Maschinendiagnose

Für die Planung von Revisionen sowie deren Bewertung an Dampf- und Gasturbosätzen, sowohl mit als auch ohne Getriebe, bietet sturm+partner eine komplexe Zustandsbewertung nach folgenden Kriterien an:

• Bewertung der Laufruhe nach ISO
• Bewertung der Wertänderungen
• Bewertung der Spektren
• Bewertung der Verläufe der frequenzselektiven Komponenten
• Bewertung der Lastabhängigkeit
• Bewertung der Drehzahlabfahr- und Drehzahlanfahrkurven
• Bewertung der Schwingungsabfahr- und Schwingungsanfahrkurven
• Bewertung der Verzahnungsgeräusche

Basis der Zustandsbewertung ist die phasengetriggerte Erfassung der Lagergehäuseschwingungen an allen Lagern in drei Richtungen mit mobiler Messtechnik über einen begrenzten Zeitraum. Optional können auch die Wellenschwingungen durch Anzapfung der Proximitoren erfasst werden. Durch eine doppelte Phasentriggerung (Turbinen- und Generatorphase) wird eine differenzierte Vektoranalyse (Betrag und Phase) für alle Messstellen sowohl für turbineninduzierte als auch generatorinduzierte Schwingungsanregungen realisiert. Aus den erfassten Schwingungssignalen werden relevante Kennwerte und Kennfunktionen berechnet, die, sowohl einzeln als auch im Zusammenhang mit Inspektionsbefundungen sowie den Betriebsparametern betrachtet, fundierte Zustandsaussagen erlauben. Durch Vergleich der Kennwerte und Kennfunktionen mit früheren Daten oder mit vergleichbaren Aggregaten können die Entwicklungen verschiedenster Defekte oder Schädigungen zum Teil im Frühstadium oder Veränderungen infolge realisierter Revisionsmaßnahmen erkannt werden:

• Unwuchten, Ausrichtfehler, Schaufelabriss
• Wellenanriss, Wellenverkrümmung
• Anstreifen, Ölfilmschwingungen, Ölwirbel, Gleitlagerverschleiß
• Gehäuseverspannungen, Gehäuseverlagerungen, Steifigkeitsverluste
• Verzahnungsschäden

Ziel des Trendmonitoring ist es, die Betriebsdaten von Anlagen aus der Maschinensteuerung oder dem Prozessleitsystem so bereitzustellen und automatisch zu bewerten, dass über Alarmierungen und Fernzugriff sowohl bleibende Änderungen im Betriebsverhalten als auch sich ausprägende Mängel und Defekte so früh als möglich erkannt werden. Die Analysefunktionen ermöglichen es, sowohl maschinentypische Zusammenhänge als auch ausführungsspezifische Besonderheiten zu erkennen. Die Erkenntnisse aus dem Trendmonitoring dienen dazu, den Umfang der Revisionen sowie den Zeitpunkt erforderlicher Zusatzmaßnahmen zu optimieren. Für das Trendmonitoring werden die Betriebsdaten einheitlichen Algorithmen der Verifizierung und Normierung unterworfen. Neben dem direkten Zugriff auf die Maschinensteuerung, beispielsweise über eine PI-Server-Lösung, können auch Datenfiles aus der übergeordneten Leittechnik ausgelesen werden.

Zu bewertende Anlagen sind sowohl komplexe verfahrenstechnische Anlagen als auch einzelne Maschinensätze, beispielsweise Gas- und Dampfturbosätze. Die Verifizierung der Betriebsdaten umfasst das Ausblenden zeitlicher Bereiche für die Betriebsdaten, die nicht definierten Lastfällen entsprechen, beispielsweise Minderleistungsbereiche, An- und Abfahrvorgänge sowie Stillstände. Im Rahmen der Normierung werden arbeitspunktnormierte Parametertrends berechnet, deren Verläufe bewertet und überwacht werden.

sturm+partner bietet eine zyklische mobile Zustandsüberwachung und Maschinendiagnose für wälz- und gleitgelagerte Kraftmaschinen, Arbeitsmaschinen und Getrieben an. Ziel der Überwachung ist die Erkennung und Bewertung der Maschinenzustände:

• Laufruhezustand der Maschine nach ISO 10816
• Wälzlagerzustand nach VDI 3832
• Auswucht- und Ausrichtzustand
• Art, Ort und Ausprägung von Lagerschäden
• Art, Ort und Ausprägung von Verzahnungsschäden
• Festigkeit von Verbindungen

Im Ergebnis der Überwachung werden Hinweise zur optimalen Fahrweise und wirtschaftlichen Instandhaltung der Maschine gegeben.

Durch eine komplexe Bewertung mehrerer schwingungs- und geräuschdiagnostischer Parameter und die Einbeziehung von Instandhaltungs- und Betriebsinformationen werden eindeutige Klassifizierungen und detaillierte Zustandsaussagen gebildet.
Im Ergebnis werden die Zustandsdokumente „Zustandsübersicht“ und „Zustandsdatenblatt“ generiert. Die Zustandsübersicht listet die jeweils aktuellen Zustände aller Aggregate auf. Beide Dokumentenarten werden als PDF-Files an den Auftraggeber per E-Mail versendet.

Eine sichere und detaillierte Bewertung der Diagnoseergebnisse wird durch langjährige Erfahrungen von sturm+partner auf diesem Gebiet sowie spezielle und auf den Anwendungsfall angepasste Algorithmen und Mess- und Analysetechnik garantiert.

sturm+partner bietet für die Beurteilung von Erschütterungen die folgenden Teilleistungen an:

• Vorermittlung von Erschütterungen nach DIN 4150 Teil 1
• Bewertung der Einwirkungen von Erschütterungen auf Menschen in Gebäuden nach DIN 4150 Teil 2
• Bewertung der Einwirkungen von Erschütterungen auf bauliche Anlagen DIN 4150 Teil 3

Für die Erfassung und Überwachung der Erschütterungen als Grundlage der Beurteilung stehen eine mobile und eine stationäre Variante zur Verfügung. Während bei der mobilen Variante die Erfassung und Überwachung der Erschütterungen zeitlich begrenzt ist und danach die Erfassungstechnik demontiert wird, ist die stationäre Variante auf eine bleibende Erfassung und Überwachung der Erschütterungen ausgerichtet.

Die wesentlichen Merkmale der mobilen Erfassung und Überwachung der Erschütterungen sind:

• Langzeitaufzeichnung über mehrere Monate
• Erfassung von Erschütterungen mit bis zu 48 Messkanälen/Sensoren
• Erfassung in drei orthogonalen Messrichtungen
• Bildung von Summenkennwerten im 2-Sekunden-Mittelungsintervall
• Abspeicherung von Schwingungsrohsignalen für die Offlineanalyse (Spektren, Spektrentrend, Phasenlagen, Nachberechnung von
• Kennwerten) im einstellbaren Zeitintervall
• Fernabfrage und -funktionsüberwachung
• Messcontainer für rauhe Umgebungsbedingungen
• weiter Dynamikbereich durch Auswahl geeigneter Sensorik

Die erweiterte Variante der stationären Erfassung und Überwachung der Erschütterungen verfügt über folgende, die mobile Variante übersteigende Merkmale:

• permanente Summenwertaufzeichnung
• Signalisierung von Grenzwertüberschreitungen mit Ampel vor Ort und per E-Mail
• Datenübergabe an Prozessleitsystem über Ethernet oder 4–20 mA Signal
• Bildung von Summenkennwerten im 10-Sekunden-Mittelungsintervall
• Bildung von Stunden-Maximalwerten für Langzeitarchivierung
• Analysemöglichkeit aktueller und archivierter Daten
• Überwachung auf Sensorausfall
• zyklische Kalibrierung der Messketten

sturm+partner bietet einmalige oder zyklische Thermografiebewertungen für nachfolgend aufgeführte Anlagen an:

• wälz- und gleitgelagerte Kraftmaschinen, Arbeitsmaschinen und Getrieben
• Bandanlagen
• Klemmkästen
• Schaltanlagen
• Isolierung von Rohrleitungen und Behältern

Ziel der Thermografie ist die Erkennung von Defekten:

• Temperaturprobleme an Lagern (Heißläufer) von Maschinen und Bandanlagen
• Anstreifen von Rotoren
• lockere Klemmverbindungen in Schaltkästen und Schaltanlagen
• fehlerhafte oder nicht ausreichende Isolierungen an Behältern und Rohrleitungen

Damit dient die Thermografie zur:

• Früherkennung von Schwachstellen und Schäden
• Erhöhung der Anlagenverfügbarkeit und -zuverlässigkeit
• Reduzierung der Brand- und Unfallgefahren
• Dokumentation von Anlagenzuständen und potentiellen Risiken

Die Erkennung von Defekten wird durch die Bewertung von:

• anomalen, das heißt überhöhten Temperaturen und
• Abweichungen von normalen Temperaturprofil der Oberfläche realisiert.

Im Ergebnis der Thermografie werden die Auffälligkeiten in Berichten dokumentiert und Empfehlungen zur Abstellung der Anomalitäten gegeben. Speziell für Rohrleitungen und Behälter werden die Energieverluste durch fehlerhafte oder nicht ausreichende Isolierungen berechnet. Für zyklische Thermografiebewertungen werden einheitliche Ansichten für reproduzierbare Bewertungen definiert.

sturm+partner bietet für die permanente und stationäre Zustandsüberwachung und Maschinendiagnose von Maschinen, Anlagen und Bauwerken ein modulares Zustandsüberwachungssystem an. Die Besonderheit des Überwachungssystems ist die im weiten Rahmen kundenspezifische Anpassbarkeit an nahezu alle Aufgaben der Zustandsüberwachung nach den geltenden Standards. Das betrifft insbesondere:

• Ein- oder Mehrkanaligkeit mit verschiedensten Aufnehmern
• baugruppenspezifische Signalaufbereitung und Überwachungsalgorithmen
• variable Ausgabe der Überwachungsergebnisse

Eine Vielzahl von Aufnehmern kann dabei direkt an das Überwachungssystem angeschlossen werden:

• ICP-Beschleunigungsaufnehmer für absolute Lagergehäuseschwingung nach ISO 10816 (Temperaturbereich bis 120 °C)
• Ladungs-Beschleunigungsaufnehmer mit separatem Ladungsverstärker für absolute Lagergehäuseschwingung nach ISO 10816 (Temperaturbereich bis 250 °C)
• elektrodynamische Aufnehmer für absolute Lagergehäuseschwingung nach ISO 10816 (Temperaturbereich bis 200 °C)
• Wirbelstromaufnehmer mit integrierten Oszillator für relative Wellenschwingung nach ISO 7919 (Temperaturbereich bis 110 °C)
• Wirbelstromaufnehmer mit separaten Oszillator für relative Wellenschwingung nach ISO 7919 (Temperaturbereich bis 180 °C)
• induktive, kapazitive oder optische Phasenreferenzaufnehmer für Vektorüberwachung
• berührende oder berührungslose Abstandsaufnehmer für Axiallager, Gehäuse- oder Wellenausdehnung
• Thermoelemente oder PT100 für Gehäuse- oder Prozesstemperaturen
• seismische Aufnehmer für die Überwachung von Erschütterungen im Bauwesen nach DIN 4150

 Die Signalaufbereitung und Überwachungsalgorithmen sind gekennzeichnet durch:

• Filter mehrerer Typen mit frei wählbaren Ordnungen und Grenzfrequenzen
• Signalzusammensetzung aus mehreren Frequenzbereichen
• Drehwinkelausschnitt
• Phasenreferenz- oder zeitbezogene Mittlungsfunktionen
• Kennwertbildung nach ISO 10816 oder 7919 (RMS, Max, Peak-Peak, Smax)
• Korrelationsabfragen (Lastbereiche)
• mehrstufige Grenzwertüberwachung mit Ergebnisverdichtung (Maximaler Wert, Summenalarm)

Die Ausgabe der Überwachungsergebnisse kann sehr variabel gestaltet werden:

• Stromausgang 4–20 mA für Leittechnik oder Maschinensteuerung
• Relaisausgang (Schließer/Öffner) für Leittechnik oder Maschinensteuerung
• Ethernet für Prozessinformationssysteme (PI) über Hutschienen-PC
• Vor-Ort-Anzeige über IPC mit Displa