Vibracije centrifugalnih pumpi u sistemima za hlađenje ...

2. Pregled dosadašnjih istraživanja vibracija pumpi
raspoređeni odzivi na udar čekićem, nezavisni od frekvencije velike sinusoide.
Računanjem vremenskog prosjeka velikog broja takvih udara, uticaj mašine se
smanjuje, ostavljajući samo odziv na udar.
Na taj način, podaci dobijeni modalnom analizom se obrađuju tako da se mogu
pouzdano odrediti strukturalne vlastite frekvencije i glavni oblici oscilovanja, lokacije
i frekvencije rezonantnih sila, kao i kritične brzine rotora, sve to dok se pumpa nalazi
u realnim radnim uslovima. TAME zatim koristi klasične tehnike za obradu rezultata
modalne analize kako bi se dobio animirani model vibracione slike za svaku vlastitu
frekvenciju, te da bi se predvidjeli efekti predviđenih promjena u konstrukciji pumpe,
kao što su ležajevi veće krutosti, novi oslonci za cjevovode ili postolje veće debljine.
Većina problema sa vibracijama pumpi se javlja usljed debalansa rotora ili
nepodudaranja osa pumpe i pogonskog motora [39]. Najčešće se problemi javljaju
usljed rezonancije, koja nastaje kad se neka od rotirajućih karakteristika pumpe, kao
što je mehanički debalans "1x" ili hidraulički "broj lopatica" poklope sa nekom od
vlastitih frekvencija pumpe. U rasponu frekvencija u kojima se pumpa vrti postoji
mnogo vlastitih frekvencija, od kojih su neke koncentrisane u vratilu, a neke u kućištu
ili ležajevima. Često se dešava da metodama preventivnog održavanja nije moguće
odrediti koja od ovih frekvencija je uzrok problema, nego se ispitivanje vrši
višestrukim isprobavanjem. Rezultat takve prakse često ne rješava problem, nego čak
može izazvati i veće probleme jer se može desiti da neke druge frekvencije postanu
rezonantne.
Opisana TAME procedura se može koristiti za utvrđivanje kritičnih brzina rotora
pumpe kad je pumpa u pogonu pod željenim uslovima rada. Često se kritične brzine
određuju na osnovu pikova sa kaskadnih dijagrama spektra dobijenih za vrijeme
pokretanja ili zaustavljanja pumpe. Ta metoda je u širokoj upotrebi, a TAME
predstavlja alternativu toj metodi. Kaskadni dijagrami prilično slabo predstavljaju
rotordinamičke karakteristike stabilnog rada pumpe, zato što je krutost i prigušenje
prstenastih zaptivača jako osjetljivo na promjenu uslova rada pumpe. Primarni uzrok
toga je takozvani Lomakinov efekat [38], koji može znatno promijeniti krutost i
prigušenje oslonaca, zavisno od brzine i opterećenja pumpe. Veliki procenat krutosti
oslonaca rotora jako zavisi od brzine, a to dovodi do razlika između frekvencija
pikova na tranzijentnom kaskadnom dijagramu i stvarnih vlastitih frekvencija pri
stabilnom radu pumpe. Ta razlika je mnogo veća kod pumpi nego kod kompresora i
gasnih turbina, gdje varijacije statičkog pritiska po obimu zaptivača nisu tako velike,
pa se kaskadni dijagrami mogu uspješno koristiti. Prednosti korištenja TAME u
odnosu na druge metode ispitivanja vibracija, kao što je standardna modalna analiza
na stacionarnoj pumpi ili kaskadni dijagram su:
- Modalna analiza se može provesti pomoću vremenskog prosjeka višestrukih
udarnih opterećenja.
- Modalna analiza sa vremenskim prosjekom poremećaja može:
- Utvrditi vrijednosti vlastitih frekvencija rotora i ležajeva,
- Utvrditi koje dijelove pumpe treba modificirati i na koji način,
- Utvrditi da li debalans, nesaosnost ili hidrauličke sile prelaze dozvoljene
vrijednosti.
- Ova metoda se može koristiti dok je pumpa u pogonu, pri bilo kojem opterećenju:
34