Whitepaper zur marinen Schwingungsüberwachung
Die Bedeutung der Schwingungsüberwachung auf See
In Anbetracht der Kosten für den Schiffsbetrieb lohnt es sich durchaus, in Schwingungsüberwachungsgeräte zu investieren, die Ingenieuren helfen können, die Leistung von [Objekt] zu schützen und zu maximieren. Schiffsmaschinenbau.
Hier diskutieren wir die Herausforderungen, vor denen Ingenieure stehen, und bieten Ratschläge zur erfolgreichen Installation und Verwendung von Schwingungssessoren auf Schiffen.
Wachsende Komplexität von Schiffsmaschinenanlagen
Da Maschinen komplexer geworden sind und eine höhere Produktivität von mechanischen Systemen gefordert wird, ist entsprechend der Bedarf an anspruchsvollen Schwingungssensoren zur Maximierung der Leistung gestiegen.
Dies gilt insbesondere auf See, wo die Schwingungsüberwachung ein wichtiges Werkzeug ist, das von Schiffsingenieure die Verfügbarkeit und Instandhaltung von Geräten mit rotierenden Wellen, einschließlich Pumpen, Motoren, Ventilatoren, Getrieben und Motorsystemen, zu verwalten.
Kostendruck und die Notwendigkeit präventiver Instandhaltung
Die Kosten für die Indienststellung eines Öltankers oder eines Kreuzfahrtschiffs haben die Kosten für die Überwachung schon immer gerechtfertigt. In den letzten Jahren hat der Druck auf Reedereien zugenommen, Termine einzuhalten und gleichzeitig schwere Ausfälle zu vermeiden, die zu unplanmäßigen Dockaufenthalten oder Systemstörungen führen können.
Ausfälle wie defekte Ventilatoren auf Kreuzfahrtschiffen oder ungeplante Reparaturen an Containerschiffen können negative Schlagzeilen erzeugen. Dies erhöht die Bedeutung des Einsatzes zuverlässiger präventiver Wartungsmethoden.
Vibrationsmanagement in Schiffsanwendungen
Designer und Ingenieure haben Werkzeuge und Verfahren entwickelt, um Vibrationen und deren Auswirkungen zu verhindern, darunter Ausrichtwerkzeuge und automatische Schmiergeräte, die während der Systemkonstruktion eingesetzt werden. Komponenten werden kontinuierlich weiterentwickelt, um eine größere Vibrationsbeständigkeit zu bieten.
Dennoch kann Vibration bei rotierenden Maschinen niemals vollständig eliminiert werden. Infolgedessen hat sich die Schwingungsüberwachungstechnologie erheblich weiterentwickelt, wobei Sensoren heute eine hohe Zuverlässigkeit in einer Reihe von widerstandsfähigen Gehäusen bieten, die geeignet sind für Meeresumwelten.
Ursachen und Folgen von Vibrationen auf See
Die Schwingungsüberwachung ist unverzichtbar in Schiffsanwendungen weil Vibrationen eine Hauptfehlerursache in Antriebssystemen und Hilfsgeräten sind.
Zu den Hauptursachen für Vibrationen gehören die schlechte Ausrichtung rotierender Wellen in Antriebssystemen und Turboladern von Haupt- und Hilfsmotoren.
Die Schwingungsüberwachung bietet eine frühzeitige Warnung vor Problemen, sodass Ingenieure handeln können, bevor ein ernsthafter Schaden entsteht. Eine Fehlausrichtung bei Ventilatoren und Motoren führt zu übermäßigem Verschleiß, vorzeitigem Ausfall und geringerer Effizienz. Der Zugang zu diesen Komponenten kann schwierig und zeitaufwändig sein, was ohne geeignete Zustandsüberwachung zu einer reaktiven Wartung führt.
Grenzen traditioneller Instandhaltungsansätze
Ohne Zustandsüberwachung erfordert die Analyse des Maschinenzustands oft die Demontage von Maschinen zur Inspektion während der Werftliegezeit. Dieser Prozess erfordert viel Zeit und Arbeitskraft.
Auf großen Schiffen kann jährlich nur ein kleiner Prozentsatz der Ausrüstung inspiziert werden, was bedeutet, dass einige Komponenten möglicherweise mehrere Jahre lang unüberprüft bleiben. Demontage und Wiedermontage können zudem neue Mängel verursachen.
Viele SchiffsingenieurEs wurde beobachtet, dass ein hoher Prozentsatz der Mängel durch die Instandhaltung verursacht wird, was die Notwendigkeit unterstreicht, unnötige Demontagen zu reduzieren.
Vorteile der Zustandsüberwachung in Marinesystemen
Die Zustandsüberwachung, einschließlich der Schwingungsüberwachung von Pumpen, Motoren, Ventilatoren, Getrieben und Motorsystemen, ermöglicht Schiffsingenieure die Ausrüstung mit weniger Personal effizienter zu warten.
Die Schwingungsüberwachung hat sich neben der Ölüberwachung und der Thermografie zu einem weit verbreiteten Element der Zustandsüberwachung in der Schifffahrt entwickelt. Diese Techniken schützen Gewinne und steigern die Leistung von Antriebs- und Manövriersystemen, Motoren und Turboladern.
Aktuelle Schwingungsüberwachungstechnologie
Moderne Schwingungssensoren und Beschleunigungsmesser arbeiten über große Temperaturbereiche hinweg und messen hohe sowie niedrige Frequenzen mit geringer Hysterese und hoher Genauigkeit.
Robustes Edelstahlgehäuse schützt Sensoren vor Feuchtigkeit, Staub, Ölen und anderen Verunreinigungen und gewährleistet so eine zuverlässige Leistung in rauen Meeresumgebungen.
Arten von Beschleunigungssensoren in der Schifffahrtsüberwachung
Es gibt zwei Hauptkategorien von Beschleunigungsmessern:
AC-Beschleunigungsmesser werden mit Datensammlern verwendet, um höherwertige Anlagen zu überwachen.
4- bis 20-Milliampere-Beschleunigungssensoren werden mit SPS-Systemen verwendet, um Anlagen mit geringerem Wert zu überwachen.
Beide Typen können Unwucht, den Zustand der Lager und Fehlausrichtung erkennen. AC-Beschleunigungsmesser kann auch Kavitation, Lose, Getriebefehler und Riemenprobleme erkennen.
Hansford Sensors bietet AC- und 4- bis 20-Milliampere-Versionen der HS 100 und HS 420 Serien, die Eigensicherheit aufweisen und nach ATEX- und IEC-Ex-Normen zertifiziert sind.
Diese industriellen Schwingungssensoren eignen sich zur Überwachung von Pumpen, Motoren, Lüftern und allen anderen Arten von rotierenden Maschinen in Schiffsanwendungen.
Wie Beschleunigungsmesser funktionieren
Beschleunigungssensoren enthalten einen piezoelektrischen Kristall, der mit einer Masse verbunden ist. Wenn sie einer Beschleunigung ausgesetzt sind, drückt die Masse auf den Kristall und erzeugt ein elektrisches Signal, das proportional zur angewandten Kraft ist.
Dieses Signal wird durch eine integrierte Elektronik verstärkt und aufbereitet, um ein für Datenerfassungs- oder Steuerungssysteme geeignetes Ausgangssignal zu erzeugen.
Daten von Beschleunigungssensoren, die an Schlüsselpositionen montiert sind, können periodisch mit handgehaltenen Datenerfassungsgeräten gesammelt oder über Schaltkästen an zentrale Systeme zur kontinuierlichen Überwachung geleitet werden.
Herausforderungen der zustandsbezogenen Überwachung in der Schifffahrt
Die Zustandsüberwachung auf See stellt einzigartige Herausforderungen dar. Messwerte, die im Hafen aufgenommen werden, unterscheiden sich von denen auf See, und raue Wetterbedingungen verstärken diese Unterschiede.
Es ist daher von entscheidender Bedeutung, die richtigen Beschleunigungsmesser zu spezifizieren und bei der Leistungsüberwachung bewährte Verfahren (Best Practices) anzuwenden.
Spezifikation von Beschleunigungssensoren für Marineanwendungen
Um einen Beschleunigungsmesser korrekt zu spezifizieren, müssen Ingenieure Schwingungspegel, Frequenzbereiche und Umgebungsbedingungen wie Temperatur und die Einwirkung korrosiver Chemikalien berücksichtigen.
Zu den weiteren Überlegungen gehören die Brennbarkeit der Atmosphäre, Gewichtsbeschränkungen und das Fehlen von Erdanschlüssen in Meeresumgebungen.
Diese Herausforderungen wurden durch ein sorgfältiges Sensordesign bewältigt. Forschung, Schulung und die Beratung durch erfahrene Hersteller ermöglichen es den Ingenieuren, fundierte Entscheidungen zu treffen.
Best Practices für die Installation von Schwingungssensoren
Nachdem geeignete Sensoren ausgewählt wurden, ist eine sorgfältige Installation unerlässlich, um die maximale Leistung zu erzielen.
Beschleunigungssensoren sollten so nah wie möglich an der Vibrationsquelle montiert werden. Die Montageflächen sollten eben, glatt, unlackiert und größer als die Sensorbasis sein. Die Flächen müssen frei von Fett und Öl sein.
Eine schlechte Montage kann die Stabilität beeinträchtigen und irreführende Messwerte liefern, die eher die Bewegung des Sensors als den Maschinenzustand widerspiegeln.
Dateninterpretation und Leistungssteigerung
Nach der Datenerhebung müssen die Schwingungsinformationen von Bordingenieuren oder Remote-Überwachungszentren analysiert und interpretiert werden.
Diese Analyse zeichnet ein Klares Bild des Maschinenzustands und unterstützt die Erstellung effektiver Wartungspläne.
Mit einem effizienten Schwingungsüberwachungssystem erzielen Schiffsingenieure eine höhere Effizienz und können weitere Möglichkeiten zur Verbesserung der Maschinenleistung, Energieeffizienz und des Ausstoßes identifizieren.
Die wachsende Bedeutung der Schwingungsüberwachung auf See
Die Schwingungsüberwachung entwickelt sich zu einem immer leistungsfähigeren und unverzichtbaren Instrument. Da die Kosten und Folgen von schwingungsbedingten Ausfällen in Schiffsantriebs- und Hilfssystemen weiter steigen, spielt eine effektive Schwingungsüberwachung eine entscheidende Rolle beim Schutz der Anlagen und bei der Aufrechterhaltung der Betriebseffizienz.
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