กระบวนการการวินิจฉัยพฤติกรรมของกังหันก๊าซด้วยการวิเคราะห์การสั่นสะเทือน

1,322 Views

> ต้นแบบเชิงพาณิชย์

ความผิดปกติเพียงเล็กน้อยของเครื่องจักรหากไม่ได้รับการแก้ไขอย่างทันท่วงทีอาจนำไปสู่ความเสียหายใหญ่กับเครื่องจักรได้ การเฝ้าระวังเครื่องจักร (condition monitoring) เป็นแนวทางปฏิบัติหนึ่งที่สามารถลดความเสี่ยงในการเกิดความเสียหายใหญ่ในเครื่องจักร ทั้งนี้การวิเคราะห์การสั่นสะเทือนเป็นวิธีหนึ่งที่นิยมใช้ในการตรวจจับการทำงานของเครื่องจักร เนื่องจากมีประสิทธิภาพดีและสามารถประยุกต์ได้กับเครื่องจักรหลายประเภทด้วย

การวิเคราะห์พฤติกรรมของเครื่องจักรโดยใช้การสั่นสะเทือนสามารถทำได้โดยวิธีTime-Frequency-Analysis กล่าวคือการนำสัญญาณการสั่นสะเทือนหรือสัญญาณที่บ่งชี้ลักษณะการทำงานของเครื่องจักร (operational signals) มาศึกษาแอมพลิจูด การสั่นสะเทือนและพลังงานของการสั่นสะเทือนของแต่ละย่านความถี่ในแต่ละช่วงเวลา ซึ่งความเข้มของสัญญาณในช่วงเวลาต่าง ๆ ที่เปลี่ยนแปลงไปสามารถนำมาใช้ระบุพฤติกรรมของเครื่องจักรและ การวิเคราะห์ช่วงความถี่ที่ผิดปกติสามารถนำมาใช้เป็นแนวทางในการระบุหาต้นเหตุของความผิดปกติได้

Continuous Wavelet Transform เป็นวิธีที่ดีที่ให้ผลลัพธ์ในช่วงความถี่กว้างและมีความละเอียดที่เหมาะสม แต่การวิเคราะห์ผลของ time-frequency-analysis มีความซับซ้อนต้องใช้ความเชี่ยวชาญในด้านต่าง ๆ  เช่น ด้านการสั่นสะเทือน และความรู้ในการตรวจสอบเครื่องจักร ดังนั้น เพื่อให้ผู้ใช้งานสามารถเข้าใจการแปรผลได้ง่าย ค่าที่ได้จากการประมวลผลจะถูกนำไปแปลงเป็นค่าลักษณะเฉพาะ (characteristic values) ที่มีลักษณะเป็นปริมาณสเกลาร์สามารถใช้ในการเปรียบเทียบแต่ละช่วงเวลาได้ คือ Application Force Level โดย Heider และ Tooth Force Level โดย Müller โดยค่าดังกล่าวมีจุดเด่นในการปรับแต่งขอบเขตของการวิเคราะห์ เช่น ช่วงของความถี่ เพื่อรองรับการวิเคราะห์หลากหลายรูปแบบ ซึ่งกระบวนการนี้สามารถทำได้ทั้งในส่วนของการวินิจฉัยอย่างคร่าว ๆ เพื่อความรวดเร็วในการวินิจฉัยสามารถบอกพฤติกรรมของเครื่องจักรได้แบบกึ่งเรียลไทม์ และในส่วนของการวินิจฉัยแบบละเอียดที่ใช้ในการศึกษาการสั่นสะเทือนของเครื่องจักรแบ่งแยกตามการสั่นสะเทือนในช่วงคลื่นความถี่ต่าง ๆ เพื่อการวิเคราะห์ต่อไป

การวิเคราะห์ผลด้วย CWT และใช้ Application Force Level acc. Heider ในการประมวลผล
ต้นแบบกระบวนการวินิจฉัยการสั่นสะเทือนในรูปแบบโปรแกรมอิเล็กทรอนิกส์ MPULS

หลักการวินิจฉัยพฤติกรรมของกังหันก๊าซดังกล่าวได้ถูกนำไปสร้างซอฟต์แวร์ MPULS เพื่อใช้วินิจฉัยพฤติกรรมของกังหันก๊าซสำหรับการผลิตกระแสไฟฟ้า ณ โรงไฟฟ้าพระนครเหนือ การไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย ก่อนหน้านี้มีการประยุกต์ใช้เครื่องมือเพื่อตรวจจับปัญหา rubbing โดยการวัดกระแสไฟที่ปล่อยเข้าไปในกังหันก๊าซ โดยปัญหาดังกล่าวเป็นการเสียดสีของใบพัดกับตัวเสื้อ ทำให้เกิดความเสียหายโดยเครื่องมือที่มีอยู่เดิมมีการแสดงถึงสัญญาณที่อาจเป็นการบ่งบอกถึงปัญหา rubbing ในแต่ละช่วงเวลา การวินิจฉัยพฤติกรรมของกังหันก๊าซด้วยการวิเคราะห์การสั่นสะเทือนสามารถใช้ในการยืนยันถึงการทำงานของเครื่องจักรที่ยังคงปกติ และยังสามารถใช้ในการระบุตำแหน่งของสาเหตุการสั่นสะเทือนในแต่ละชิ้นส่วนของกังหันก๊าซได้ จุดเด่นของ MPULS คือ สามารถนำไปปรับแต่งใช้งานสำหรับการตรวจวิเคราะห์การสั่นสะเทือนของเครื่องจักรอื่น ๆ ได้อย่างไม่จำกัด ทั้งในด้านของกระบวนการวิเคราะห์ และตัวซอฟต์แวร์เองที่มีความยืดหยุ่นในการใช้งาน

ทีมวิจัย

ดร. ฉัตรชัย ศรีสุรางค์กุล, ดร. ศราวุธ เลิศพลังสันติ, ธนรรค อุทกะพันธ์, ธีระพงษ์ บุญมา และฝอยฝน ศรีสวัสดิ์