بالانس در محل (Field Balancing)

بالانس در محل (Field Balancing) ماشین آلات دوار؛ از تعریف تا اجرای استاندارد

بالانس در محل فرآیندی است که در آن روتور یک ماشین دوار، در همان موقعیت نصب شده و تحت شرایط واقعی بهره برداری متعادل می شود؛ بدون بازکردن، دمونتاژ یا انتقال به کارگاه. این روش، برخلاف بالانس کارگاهی، اثر واقعی یاتاقان ها، فونداسیون، بار، دما و شرایط عملیاتی را در نتیجه نهایی لحاظ می کند. به همین دلیل، در بسیاری از تجهیزات صنعتی، بالانس در محل نه یک انتخاب، بلکه تنها راه حل فنی قابل اتکا است.

بر اساس تعریف استاندارد ISO 21940، هدف بالانس کاهش نیروهای ناشی از توزیع نامتقارن جرم تا رسیدن به سطح لرزش قابل قبول در شرایط کاری واقعی است؛ موضوعی که عملاً فقط در بالانس میدانی به طور کامل محقق می شود. ISO 21940-11 تأکید می کند که ارزیابی کیفیت بالانس باید متناسب با شرایط عملکرد واقعی روتور انجام شود، نه صرفاً شرایط آزمایشگاهی.

خدمات بالانس در محل چاکو

ما با استفاده از تخصصی ترین ابزارها و دستگاه ها توانایی اجرای انواع بالانس را باکیفیتی دقیق، در محل شما خواهیم داشت! این خدمات شامل موارد زیر می باشد:

• بالانس استاتیکی
• بالانس پمپ
• بالانس پولی
• بالانس تک صفحه ای
• بالانس توربین
• بالانس دو صفحه ای
• بالانس دینامیکی
• بالانس روتور
• بالانس سپراتور
• بالانس فلایویل
• بالانس فن
• بالانس فن سانتریفیوژ
• نابالانسی کوپل

بالانس در محل چیست و چه تفاوتی با بالانس کارگاهی دارد؟

در بالانس کارگاهی، روتور یا مجموعه دوار پیش از نصب نهایی، روی دستگاه بالانس ثابت و در محیط کنترل شده متعادل می شود. این روش برای قطعات نو یا بازسازی شده ضروری است، اما یک محدودیت ذاتی دارد: شرایط واقعی نصب را شبیه سازی نمی کند.

در مقابل، بالانس در محل (On-site / Field Balancing) مستقیماً روی ماشین نصب شده انجام می شود. روتور در یاتاقان های واقعی خود می چرخد، نیروهای ناشی از ناهمراستایی جزئی، انعطاف فونداسیون و اثرات بار واقعی در داده ها دیده می شوند و اصلاح نابالانسی دقیقاً متناسب با همین شرایط انجام می شود. در تجربه های عملی که تیم فنی چاکو در پروژه های صنعتی با فن های بزرگ و پمپ های فرآیندی داشته، بارها دیده شده که روتوری با گواهی بالانس کارگاهی معتبر، پس از نصب همچنان لرزش خارج از حد مجاز داشته است؛ موضوعی که تنها با بالانس در محل و لحاظ کردن شرایط واقعی بهره برداری برطرف شده است و تنها شرط آن دسترسی به روتور جهت بارگذاری و یا باربرداری وزنه بالانس می باشد.

چه تجهیزاتی معمولاً نیاز به بالانس در محل دارند؟

بالانس میدانی معمولاً برای تجهیزاتی به کار می رود که جابه جایی آن ها دشوار، پرهزینه یا عملاً غیرممکن است. این موضوع بیشتر در ماشین آلات بزرگ یا نصب های دائمی دیده می شود که به روتور یا پروانه جهت اعمال وزنه بالانس دسترسی داریم.

فن ها و بلوئرهای صنعتی، به ویژه فن های برج خنک کن، فن های اگزاست و فن های فرآیندی، از رایج ترین موارد بالانس در محل هستند. تجمع ذرات، خوردگی پره ها یا تعویض بخشی از روتور باعث ایجاد نابالانسی می شود که فقط در شرایط واقعی گردش هوا قابل اصلاح است.

پمپ ها و کمپرسورها، به خصوص در صنایع نفت، گاز و شیمیایی، نمونه ی دیگری هستند. در این تجهیزات، اثر بار هیدرولیکی، دمای سیال و وضعیت واقعی یاتاقان ها نقش تعیین کننده ای در پاسخ ارتعاشی دارند.

توربین ها، ژنراتورها، آسیاب ها، خردکن ها، سانتریفیوژها و موتورهای بزرگ نیز معمولاً به گونه ای طراحی شده اند که بالانس آن ها پس از نصب، منطقی تر و دقیق تر از بالانس جداگانه در کارگاه است.

چه زمانی بالانس در محل تنها گزینه فنی قابل قبول است؟

بالانس در محل زمانی ضرورت پیدا می کند که محدودیت های لجستیکی یا فنی اجازه خروج روتور از سیستم را ندهد. در پروژه هایی که توقف تولید هزینه بالایی دارد، دمونتاژ کامل دستگاه عملاً توجیه اقتصادی ندارد و یا روتور دستگاه ابعاد بزرگی دارد.

از طرف دیگر، در بسیاری از ماشین ها، منبع لرزش فقط توزیع جرم نیست. تغییر شکل تحت بار، رفتار فونداسیون، یا حتی نحوه بسته شدن پیچ های پایه روی پاسخ ارتعاشی اثر می گذارد. بالانس کارگاهی این عوامل را حذف می کند، اما بالانس در محل آن ها را مستقیماً در محاسبات وارد می کند.

در تحلیل های ارتعاشی انجام شده توسط متخصصان چاکو، موارد متعددی وجود داشته که لرزش بالا ابتدا به عنوان نابالانسی تشخیص داده شده، اما پس از بررسی اولیه مشخص شده که بالانس فقط زمانی مؤثر است که ماشین در وضعیت پایدار عملیاتی و با بار واقعی کار کند.

فرآیند بالانس در محل چگونه انجام می شود؟

فرآیند بالانس میدانی یک کار مرحله ای و مبتنی بر داده است، نه صرفاً اضافه کردن وزنه.

در گام نخست، وضعیت مکانیکی ماشین بررسی می شود تا مشکلاتی مانند شل شدگی، خرابی یاتاقان یا رزونانس سازه ای حذف شوند. بالانس روی ماشینی که مشکل پایه ای دارد، معمولاً به نتیجه پایدار نمی رسد. سپس اندازه گیری لرزش اولیه انجام می شود. دامنه و فاز ارتعاش با استفاده از حسگرهای دقیق ثبت شده و به عنوان خط پایه در نظر گرفته می شود. در ادامه، جرم آزمایشی مشخصی در یک موقعیت معلوم روی روتور نصب می شود. پس از اجرای مجدد دستگاه، تغییرات دامنه، فاز و داده ها توسط دستگاه پرتابل بالانس اندازه گیری می شوند. این داده ها اساس روش ضریب تأثیر هستند؛ روشی که به صورت ریاضی نشان می دهد هر واحد جرم چه اثری بر پاسخ ارتعاشی دارد.

پس از محاسبه جرم اصلاحی، وزن آزمایشی برداشته شده و اصلاح دائمی اعمال می شود. اجرای نهایی (Check Run) مشخص می کند که آیا سطح لرزش به محدوده مجاز استاندارد رسیده است یا نیاز به اصلاح جزئی (Trim) وجود دارد.

ابزارها و روش های مورد استفاده در بالانس میدانی

بالانس در محل بدون ابزار دقیق عملاً ممکن نیست. آنالایزرهای ارتعاش پرتابل، شتاب سنج ها یا حسگرهای سرعت، تاکومتر لیزری برای مرجع فاز و نرم افزارهای تخصصی بالانس، اجزای اصلی این فرآیند هستند.

چاکو پروژه های پرتابل بالانس را با استفاده از تجهیزات بالانس پیشرفته مانند: دستگاه VMI X5 MK و Easy Viber ساخت سوئد و نرم افزار تخصصی تهیه شده انجام می دهد. 

انتخاب بین بالانس تک صفحه ای یا بالانس دو صفحه ای به هندسه و نسبت طول به قطر روتور بستگی دارد. روتورهای دیسکی کوتاه معمولاً با بالانس تک صفحه ای اصلاح می شوند، در حالی که روتورهای بلند یا پرسرعت نیاز به بالانس دوصفحه ای دارند تا کوپل های نابالانسی نیز کنترل شوند.

در پروژه های صنعتی واقعی، دقت نصب جرم اصلاحی و ایمنی اتصال آن اهمیت بالایی دارد؛ موضوعی که در تجربه های میدانی چاکو همواره یکی از نقاط حساس عملیات بوده است.

مزایای فنی و اقتصادی بالانس در محل

کاهش لرزش و صدا اولین و ملموس ترین نتیجه بالانس در محل است، اما اثرات آن به اینجا محدود نمی شود. کاهش نیروهای دینامیکی باعث افزایش عمر یاتاقان ها، سیل ها و شفت می شود و احتمال خرابی های ناگهانی را به طور محسوسی کم می کند.

از نظر اقتصادی، حذف دمونتاژ و حمل تجهیزات بزرگ، زمان توقف تولید را به حداقل می رساند. در برخی پروژه های صنعتی، کاهش لرزش از محدوده 8–10 mm/s به زیر 4.5 mm/s نه تنها استاندارد ISO را پوشش داده، بلکه مصرف انرژی و دمای یاتاقان ها را نیز کاهش داده است.

ایمنی و استانداردها در بالانس در محل

بالانس میدانی بدون رعایت ایمنی می تواند خطرناک باشد. دسترسی به قطعات دوار، نصب جرم و اجرای تست ها همگی نیازمند کنترل دقیق ریسک هستند.

استاندارد ISO 21940 چارچوب فنی بالانس را مشخص می کند و مقرراتی مانند OSHA (به عنوان مرجع ایمنی بین المللی) بر اصول حفاظت ماشین، قفل و برچسب گذاری انرژی (LOTO) و استفاده از تجهیزات حفاظت فردی تأکید دارند. رعایت این اصول، صرف نظر از موقعیت جغرافیایی، برای هر عملیات حرفه ای ضروری است.

اشتباهات رایج در بالانس در محل

یکی از خطاهای رایج، تلاش برای بالانس ماشینی است که مشکل اصلی آن نابالانسی نیست. شل شدگی، خمیدگی شفت یا رزونانس اگر تشخیص داده نشوند، باعث شکست فرآیند می شوند.

خطا در ثبت فاز، فراموش کردن برداشتن جرم آزمایشی، یا نصب ناایمن وزنه ها نیز از اشتباهاتی هستند که در عمل دیده می شوند و می توانند به نتایج ناپایدار یا حتی خطرناک منجر شوند.

چاکو با 15 سال سابقه اجرایی در زمینه بالانس در محل با عنوان شرکت پیشرو در این زمینه با استفاده از تجهیزات پیشرفته و کارشناسان با تجربه آماده خدمات رسانی به صنایع سراسر کشور می باشد.

جدول جمع بندی نهایی: