Türkçe (Turkish)
English (İngilizce)
Problem Tespiti:
Bir petrokimya tesisinden alınan acil çağrı üzerine, tesiste çalışan bir santrifüj kompresörde gözlemlenen yüksek titreşim seviyelerinin analiz edilmesi amacıyla sahaya intikal edilmiştir. Kritik üretim ekipmanlarından biri olan kompresördeki titreşim seviyelerinin artması, ekipmanın güvenli ve sürdürülebilir işletimi açısından hızlı bir teknik değerlendirme yapılmasını gerekli kılmıştır.
Sahaya varışımızın ardından hızlı bir şekilde aksiyon alınmış ve yaklaşık iki saat içerisinde kompresörün mevcut koruma ve izleme sistemine çok kanallı TWave analizörümüz entegre edilmiştir. Bu sayede ekipmanın çalışma koşulları altında detaylı rotordinamik titreşim ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Ölçüm süresince full spektrum analizleri, shaft centerline grafikleri, Bode diyagramları ve ilgili diğer rotordinamik analiz yöntemleri kullanılarak kapsamlı veri toplanmıştır.
Teşhis:
-
Resim-1: Deplasman spektrumu –
Oil Whip frekansi – 0,39X
Gerçekleştirilen ölçümler sırasında kompresörün ön yatağında bulunan X ve Y yönündeki proximity sensörlerinden alınan spektrum grafikleri incelenmiş ve titreşim seviyelerindeki artışın temel kaynağının 0,39X frekans bileşeni olduğu tespit edilmiştir. Bu frekans bileşeninin senkron frekansın altında, yani 1X altı (subsynchronous) frekans bölgesinde yer aldığı görülmüştür.
-
Resim-2: Senkron altı frekans kaynağı –Orbit grafiği
-
Resim-3: Yavaşlama testi – Bode diyagramı
Subsynchronous frekans bölgesinde ortaya çıkabilen olası arıza mekanizmaları değerlendirilmiş ve elde edilen titreşim karakteristikleri doğrultusunda problemin Oil Whip kaynaklı olabileceği değerlendirilmiştir. Bu hipotezi doğrulamak amacıyla işletme koşullarında bazı kontrollü parametre değişiklikleri uygulanmıştır. Özellikle yatak yağ sıcaklığının değiştirilmesi sonrasında titreşim genliklerinde belirgin bir düşüş gözlemlenmiş ve bu durum Oil Whip mekanizmasının varlığını güçlü şekilde doğrulamıştır.
Bilindiği üzere Oil Whip, yağ filmi kararsızlığının bir sonucu olan Oil Whirl olayının rotor sisteminin kritik hızlarından biri ile çakışması sonucunda ortaya çıkan bir rotordinamik instabilite türüdür. Bu kapsamda yapılan yavaşlama (slow roll / coast-down) testi sırasında, daha önce tespit edilen 0,39X frekansının yaklaşık 59 Hz seviyesine karşılık geldiği ve bu frekansın sistemin kritik hızına denk geldiği gözlemlenmiştir.
Sonuçlar:
Devir sayısının yaklaşık 100–200 RPM aralığında değiştirilmesi sırasında titreşim frekansının 59 Hz civarında sabitlendiği (frequency lock-in) görülmüş ve bu davranışın Oil Whip fenomenine özgü karakteristik bir özellik olduğu doğrulanmıştır. Bu gözlemler, sistemdeki titreşim probleminin klasik bir Oil Whip instabilitesi olduğunu açık şekilde ortaya koymuştur.
Oil Whip / Oil Whirl problemlerinin giderilmesinde temel yaklaşım, şaft etrafında oluşan ve rotorla birlikte dönme eğiliminde olan yağ filmi hızının azaltılması veya rotorun yatak içerisinde daha stabil şekilde yüklenmesini sağlayacak bir yatak tasarımına geçilmesidir. Yapılan teknik değerlendirme sonucunda mevcut yatağın, bu tip rotordinamik instabiliteleri bastırma açısından yeterli olmadığı değerlendirilmiş ve sorunun kalıcı olarak giderilebilmesi için yatağın uygun bir yatak tipi ile — tercihen Tilting Pad yatak ile — değiştirilmesi gerektiği müşteri ile paylaşılmıştır.
Bakım planı uygulanıncaya kadar geçici bir operasyonel önlem olarak ise yatak yağ sıcaklığının uygun bir aralıkta kontrol edilmesi suretiyle yağ viskozitesinin ve yağ filmi dinamiğinin yönetilmesi önerilmiştir. Yapılan saha gözlemleri, bu yöntemin bakım sürecine kadar Oil Whip kaynaklı titreşim seviyelerinin kontrol altında tutulmasını sağlayabileceğini göstermiştir.
Bu çalışma, kritik döner ekipmanlarda oluşan subsynchronous titreşimlerin hızlı saha analizi ve doğru rotordinamik yorumlama ile kısa sürede teşhis edilebileceğini ve uygun mühendislik çözümleri ile güvenli işletmenin sürdürülebileceğini göstermektedir.
