Máy nén khí rung động ở mức độ nào thì được coi là bất thường? Nguyên nhân thường gặp, các chỉ tiêu giám sát và phương pháp chẩn đoán sự cố

Máy nén khí rung động bao nhiêu thì được coi là bất thường?

Để xác định xem độ rung của máy nén khí có bất thường hay không, thông thường người ta tham khảo các tiêu chuẩn do Tổ chức Tiêu chuẩn hóa Quốc tế ban hành. ISO Tiêu chuẩn dòng 10816 hoặc các tiêu chuẩn quốc gia liên quan. Việc đánh giá rung động không phải là một giá trị đơn lẻ, mà phụ thuộc chặt chẽ vào tốc độ quay, công suất và loại kết cấu đỡ của thiết bị. Nhìn chung, cường độ rung (giá trị hiệu dụng của vận tốc rung) là chỉ tiêu cốt lõi để đánh giá trạng thái rung của máy móc quay.

Đối với các máy nén khí công nghiệp thông thường, giá trị hiệu dụng của vận tốc rung thường được coi là đạt yêu cầu hoặc cho phép vận hành trong một phạm vi nhất định. Khi giá trị hiệu dụng của vận tốc rung vượt quá ngưỡng cài đặt sẵn tại nhà máy, hoặc có sự tăng đột biến đáng kể so với giá trị nền ban đầu (ví dụ như tăng hơn gấp đôi), thì có thể xác định đó là hiện tượng rung động bất thường. Ngoài ra, nếu trong quá trình vận hành thiết bị xuất hiện tiếng va đập có chu kỳ rõ rệt hoặc kèm theo hiện tượng tăng nhiệt độ bất thường, thì dù các chỉ số tuyệt đối chưa vượt ngưỡng cho phép, cũng cần phải cảnh giác và tiến hành kiểm tra kỹ lưỡng.

Các nguyên nhân phổ biến gây ra rung động bất thường của máy nén khí

Nguyên nhân gây ra rung động bất thường ở máy nén khí rất đa dạng, chủ yếu có thể quy về một số khía cạnh sau:

• Rôto không cân bằng:Bề mặt của bánh công tác hoặc rôto bị bám bẩn, mài mòn không đều hoặc do sai số trong chế tạo và lắp đặt, khiến tâm khối lượng không trùng với tâm quay, từ đó sinh ra lực ly tâm gây rung động.
• Sự không đồng tâm của hệ trục:Khi động cơ được nối với trục chính của máy nén, nếu xảy ra sai lệch song song hoặc sai lệch góc, trong quá trình vận hành sẽ phát sinh các mômen uốn phụ và rung động rất lớn.
• Vòng bi bị mòn hoặc hư hỏng:Sự xuất hiện của hiện tượng bong tróc do mỏi, khe hở quá lớn hoặc bôi trơn kém ở ổ lăn hoặc ổ trượt sẽ khiến máy vận hành không ổn định và phát sinh rung động tần số cao.
• Sự lỏng lẻo của nền móng hoặc cộng hưởng:Bu lông chân đế của thiết bị bị lỏng, độ cứng của nền móng không đủ, hoặc tần số hoạt động của thiết bị gần với tần số riêng của kết cấu, dẫn đến hiện tượng cộng hưởng.
• Sự dao động của dòng khí và rung động đường ống:Sự dao động dòng khí đặc trưng của máy nén piston có thể kích thích hiện tượng cộng hưởng trong hệ thống đường ống, dẫn đến việc gia tăng rung động của toàn bộ tổ máy.

Chỉ tiêu giám sát rung động quan trọng

Trong giám sát tình trạng và chẩn đoán sự cố, thông thường người ta sử dụng ba chỉ tiêu rung động theo ba chiều sau đây để đánh giá toàn diện tình trạng sức khỏe của thiết bị:

• Độ dịch chuyển rung:Chủ yếu phản ánh tình trạng rung động tần số thấp của rôto, thường được sử dụng để đánh giá khe hở và rung động tương đối của rôto trong các máy nén tốc độ thấp cỡ lớn được đỡ bằng ổ trượt.
• Tốc độ rung:Chỉ số cốt lõi của cường độ rung, nhạy cảm nhất với các tần số rung trung bình, là thông số được lựa chọn hàng đầu để đánh giá trạng thái rung tổng thể của hầu hết các máy nén khí tốc độ trung bình và cao.
• Gia tốc rung:Rất nhạy cảm với tín hiệu xung tần số cao, thường được sử dụng để phát hiện sớm các khiếm khuyết cục bộ của ổ lăn, sự bất thường trong ăn khớp bánh răng và các lỗi tần số cao khác.

Phương pháp kiểm tra và xử lý rung động bất thường

Trước hiện tượng rung động bất thường, cần tuân thủ nguyên tắc “tiên ngoại hậu nội, tiên giản hậu phực” để tiến hành kiểm tra, xác định sự cố:

• Kiểm tra nền móng và kết nối:Trước hết, cần kiểm tra xem bu lông móng có bị lỏng hay không, các giá đỡ đường ống có chắc chắn hay không, đồng thời loại trừ hiện tượng rung động do sự lỏng lẻo của các thiết bị cơ khí bên ngoài gây ra.
• Đối trung phúc tra:Sử dụng máy căn chỉnh bằng laser và các công cụ đo lường chính xác khác để hiệu chuẩn lại độ đồng trục giữa động cơ và thiết bị chủ trong điều kiện quy định ở trạng thái nóng hoặc lạnh.
• Cân bằng động của rôto:Nếu phân tích phổ cho thấy tần số rung trùng với tần số quay và pha ổn định, cần tiến hành cân bằng động tại hiện trường hoặc hiệu chỉnh cân bằng tĩnh/động tại xưởng đối với rôto.
• Kiểm tra vòng bi và hệ thống bôi trơn:Kiểm tra áp suất, nhiệt độ và chất lượng dầu bôi trơn; khi cần thiết, sử dụng phân tích phổ rung để đánh giá tình trạng vòng bi và kịp thời thay thế các vòng bi bị hư hỏng.
• Kiểm soát dao động dòng khí:Đối với máy nén piston, có thể giảm dao động dòng khí và hạn chế rung động đường ống bằng cách lắp đặt thêm tấm đục lỗ, tối ưu hóa hướng đi của đường ống hoặc bổ sung bể chứa đệm.