Wyjaśnienie: jak i kiedy monitorować wibracje i przemieszczenie pręta?
Sprężarki tłokowe są jednymi z najbardziej krytycznych maszyn w branżach takich jak (petro)chemiczna, energetyczna oraz naftowo-gazowa. W przeciwieństwie do innych maszyn wirujących, sprężarki tłokowe są bardzo wymagające pod względem konserwacji. Dlatego tak ważne jest posiadanie zaawansowanych systemów monitorowania różnych istotnych parametrów mechanicznych, takich jak wibracje i spadek pręta. Niniejsza nota aplikacyjna pokazuje, jak skonfigurować system monitorowania drgań i spadku pręta w typowej 2-cylindrowej sprężarce tłokowej i połączyć te sygnały w celu uzyskania głębszego wglądu w maszynę.
Pomiary wibracji
Pomiary drgań sprężarek tłokowych okazują się trudne ze względu na ich naturalny ruch mechaniczny. Jednak monitorowanie drgań w różnych punktach maszyny ma kluczowe znaczenie dla uzyskania wglądu w maszynę w celu utrzymania stabilnego procesu. Punkty te obejmują drgania obudowy (akcelerometr) i drgania trawersy (akcelerometr), jak pokazano na rysunku 1.
Przeczytaj więcej o pomiarach wibracji »
Czujniki wibracji
Akcelerometry są używane do pomiaru drgań obudowy sprężarek tłokowych. Czujnik jest umieszczony zarówno na końcu napędzanym, jak i nienapędzanym (rysunek 1).
Kolejny akcelerometr służy do pomiaru drgań trawersy i powinien być umieszczony nad trawersą (rysunek 1).
Przeczytaj więcej o czujnikach wibracji »
Ochrona i monitorowanie oparte na nadajniku; moduł VibroSmart (VSV301)
Czujniki służące do generowania danych dotyczących drgań są podłączone do modułu VibroSmart (VSV301) – dwukanałowego systemu ochrony przed drganiami i monitorowania opartego na nadajniku (montowanego na szynie DIN). System ten został zaprojektowany z myślą o skalowalnym i zaawansowanym monitorowaniu oraz ochronie (krytycznych) maszyn wirujących, w tym sprężarek tłokowych. Jako samodzielny system VibroSmart oferuje dwa kanały, ale dzięki swojej skalowalności można podłączyć wiele modułów, dostosowując go do dowolnego zastosowania.
Przemieszczenie pręta / zużycie opaski prowadzącej
Taśmy tłoka są krytycznymi elementami, które wspierają tłok podczas przemieszczania się w cylindrze sprężarki tłokowej. Z czasem ulegają one zużyciu, co powoduje pionowe przemieszczenie tłoka i tłoczyska. Aby zapobiec uszkodzeniu tłoka i ścianki cylindra, należy monitorować zużycie tych opasek. Ponieważ bezpośredni pomiar zużycia opasek jest trudny ze względu na wysokie ciśnienie w komorze cylindra, zamiast tego mierzone jest pionowe przemieszczenie tłoczyska.
Przeczytaj więcej o pomiarach spadku pręta »
Monitorowanie oparte na przetwornikach; RecipSys 200 
RecipSys 200 to kompaktowy system monitorowania (na szynę DIN) dla sprężarek tłokowych, który umożliwia monitorowanie zużycia taśmy jezdnej, eliminując potrzebę okresowych wyłączeń w celu ręcznej kontroli.
Czujnik odniesienia fazy
RecipSys 200 wykorzystuje czujnik odniesienia fazy (lub wyzwalacz fazowy) do pomiaru pozycji pręta w określonym punkcie cyklu, dzięki czemu jest znacznie dokładniejszy niż pomiar ogólny (rysunek 2).
Czujnik przemieszczenia pręta
Sonda zbliżeniowa służy do pomiaru pionowego przemieszczenia tłoczyska. W miarę zużywania się opasek, tłoczysko spada (rysunek 2).
Pomiar drgań i przemieszczenia tłoczyska w 2-cylindrowej sprężarce tłokowej.
Samodzielny moduł RecipSys 200 ma dwa wejścia dla sygnałów spadku tłoczyska i jedno wejście tachometru, co oznacza, że dla sprężarki 2-cylindrowej wymagany jest jeden moduł. Niezależnie od konfiguracji sprężarki, do wyzwalanego monitorowania tłoczyska potrzebny jest tylko jeden czujnik odniesienia fazy (rysunek 3).
Ponieważ monitorowanie drgań obudowy (2x akcelerometr) i drgań trawersy (2x akcelerometr) wymaga łącznie czterech czujników, wymagane są dwa moduły VibroSmart. Sygnał wejściowy tachometru modułu VibroSmart można wykorzystać do podłączenia czujnika odniesienia fazy i filtrowania określonego pasma częstotliwości drgań, które można powiązać z prędkością obrotową sprężarki tłokowej.
Ponieważ zarówno RecipSys 200, jak i VibroSmart (VSV301) są systemami opartymi na przetwornikach, można je łatwo skalować w celu dopasowania do dowolnej konfiguracji. Dane z obu systemów można zintegrować na jednej platformie analitycznej.
Analiza danych
Zarówno sygnały wyjściowe wyzwalane opadaniem pręta z modułów RecipSys 200, jak i dane dotyczące drgań z modułów VibroSmart mogą być przesyłane do (opcjonalnej) platformy oprogramowania VibroSight® – zewnętrznego pakietu monitorującego służącego do analizy zarówno danych dotyczących drgań, jak i położenia pręta. Ponadto oprogramowanie VibroSight® zapewnia szerokie możliwości analityczne pozwalające zidentyfikować nadmierne drgania i ustalić ich przyczyny.
