1: Specification and Verification of Balance Tolerances
Part 2: Balance Errrors
ISO 2041 Mechanical Vibration, Shock and Condition Monitoring – Vocabulary
ISO 5348 Mechanical mounting of accelerometers
ISO 7919-1
ISO 7919-2
ISO 7919-3
ISO 7919-4
ISO 7919-5
Evaulation of Machine Vibration by Measurements on Rotating Shafts
Part 1: General Guidelines
Part 2: Steam Turbines and Generators >50 MW with speeds of 1500 rpm, 1800 rpm, 3000 rpm, 3600 rpm
Part 3: Industrial Machines
Part 4: Gas Turbines
Part 5: Hydroelectric and Pumps
ISO 10816-1
ISO 10816-2
ISO 10816-3
ISO 10816-4
ISO 10816-5
ISO 10816-6ISO 10816-7
Mechanical Vibration
Part 1: General Guidelines
Part 2: Steam Turbines and Generators >50 MW with speeds of 1500 rpm, 1800 rpm, 3000 rpm, 3600 rpm
Part 3: Industrial Machines
Part 4: Gas Turbine Sets
Part 5: Hydroelectric and Pumping Plants
Part 6: Reciprocating Machines above 100 kW
Part 7: Rotordynamic Pumps
ISO 11342 Methods and Criteria for the Mechanical Balancing of Flexible Rotors
ISO 13373 Condition monitoring and diagnostics of machines — Vibration condition monitoring
ISO 13374 Condition monitoring and diagnostics of machines — Data processing, communication and presentation
ISO 13379 Condition monitoring and diagnostics of machines — Data interpretation and diagnostics techniques
ISO 18436 Condition monitoring and diagnostics of machines — Requirements for training and certification of personnel

استاندارد دیگر:

Standard Title
VDI 3839
Instructions on Measuring and Interpreting the Vibrations of Machines

برای ماشینهای حساس اغلب مستقیماً آنالیز فرکانسی را معیار قرار می دهند. آنالیز فرکانس که با تبدیل فوریه سریع FFT از داده های زمانی ارتعاشات به دست می آید، عملاً ارتعاشات را در حوزه فرکانس نشان می دهد. مزیت دیدن فرکانسها در حوزه فرکانس، مشاهده فرکانسها شاخص است. هر عیب فرکانس یا فرکانسهای خاصی را ایجاد میکند و با مشاهده دامنه بالای ارتعاشات در آن فرکانس میتوان به عیب پی برد.

bearinggraph_600px_x_347pxبرای مثال هر بلبرینگ خاص چهار فرکانس شاخص دارد که با توجه به ابعاد و اندازه بلبرینگ به شرح زیر است.

RollBearingالبته گاهی عیبهای مختلف با هم ترکیب می شوند و نتیجه ترکیب پیچیده ای از دامنه ها در فرکانسهای مختلف است که بایستی توسط متخصصین با تجربه تجزیه و تحلیل گردد.

برخی از این عیبها در فایل زیر نمایش داده شده است.

روشهای دیگری نیز در آنالیز ارتعاشات استفاده می شود. در خصوص آنالیز ارتعاشات کتابهای مقدماتی زیادی به زبان فارسی چاپ شده است و شما می توانید با مطالعه آنها اصول اجرایی این ابزار مفید مهندسی را بهتر بیاموزید.

پایش وضعیت ارتعاشی خود زیرمجموعه دانش بزرگی به نام پایش وضعیت است که بسیاری از پارامترهای مختلف ماشین را برای آگاهی از شرایط یک تجهیز صنعتی پایش میکند. پایش وضعیت شامل پایش ارتعاشات، روغن، آلتراسونیک، دما سنجی، بازده سنجی، مصرف سنجی، پایش الکتریکی و …. است. نوع پایش مورد نیاز تجهیزات مختلف انتخاب شده و با برنامه زمانی مناسب انجام می گردد. با استفاده همزمان از این روشها یک پایش مناسب از ماشین انجام خواهیم داد و از سلامت ماشین آگاه شده و خود را برای رفع عیب در اولین لحظه های ایجادش آماده می کنیم. با توجه به وجود زمان کافی برای هماهنگی نفرات تعمیرات، انبار و سایر بخشها مورد نیاز می توان عملیات تعمیرات را در کوتاهترین زمان و بهترین شرایط به انجام رساند.