Pompa Titreşim Analiz Raporu
•Firmanın talebi üzerine pompa istasyonunda bulunan dört adet pompanın titreşim ölçümü ve değerlendirme çalışması için bir rota oluşturulmuştur. Rota, her ekipmanın motor ve pompasında bulunan toplam dört yatağından alınacak ölçümleri kapsamaktadır. Detaylı teşhis ölçümleri için gerekli olan ölçümlerin yanı sıra ISO 10816-7 standardında yer alan in-situ (yerinde) kabul testi değerleri ile karşılaştırılması adına her yataktan 10-1000 Hz aralığında hız (mm/s RMS) biriminde toplam değer ölçümlerine yer verilmiştir.
•Titreşim ölçümlerinin yanı sıra, ölçüm sırasındaki akış parametreleri de SCADA ekranından ve Manometreler yardımıyla izlenmiş ve not edilmiştir.
•Debi ölçülemediği için, ölçümler sırasındaki debi pompa eğrisinden basma yüksekliğine karşılık gelen değere eşit kabul edilmiştir.
•Basma yüksekliği ise pompaların giriş ve çıkış basınç değerlerine bağlı olarak aşağıdaki formül yardımıyla hesaplanmıştır.
•H: Basma yüksekliği [m]
•ρ: Yoğunluk [kg/m3]
•P: Basınç [Pa]
•g: Yerçekimi ivmesi [m/s2]
•ISO 10816-7 Standardı endüstriyel pompaların titreşim durum izleme testleri, teşhisleri ve kabul testleri için oluşturulmuş bir standarttır. Standart oluşturulurken farklı tip, güç ve hızda çalışan 1500’den fazla pompadan yerinde ve/veya test düzeneklerinde ölçümler alınmış ve analiz edilmiştir.
•Sonuçlar pompaların esnek veya rijit olması ve dik veya yatay konumlandırılmasının titreşim karakteristiklerine doğrudan etkisi olmadığını göstermiş ve standartta da pompalar için böyle bir sınıflandırılma yapılmasına gerek görülmemiştir.
•Standart, 600 RPM’den daha hızlı dönen ekipmanların ölçümlerinin 10-1000 Hz aralığında toplam değer hız (mm/s RMS) olarak yapılmasını öngörmektedir.
•Ölçüm yapılan ekipmanın doğal frekanslarının ana zorlama frekansları (1X, 2X ve BPF) ile çakışmaması ve dolayısıyla rezonans durumunun ortaya çıkmaması gerekmektedir.
•Ölçüm alınan pompa mutlaka nominal çalışma aralığında çalışmalıdır. (çalışma noktası BEP’in %70 ve %120 aralığında olmalıdır.)
•Pompa çalışmıyorken elde edilen titreşim sonucu çalışırken elde edilen sonuçtan %25 daha fazla olmamalıdır.
•Standartta Tablo A1 üzerinde titreşim limitlerine yer verilmiştir. Genel ve çevreye zararlı olmayan uygulamalarda kullanılan pompalar Kategori II’de yer almaktadır. Ayrıca ölçüm alınan pompaların motor gücü 200 kW’tan büyüktür. (250 kW)
•Bir sonraki sayfada tabloya yer verilmiştir. Bu raporda kullanılan ve izlenen değerler kırmızı kutucuklar ile işaretlenmiştir.
•Ölçümler VIBXPERT II iki kanallı analizörü ile gerçekleştirilmiş analizler ise OMTC programında yapılmıştır.
•Ölçümler yapılırken ISO 10816-7 standardındaki ölçüm prosedürü izlenmiş ve ayrıca teşhis analizleri için detaylı ölçümlere de başvurulmuştur.
•Toplam değer ölçümleri ve ISO 10816-7 standardına göre karşılaştırmalı sonuçları ilgili tablolarda sunulmuştur. (A,B,C ve D harfi ile gösterilmiştir ve bu değerlerin açıklaması standartta Tablo A1 altında sunulmuştur.)
•Ayrıca şaft dönüş frekansı (1X), dönüş hızının iki katı (2X), ve kanat geçiş frekansında (BPF) elde edilen sonuçlar, standartta belirtilen değerler ile kıyaslanarak aynı tabloda sunulmuştur. Standartta her bir değer için üst limit 3 mm/s RMS olarak belirlenmiştir.
•Pompa çalışmıyorken alınan toplam değer titreşim ölçümlerine yer verilmiş ve yüzdelik fark sonucu ‘‘Toplam Değer Fark’’ sütunu altında gösterilmiştir. Bu fark için kabul limiti standartta %25 olarak belirtilmiştir.
•Son olarak standartta kabul testi için verilen değerler ile toplam değer ölçüm sonuçları kıyaslanmış ve raporlanmıştır. Üst limit 5,2 mm/s RMS’tir.
•Tablolarda kıyaslamalı sonuçlar renklendirme ile raporlanmıştır. Yeşil boyalı değerler ilgili limit için önerilen değerin aldatındakiler için, sarı boyalı değerler kabul edilebilir değerler için, kırmızı boyalı değerler ise kabul edilebilir limitlerin üstündeki titreşim limitlerini simgelemektedir.
•Tüm pompalardan ölçüm esnasında alınan girş ve çıkış basınçları arasındaki fark 4,5 bara eşittir. Basma yüksekliği bu değere göre hesaplandığında 46 metreye denk gelmektedir. Pompanın nominal çalışma aralığı 45 – 50 metre olduğu için, pompaların nominal değerinde çalıştığı kabulü ile raporlama yapılmıştır.
•Ölçüm noktalarının isimlendirilmesi aşağıda gösterildiği gibidir.
•Pompa 1’de yapılan ölçümler ve ISO 10816-7 standardına göre karşılaştırmalı sonuçları Tablo 1’de sunulmuştur.
•Pompa 1’in Motor ön yatağındaki toplam değer titreşim seviyesi kabul edilebilir limitin üzerindedir (5,39 mm/s RMS). Ayrıca kanat geçiş frekansı titreşimi limit değerinin üzerindedir (4,94 mm/s RMS)
•Pompa 1 Motor ön yatağındaki Hız spektrumları incelendiğinde, kanat geçiş frekansı (BPF)’nin titreşim seviyesinin belirgin olduğu görülmektedir.
•Bunun sebebi temel ve şasi bağlantısının zayıf olması olabilir. Ayrıca BEP’ten uzak bir noktada çalışılması kavitasyonu tetikliyor olabilir.
•Pompa 1 Pompa ön yatağındaki Hız spektrumları incelendiğinde, kanat geçiş frekansı (BPF)’nin titreşim seviyesinin belirgin olduğu görülmektedir.
•Bunun sebebi temel ve şasi bağlantısının zayıf olması olabilir. Doğal frekans bölgeleri ile çakışan frekansların genliği artmış olabilir.
•Pompa 2’de yapılan ölçümler ve ISO 10816-7 standardına göre karşılaştırmalı sonuçları Tablo 2’de sunulmuştur.
•Pompa 2’den alınan ölçümler standarttaki değerler ile karşılaştırıldığında kabul edilebilir ve önerilen çalışma aralığında olduğu görülmektedir.
•Pompa 2 Motor ön yatağında özellikle yatay yönde hız spektrumunda kanat geçiş frekansı (BPF)’nin titreşim seviyesinin belirgin olduğu görülmektedir.
•Bunun sebebi temel ve şasi bağlantısının zayıf olması olabilir. Ayrıca BEP’ten uzak bir noktada çalışılması kavitasyonu tetikliyor olabilir.
•Pompa 2, pompa ön yatağındaki Hız spektrumları incelendiğinde, kanat geçiş frekansı (BPF)’nin titreşim seviyesinin belirgin olduğu görülmektedir. Ayrıca dikey yönde 1X yüksektir.
•Bunun sebebi temel ve şasi bağlantısının zayıf olması olabilir. Doğal frekans bölgeleri ile çakışan frekansların genliği artmış olabilir.
•Pompa 3’de yapılan ölçümler ve ISO 10816-7 standardına göre karşılaştırmalı sonuçları Tablo 3’de sunulmuştur.
•Pompa 3’in Motor ön yatağındaki (2. yatak) toplam değer titreşim seviyesi kabul edilebilir limittedir ancak önerilen değerin üzerindedir (4,565 mm/s RMS). Aynı yatağa etki eden kanat geçiş frekansı titreşimi (BPF) kabul edilebilir limitin üzerindedir (4,334 mm/s RMS).
•Pompanın arka yatağı (4. yatak) toplam değer titreşim seviyesi kabul edilebilir limitedir. Ancak önerilen değerin üstündedir. (4,786 mm/s RMS)
•Pompa 3 Motor ön yatağında özellikle yatay yönde hız spektrumunda kanat geçiş frekansı (BPF)’nin titreşim seviyesinin belirgin olduğu görülmektedir.
•Bunun sebebi temel ve şasi bağlantısının zayıf olması olabilir. Ayrıca BEP’ten uzak bir noktada çalışılması kavitasyonu tetikliyor olabilir.
•Pompa 3, pompa arka yatağındaki Hız spektrumları incelendiğinde, kanat geçiş frekansı (BPF)’nin titreşim seviyesinin belirgin olduğu görülmektedir. Özellikle eksenel yöndeki titreşim daha yüksektir. Doğal frekanslar bu duruma sebep olmuş olabilir.
•Bunun sebebi temel ve şasi bağlantısının zayıf olması olabilir. Doğal frekans bölgeleri ile çakışan frekansların genliği artmış olabilir.
•Pompa 3’de yapılan ölçümler ve ISO 10816-7 standardına göre karşılaştırmalı sonuçları Tablo 3’de sunulmuştur.
•Pompa 4’den alınan ölçümler standarttaki değerler ile karşılaştırıldığında kabul edilebilir ve önerilen çalışma aralığında olduğu görülmektedir.
•Pompa 4 motor yatağındaki spektrumlarda titreşim seviyesi normal seviyelerdedir.
•Pompa 4, pompa ön yatağındaki Hız spektrumları incelendiğinde, kanat geçiş frekansı (BPF)’nin titreşim seviyesinin belirgin olduğu görülmektedir. Ayrıca dikey yönde 1X yüksektir.
•Bunun sebebi temel ve şasi bağlantısının zayıf olması olabilir. Doğal frekans bölgeleri ile çakışan frekansların genliği artmış olabilir.
•Sahada yapılan gözlemlerde şasinin ve temelin zayıf olduğu görülmektedir. Edinilen bilgiye göre, kurulum esnasında U profillerin içerisine grout malzeme ile desteklenmemiş ve ayrıca şasinin ankraj cıvatası ile zemine bağlantısının yapılmamıştır. Özellikle pompaların motor tarafında yapısal esneklikler görülmektedir.
•ISO 13709 pompaların kurulumu esnasında yapılması gereken uygulamaları standartlaştırmıştır.
•Zemin ve şasi uygulamasının standartta belirtildiği gibi yapılması, hem mevcut titreşim seviyelerinin düşmesine hem de ilerleyen dönem de daha az sorunla karşılaşılmasına olanak sağlayacaktır.
•Spektrumlar incelendiğinde ve saha gözlemleri ile birlikte yorumlandığında, Pompa 1 ve Pompa 3’teki temel problemin şasi zayıflığından meydana geldiği görülmektedir. Pompaların grout bölümündeki çatlaklar titreşim seviyelerinin artmasına sebep olabilir.
•Üretici tarafından sunulan pompa test eğrisinde, çalışma noktasının (45 m, 1600 m3/sa) %10’u kadar fazla bir noktada (1800 m3/sa) çalıştırılması ve bu noktadaki performansının da sunulması gereklidir. Ayrıca NPSH değerlerinin bilinmemesi, kavitasyon durumu hakkında net ve kesin yorum yapılabilmesini engellemektedir.
•ISO 10816-7 standartına göre yapılan değerlendirmelerde, Pompa 1 ve Pompa 3’ün kabul limitlerinin üzerinde toplam değer titreşim seviyelerine sahip olduğu,
•Pompa 2 ve Pompa 4’ün ise kabul limitleri altında toplam değer titreşim seviyesinde çalıştığı görülmektedir.
•Tüm pompalardan sırasıyla çalışmıyorken alınan ölçüm değerleri çalışırken ki titreşim değerleri ile karşılaştığında %25’e yakın veya daha büyük değerler okunmuştur. Bu durum pompalardaki titreşimin zemin dolayısıyla birbirini etkilediğini göstermektedir.
•Pompalarda kavitasyon sebepli gürültü karakteristiği artışı görülmektedir. Gürültü genlikleri çok yüksek değildir.
•Her pompada 5X (BPF) titreşimi görülmektedir. Pompalar 5 kanatlı olduğu için bu titreşim pompa impeller kaynaklıdır. Zemin ve şasinin zayıf olması BPF titreşimini etkileyebilir.
•Ayrıca BPF ve 2X bölgelerinde doğal frekans bölgelerine benzer karakterler görülmüştür. Eğer zemin güçlendirilirse doğal frekans bölgeleri de değişecektir.
•Sonuç olarak, pompaların titreşim seviyelerinde çok yüksek genliklerde titreşim görülmemektedir. ISO 10816-7 standardına göre yapılan karşılaştırma da en yüksek genlikli titreşim olan Pompa 1 (5,395 mm/S RMS) değerinin B bölgesinde sınıflandırıldığı görülmektedir ve pompaların uzun süreli çalıştırılmasında şu an için bir risk teşkil etmemektedir.
Ancak Pompa 1 ve Pompa 3’ün in-situ kabul testi limitlerinin üzerinde çalıştığı görülmektedir. Bu durumun en büyük sebebinin ise şasi zayıflığı olduğu düşünülmektedir.