Vidalı Hava Kompresörlerinde Proaktif Bakım ve Vibrasyon Analizi

VİDALI HAVA KOMPRESÖRLERİNDE PROAKTİF BAKIM VE VİBRASYON ANALİZİ

ALI gÜRBÜZ

teknik müdür Sarmak kompresör

Bu makalenin bilgisayar ortamında yazılmasına yardım eden Şef Konstrüktör Mehmet Öz ‘e, Ölçümler sırasında yardım eden Elektrik Teknisyeni Fatih Menengiç‘e teşekkürlerimi bir borç bilirim.

Şekil 1

Potansiyel Arıza Eğrisi (P-F) :

Şekil 1'de gösterilen grafik, kavramsal bir grafiktir ve birim veya ölçü içermez. Grafik Eğrisi, vaka analizlerine dayanmaz, fakat endüstride kabul edilen bir görünümdedir.

Bu grafik, sol üst taraftaki Arıza Potansiyeli ile, sağ alt taraftaki Arıza Oluşumu arasındaki zaman dilimini gösterir. Birçok makina, yaşam döngüsü boyunca bir eğri izler, ta ki, düzgün çalışma koşullarından tamamıyla arızalanana kadar.

Gerçek bir arıza oluşumundan önce, gelişmekte olan arızaları algılayabilecek teknolojiler mevcuttur. Bunlar, genellikle < Öngörücü Teknolojiler > diye adlandırılırlar. Bu teorik bir çerçevedir ve makinadan makinaya değişebilir. Erken belirtiler algılandığında hemen makinayı tamir etmek demek değildir, çünkü çok erken olabilir. Erken belirtiler, yapılması gereken ek bakım işlemlerinin uyarıcısı olabilir, örneğin; rulmanların yağlanması ve sürprizlerle karşılaşmamak için, bakım planlarının gözden geçirilmesi gibi. Yeni P-A aralığı, potansiyel arıza ile belirlenmiş özelliklerine göre fonksiyonlarını yerine getirememe arasındaki zaman diliminin analizi için daha pratik bir yol gösterir. Elde edilen bu veri, birçok endüstri otoriteleri tarafından, orijinal P-F eğrisine göre daha değerli kabul edilmiştir, çünkü: n Bir makina arızalanmadan uzun bir süre önce fazla enerji tüketmeye başlar ve performansı düşer. n Bir problemi algılamak ve düzeltmek, tamir etmekten daha az maliyetlidir.

Proaktif Bakımın Faydaları

Bir çok faydası vardır:

n Tahmin edebilirlik: Bakım personeline, gerekli yedek parçaların temini ve tamir planlaması için zaman tanır. n Güvenlik: Herhangi bir tehlikeli durum oluşmadan, makinanın devreden çıkarılmasına olanak tanır. n Gelir: Üretim durmalarına ve bu yüzden yaşanabilecek büyük gelir kayıplarına yol açabilecek ciddi arızalar minimuma indirgenir. n Uzatılmış Bakım Araları: Bakım aralıkları, ihtiyaç duyulan zamana kadar uzatılabilir ve makinanın ömrü uzatılır. n Güvenlik: Ani ve yıkımsal arızalar çok azdır ve problemli bölgeler, arıza oluşmadan tahmin edilebilir.

Vibrasyon Terimleri :

Zaman Dalgaformu: Bir makinadan ölçülmüş, zaman-genlik grafiği şeklinde gösterilen ham vibrasyon imzalarıdır.

Frekans Spektrumu: Ham zaman-dalga formundan hesaplanan, frekans-genlik grafiğidir.

Genel Vibrasyon (OV): Zaman dalgaformundan hesaplanan ; ortalama enerjiyi ifade eden tek bir sayı değeridir. Bu değer, makinanın genel durumunu ifade etmek için kullanılır.

Harmonikler: Eşit aralıklarla sıralanan, kuvvetli bir vibrasyon değerinin yankılarıdır. Dönen makinalarda, bu türlü harmonikler normaldir.

Yaygın Makine Arızaları: Dönen makinalarda en uygun olan makina arızaları – hizasızlık, balanssızlık, gevşeklik ve rulman arızalarıdır.

Dalgaformu Analiz Temelleri:

Vibrasyon dalgaformu, üç farklı metod kullanılarak ifade edilebilir : 1. Yer Değiştirme: Bir objenin, bir referans noktasına göre hareket ettiği mesafedir. Dönen bir makinada, yaklaşım probu kullanılarak ölçülebilir. Bunun için, rulmanlara kadar uzanan delik delmek gerekir, bu nedenle bu problar çok yaygın kullanılmazlar. Düşük frekans ölçümlerinde iyi performans gösterirler ve ölçüm birimleri mils p-p‘dir. 2. Hız: Bir objenin, verilen bir zaman diliminde kat ettiği mesafedir. Dönen makinalarda, hız probu kullanılarak ölçülebilir. Hız probları hareketsel parçalar içerir. Orta frekans değerleri için en iyi ölçüm metodudur, ölçüm birimi mm/sn veya in/sn‘dir. Hız = mesafe/zaman (V=d/t) 3. İvme: Zaman diliminde hızın değişme oranıdır. İvme ölçerler (Accelerometer) hareket eden parçaları yoktur, yaklaşık 15 yıldır yaygın olarak kullanılmaktadırlar. Çok yüksek frekans ölçümleri için mükemmel performans gösterirler ve birimleri g (mm/sn2 )'dir. İvme = Hız/zaman (A=V/t)

Hangi metot en i̇yisidir?

Dönen makinalarda, çok geniş bir frekans aralığında, hız ölçümü iyi bir seçimdir. Aynı zamanda, hasar ve kırılmalara yol açan kuvvetlerin analizinde çok iyi performans gösterir.

Sarmak Makina, kompresör ünitelerinde, Vibrasyon Analizi ve Proaktif Bakım yapmak amacı ile; Fluke810 tipindeki analizörü kullanmaktadır.

Kompresör ünitelerindeki kritik ekipmanlar, (döner makina olarak) elektrik motoru ve vida bloğudur.

Vidalı kompresör ünitelerindeki bu iki ekipman üzerinde yapılan titreşim (vibrasyon) analizi, tüm ünitenin kritik değerlerinin analiz değerini taşımaktadır

Fluke810 analizörü içinde, bu detaylı ölçümler yanında < Genel Vibrasyon Değeri > ‘de ölçülmektedir. Bu değer, diğer makinalardan gelen etkiler, zemin koşulları gibi dış etkilerin, ünite üzerindeki etkilerin analizi ve bu etkilerin zaman içindeki değişimini gösteren değerdir.

Vibrasyon analizörü, ölçüm yapılmadan önce hazırlanan setup değerlerine göre, yapılan ölçümlerden hangi değerlerin, hangi arıza sebeplerine sahip olduğunu bildirmektedir. Bu yüzden doğru setup hayati önem taşımaktadır.

Sarmak Makina‘daki ölçüm avantajımız, 30 yılı aşkındır ürettiğimiz vidalı kompresörleri çok iyi tanımamız ve bu bilgileri doğru setuplara yansıtmamızdır. Bu yazıda setup ‘la ilgili ayrıntılara girilmeyecektir ama, yanlış setup; sağlam kompresörü arızalı, arızalı kompresörü sağlam gösterebilir.

Bir diğer hayati konuda ölçüm noktalarıdır. Bu analizörde önerilen ölçüm noktaları, dönen makinanın rulman-

larına en yakın noktalardır.

Bu öneri, sadece rulman arızaları analizi edilecekmiş gibi görülse de; aslında, balanssızlık, gevşeklik, hizasızlık gibi arızaların da teşhisinde kullanılmaktadır. Vidalı kompresörlerde, potansiyel arıza sebeplerinin tümünün bu kategorilere sığdığını söylemek çok doğru bir tespittir.

Vidalı kompresörler üzerinde yapılan vibrasyon ölçümleri, kompresörün ölçüm esnasındaki durumunu ve potansiyel arızalarını tespit etmenin yanında başka faydaları da vardır. Yapılan ölçümler, kompresör modellerinin imza değerlerini oluşturmakta (yeni üretilen kompresörler için), zaman ilerledikçe yapılacak ölçümlere bir database oluşturmaktadır. Doğru setup, doğru ölçüm sonrasındaki aşama; ölçümlerin değerlendirilmesi (diagnose) olacaktır ki bunun için iki seçenek vardır. Birincisi, vibrasyon spektrumlarını okuyabilen ve çeşitli teknikleri kullanarak, arıza belirtilerini anlayabilen bir uzman olmak. Bu işlemleri yapabilmek için, kapsamlı bir eğitim almış personel gerekir. İkinci alternatif ise, bu analizörün uyguladığı metottur. Bu metotta; vibrasyon konusunda çok detaylı ve derin bilgilere sahip uzmanların makinaları belirli kategorilere ayırarak, pompa, blower, fan, kompresör gibi bu makinalardan hangisi analiz ediliyorsa, o makinaya ait arıza olasılıklarını yazılıma yüklemektir. Girilen setup değerlerine göre (makina tipi, hızı, tahrik metodu gibi) analizör, kendi hafızasında bir sınır değer haritası oluşturur. Bu haritanın sınırları kullanıcıya gösterilmez, ölçülen değerler, analizör hafızasındaki limit değerleri geçip geçmediği ve geçtiği durumda, arızanın şiddetinin ne kadar olabileceği değerlendirilerek, kullanıcıya, saniyeler içinde bildirir.

İşte bu nedenle, analizörün oluşturacağı arıza haritası ve limit değerlerin doğru olabilmesi için; setup ve doğru ölçüm noktaları, hayati öneme sahiptir.

Analizörün arıza tanımlama prosedürüne, kullanıcının yapabileceği ek kontroller vardır. Bu kontroller spektrum grafiklerindeki vibrasyon şiddetlerinin doğru noktalarda gösterilip gösterilmediğidir. Örneğin; vida bloğu ana rotor diş sayısı 5 olduğunu farz edelim. Eğer bu değer, setup sırasında 4 girilmiş ise; hem analizör yanlış arıza tanısı yapar (örneğin; standart olmayan arıza gibi) hem de, spektrum üzerindeki vibrasyon değeri 5. order ‘da görülür. Analizörün yanlış arıza tanısı koymasının nedeni, kendi hafızasındaki arıza haritasını 4 diş değere göre oluşturmasıdır. Bu durumda setup düzeltilmeli ve tekrar ölçüm yapılmalıdır.

Analizör üzerinde, vibrasyon değerlerinin nasıl gösterildiği aşağıdaki şekil 2 ‘de verilmiştir. Ölçümler, 3 yönde ( Aksiyal, Radyal ve Teğetsel ) ve 2 frekans aralığında verilmektedir. Bu da kullanıcıya, makine arızalarını, eksenler arası karşılaştırma ve teşhis edebilmesi için komple bir resim oluşturur. Ölçüm sensörü 3 eksenli olduğundan; hangi eksene konulursa konulsun, her 3 eksenin değerleri aynı anda ölçülebilmektedir.

Dört yaygın makina arızası:

Her makine parçasının kendine özgü vibrasyon değeri vardır. Spektrum içindeki bu sinyaller, karakteristik grafikleri oluştururlar.

Aşağıdaki tablo, yaygın olan dört makine arızasını ve karakteristiklerini gözden geçirmek için hazırlanmıştır.

Yukarıdaki tabloda belirtilen tipik makina arızalarının, literatürde kabul edilen vibrasyon davranışları, Sarmak Kompresör ‘de yapılan gerçek ölçümler ile karşılaştırılmaları aşağıdaki bölümlerde verilmiştir.

Balanssızlık Arızası:

Literatürde geçen balanssızlık arızasında, 1X ‘de daha yüksek genlik ve radyal yönler olarak tarif edilmiştir. Spektrum 1 ‘de elektrik motoru arka tarafı spektrumu gösterilmektedir. Radyal eksende gösterilen bu spektrumda, 1X ‘deki yüksek genlik ve düşük frekans alanı, literatür ile uyuşmaktadır.

Spektrum 1

Spektrum 2

Aynı kompresör ve elektrik motoru arka taraf spektrumunun teğetsel eksendeki değeri spektrum 2 ‘de verilmiştir. Yine 1X ‘de yüksek genlik vardır, fakat radyal eksenden daha düşük değerdedir.

Spektrum 3

Elektrik motoru ön taraf ( mil tarafı ) spektrumu, spektrum 3 ‘te gösterilmiştir. Radyal eksende ve 1X‘deki yüksek genlik, literatür ile uyuşmaktadır.

Spektrum 4

Elektrik motorunun mil tarafı, teğetsel spektrumu, spektrum 4 ‘te verilmiştir. En yüksek genlik, yine 1X‘dedir, fakat radyal eksenden daha düşük değere sahiptir.

Hizasızlık Arızası:

Yapılan ölçümlerde ; açısal hizasızlık problemi görüldüğünden; sadece açısal hizasızlık ele alınacaktır. Literatürde açısal hizasızlık için; 1X-Aksiyal genlik ve kaplinin her iki tarafı bölge olarak tarif edilmiştir. Spektrum 5 ‘te motorun mil tarafı, yani kaplinin motor tarafı aksiyal vibrasyonun, 1X‘de en yüksek değerde olduğu görülmektedir. Literatür ile uyumluluk vardır.

Spektrum 5

Spektrum 6

Sperktrum 6 ‘da kaplinin motor tarafında, bu sefer radyal eksendeki en büyük genlik, 1X ‘te görülmektedir.

Spektrum 7

Spektrum 7 ‘de bu sefer, kaplinin vida bloğu tarafındaki aksiyal eksen spektrumunu göstermektedir. 1X‘deki yüksek genlik, açısal hizasızlığı teyid etmektedir. 4X, 8X ve 12X ‘deki spektrumlar, vida bloğu ana rotoru 4 dişli olduğundan görülen vibrasyon değerleridir. Motor spektrumunda çok küçük görülen genlikler ; vida bloğu spektrumunda belirgin şekilde görülmektedir.

Spektrum 8

Spektrum 8 ‘de kaplinin vida bloğu mili tarafının teğetsel spektrumu gösterilmektedir.

Gevşeklik Arızası:

Literatürde gevşeklik arızası, 1X ‘de yüksek genlik ve harmonikler olarak tarif edilmektedir. Spektrum 9‘da, 1X ‘de yüksek genlik ve harmonikler, literatürü desteklemektedir. Spektrum, teğetsel yönde ve vida bloğu arka tarafına aittir.

Spektrum 9

Rulman Arızası:

Literatürde rulman arızaları, tam sayı olmayan order ‘larda ve bunun yanında, harmonikler, yan bantlar ve zemin gürültüsü tarif edilmektedir. Spektrum 10‘da, vida bloğu arka tarafı ve aksiyal eksendeki spektrumdur. Yüksek genlik değerinin; 14.23 ‘ünçü order ‘da olması ve yine tam sayı olmayan harmonikler bu tarifi desteklemektedir. Bu spektrum, yüksek frekans bölgesindedir. Bu da, yine literatürde tarif edilen, rulman arızalarının başlangıcının yüksek frekanslarda olacağı teorisini desteklemektedir. Spektrum 10

Spektrum 11

Spektrum 11 ‘de, bu sefer vida bloğunun ön tarafı ve aksiyal eksendeki değerleri gösterilmektedir. Yine tam sayı olmayan ( 31.2) ‘deki yüksek genlik ve zemin gürültüsü, literatürü sıkı şekilde desteklemektedir.

Spektrum 12

Spektrum 12 ‘de vida bloğunun mil tarafının, radyal eksendeki değeri gösterilmektedir. Bu spektrumda, yüksek frekans bölgesinde, tam sayı olmayan order ‘da rulman vibrasyon genliği ve harmonikler açıkça görülmektedir.

Xebec, Inmatec'i satın aldı

Küresel bir temiz enerji çözümleri sağlayıcısı olan Xebec Adsorption Inc., Inmatec Gase Technologie GmbH & Co. KG, Inmatec GmbH ve Inmatec Gas Technology FZC RAK'ın tüm ihraç edilmiş ve tedavüldeki hisselerini satın almak için kesin bir anlaşma yaptığını duyurdu.

Xebec Yönetim Kurulu Başkanı ve CEO'su Kurt Sorschak, "Bizim için stratejik bir satın alma duyurusu yapmaktan heyecan duyuyoruz. Inmatec, müşterilerin önemli maliyet ve emisyon azaltımları elde etmelerini sağladığı için yerinde gaz üretimi konusundaki bizim savunduğumuz tezimizi de geliştiriyor" dedi. Adsorption Inc. “Inmatec, yerinde nitrojen ve oksijen jeneratörlerinde dünya liderlerinden biridir ve dünya çapında faaliyette olan 8.000'den fazla ünite ile önemli bir sayıya ulaşmıştır. Alman üretim ve mühendislik teknikleri ile yüksek kaliteli ve son derece güvenilir ürünlerle ciddi bir isim yaptı" dedi.

Özen Kompresör, Özen Air Technology Şirketi ile CAGI Üyesi oldu

özen kompresör’ün ekim 2018’den bu yana kuzey ve güney amerika pazarında yer alan şirketi özen air technology, 1 ocak 2021 itibari ile cagı-Basınçlı Hava ve gaz enstitüsü üyesi oldu.

Basınçlı hava endüstrisinin sesi olan Basınçlı Hava ve Gaz Enstitüsü (CAGI), endüstriyi etkileyen teknik, eğitim ve tanıtım konularında tarafsız otorite olarak hizmet ediyor. Hava ve gaz kompresörleri ve ilgili ekipmanlar için standartlar ve mühendislik verileri geliştiren ve yayınlayan Basınçlı Hava ve Gaz Enstitüsü (CAGI), sektör standartlarını belirliyor.

Özen Kompresör Yönetim Kurulu Başkanı İbrahim Özen, Basınçlı Hava ve Gaz Enstitüsü (CAGI) Vidalı Kompresör Bölümü üyesi olarak onaylanmaktan mutluluk duyduğunu belirtti. Basınçlı Hava ve Gaz Enstitüsü Amerika pazarında basınçlı hava sektöründe yer alan ürünlerin kalite, verimlilik, test edilmiş ve doğrulanmış verileri sağlaması konusunda bir standart oluşturuyor. Özen Kompresör ürünleri ile Amerika pazarının belirlediği standartları karşılıyor.

Türkiye’de kompresör sektöründe standartların olmamasının rekabette sorun yarattığına değinen İbrahim Özen, bu konuda MİB bünyesinde bulunan Basınçlı Hava Kompresörü, Kurutucular ve Ekipmanları Komitesi ile çalışmaların sürdüğünü iletti. Konuyla ilgili olarak

TSE ile yapılan görüşmeler ile sonik nozul ile debi ölçüm sisteminin bağımsız bir kuruluş tarafından yapılması önerisi kurum tarafından kabul gördüğünü belirten İbrahim Özen, “TSE’nin bu ölçüm sistemini bünyesinde bulundurması sektördeki standardizasyonu sağlayacak. Özen Kompresör olarak bu sürecin bir parçası olmaktan ve buna öncülük etmekten gurur duyuyoruz” dedi.

İBRAHİM ÖZEn özen kompresör yönetim kurulu Başkanı