+7 (495) 783-39-64 +7 (495) 783-39-64

Статьи

Огибающая: высокая чувствительность к дефектам и их раннее обнаружение (часть 3)

Фильтрация является важным этапом в процессе метода огибающей вибросигнала Первым этапом обработки сигнала при использовании метода диагностики по спектрам огибающей является обработка вибросигнала с помощью полосового фильтра. Правильная настройка фильтра обеспечивает удаление нежелательных частотных составляющих из вибросигнала и предотвращает затухание необходимых при анализе спектров огибающей вибросигнала частот. При выборе диапазона частот необходимо принимать во внимание рабочую скорость вращения машины и ее собственные частоты резонанса, которые частично зависят от конструкции подшипника, машины, а также от места монтажа. Поэтому для получения наиболее точных данных диагностики при первом использовании спектра огибающей часто следует поэксперементировать с частотами используемых фильтров. Сначала рекомендуем выявить в спектре вибросигнала «скопление» высокочастотных амплитудных пиков, относящихся к резонансу элементов подшипника. Нижняя граница фильтра (фильтр пропускания верхних частот) должна быть установлена выше частот зубчатого зацепления, но ниже этого «скопления» пиков, указывающего на резонанс подшипника. Выбор нижней границы фильтра осуществляется таким образом, чтобы отфильтровывались составляющие с высокой амплитудой и низкой частотой (которые вызваны вибрацией машин на частоте вращения). Это значительно улучшает соотношение сигнал-шум на частотах, которые нас интересуют. В вибросигнале именно эти низкочастотные вибрации, как правило, преобладают. Верхняя граница фильтра выбирается таким образом, чтобы отфильтровывались составляющие вибросигнала на максимально высоких частотах, вызванные другими вибрациями агрегата и сигналами, усиленными в акселерометре или в результате резонанса монтажного крепления. Для машин, оснащенных подшипниками качения, нижняя граница частотного фильтра, как правило, должна быть больше, чем величина 10-ти кратной рабочей скорости машины (10Х), для того чтобы удалить гармоники, кратные частоте вращения машины. Однако эти частоты не должны превышать половину величины собственных частот подшипника. Эти собственные частоты выступают в роли «несущих» частот и возникают при появлении ударных импульсов дефекта подшипника, поэтому затухание этих вибросигналов затрудняет диагностику дефекта при помощи спектров огибающей. Верхняя граница частотного фильтра, как правило, устанавливается на величину, в 60 раз большую, чем частота «перекатывания» тел качения по наружному кольцу подшипника (60X BPFO) или примерно в 200 раз больше, чем рабочая скорость вращения машины (200Х). Это приводит к затуханию высокочастотных помех и составляющих вибрации, часть из которых была усилена резонансом акселерометра. Эти правила довольно просты и обязательно должны учитываться специалистом по виброанализу при диагностике подшипников качения. Однако частоты, возникающие в зубчатых зацеплениях редукторов, затрудняют их применение для диагностики редукторов. Выходной вибросигнал после прохождения через полосовой фильтр (Рисунок 5) будет отображать резонансную частоту конструктивных элементов машины. Это более высокие частоты в форме волны, модулируемой дефектом. Ударные импульсы, возникающие при появлении в подшипнике дефекта, возбуждают эту «несущую» частоту, амплитуда которой будет затухать в геометрической прогрессии. В вибросигнале дефектного подшипника могут появиться ударные импульсы с различным временным интервалом, амплитудой и дополнительными частотными составляющими – на все это может оказывать влияние смазка, количество дефектов, степень их серьезности и нагрузка на подшипник. Несмотря на все это, метод диагностики при помощи спектров огибающей вибросигнала очень эффективен для таких сложных форм вибросигнала. Демодуляция амплитуды вибросигнала удаляет резонансные частоты Прежде чем получить огибающую отфильтрованного вибросигнала (демодулировать его), сначала нужно произвести его двухполупериодное выпрямление (Рисунок 6), которое удваивает «несущую» частоту и еще больше отделяет частоту ударных импульсов от «несущей» частоты. Следующий этап - это непосредственно извлечение огибающей. Амплитудная демодуляция выпрямленной формы вибросигнала удаляет несущую частоту и оставляет частоту повторения ударных импульсов дефекта. Для выполнения демодуляции используются следующие методы: детектирование пиковых значений (Рисунок 7), интегрирование и фильтрация высоких частот. Как правило, извлечение огибающей позволяет получить форму вибросигнала со спектральными компонентами, соответствующими частотам ударных импульсов и, как следствие, гармоникам частот дефекта. Частотные компоненты, не имеющие отношения к ударным импульсам, будут, как правило, иметь более высокую частоту, чем интересующие нас составляющие. Некоторые из них могут быть убраны при помощи фильтра высоких частот, в результате чего в вибросигнале останутся только частотам ударных импульсов и некоторые гармоники низкого порядка. Интерпретировать такой менее загроможденный спектр будет проще, потому что количество частотных составляющих будет меньше. Перед проведением анализа вибросигнала необходимо получить спектр огибающей. Частота ударных импульсов должна четко отображаться в спектре относительно других спектральных компонент вибросигнала. Гармоники частот дефектов, как правило, являются излишними компонентами метода огибающей и не используются для отслеживания этих неисправностей, за исключением тех случаев, когда присутствует большое число гармоник, указывающих на развитие дефекта. Частоты высоких пиков амплитуды присутствующие в спектре, могут коррелироваться с физическими параметрами машины. Обратите внимание на то, что по мере развития дефекта рядом с амплитудными пиками на частотах дефектов в спектре могут появляться боковые полосы частот, связанные со скоростью вращения машины. Если на спектре появляются нескоррелированные (посторонние) частоты, это может быть вызвано некорректной конфигурацией используемых фильтров или неправильными замерами вибрации при помощи вибродатчиков. Колебания на этих частотах могут быть вызваны и другими компонентами агрегата или же возникающими в процессе работы агрегата процессами. Продолжение следует...


Тест-система SonicTC

Для тестирования чугунных тормозных дисков на наличие трещин и раковин Введение Метод акустического резонансного тестирования (АРТ) - это один из методов неразрушающего контроля, предназначенный для испытаний различных делатей на наличие дефектов. Использование данного метода позволяет быстро и со 100% точностью определить наличие дефектов. RTE Akustik + Prüftechnik GmbH имеет более чем 28 летний опыт в разработке и внедрения систем неразрушаюшего контроля для литых деталей. Основное применение системы - это поиск в литых деталях трещин, структурных дефектов и так далее. Также компания RTE предлагает тест-системы для контроля шума и вибрации материалов на основе инновационной системы SonicTC. Метод акустического резанансного тестирования (АРТ) Метод АРТ основан на физических законах, когда при возбуждении тело колеблется или вибрирует с характерной формой и частотой, имеет собственную резонансную частоту. Эти колебания как отпечаток пальца, неповторимы у разных деталей и имеют схожий характер у серийных деталей. Данные колебания регистрируются с помощью определенных микрофонов и анализируются. Наличие трещин, изменение структуры металла и неправильное закаливание изменяет звуковые колебания детали, позволяя со 100% точностью определить дефект. Преимущества АРТ • Оценивает весь тестируемый объект независимо от его размера; • Может работать автоматизировано; • Анализ дефектов на основе эталонных объектов; • Не требует жидкостей, газов, оставляет деталь в исходном состоянии; • Надежный,экономичный и эффективным метод. АРТ находит скрытые дефекты, невидимые на поверхности детали. Небольшие поверхностные дефекты литья, не возможно определить методом АРТ, для обнаружения таких дефектов применяется визуальный осмотр или 3D-сканеры. Однако АРТ чувствителен к температурным, размерным и плотностным изменениям. SonicTC – это надежный метод для контроля качества готовых изделий.


Мониторинг состояния подшипника и смазки

Для обеспечения максимального срока службы подшипников необходимо постоянно отслеживать их состояние и смазывать по мере необходимости. Обслуживание позволяет существенно снизить издержки, связанные с простоями и ремонтом. С целью обеспечения максимального ресурса подшипников компания SDT разработала ультразвуковой анализатор дефектов SDT 270 Bearing с набором датчиков для постоянного мониторинга состояния, предназначенных для анализа критических рабочих параметров подшипников и машин. Принцип работы анализатор дефектов SDT 270 Bearing - регистрация ультразвуковых волн, возникающих при трении деталей. Основное преимущество: ультразвуковые волны начинают появляться задолго до появления неполадки и выхода оборудования из строя. Например, в работающем подшипнике зарождается трещина во внутреннем кольце. На различных стадиях развития неполадки используются разные способы контроля. На начальной стадии возникают ультразвуковые волны из-за трения (применяем прибор SDT), затем вибрации (применяется вибродиагностика), далее повышается температура подшипника (применяется инфракрасная камера) и затем происходит разрушение детали. Подшипник с трещиной Для решения задач по мониторингу состояния подшипников всего несколько действий: Осмотр подшипников по графику с использованием прибора SDT 270 Bearing Для дальнейшего анализа нужно знать, скорость вращения подшипника и его нагрузку. При разных нагрузках и скоростях вращения тяжело определить состояния подшипника. Запись ультразвукового файла и показаний прибора Занесение данных в программу UAS (Программа для структуризации, хранения и анализа ультразвуковых сигналов) Ведения статистики состояния Анализ состояний подшипника Где можно применять ультразвуковой анализ состояния подшипников? При диагностики турбин, редукторов, электродвигателей, насосов, генераторов, прокатных станов, механизмов передач компрессоров, вентиляторов, конвейеров и так далее. Пример анализа статических данных от времени: Подшипник №6-43 - разрушение при 26.8 дБмкВ. Служба диагностики указала на необходимость замены подшипника, т.к. при анализе обнаружила резкое повышение уровня ультразвука до уровня пред аварийной сигнализации. При осмотре наружного кольца подшипника подтвердилось. Зачем нужен контроль количества смазки подшипников? Вычисление количества смазки, достаточного для нормальной работы подшипников; Предотвращение недостатка и избытка смазки для увеличения срока службы подшипников; Преимущества прибора SDT 270 Bearing по сравнению с аналогами: Прибор имеет широкий диапазон частоты приема ультразвука (10 - 210 кГц), которую регулирует оператор в зависимости от задачи и условий контроля. При выбранной частоте прибор имеет более узкую полосу пропускания, чем у аналогов, что позволяет исключить фоновый шум от постороннего оборудования при диагностике. Есть возможность регулировки усиления сигнала, причем прибор автоматически отображает на дисплее оптимальный уровень усиления для каждой конкретной ситуации. Прибор совместим с широким рядом ультразвуковых датчиков (около 80), а также есть возможность подключения внешнего или встроенного пирометра, тахометра. Подключенный датчик определяется и настраивается автоматически. Выводы: Диагностика состояния подшипников ультразвуковым способом позволяет установить степень их повреждения и категорию технического состояния: работоспособное, ограниченно работоспособное, недопустимое или аварийное. Ультразвуковой способ позволяет выявить неисправность на наиболее ранней стадии ее развития, на которой еще не применимы вибрационные способы контроля. Соотношение затрат на средства ультразвуковой диагностики и средства вибродиагностики (1 к 20 соответственно) позволяет считать ультразвуковой анализатор дефектов SDT270 необходимым инструментом в дополнение к традиционным средствам вибрационного контроля для оценки состояния механического оборудования


Специальный тепловизор IR236 для контроля температуры биологических объектов

Уникальный тепловизор IR236 может фиксировать температуру объектов с очень высокой точностью, что позволяет использовать данный тепловизор для контроля температуры человеческого тела. Обычные тепловизоры имеют точность измерения температуры +/- 2% от измеряемой величины, но не менее 2 градусов Цельсия. Лучшие из современных тепловизоров имеют точность измерения температуры +/- 1% от измеряемой величины, но не менее 1 градуса Цельсия. Специальные медицинские тепловизоры могут фиксировать температуру с точностью 0,5 градуса Цельсия и только тепловизор IR236 за счет использования опорного источника излучении – «черного тела» позволяет довести эту величину до 0,3 градуса Цельсия. Тепловизор IR236 может быть представлен в виде сетевой тепловизионной системы для контроля температуры биологических объектов. Тепловизонный комплекс фиксирует тепловизонные изображения в местах перехода границы и с высокой достоверностью определяет возможное присутствие людей с опасными заболеваниями. Встроенный тепловизор высокого разрешения с системой сигнализации и многоточечной технологией разрешения лиц делает этот тепловизионный комплекс идеальной системой для установки в аэропортах, портах и вокзалах. На данном рисунке изображена схема подключения тепловизора IR236. Варианты крепления тепловизора IR236: сверху и снизу. Мониторная стойка для наблюдения картины с тепловизора IR236 на большом экране. Варианты установки тепловизоров IR236 на реальном объекте. Для большего охвата области наблюдения несколько тепловизоров IR236 могут встраиваться в сеть. Программное обеспечение для тепловизора IR236 может быть на разных языках, в том числе и на русском. Тепловизор IR236 имеет контрастную шкалу для четкой фиксации превышения температуры объекта. Функция распознавания лиц в инфракрасном и видео диапазонах позволяет тепловизору IR236 идентифицировать потенциальных носителей вирусов с высокой точностью. В программном обеспечении тепловизора IR236 предусмотрена архивация информации с последующей обработкой сигналов тревоги по дате и температуре объекта.


Контроль анестезирующих агентов в операционных комнатах при помощи газовых мониторов INNOVA 1412

Анестезирующие агенты это химикаты , которые при вдыхании вызывают состояние общей анестезии (наркоза). Общая анестезия – это состояние полной нечувствительности и бессознательности. Операции стали распространенным и обычным делом, благодаря применению общей анестезии, которая избавляет пациента от боли, при хирургических вмешательствах. Угроза пациента от анестетиков является минимальной, но рабочий персонал больниц, который регулярно находится в непосредственной к ним близости (хирурги, анестезиологи, медсестры , техники) попадает в группу риска. Угроза исходит от утечек газа из системы подачи анестетиков, а также от отходящих газов, выдыхаемых пациентами. Другим важным фактором является эффективность вентиляционных систем и их возможность выводить анестетики из операционной комнаты. Таким образом, мониторинг концентрации анестезирующих агентов рекомендуется проводить непрерывно. Требования законодательства в данной сфере варьируются в зависимости от страны. К примеру, в Италии, законодательство требует повсеместного контроля анестетиков в операционных комнатах и постоянного контроля в вентиляционной системе. Типичные анестетики, требующие контроля – это веселящий газ (оксид азота), изофлюран, энфлюран, севофлюран и десфлюран. Углекислый газ и изопропанол обычно тоже мониторятся с целью кросс-компенсации. Уровень углекислого газа также служит индикатором качества воздуха и эффективности систем вентиляции в операционной комнате. В дополнение к мониторингу операционных комнат и систем вентиляции, также проводится мониторинг комнат подготовки к анестезии и комнат пробуждения. Фотоакустический газовый монитор производства компании LumaSense – INNOVA 1412i прекрасно подходит для данного типа измерений. Монитор прост в эксплуатации и может измерять в реальном времени до 5 газов, которые могут включать в себя как интересующие анестезирующие агенты, так и углекислый газ. Результаты измерения компенсируются, учитывая уровень концентрации воды, который автоматически измеряется при помощи отдельного водяного фильтра. Преимуществами газовых мониторов LumaSense INNOVA 1412 также являются высокая стабильность и повторяемость результатов измерения, редкая необходимость в калибровке (примерно 1 раз в год), линейный отклик в широком динамическом диапазоне, высокая точность, а также измерение малых концентрации интересующих газов. Минимальные концентрации интересующих газов, которые могут быть измерены при помощи газового монитора LumaSense INNOVA 1412i: 0.03 ppm для веселящего газа (оксид азота) 0.006 ppm для севофлюрана 0.008 ppm для десфлюрана 10.5 ppm для углекислового газа 0.005 ppm для изофлюрана 0.005 ppm для энфлюрана   Две итальянские больницы - Гражданский Госпиталь в Брешии (the Civil Hospital in Brescia) и Госпиталь при Университете Вероны (Integrated University Hospital in Verona), установили фотоакустический газовый монитор LumaSense INNOVA 1412 с распределительной системой INNOVA 1309. Данная система получает образцы воздуха из шести разных операционных комнат с 2 измерительных точек в каждой, а также комнат подготовки к анестезии и комнат пробуждения. Благодаря программному обеспечению LumaSoft Gas Multi Point 7860 software, детальные графики концентрации анестетиков могут быть получены с каждой точки круглосуточно. Фотоакустический газовый монитор LumaSense INNOVA 1412 с распределительной системой INNOVA 1309 На графиках, расположенных ниже, показаны концетрации оксида азота и севофлюрана, полученные из двух операционных комнат. Первый максимум зафиксирован в 7:35 и относится к проверке респираторной системы перед проведением операции. Все измерения хранятся в базе данных SQL сервера, дистанционный контроль обеспечивается при помощи интерфейса TCP/IP, встроенного в монитор INNOVA 1412. График измерения оксида азота и севофлюрана в операционной комнате График измерения оксида азота и севофлюрана в операционной комнате (точка в непосредственной близости к анестезиологу)


Огибающая: высокая чувствительность к дефектам и их раннее обнаружение (часть 2)

Несмотря на то, что метод диагностики состояния оборудования при помощи спектров огибающей вибросигнала может показаться простым и понятным, точность результатов зависит от корректности применения этого метода. При использовании метода огибающей пользователю следует учесть следующие восемь аспектов: 1. РАННЯЯ ДИАГНОСТИКА: Огибающая обеспечивает раннее обнаружение дефектов, которые могли бы быть скрыты «фоновой» вибрацией машины. Если спектр огибающей помог выявить дефект, то это еще не означает, что поломка неизбежна. Тем не менее, для отслеживания развития этого дефекта необходимо увеличить частоту мониторинга вибрации этого элемента машины. Дефекты не будут выявлены до тех пор, пока они не разовьются до такой степени, что их взаимодействие с другими компонентами станет повторяющимся, а не произвольным. Всегда проводите сравнение с данными, полученными другими доступными вам методами измерений. 2. ДИАГНОСТИРУЕМОЕ ОБОРУДОВАНИЕ: Метод диагностики состояния оборудования при помощи спектров огибающей вибросигнала может применяться для выявления дефектов таких элементов машины, в которых происходит повторяющееся соприкосновение металлических деталей. Однако т.к. огибающая не является непосредственным (прямым) замером, спектр огибающей вибросигнала может усиливаться или ослабляться за счет воздействия многих посторонних факторов. Некоторые детали или характеристики машины могут повлиять на огибающую вибросигнала. Сочленения, соединения, сальники и демпферы с масляной пленкой под давлением и без него затрудняют передачу высокочастотных вибросигналов. Высокочастотные помехи скрывают ударные импульсы в поршневых машинах, электродвигателях переменной частоты и других агрегатах. Помимо этого, электромагнитные помехи в кабеле между вибродатчиком и устройством обработки сигналов могут влиять на целостность вибросигналов. 3. ВЫБОР ВИБРОДАТЧИКА: Амплитудно-частотная характеристика вибродатчика должна иметь необходимый рабочий диапазон, который включал бы резонансные частоты деталей и элементов машины (от 1 кГц до более чем 40 кГц). Собственная резонансная частота используемого вибродатчика должна существенно отличаться от представляющих интерес частот (частот ударных импульсов) машины, с тем чтобы избежать их наложения. Вибродатчик должен обладать максимальной степенью надежности, с тем чтобы обеспечить повторяемость измерений. 4. МОНТАЖ ВИБРОДАТЧИКА: Диагностика при помощи спектров огибающей вибросигнала во многом зависит от метода и места монтажа вибродатчика. Даже самое незначительное изменение места монтажа вибродатчика может привести к изменению результатов измерений. Поэтому для того, чтобы быть уверенным в том, что изменения показаний вызваны именно изменениями состояния машины, а не действиями специалиста по анализу вибрации, необходимо надежно закрепить вибродатчик на объекте измерения. Вибродатчик должен быть закреплен на плоской, чистой (голый металл) поверхности. При использовании датчиков с ручными щупами показания вибрации будут особенно подвержены вариации из-за силы прижатия вибродатчика к объекту измерения, угла его установки и от других факторов, индивидуально зависящих от человека, снимающего показания. Учитывая это, специалист по виброанализу должен быть очень внимательным, используя датчики с ручными щупами для диагностики дефекта по спектру огибающей. Закрепите вибродатчик таким образом, чтобы максимально снизить нестабильность показаний – например, прикрепите его к поверхности измерения при помощи монтажной шпильки или, если вы используете портативный сборщик данных, старайтесь закрепить вибродатчик к машине при помощи магнита, который обеспечит его равномерное прижатие к объекту с одинаковой силой и под одинаковым углом (перпендикулярно поверхности измерения) при выполнении каждого измерения. Поскольку высокочастотные сигналы, которые используются при преобразовании в спектр огибающей, обычно плохо передаются через детали и элементы машины, вибродатчик нужно расположить таким образом, чтобы между ним и диагностируемым элементом машины было минимальное расстояние. Это обеспечит минимально возможное затухание высокочастотного сигнала. Любые неплотные соприкосновения или потеря контакта вибродатчика с металлическими частями машины приводят к существенному затуханию сигнала. Передачу сигнала может полностью прервать масляная пленка, появляющаяся в любом месте соприкосновения металлических частей. Таким образом, дефекты, выявляемые при помощи спектров огибающей вибросигнала, всегда находятся рядом с вибродатчиком. 5. ВЫЯВЛЕНИЕ ДЕФЕКТОВ: Благодаря корреляции основных частот спектра и источников дефектов, неисправные компоненты машины, как правило, могут быть идентифицированы до разбора и осмотра подшипника. Это позволяет ремонтному персоналу заранее заказывать необходимые запасные части и планировать работы с учетом соблюдения технологии производства. Для получения точных данных при использовании метода огибающей необходимо принимать во внимание как частоты вибрации деталей и элементов машины, так и ее собственные частоты. Недостаточное или чрезмерное количество смазки или ее загрязнение может вызвать появление дополнительных частотных компонентов в спектре огибающей вибросигнала. Поэтому при появлении дефектов в первую очередь необходимо проверить состояние смазки. Развитие дефектов обычно сопровождается увеличением количества частотных компонентов подшипника и общим увеличением уровня спектра огибающей вибросигнала. Таким образом, основные частоты дефектов в спектре вибросигнала являются самым важным фактором, обеспечивающим корреляцию спектра с физическими дефектами оборудования. 6. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ СТЕПЕНИ СЕРЬЕЗНОСТИ ДЕФЕКТА: Метод диагностики при помощи спектра огибающей вибросигнала предоставляет пользователям ценную информацию о техническом состоянии оборудования. Тем не менее, сам по себе метод огибающей не может предоставить всей информации для надежного и точного прогнозирования состояния элементов машины (например, подшипника или редуктора). В спектре огибающей частота коррелируется с определенным компонентом машины, но при этом рост амплитуды не обязательно будет коррелироваться с развитием какого-то дефекта. Известно, что амплитуда огибающей по виброускорению снижается по мере увеличения дефекта подшипника. По мере износа подшипника его микроскопические дефекты, вызывающие вибрацию, начинают сглаживаться, и резонанс, вызванный дефектом (и обнаруживаемый при помощи огибающей), уменьшается. Анализ спектров огибающей вибросигнала, используемый совместно с другими измерениями (общий уровень вибрации, акустические уровни шума и температура) позволяет более точно диагностировать состояние машины. 7. ПОСТОЯНСТВО СБОРА ДАННЫХ: Для обеспечения целостности тренда необходимо периодически и непрерывно осуществлять сбор данных. Как уже было упомянуто в пункте 4, это подразумевает использование одного и того же датчика, смонтированного в одном и том же месте одним и тем же способом. Это необходимо для того, чтобы избежать серьезных и систематических ошибок при измерении вибрации. В этом случае тренд можно использовать для наблюдения за развитием дефектов. Рекомендуется использовать постоянно закрепленные вибродатчики. 8. КОЛЕБАНИЯ ЧАСТОТЫ: Абсолютная частота сигнала спектра огибающей напрямую зависит от скорости вращения вала. Для обеспечения корреляции частот с вероятными дефектами необходимо знать скорость вращения машины, при этом на протяжении всего замера она должна быть постоянной. В противном случае, на амплитуду частотных компонентов будет влиять работа машины (которая зависит от частоты) и отклики виброизмерительной аппаратуры, а не изменение степени серьезности дефектов. Продолжение следует...


Огибающая: высокая чувствительность к дефектам и их раннее обнаружение

Перепечатка статьи: www.ge-energy.com/orbit (2004) Nathan Weller Старший инженер GE Energy nathan.weller@ps.ge.com Огибающая может предоставить специалисту по виброанализу подробную информацию о техническом состоянии критического оборудования на предприятии. Метод диагностики состояния оборудования при помощи спектров огибающей вибросигнала используется, главным образом, для ранней диагностики подшипников качения и редукторов. Спектр огибающей является важным параметром, используемым для оценки состояния машины. Имея точные данные и заручившись поддержкой сервисных специалистов от компании Bently Nevada, инженеры на предприятии могут быть уверенными в том, что критическое оборудование правильно эксплуатируется и обслуживается ими. Огибающая помогает выявлять дефекты оборудования на самых ранних стадиях их развития - до того момента, когда они будут выявлены другими методами диагностики. Без ранней диагностики дефектов при помощи спектров огибающей вибросигнала персонал сможет обнаружить увеличение общего уровня вибрации, загрязнение масла и, как следствие, рост температуры подшипника лишь тогда, когда дефект уже будет сильно развит. Все это существенно сокращает «жизненный цикл» неисправных элементов машины и увеличивает степень повреждения оборудования. Огибающая позволяет выявлять и анализировать низкочастотные, повторяющиеся вибросигналы, выделяя их из общего уровня вибрации машины. Таким образом, она позволяет заблаговременно обнаруживать развивающиеся дефекты элементов или деталей машин при контакте металл-металл. Несмотря на то, что в этой статье приведены примеры использования метода огибающей для диагностики подшипников качения, этот метод используется также и для диагностики редукторов и электродвигателей. Необходимо отметить, что для успешного применения и анализа спектра огибающей вибросигнала необходим опыт. Огибающая – это один из инструментов специалиста по анализу вибрации, и лучше всего использовать его совместно с другими методами диагностики и мониторинга оборудования. Огибающая позволяет выделять интересующие компоненты вибросигнала Метод диагностики при помощи спектров огибающей вибросигнала состоит из нескольких этапов; он предполагает выделение интересующих виброимпульсов из общего уровня вибрации (Рисунок 1). Взаимодействие элементов подшипника качения друг с другом и с дефектами приводит к возникновению структурного резонанса в опоре подшипника. Сейсмодатчик измеряет вибрацию, далее этот сигнал отфильтровывается полосовым фильтром, и в результате в вибросигнале остаются только компоненты в диапазоне частот резонанса элементов подшипника. Отфильтрованный сигнал выпрямляется, из него извлекается огибающая, при этом удаляются частоты резонанса элементов подшипника и остаются только частоты ударных импульсов дефектов подшипника. Затем фильтр высоких частот удаляет из сигнала высокочастотные компоненты и вычисляется спектр. Частотные компоненты зависят от физических параметров подшипника, а тренд спектра вибрации показывает развитие дефектов. Анализ огибающей необходимо начинать с поиска источника вибрации. При взаимодействии элементов подшипника друг с другом и с дефектом возникают ударные импульсы, которые передаются на корпус машины и вызывают вибрацию. Ударные импульсы возбуждают колебания на частотах собственного резонанса структурных элементов подшипника, вызывая так называемый «звон» (Рисунок 2). Амплитуда данного «звона» постепенно затухает до следующего удара, который заново возбуждает резонанс. Таким образом, амплитуда дефекта модулирует отклик собственного резонанса на частоте ударных импульсов. Ударные импульсы дефекта становятся частью общего уровня вибрации. Поскольку эти ударные импульсы имеют высокую частоту, то для измерения вибросигнала для огибающей обычно используются акселерометры. Поэтому часто огибающую называют еще огибающей по виброускорению или огибающей высокочастотного виброускорения. Высокочастотные вибросигналы, такие как, например, несущая частота сигнала дефекта, плохо передаются через однородный материал корпуса машины; дефекты металла, болтовые и сварные соединения вызывают существенное затухание вибросигнала (Рисунок 3). Поэтому необходимо выбирать кратчайший путь от места замера вибрации до ее источника, для того чтобы этот слабый высокочастотный сигнал дошел до акселерометра без изменений; акселерометр следует смонтировать как можно ближе к подшипнику и рядом с «несущей», нагруженной зоной подшипника, в которой ударные импульсы будут лучше передаваться через корпус машины к датчику. Выходной сигнал акселерометра, изображенный на рисунке 4, содержит три основные частоты: вибрацию ротора с относительно низкой частотой и высокой амплитудой, модулированную частоту резонанса элементов подшипника, а также другие компоненты высокочастотной вибрации, включая гармоники частот резонанса элементов подшипника. Несмотря на то, что вибросигнал имеет сложную форму, по спектру огибающей можно определить частоту ударных импульсов дефекта, которая, в свою очередь, предоставляет специалисту по виброанализу важную информацию о техническом состоянии машины. Продолжение следует...


Преимущества волоконно-оптических систем LumaSmart и LumaShield производства фирмы LumaSense Technologies для измерения температуры участков опасного перегрева обмотки трансформаторов

Метод контроля температуры обмоток трансформаторов в реальном времени, с помощью волоконно-оптических систем LumaShield и LumaSmart, дает ряд преимуществ. В отличие от обычных способов волоконно-оптические технологии позволяют измерять температуру участков потенциально опасного нагрева («горячих» точек) непосредственно на обмотке. Кроме того, прямые измерения, проводимые при помощи волоконно-оптических систем для контроля температуры LumaShield и LumaSmart, позволяют: проверять правильность конструкционных решений при изготовлении трансформаторов; безопасно увеличивать обычную нагрузку без повреждения трансформатора или уменьшения срока его службы; обеспечивать реальную возможность динамической нагрузки; точно задавать уровень температуры при производстве трансформаторов, который может использоваться в качестве опорного при эксплуатации трансформаторов; обнаруживать нарушения работы системы охлаждения, которые невозможно определить при моделировании схем изменения температуры обмотки; планировать обслуживание трансформатора; непосредственно управлять системами охлаждения «горячих» точек обмотки, тем самым продлевая срок службы трансформатора. Проверка правильности конструкции трансформаторов и качества изготовления с помощью систем LumaShield и LumaSmart Увеличение температуры в определённых точках обмотки при заданной нагрузке – необходимый параметр для определения возможности увеличения нагрузки на трансформатор. Стандартом IEEE Std. C7.12.00 установлено, что максимальная температура самой «горячей» точки не должна превышать 80°C. Предполагалось, что температура «горячих» точек может быть рассчитана на основании измерения температуры масла, а увеличение средней температуры обмотки – сопротивления в процессе стандартного коммерческого теста в соответствии со стандартом IEEE C57.12.90 (тепловые испытания). Однако результаты тестирования в соответствии с требованиями IEEE и IEC показывают, что температура, рассчитанная с помощью методов моделирования, значительно отличается от реального значения. Таким образом, при проведении тепловых испытаний рекомендуется использовать волоконно-оптические датчики, т.к. результаты , полученные в реальном времени с помощью волоконно-оптических систем LumaShield и LumaSmart, являются достоверными. При этом индикаторы температуры обмотки трансформатора следует настроить в реальном времени в соответствии с показаниями систем LumaShield и LumaSmart.


Новый модуль online мониторинга состояния изоляции обмоток статора электродвигателя MSIM для системы Bently Nevada 3500 (часть 3)

Как работает система? Трансформатор тока HSCT (Рисунок 3) позволяет измерять очень малые значения тока утечки через поврежденную изоляцию обмоток статора электродвигателя. Рисунок 3: HSCT представляет собой специальный трансформатор тока, реагирующий на малые величины дифференциального тока. Интерфейсный модуль HSCT усиливает сигнал, направляемый в монитор системы 3500 по полевому кабелю. Сигналы напряжения аналогичным образом обрабатываются и направляются в монитор системы 3500. После этого в монитор направляются сигналы температуры обмоток (термосопротивлений или термопар). Система мониторинга обрабатывает эти сигналы и предоставляет пользователю тренды и оповещения о реактивной и активной составляющих тока утечки, а также об электрической емкости и тангенсе угла потерь (C & DF). Многие заказчики проводят offline испытания электрической емкости и тангенса угла потерь. Эти испытания являются частью их плановых программ обслуживания электродвигателей высокого и среднего напряжения. В новой системе мониторинга этот метод используется для online мониторинга состояния оборудования. На рисунке 4 показана связь между активной и реактивной составляющими тока утечки. В новом или прошедшем перемотку обмоток электродвигателе ток утечки, как правило, имеет выраженный реактивный характер, его активная составляющая очень незначительна. На рисунке 5 показано, как тангенс угла потерь связывает активные и реактивные составляющие тока утечки. Если изоляция является идеальным диэлектриком, то ее сопротивление будет бесконечным, а угол потерь δ (дельта) будет равен нулю, как и коэффициент рассеяния. Рисунок 5: Тангенс угла потерь, показывающий связь между реактивной и активной составляющими тока утечки. Изоляция обмоток статора электродвигателя деградирует со временем под воздействием электрических, температурных, механических нагрузок и окружающей среды. По мере ухудшения состояния изоляции активная составляющая тока утечки растет, о чем свидетельствует увеличение тангенса угла потерь, как показано на рисунке 6. Величина тока утечки зависит от температуры обмоток; поэтому сигналы от термопар должны направляться в монитор. Рисунок 6: По мере ухудшения состояния изоляции меняется электрическая емкость и тангенс угла потерь. На этом рисунке видно, что электрическая емкость не изменяется, однако по мере старения изоляции ее проводимость увеличивается. Применение Описанная выше система мониторинга может применяться для диагностики трехфазных синхронных и асинхронных электродвигателей переменного тока, имеющих мощность от 1,000 до 6,000 лошадиных сил и номинальное напряжение от 2.3 кВ до 5 кВ. При этом электродвигатель должен быть подключен по внешней схеме соединения «звезда» (Рисунок 2), должен быть обеспечен доступ к фазовым и нейтральным выводам двигателя в клеммной коробке, как показано на рисунке 7. Рисунок 7: Компоненты клеммной коробки электродвигателя 4160В во время испытания новых ТТ HSCT. Большие коричневые ТТ предназначены для нормальной дифференциальной релейной защиты. ТТ HSCT представляют собой тонкие алюминиевые кольца справа от защитных ТТ. Справа от HSCT находятся измерительные ТТ, собирающие дополнительные замеры. Преимущества системы Наша новая система является первым доступным решением для online мониторинга состояния изоляции обмоток статора электродвигателей высокого и среднего напряжения, в котором используются измерения тока утечки. Это означает, что для выявления надвигающейся неисправности в режиме offline вам больше не нужно отключать электродвигатель. Использование системы мониторинга позволит вам добиться следующего: Избежать незапланированных простоев Обеспечить более эффективное планирование работ по обслуживанию Избежать простоев и затрат, связанных с offline мониторингом Выявить многие неисправности, которые невозможно обнаружить при помощи существующих технологий Увеличить время между проведением инспекций Снизить стоимость ремонта благодаря аварийному отключению, тем самым избежав повреждения сердечника статора электродвигателя Начало продаж Новая система мониторинга будет доступна для заказчиков в первом квартале 2013 года. Чтобы получить более детальную информацию об этой системе, свяжитесь с местным инженером по продажам компании Bently Nevada. В следующем номере журнала Orbit мы продолжим обсуждение нашей новой технологии. Оставайтесь с нами для получения более подробной информации о способах мониторинга состояния электродвигателей! Ссылки 1. Брошюра по асинхронным электродвигателям переменного тока среднего напряжения GE Motors Pegasus MHV, GEA-12310C. *Обозначает торговую Bently Nevada, Inc., дочерней компании General Electric Company. Авторские права © 2012 General Electric Company. Все права защищены.


Выбор преобразователей для толщиномеров и дефектоскопов

Преобразователь является одним из важнейших компонентов любой ультразвуковой системы, такой как дефектоскоп, толщиномер и т.д. Поэтому большое внимание следует уделить выбору преобразователя, точно соответствующего условиям контроля, а именно правильная частота, размер. Эксплутационные качества системы как целого имеют огромное значение. Основное влияние на эксплуатационные качества системы оказывают характеристики и настройки измерительного прибора, а также свойства материала и условия контакта преобразователя с объектом контроля. Компания Olympus разработала несколько серий преобразователей (ПЭП) с уникальными характеристиками, которые соответствуют различным требованиям. На характеристики системы в целом также оказывает влияние конфигурация преобразователя. Вы можете использовать фокусирующие преобразователи, преобразователи со сменными протекторами рабочей поверхности или любые другие, которые соответствуют свойствам материала объекта контроля, имеют нужную частоту и размеры активного элемента. Описания, приведенные ниже, предназначены для ознакомления с преобразователями и расшифровке аббревиатуры. Вся информация носит общий характер. Следует иметь в виду, что каждый конкретный случай контроля является уникальным и требует более подробного изучения факторов, влияющих на результаты контроля. Если вы не имеете токого опыта, а вам следует выбрать преобразователь, вы всегда можете обратиться к нашем специалистам и они помогут подобрать преобразователь для вас.


+7 (495) 783-39-64 | diagnost@diagnost.ru | 105187, г. Москва, Окружной проезд, дом 15, корп. 2
©1991-2018 OOO «Диагност». Продажа диагностических и измерительных приборов: тепловизоры, пирометры, дефектоскопы, толщиномеры, течеискатели, твердомеры, анализаторы металлов и сплавов, электроизмерительные приборы.