МОНИТОРИНГ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ.
Мониторинг подшипников (температура, вибрация). Уровни температуры и вибрации подшипников в насосах.
Основные критерии оценки состояния подшипников.
  • Шум.
  • Температура.
  • Вибрация.
МОНИТОРИНГ СОСТОЯНИЯ ПОДШИПНИКОВ

Как правило, работающий подшипник не требует специального контроля, за исключением плановой доливки смазки, необходимой для обеспечения нормальной работы.

В некоторых насосах выход из строя подшипника может иметь серьёзные последствия для безопасности (авиация, атомные электростанции и т. д.). Это также может иметь экономические последствия (остановка производства).
Поэтому необходимо контролировать состояние и обслуживать подшипники.

Наиболее распространёнными способами мониторинга является анализ температуры и вибрации. Это может быть выполнено как грубым и наглядным способом (прослушивание стетоскопом, металлическим стержнем), так и более сложными методами (измерения виброскорости, частотно-амплитудный анализатор), позволяющими своевременно подать сигнал тревоги.

Основными факторами обеспечения высокого качества мониторинга являются опыт и квалификация оператора по техническому обслуживанию.
ТЕМПЕРАТУРА ПОДШИПНИКОВ
Подшипники имеют верхний температурный предел стабильности размеров. Верхний предел температуры иногда называют температурой термостабилизации. Обычно она составляет 120°C для стандартных шарикоподшипников. Рабочая температура корпуса подшипника и смазки подшипника будет сильно различаться в зависимости от конструкции и применения. Во многих случаях взбалтывание смазки является основным фактором нагрева подшипников. Превышение расчетного уровня масла или чрезмерное количество консистентной смазки в подшипнике могут привести к повышению рабочей температуры подшипника и отрицательно повлиять на вязкость смазочного материала.
Повышение температуры подшипников более чем на 20 °C из-за этого эффекта является вполне типичным.
(Также обратите внимание, что повышение температуры после запуска часто могут быть связаны с несоосностью деталей подшипникового узла.)
Достижение расчетного срока службы подшипников зависит от поддержания надлежащего качества и вязкости смазочного материала. Как правило, минимальная вязкость смазочного материала при фактической рабочей температуре подшипника должна составлять 13 сСт.

Для смазывающих жидкостей это должна быть вязкость базового масла. Высококачественные подшипники допускают использование масел с более низкой вязкостью, а использование синтетических масел может либо повысить, либо понизить требуемую вязкость.
Минеральные масла быстро разлагаются при повышенных температурах. Эмпирическое правило заключается в том, что срок службы минерального масла уменьшается вдвое на каждые 15 °C повышения температуры выше 70 °C. По этой причине при использовании минеральных масел часто рекомендуется соблюдать максимальную температуру смазки не более 80 °C.
Максимальная температура смазки зависит от класса вязкости и минимальной требуемой вязкости для адекватной смазки подшипников. Указанный выше максимум 80 °C в настоящее время действителен для ISO VG 68 с индексом вязкости (VI) 85, поскольку это температура, при которой он перестает обеспечивать минимальные 13 сСт, необходимые для шарикоподшипников.
Температуру смазки следует измерять непосредственно в поддоне подшипникового узла, когда масло стекает из подшипников. Если это трудно реализовать, температура смазки может быть оценена на 10 °C выше температуры корпуса подшипника на подшипнике. Однако это будет недействительно, если корпус подшипника имеет внутреннюю водяную рубашку или вентилятор охлаждения.
Измерение температуры подшипника.
Очень часто мы кладём руку на корпус подшипника, чтобы измерить его рабочую температуру. Если он кажется прохладным или тёплым, мы уверены, что внутри подшипникового узла всё в порядке.
Если корпус горячий на ощупь, мы беспокоимся о возможной неисправности и тратим время и усилия на снижение температуры, надеясь получить чёткое представление о том, что на самом деле происходит внутри корпуса.
Дело в том, что человеческая рука — не лучший термометр и может подавать ложные сигналы о температуре. В исследованиях, посвящённых осязанию человека, «горячий» определяется в диапазоне от 50 до 55 градусов по Цельсию, в зависимости от индивидуальных особенностей.
Выше этой условной точки человеческая рука бесполезна для измерения температуры.

Подшипники качения с пластичной смазкой могут безопасно работать при температуре до 90°C. Фактически, верхний предел температуры смазки является реальным рабочим пределом подшипника. Дело не в свойствах металла подшипника. Температура, при которой смазка обугливается, является рабочим пределом подшипника. Подшипники можно совершенно безопасно эксплуатировать при температуре до 70°С.

Очевидно, что все подшипники будут работать при температуре, несколько превышающей температуру окружающей среды, без дополнительного охлаждения. Результирующая температура складывается из трёх факторов.
Во-первых, тепло трения, выделяющееся внутри подшипников при контакте тел качения с неподвижными.
Во-вторых, к теплу трения добавляется тепло, передаваемое от других деталей. Это тепло от вала, передающее тепло от перекачиваемой жидкости, а также тепло, излучаемое окружающим оборудованием.
В-третьих, количество тепла, рассеиваемого подшипниками насоса, зависит от проводимости смазочного материала, площади поверхности корпуса подшипника, а также температуры и движения окружающего воздуха.
Эти три фактора определяют тепловой режим работы подшипника. Эта температура должна быть ниже верхнего предела температуры масла или смазки.

Необходимо выяснить причину необъяснимого повышения температуры подшипника. Это может указывать на приближающийся отказ. Можно добавить ещё одну дозу смазки, но если температура не снизится сразу, не добавляйте смазку. Сначала исключите очевидные причины повышения температуры. Возможно, температура в окружающей среде изменилась. Изменилась ли погода? Было ли установлено новое теплогенерирующее оборудование поблизости? Изменилась ли температура перекачиваемой жидкости? Затем проверьте узел на наличие осевых и радиальных нагрузок, перекоса муфты или чрезмерного затягивания сальника насоса.
Помните, что температура может повышаться из-за неправильного смазывания. Избыток смазки приводит к заклиниванию подшипника и прилипанию смазки к внутренней стенке корпуса. Смазка становится изолятором, и подшипник будет работать насухо, если смазка не сможет вернуться в картер. Избыток масла вызывает пенообразование и унос пузырьков воздуха при соударении роликов и шариков с жидкостью. Воздух является хорошим изолятором, но не смазывает и не рассеивает тепло. Недостаток масла или смазки приводит к увеличению трения между металлическими поверхностями. Недостаточное количество масла и смазки также является источником избыточного тепла от трения.
Измерение температуры подшипников насосов, перекачивающих горячие жидкости.

Насосы, перекачивающие горячие жидкости, оснащены корпусами подшипников с рубашками охлаждения и теплообменниками.
Эти устройства имеют соединения для изолированного потока воды через корпус подшипника или вокруг него.
В таких случаях не следует использовать высокотемпературную смазку с подшипниками с искусственным охлаждением. Смазка будет иметь высокую вязкость. В результате есть риск возникновения ситуации аналогичной той когда в подшипнике недостаточно смазки.
Иногда подшипники кажутся горячими при запуске насоса. Это может быть связано с теплом, выделяемым уплотнениями подшипников, а не с самими подшипниками, или с неправильной смазкой. После того, как уплотнения сядут на место и стабилизируются, температура должна вернуться к норме.
Приборы для измерения температуры подшипников.
Один из следующих типов приборов: пирометр, термометр или термопара, следует разместить на наружной поверхности перпендикулярно оси вала, над центром подшипника(ов), показания которого измеряются (см. рисунок). На насосах с горизонтальным валом прибор следует размещать как можно ближе к вертикали. Прибор следует размещать между ребрами жесткости, если ребра жесткости предусмотрены конструкцией.
Показания температуры следует снимать каждые 10 минут в течение первого часа и каждые 15 минут до стабилизации. (Основная стабилизация температуры обычно происходит после первых 45 минут. Однако некоторым подшипникам требуется до 24 часов для стабилизации.
Стабилизация определяется как три последовательно записанных показания, снятых с интервалом не менее 15 минут, которые попадают в диапазон 2 °C с поправкой на изменение температуры окружающей среды, если таковое происходит.
При испытании с двигателем с воздушным охлаждением поток воздуха от двигателя должен быть изолирован от корпуса подшипника, где проводится испытание. Испытания показали, что поток воздуха от двигателя может привести к ошибке измерения температуры до 11 °C.
Аналогично, окружающий воздух должен быть неподвижным. Работающие вентиляторы и открытые окна могут стать причиной ошибок измерения.

Необходимо чтобы температура стабилизировалась на определённом значении.
Постоянный или резкий рост температуры подшипника говорит о проблеме.
ВИБРАЦИЯ ПОДШИПНИКОВ
Форма характеристики КПД.
ГОСТ Р 54806-2011 (ИСО 9905:2002) Насосы центробежные. Технические требования. Класс 1. (Нефтехимия).

Ка правило производители устанавливают следующие пределы виброскорости:
  • До 4,5 мм/с – норма
  • От 4,5 до 7,1 мм/с – предупреждение
  • 11 мм/с и выше - авария остановка насоса.
ГОСТ Р 54805-2011 (ИСО 5199:2002) Насосы центробежные. Технические требования. Класс 2. (Общепромышленные насосы)
API 610 ГОСТ 32601-2022 (ИСО 13709:2009) НАСОСЫ ЦЕНТРОБЕЖНЫЕ ДЛЯ НЕФТЯНОЙ, НЕФТЕХИМИЧЕСКОЙ И ГАЗОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Для горизонтальных насосов с частотой вращения до 3600 об/мин и мощностью до 300 кВт на одну ступень, скорость вибрации не должна быть более 3,0 мм/с;
Для насосов с мощностью более 300 кВт на ступень допустимая
виброскорость определяется по характеристике, указанной в стандарте.
Для вертикальных полупогружных насосов: не более 5.0 мм/с.
Более жесткие требования к вибрации продлевают срок службы подшипников и насосного агрегата в целом.
Допустимое увеличение вибрации при подачах вне Предпочтительного рабочего диапазона, но в пределах допустимого рабочего диапазона – 30%.
Другие темы курса "Принцип действия насоса. Характеристики насоса".
ДРУГИЕ КУРСЫ О НАСОСАХ.
Курсы по насосному оборудованию
  • Регулирование насосов.
    Частотное регулирование. Параллельная работа насосов, Дроссельное регулирование (регулирование задвижкой). Подрезка рабочего колеса. Комбинированные способы регулирования насосов. Воздух в насосе.
    Перейти
  • Кавитация.
    Кавитационный запас насоса. Виды кавитационных запасов (критический, допускаемый). Располагаемый кавитационный запас системы. Условие работы насоса без кавитации. Способы устранения кавитации.
    Перейти
  • Эксплуатация насосов.
    Монтаж насоса. Фундаменты. Всасывающие и нагнетательные трубопроводы. Монтаж трубопроводов. Усилия от трубопроводов на патрубки насосов. Пуск и останов насосов. Фильтры на входе в насос.
    Перейти
  • Типы насосов. Насосы по API 610.
    Основные типы насосов по конструкции. Типы насосов по API 610. Требования стандарта API 610.
    Перейти
  • Уплотнения в насосах. Уплотнения по API 682.
    Сальникове уплотнения. Торцовые уплотнения. Одинарные уплотнения. Двойные уплотнения. Выбор уплотнения.
    Перейти
  • Надежность насосов.
    Причины поломок насосов. Причины выхода из строя подшипников, уплотнений. Обслуживание и ремонт. Обеспечение надежной работы насосов. Как сократить количество ремонтов насосов.
    Перейти
  • Подшипники в насосах.
    Подшипники качения. Подшипники скольжения. Способы смазки. Причины выхода из строя.
    Перейти
  • Аудит насосных систем.
    Обследование насосных систем. Измерение параметров насосов на объекте (подача, напор, мощность). Способы увеличения эффективности насосной системы.
    Перейти
Made on
Tilda