J-PARC RCS冷却水設備冷却塔ファン不具合ベアリングユニットの振動解析

Vibration analysis of water cooling towers' defective fan bearing units at J-PARC RCS

藤来 洸裕; 菅沼 和明 ; 山崎 良雄 

Fujirai, Kosuke; Suganuma, Kazuaki; Yamazaki, Yoshio

J-PARC 3GeVシンクロトロン加速器(RCS)は、RF装置、電磁石および電源などの装置が数多くある。これらの装置は運転時に17MWの電力を使い、そのうち多くは熱エネルギーとなっている。よって加速器の運転には、冷却水設備が必要不可欠であり、その安定性は、加速器の稼働率を左右する。最近、冷却水設備の重要な部品である冷却塔ファンのベアリングユニットが故障した。今回の事象は、J-PARC全体の運転停止につながる。今回故障の原因を調べるために、ベアリングユニットの振動測定及びベアリングを切断し観察した。振動測定の結果、ベアリングの傷の有無で振動周波数に違いがあることが分かった。またベアリングを分解した際、外輪に傷がついていた。この傷はフレーキング痕という傷であることが分かった。

The J-PARC (Japan Proton Accelerator Research Complex) 3-GeV RCS (Rapid Cycling Synchrotron) has many devices such as Radio-Frequency components, electromagnets and power supplies. These devices use 17MW of electricity during operation, most of which is consumed as thermal energy. Therefore, cooling water equipment is indispensable for the operation of the accelerator and its stability affects the operation rate of the accelerator. Due to resent operation experience, the bearing unit of the cooling tower fan, which is also an important part of the cooling water equipment, broke down. This accident leads to the suspension of the J-PARC operation. In order to investigate the cause of the failure, we tried to measure vibration for the defective bearing and the bearing unit were cut and observed damaged surface. As a result of the vibration measurement, it was found that vibration frequency depends on the presence or absence of scratches on the bearing. We found surface of the outer ring had scratches called flaking.