Anlagenbewertung mittels Schwingungsmessung – · PDF fileDIN ISO 10816 – Bewertung...

Dr. H. Neumann, Forum Anlagenoptimierung, Dresden, 24.09.09TÜV SÜD Industrie Service GmbH

Anlagenbewertung mittels Schwingungsmessung –Normative Vorgaben

undAnalysen von Schwingungsspektren

Dr. Hartmut Neumann

TÜV SÜD Industrie Service GmbHRegion NordostAnlagentechnik09111 ChemnitzBahnhofstraße 20

Tel.: 0371 26737 22


Zustand einer Anlage

Bild: Alstom

Informationen über den inneren Zustandes einer Anlage ohne Abschaltung

Bewertung des Zustandes einer Anlage und Ableitung von Konsequenzen bezüglich Laufzeit und anstehender Reparaturen

Diagnosemethode: Schwingungsmessung und -analyse


Schwingungslehre

Zeitsignal

Spektrum

Schw

ingb

esch

leun

igun

g / m

s-2

Schw

ingb

esch

leun

igun

g / m

s-2

Zeit

Fourier-Transformation

Frequenz

Effektivwert der Schwinggeschwindigkeit:


Schwingungsmessung

Vier-kanaliges Echtzeit (FFT) Schwingungsanalysesystem ONO SOKKI DS 2000 Series mit verschiedenen Beschleunigungsaufnehmern der Fa. PCB

Schnelle Befestigung der Sensoren mittels Magnet, Wachs oder Sekundenkleber

Stromversorgung kann über Autobatterie erfolgen


Normen

DIN ISO 7919 – Messung und Bewertung von WellenschwingungenTeil 1: Allgemeine AnleitungenTeil 2: Große stationäre Dampfturbinen-GeneratorsätzeTeil 3: Gekuppelte industrielle MaschinenTeil 4: GasturbinensätzeTeil 5: Maschinensätze in Wasserkraft- und Pumpanlagen

DIN ISO 10816 – Bewertung der Schwingung von Maschinen durch Messung an nicht rotierenden Teilen

Teil 1: Allgemeine AnleitungenTeil 2: Große stationäre Dampfturbinen-Generatorsätze mit Leistungen über 50 MWTeil 3: Industrielle Maschinen mit Nennleistungen über 15 kW und Drehzahlen und

Nenndrehzahlen zwischen 12 min-1 und 15000 min-1 bei Messungen amAufstellungsort

Teil 4: Maschinensätze mit Antrieb durch Gasturbinen mit Ausnahme von Flug-Triebwerken

Teil 5: Maschinensätze in Wasserkraft- und PumpanlagenTeil 6: Hubkolbenmaschinen mit Leistungen über 100 kW

Messung direkt an rotierendenMaschinenteilen


Bewertung nach DIN ISO 10816

Effektivwert der Schwinggeschwindigkeit und des Schwingweges aus breitbandigem Spektrum:

Zone A: Die Schwingungen neu in Betrieb gesetzter Maschinen liegen gewöhnlich in dieser ZoneZone B: Maschinen, deren Schwingungen in dieser Zone liegen, werden üblicherweise

als geeignet angesehen, ohne Einschränkung im Dauerbetrieb zu laufenZone C: Maschinen, deren Schwingungen in dieser Zone liegen, werden üblicherweise

nicht als geeignet angesehen, ständig im Dauerbetrieb zu laufen.Im Allgemeinen darf diese Maschine aber für eine begrenzte Zeit in diesem Zustand betriebenwerden, bis sich eine günstige Gelegenheit für Abhilfemaßnahmen ergibt

Zone D: Die Schwingungswerte innerhalb dieser Zone werden üblicherweise als so gefährlich angesehen,dass Schäden an der Maschine entstehen können


Anlagenüberwachung

Fest installierte Schwingungssensoren, mit deren Hilfe das Schwingungsverhaltenpermanent überwacht wird oder aber regelmäßige Schwingungsmessungen in festgelegtenZeitintervallen

- der Trend von Schwingungskenngrößen wird verfolgt- Festlegung von Alarmgrenzen- Schwingungsanalyse und Festlegung von Maßnahmen

Wo ist unser Betätigungsfeld?- Diskrepanzen zwischen Betreiber und Hersteller (Wartungsfirma)- Forderung nach einer unabhängigen Bewertung z.B. für Versicherungen- Möglichkeit einer Prüffristenflexibilisierung


Schwingungsbewertung von Krangetrieben

Krangetriebe unterliegen einer vorgeschriebenen NutzungsdauerEin Austausch oder eine Generalüberholung kann vermieden werden, wenn durch anerkannte Sachverständige der Zustand des Getriebes als gut eingeschätzt wird

TÜV SÜD bietet zur Einschätzung des Getriebezustandes endoskopische Untersuchungen in Kombination mit Schwingungsdiagnose an

http://www.netinform.de/GA/Wegweiser/Guide2.aspx?Ebene1_ID=10&Ebene2_ID=173


Schwingungsbewertung von Krangetrieben

Zeitsignal und Schwingungsspektrum Brückenkran Fa. Pilkington

Getriebe Kanal 1 Kanal 2 Kanal 3 Kanal 4DIN ISO 10816-3, Zone B/C

DIN ISO 10816-3, Zone A/B

Kran 5A 1,71 1,43 0,64 1,64 2,8 1,4Kran 6A 1,59 1,23 0,52 1,85 2,8 1,4Kran 7A 1,32 2,06 0,98 1,06 2,8 1,4Kran 1B 1,35 1,18 1,05 1,04 2,8 1,4Kran 2A 0,66 0,54 0,47 0,56 2,8 1,4Effektivwert der Schwinggeschwindigkeit [mm s-1]

Ermittelte Effektivwerte der Schwinggeschwindigkeit liegen in Bewertungszone A und B:Es bestehen keine Bedenken gegen den Dauerbetrieb


Schwingungsbewertung von Turbinensätzen

Schwingungsverhalten Gasturbine TAURUS60

Lastfall L1-h L1-v L2-h L2-v Zone B/CDIN ISO10816-4

2,6 MW 5,1 5,6 3,5 7,3 9,32,8 MW 5,4 6,0 3,2 7,3 9,33,5 MW 5,2 5,8 4,0 6,8 9,3Volllast 5,3 5,9 4,0 6,8 9,3Effektivwert der Schwinggeschwindigkeit [mm s-1]

Ermittelte Effektivwerte der Schwinggeschwindigkeit liegen in Bewertungszone B:Die Turbine ist für den Dauerbetrieb zugelassen


Wenn die Einstufung in Zone B erfolgt ist der Kunde i. a. zu frieden.

Erfolgt die Einstufung in Zone C oder sogar D entstehen die Fragen:

Was ist die Ursache für die starken Schwingungen?

Schwingungsanalyse

Darf ich die Maschine noch betreiben?Wie lange kann ich die Maschine noch betreiben?

http://images.google.de/imgres?imgurl=http://www.infekt-online.de/patienten/infektionen/fragezeichen.jpg&imgrefurl=http://www.infekt-online.de/patienten/infektionen/infektionen.htm&usg=__dxl97phxy_yq7dPsYRihSMbW1Ro=&h=250&w=248&sz=8&hl=de&start=9&um=1&tbnid=TGO4_9r3EDI_WM:&tbnh=111&tbnw=110&prev=/images?q=Fragezeichen&ndsp=20&hl=de&sa=N&um=1�



242,5 Hz

485 Hz 728,75 Hz

971,25 Hz

1213,75 Hz

1457,5 Hz 1700 Hz 1942,5 Hz

Spektrum der Schwinggeschwindigkeit der Turbine bei 3,48 MW (Position: Lager horizontal)

Analyse Schwingungsspektrum Gasturbine: Neben der Drehfrequenz der Turbinenwelle sind auchdie Harmonischen dieser Frequenz bis zur 7. Ordnung (besonders ausgeprägt 3. und 4. Ordnung)erkennbar. Dies ist ein starkes Indiz für Ausrichtfehler der Turbinenwelle.



Spektrum der Schwinggeschwindigkeit der Turbine bei 3,48 MW (Position Lager axial)

242,5 Hz

256,25 Hz

256,25 Hz

242,5 Hz

Das Spektrum ist im Wesentlichen durch zwei benachbarte Peaks charakterisiert. Der erste Peak bei 242,5 Hz entspricht wieder der Drehfrequenz der Turbinenwelle. Die größere Halbwertsbreite dieses zweiten Peaks und der längere Auslauf zu kleineren Frequenzen deuten darauf hin, dass es sich um eine Resonanzfrequenz der Turbine handelt.



Spektrum der Schwinggeschwindigkeit der Turbine bei 3,48 MW (Position Winkel horizontal)

242,5 Hz

486,25 Hz

543,75 Hz

Neben der Drehfrequenz und ihren Harmonischen tritt in diesem Spektrum ein breiter Peak mit dem größten Wert bei 534,75 Hz auf. Als Ursache für diese breitbandige Anregung kommen strömungsmechanische Phänomene in Frage.


VDI 3842: Schwingungen in Rohrleitungssystemen

Orientierungswerte zulässiger Rohrleitungsschwingungen

Dynamische Lastfälle im Anlagenbau


Anlagenbewertung mittels Schwingungsmessung –Normative Vorgaben

undAnalysen von Schwingungsspektren

Dr. Hartmut Neumann

TÜV SÜD Industrie Service GmbHRegion NordostAnlagentechnik09111 ChemnitzBahnhofstraße 20

Tel.: 0371 26737 22

Anlagenbewertung mittels Schwingungsmessung – · PDF fileDIN ISO 10816 – Bewertung...

Documents

Transcript of Anlagenbewertung mittels Schwingungsmessung – · PDF fileDIN ISO 10816 – Bewertung...