Pistonlu kompresörler olarak da bilinen pistonlu makinelerin durumunu izlemek için uzun süre geleneksel titreşim ölçüm yöntemleri uygulanmıştır. Ancak, bu ölçümlerin bu tür makinelerin durumunu izlemek için güvenilir olmadığı anlaşılmıştır. Bu nedenle, pistonlu makinelerin izlenmesi için özel olarak uygun teknikler geliştirilmiştir. Bu tekniklerden biri, piston kolunun binici bantlardaki aşınmanın bir sonucu olarak düşmesinin izlendiği çubuk düşme izlemesidir. Bindirme bandı, pistonun silindir duvarına zarar vermeden silindir haznesi boyunca kaymasını sağlayan bileşendir. Zamanla bu binici bantlar aşınır. Piston kolu düşmesi izlenerek, hasar oluşmadan önce binici bandın ne zaman değiştirilmesi gerektiği belirlenebilir. Rot düşüşünün izlenmesi, duruma dayalı bakım (CBM) veya kestirimci bakım stratejisine katkıda bulunur.
Çubuk düşme ölçümleri
Çubuk düşme izleme, silindir içindeki pistonu desteklemek için sürgü bantları kullanan ileri-geri hareketli makinelerde uygulanır. Çubuk düşme izlemenin amacı, sürgü bantlarındaki aşınmayı belirlemektir. Bu sürgü bantlarındaki aşınma, piston ile silindir duvarı arasında temasa (sürtünmeye) yol açarak hasara neden olabilir. Rider bandı aşınmasının izlenmesi, operatörlerin bu rider bantlarının değiştirilmesini, önceden planlanmış bir turnaround sırasında verimli bir şekilde planlamasına olanak tanır. Ayrıca, rider bandı aşınmasının erken tespit edilmesi, operatöre aşırı hasar ve (tehlikeli) makine arızaları meydana gelmeden önce makineyi kapatması için zaman kazandırır.
Sürücü bantlarındaki aşınmayı tespit etmek için pistonun konumunun (referans noktasına göre) izlenmesi gerekir. Ancak, basınç odasındaki yüksek basınç nedeniyle pistonun gerçek düşüşünü ölçmek çok zordur. Pistonun gerçek düşüşünü ölçmek yerine, çok daha erişilebilir olan piston kolunun düşüşü ölçülür. Rot düşüşü izleme, piston kolunun konumundaki değişiklikleri izleyerek sürücü bantlarının durumu hakkında bilgi sağlar.
Yöntemler
Genel olarak, çubuk düşmesinin izlenmesi için iki temel yöntem ayırt edilir:
Yakınlık probu ölçümleri
proximity probu ölçümlerinde prob, piston kolunun üstüne veya altına dikey olarak monte edilir. Bir proximity probu, sensör ile metal bir nesne arasındaki mesafeyi ölçen eddy current teknolojisini kullanarak çalışır. Çubuk düşmesi ölçümünde, sensör ile piston kolu arasındaki mesafe ölçülür. Piston kolu sensöre göre hareket ettiğinde, mesafedeki değişiklik (piston kolunun konumu) algılanır. Bu ölçümler, piston kolunun konumunu belirlemeyi mümkün kılar ve ardından ölçümler trend için kullanılır. Bu trend daha sonra sürücü bantlarının ne zaman aşınmaya yakın olduğunu ve değiştirilmesi gerektiğini tahmin etmek için kullanılır.
Mekanik ölçümler
Genel olarak, çubuk düşüşünün izlenmesi için iki mekanik yöntem ayırt edilir. İlk yöntemde, içinde nitrojen içeren bir boşluk bulunan bir aşındırıcı malzeme bloğu kullanılır. Bu blok doğrudan piston kolunun altına yerleştirilir. Piston kolu, sürücü bandındaki aşınmanın bir sonucu olarak düştüğünde, blok nitrojenin kaçtığı bir noktaya kadar aşınacaktır. Bu nitrojen sızıntısı basınç beslemesinde bir düşüşe neden olarak bir alarma veya makinenin kapanmasına yol açacaktır.
Rot düşüşünü izlemek için kullanılan ikinci mekanik yöntem, piston kolunun altına monte edilen bir tür makarayı içerir. Sürücü bandı aşındığında, piston kolu silindire temas ettiği bir noktaya kadar kademeli olarak düşer. Piston kolu ile silindir arasındaki temas üzerine silindir dönmeye başlar, bu da diğer mekanik yöntemde olduğu gibi nitrojen kaçağı anlamına gelir. Aynı şekilde, bu nitrojen kaçağı basınç beslemesinde bir düşüşe neden olarak bir alarma veya makinenin kapanmasına yol açacaktır.
Mekanik rot düşürme sistemlerinin en büyük dezavantajı ölçüm yapılamaması ve bu ölçümlerin trend için kullanılamamasıdır. Bu mekanik sistemlerin sağladığı tek şey, binici bantları aşındığında tetiklenen bir alarmdır. Binici bandının ne ölçüde aşındığına dair hiçbir gösterge yoktur. Bir proximity sensörü piston kolunun gerçek düşüşünü ve dolayısıyla binici bandının ne ölçüde aşındığını ölçer. proximity sensörü ölçümleri kullanılarak bir trend oluşturulabilir ve böylece daha iyi bakım planlaması (CBM) yapılabilir.
Varsayımlar
Güvenilir bir rot düşüşü ölçümü elde etmek için karşılanması gereken bazı varsayımlar vardır. Rot düşüşünün izlenmesi için temel varsayım, pistonun yerçekimi kuvveti nedeniyle silindirin tabanına yaslandığıdır. Bu nedenle, piston kolunun konumundaki bir değişikliğin, binici bandın aşınması nedeniyle pistonun konumundaki değişiklikle orantılı olduğu varsayılabilir. Ayrıca piston kolunun konumunu değiştiren tek şeyin aşınmış binici bandın etkisi olduğu varsayılmalıdır.
Piston kolunun pozisyonundaki değişimin pistonun pozisyonundaki değişimle orantılı olduğu varsayımı, benzer üçgenler prensibinden gelmektedir. Bu prensip aşağıdaki şekilde şematik olarak gösterilmiştir.
Rot düşüşünün izlenmesi için bir proximity probu kullanıldığında, ölçüm belirli bir düzeltme faktörü kullanılarak düzeltilebilir. Bu düzeltme faktörü, piston kolunun ölçülen düşmesi (B1) ile pistonun gerçek düşmesi (B2) arasındaki farktan kaynaklanan orana dayanır. Bu düzeltme faktörü rot düşüşü ölçümüne uygulandığında, gerçek sürücü bandı aşınması ortaya çıkacaktır. Ancak, böyle bir düzeltme faktörünün uygulanması sorunlara neden olabilir. Bir ölçüm hatası oluştuğunda, bu yanlış ölçüm değeri düzeltme faktörü ile düzeltilecek ve gerçek binici bandı aşınmasının yanlış görüntülenmesine neden olacaktır. Bu nedenle güvenilir ölçümlerin yapılması çok önemlidir. Rot düşüşü ölçümlerinin güvenilirliğini etkileyen bir dizi faktör sırasıyla ele alınmaktadır.
Kurulum ve uygulama; dikkat edilmesi gereken noktalar
Sensörün kurulumu güvenilir bir ölçüm için çok önemlidir. Dikkat edilmesi gereken en önemli 5 noktayı listeledik:
Sensörün silindire mümkün olduğunca yakın monte edilmesi çok önemlidir. Bu hem proximity sensörleri hem de mekanik sensörler için geçerlidir. Bu, bir ölçüm hatasına yukarıda belirtilen düzeltme faktörü uygulandığında ortaya çıkan etkiyi en aza indirir. Sensör pistona ne kadar yakın monte edilirse, ölçüm hatalarının etkisi o kadar az olacaktır.
Daha büyük pistonlar için, soğuk kapatma ile aktif bir işlem arasındaki dönemde termal genleşme önemli ölçüde farklılık gösterebilir. Bu nedenle silindir hizalamasının, termal genleşme için yer kalacak şekilde çaprazkafa üzerinde alçakta hizalanması önerilir. Piston ısı nedeniyle radyal olarak genleşir genleşmez, piston kolu kol düşme sensörüne göre kaldırılacaktır. Rot düşürme sisteminin kurulumu ve konumu belirlenirken bu durum göz önünde bulundurulmalıdır.
Pistonun yerçekimi nedeniyle silindirin tabanına yaslandığı varsayımı, küçük çaplı pistonlar için gerçekçi bir varsayım değildir. Küçük çaplı (150 mm'den küçük) pistonlarda piston kolunun büyük bir kısmı silindir muhafazası içinde yer alır. Yanlış hizalama veya silindir gövdesi üzerindeki etkiler pistonun yüzmesine neden olabilir. Radyal kuvvetler pistonu alçaltmaz, ancak kuvvetlerin bir kombinasyonu pistonu yukarı veya yana doğru iter. Bu durumda, biri yatay diğeri dikey ölçüm yapan iki proximity probu yerleştirmeyi seçebilirsiniz (X-Y probları).
Piston kolunun uzunluğu da ölçümü etkileyebilir. Piston kolu ne kadar uzunsa, bir dereceye kadar esnek olma olasılığı o kadar yüksektir. Bu durum özellikle büyük çaplı pistonlar için geçerlidir. Piston kolunun esnekliği, kol düşüşü ölçümünü etkileyebilir. Piston kolu esnekliğinin rot düşüşü ölçümü üzerindeki etkisini azaltmak için proximity probunun sinyali krank milinin dönüşü sırasında sabit bir noktada ölçülebilir. Bu, faz tetiklemeli olarak bilinir; ölçümün tetiklendiği bir faz referansı ayarlanır.
Probun ısı genleşmesine veya titreşime maruz kalmayacak şekilde monte edilmesi önemlidir. Prob piston koluna göre hareket ederse, ölçümü güvenilmez hale getirir. Buna ek olarak, büyük çaplı pistonlar için daha geniş bir aralığa sahip bir prob yerleştirmek önemlidir. Termal genleşme olduğunda, piston kolu proximity probunun aralığının dışına çıkmayacaktır.
Tetiklenen Çubuk Düşürme Modülü - RecipSys 200
İki kanallı Tetiklemeli Çubuk Düşüş Modülü (RecipSys 200), Istec International tarafından geliştirilmiştir ve pistonlu bir makinenin piston halkalarının durumunu izlemek için uygundur. “Tetiklemeli” terimi, çubuk düşüş ölçümünün krank milinin devri sırasında sabit bir noktada gerçekleştirildiği anlamına gelir. Sonuç olarak, zaman içinde güvenilir bir eğilim analizi yapılabilir. Mevcut birçok çubuk düşme sistemi, büyük uygulamalar için uygun olan daha geniş bir sistemin parçasıdır ve bu nedenle maliyet açısından yoğun bir yatırım gerektirir. Öte yandan, RecipSys 200 çok uygun maliyetlidir ve bu nedenle küçük, orta ve büyük ölçekli uygulamalarda kullanılabilir.
