Trillingsanalyse onthult problemen met motorbevestiging

Bij de installatie van een nieuwe centrifugaalpomp van 150 gallon per minuut, aangedreven door een motor van 125 pk, werden onmiddellijk bij de eerste start hoge trillingsniveaus vastgesteld. Na een aantal dagen van uitlijningscontroles, kapotte pompen, lagerinspecties, motor ontkoppelde runs en technische ondersteuning van leveranciers, werd er geen oplossing gevonden.

De onderhoudsmanager van de fabriek vroeg de trillingsanalist van het bedrijf om metingen te doen om het probleem op te lossen. Na het meten van extreem hoge trillingsniveaus, werd resonantie vermoed en gevonden bij de motordraagconstructie als gevolg van een ontoereikend montageontwerp voor de nieuwe installatie.

De trillingsanalist van het bedrijf nam metingen van de horizontale pomp/motoreenheid en ontdekte extreem hoge trillingsniveaus gericht in de horizontale richting bij de motorlagers in de orde van 1 inch/seconde snelheid met slechts 0,2 inch/seconde verticaal. Directionele resonantie werd onmiddellijk vermoed.

De analist zette de unit onmiddellijk stil en voerde een visuele inspectie uit van de motordraagconstructie. Twee "C"-kanaalbalken werden parallel aan de fundering geplaatst en ondersteunden aan weerszijden een voorste en een achterste voet op de motor. Er was geen dwarssteun aanwezig en de 15 cm onder de motor stond wijd open.

Grafiek 1. Trillingsmetingen voordat schoren aan de basis werden toegevoegd.

Toen de analist dit zag, voerde hij een eenvoudige bumptest uit met het apparaat uit en vond een natuurlijke frequentie van 3.600 cycli per minuut in horizontale richting op de motor. De draaisnelheid van de motor was 3.585 RPM, volledig belast, wat de drijvende kracht levert die nodig is om deze natuurlijke frequentie op te wekken, wat resulteert in een resonerende toestand.

De bumptest omvat het plaatsen van een trillingssensor in de gewenste richting en het activeren van het systeem met een rubberen hamer van drie pond om willekeurige trillingen op te wekken in het bereik van de aandrijffrequenties van de motor/pomp. Een goede trap doet hetzelfde.

De door de leverancier ontworpen motorsteun werd vervolgens tijdelijk verstevigd door het gebruik van een draagbare power ram, en de eenheid werd gestart om te bevestigen dat deze resonantietoestand bestond. De resulterende trillingsniveaus in horizontale richting daalden tot 0,085 inch/seconde, wat bevestigt dat het ontwerp van de motor onvoldoende is ondersteund.

De laatste oplossing omvatte het lassen van schoren over het "C"-kanaal aan zowel de voor- als de achterkant van de voet van de motor, waardoor een doosondersteuning werd gecreëerd. Dit resulteerde in een nog verdere verlaging van de trillingsniveaus en elimineerde de resonantietoestand na slechts drie uur probleemoplossing en reparatie, vergeleken met de drie dagen van herhaalde demontage en hermontage bij de eerste installatie vanwege de hoge trillingen.

Het ontbreken van gedetailleerde specificaties voor de installatie van nieuwe machines die aan een leverancier worden verstrekt, maakt slechte installatieontwerpen mogelijk die herhaaldelijk hebben geresulteerd in resonantiesituaties en vroegtijdig falen van bijbehorende componenten in tal van installaties.

Het testen van de acceptatie van alle nieuwe installaties en reparaties door leveranciers is een integraal onderdeel van de zorg voor bedrijfsmiddelen die, hoewel niet aanwezig op het moment van schrijven van dit artikel, werd gebruikt door fabriekspersoneel dat weigerde de extreme trillingen die met de hand worden gevoeld te accepteren en verzocht om actie van de leverancier.

Ons bedrijf streeft nu actief naar nieuwe installatierichtlijnen in opdracht van American Petroleum Institute Recommended Practice 686. Het streeft ook reparatierichtlijnen na met bevindingen op basis van oorzaakanalyse en acceptatiecriteria voor nieuwe en gereviseerde apparatuur en installaties.