Giám sát rung động: từ kiểm tra định kỳ sang theo tình trạng
Hệ thống giám sát rung động thu thập liên tục tín hiệu rung động của thiết bị quay, dùng xu hướng và ngưỡng để phát hiện sớm các dấu hiệu hỏng hóc ở ổ trục, bánh răng và mất cân bằng, từ đó chuyển bảo trì từ kiểm tra theo chu kỳ cố định sang sửa chữa theo tình trạng thực tế của thiết bị. Nó giải quyết một vấn đề cụ thể: máy hỏng đột ngột trước kỳ dừng kế hoạch trong khi kiểm tra thường ngày vẫn chưa thấy gì bất thường. Một hệ thống khả dụng phụ thuộc ít vào bản thân cảm biến mà nhiều vào cách chọn điểm đo, cách phân cấp ngưỡng và cách biến dữ liệu thành lệnh công việc bảo trì.
Vì sao rung động phù hợp để phát hiện sớm thiết bị quay
Phần lớn hư hỏng cơ khí của thiết bị quay đều để lại đặc trưng rung động. Ổ trục hư, ăn khớp bánh răng bất thường, mất cân bằng rotor và lệch trục khớp nối đều để lại thay đổi trên phổ rung động từ lâu trước khi nhiệt độ tăng hay tiếng ồn trở nên rõ. Kiểm tra định kỳ dựa vào tai và tay người, nên khi phát hiện được thì mức xuống cấp thường đã sâu. Giá trị của việc thu thập rung động liên tục là đưa thời điểm phán đoán lùi về trước khi hư hỏng thành hình.
Giám sát rung động không thay thế phán đoán của kỹ sư; nó tự động hóa câu hỏi "khi nào cần xem", còn kết luận chẩn đoán vẫn cần kỹ sư xem lại.
Bốn thành phần của hệ thống giám sát rung động
Một hệ thống khả dụng thường chia thành bốn tầng: cảm biến, thu thập, phân tích và hành động. Thiếu một tầng là vòng lặp không khép kín.
- Tầng cảm biến: cảm biến gia tốc (dùng cảm biến vận tốc với máy tốc độ thấp), gắn tại vị trí cứng của gối trục hoặc vỏ máy
- Tầng thu thập: thiết bị thu thập tại chỗ hoặc gateway biên, phụ trách lấy mẫu đồng bộ, đệm dữ liệu và gửi bù khi mất mạng
- Tầng phân tích: chỉ số miền thời gian (giá trị hiệu dụng vận tốc, đường bao gia tốc) và phân tích miền tần số, xuất ra đường cong xu hướng
- Tầng hành động: ngưỡng theo cấp phát cảnh báo và chuyển thành lệnh kiểm tra hoặc sửa chữa
Bố trí điểm đo như thế nào
Không phải càng nhiều điểm càng tốt. Cách làm phổ biến là quyết định mật độ theo mức quan trọng của thiết bị và ảnh hưởng khi hỏng: tổ máy quan trọng đặt một điểm ở ổ trục phía truyền động và một điểm ở phía không truyền động, máy phụ có thể gộp một điểm cho cả tổ. Cần xét riêng hướng trục và hướng kính, vì lệch trục và mất cân bằng biểu hiện khác nhau theo từng hướng.
| Loại thiết bị | Vị trí điểm đo đề xuất | Điểm cần theo dõi |
|---|---|---|
| Quạt / quạt hút | Ổ trục phía truyền động, ổ trục phía không truyền động | Mất cân bằng, hư ổ trục |
| Bơm / tổ bơm | Ổ trục phía động cơ, phía bơm | Xâm thực, lệch trục |
| Hộp giảm tốc | Ổ trục trục vào và trục ra | Ăn khớp bánh răng, ổ trục |
| Máy nén | Ổ trục trục chính, vỏ máy | Lỏng, dấu hiệu dạng xung kích |
Đặt ngưỡng và cảnh báo theo cấp
Không nên sao chép nguyên giá trị chung trong tài liệu thiết bị, vì đó thường là giới hạn bảo vệ dừng máy chứ không phải giới hạn cảnh báo sớm. Cách làm phổ biến trong kỹ thuật là chia ba cấp: chú ý, cảnh báo, báo động. Giá trị nền lấy từ đo đạc thống kê trong một thời gian vận hành bình thường, rồi hiệu chỉnh bằng dữ liệu lịch sử của các tổ máy tương tự. Xu hướng đáng xem hơn giá trị đơn điểm: cùng một mức rung động, ổn định hay tăng nhanh là hai mức ưu tiên xử lý hoàn toàn khác nhau.
Quy trình từ dữ liệu rung động đến hành động bảo trì
Dữ liệu chỉ thành hành động khi quy tắc xử lý rõ ràng, nếu không cảnh báo sẽ dần bị bỏ qua.
- Sau khi có cảnh báo, xem hướng xu hướng và thời gian kéo dài trước, loại trừ dao động ngắn hạn do thay đổi điều kiện vận hành
- Sau khi xác nhận bất thường, điều phối theo mức quan trọng của thiết bị, tổ máy quan trọng xử lý ngay
- Sau khi sửa xong, ghi lại hành động đã làm và thời điểm phục hồi, ghi trở lại hồ sơ thiết bị
- Định kỳ rà soát báo động sai và bỏ sót, hiệu chỉnh ngược lại ngưỡng
Thông tin cần chuẩn bị trước khi triển khai
Làm rõ danh mục thiết bị và điều kiện vận hành trước khi đưa hệ thống vào giúp giảm việc làm lại về sau. Tối thiểu cần xác nhận: sổ thiết bị và phân loại mức quan trọng, vị trí lắp được trên từng máy, PLC hoặc thiết bị đo hiện có có cung cấp được tín hiệu liên quan như tốc độ quay hay không, và mạng nhà máy có cho phép thiết bị thu thập kết nối hay không. Với máy cũ, vị trí điểm đo và điều kiện đi dây thường tốn thời gian hơn cả phần mềm.
Shanghai Orpaon Intelligent có hơn mười năm kinh nghiệm dự án trong lĩnh vực thu thập dữ liệu và hệ thống giám sát công nghiệp, đã bàn giao các hệ thống giám sát cho thiết bị quay và bệ thử, có thể cùng xác nhận phương án điểm đo và định nghĩa ngưỡng theo điều kiện tại chỗ.
Tóm lại
Giá trị của hệ thống giám sát rung động là chuyển nhịp bảo trì thiết bị quay từ chu kỳ cố định sang quyết định theo tình trạng. Ba việc quyết định thành công là bố trí điểm đo, giá trị nền của ngưỡng và quy tắc luân chuyển dữ liệu, chứ không phải model cảm biến. Hãy làm rõ danh mục thiết bị và điều kiện vận hành trước, rồi mới bàn chọn hệ thống; triển khai sẽ thuận lợi hơn nhiều.
Đặt lịch chẩn đoán tại chỗ
Nếu nhà máy của bạn có thiết bị quay vận hành liên tục như quạt, bơm hoặc hộp giảm tốc, hãy chia sẻ danh mục thiết bị và điều kiện vận hành để chúng tôi hỗ trợ đánh giá phương án điểm đo và phạm vi giám sát.
Liên hệ