2. Диагностика технологического оборудования

Диагностика - совокупность методов определения технического состояния узла, устройства, агрегата и сопряжения деталей без их разборки. Диагностирование технического состояния заключается в логической обработке некоторой объективно существующей информации, поступающей от работающего оборудования в определенный промежуток времени. Эта информация поступает в виде внещних признаков, прямо или косвенно характеризующих состояние оборудования.

Комплексные методы испытания и диагностирования технологического оборудования должны основываться на системном подходе и предусматривать получение многогранной информации о состоянии оборудования с учетом реальных условий его эксплуатации и всего многообразия действующих факторов.

Вместе с тем, диагностирование рассматривается, прежде всего, как процесс, важнейшей задачей которого является обеспечение параметрической надежности технологического оборудования, определяемой способностью оборудования сохранять заданный уровень выгодных параметров точности под воздействием, в первую очередь, динамических и тепловых эксплуатационных нагрузок. В данном разделе учебного пособия более подробно рассматривается вибрационная диагностика технологического оборудования.

Диагностирование по вибрационным показателям не требует каких-либо вмешательств в нормальную работу станка, что положительно сказывается на экономической составляющей обследования. Диагностирование по другим показателям более дорогостоящее и продолжительное, и в большинстве случаев лишь дублирует показатели вибрационной диагностики. Кроме того, к диагностированию по вибрации можно приступить в любое время, не зависимо от сроков эксплуатация и состояния оборудования.

Вибрационная диагностика, если и не решает все проблемы и не предотвращает полностью отказы, но сводит их к минимуму.

Вибрация - механические колебания, т.е. повторяющийся в той или иной степени во времени процесс изменения состояний системы.

Задачи диагностирования целесообразно разделить на группы:

• вибрационная диагностика

• обнаружение источников вибрации (шума)

• обнаружение источников акустической эмиссии

• вибрационный модальный анализ

• ультразвуковая дефектоскопия

В каждой группе существуют ограничения на свойства вибрации, используемые для достижения оптимальных результатов. Вибрацию делят по частотному признаку на:

• низкочастотную

• среднечастотную

• высокочастотную

• ультразвуковую

по способу ее формирования:

• естественного происхождения

• искусственного происхождения

Вибрационная диагностика может использоваться для ремонта и сборки или для обнаружения дефектов и слежения за их развитием в процессе эксплуатации. Назначением диагностики в процессе эксплуатации оборудования является обнаружение изменений, и прогноз развития технического состояния каждого из элементов, для которого существует реальная вероятность отказа в период между ремонтами. Для этого измеряется низкочастотная, среднечастотная и высокочастотная вибрация, а также используются более сложные, чем при мониторинге, методы анализа вибрации, позволяющие получать полный объем диагностической информации. Вибрация измеряется на каждом диагностируемом узле или, по крайней мере, в точках перехода высокочастотной вибрации от диагностируемого к другим узлам объекта, доступным для измерения вибрации.

Основной метод вибрационного мониторинга - наблюдение за изменением энергетических параметров вибрации оборудования и, прежде всего, мощности уровня отдельных компонент вибрации. Особенности любого подхода к решению задач мониторинга определяются тремя главными факторами:

• выбор точек измерения вибрации

• количество разделяемых компонент

• интервалы между измерениями.

В практической диагностике оборудования по вибрации существует два основных подхода к решению диагностических задач. В первом случае диагностика выполняется только после обнаружения изменений вибрационного состояния оборудования средствами мониторинга и ее задачей является интерпретация этих изменений. Однако мониторинг проводится, как правило, по низкочастотной и среднечастотной вибрации, реагирующей на появление, в основном, только развитых дефектов. Именно они приводят к заметным изменениям энергетических параметров вибрации оборудования, при смене режимов его работы.

Второй подход заключается в использовании тех методов и средств диагностики, которые обнаруживают основные виды дефектов на этапе их зарождения еще до того, как произойдут существенные энергетические изменения в сигнале вибрации оборудования в целом. Обнаружение дефектов на этапе зарождения дает возможность наблюдать за их развитием и своевременно планировать работы по ремонту и обслуживанию оборудования. Такой подход достаточно часто называют мониторингом дефектов, и он может осуществляться в течение нескольких лет, пока совокупность имеющихся дефектов как по глубине, так и по количеству, не приведет к ситуации, близкой к аварийноопасной. Естественно, что такой подход возможен лишь в том случае, когда все потенциально опасные дефекты могут быть обнаружены и идентифицированы на ранней стадии их развития. Многие годы такой возможности просто не существовало. Однако в результате интенсивного развития методов и технических средств диагностики, и прежде всего по сигналу вибрации, в настоящее время системы мониторинга дефектов становятся реальностью и получают все более широкое распространение.