Основные виды систем контроля, мониторинга состояния и профессиональной диагностики работающих механизмов с узлами вращения
Шрифт:

Приложение А

Основные виды систем контроля, мониторинга состояния и профессиональной диагностики работающих механизмов с узлами вращения.

Содержание

  1  2  3   4   5   6   7   8   9   10   11  12   13   14   15   16   17   18   19   20
 

А1. Используемые вторичные процессы:

  • вибрация неподвижных частей механизмов,
  • акустический шум в воздухе и/или жидкостях (в крайне редких случаях, не рассматриваемых в данной методике),
  • температура открытых поверхностей узлов механизмов,
  • наведенные переменным магнитным полем электрических машин токи в силовых электрических цепях (в данной методике не используются).

А2. Регламентирующие документы:

А2.1. По контролю вибрации механизмов на невращающихся частях:

ГОСТ ИСО 10816. Вибрация. Контроль состояния машин по результатам измерений вибрации на невращающихся частях. (6 частей)

ГОСТ 25364-97. Агрегаты паротурбинные стационарные. Нормы вибрации опор валопроводов и общие требования к проведению измерений.

ГОСТ 30576-98. Вибрация. Насосы центробежные питательные тепловых электростанций. Нормы вибрации и общие требования к проведению измерений

А2.2. По мониторингу состояния и диагностике механизмов по вторичным процессам:

ГОСТ Р ИСО 17359-2009. Контроль состояния и диагностика машин. Общее руководство по организации контроля состояния и диагностирования

ГОСТ Р ИСО 13373-1-2009. Контроль состояния и диагностика машин. Вибрационный контроль состояния машин. Часть 1. Общие методы.

ГОСТ Р ИСО 13373-2-2009. Контроль состояния и диагностика машин. Вибрационный контроль состояния машин. Часть 2. Обработка, анализ и представление результатов измерений вибрации

ГОСТ Р ИСО 13379-2009. Контроль состояния и диагностика машин. Руководство по интерпретации данных и методам диагностирования

ГОСТ Р ИСО 13374-1-2011. Контроль состояния и диагностика машин. Обработка, передача и представление данных. Часть 1. Общее руководство

ГОСТ Р ИСО 13374-2-2011. Контроль состояния и диагностика машин. Обработка, передача и представление данных. Часть 2. Обработка данных

Примечание. Требования отраслевых регламентирующих документов и документов, выпускаемых производителями механизмов, в данной методике не рассматриваются.

А3. Простейшее средство контроля вибрации (вибрационного состояния) механизмов.

А3.1. Назначение:

Выборочный или периодический контроль вибрации неподвижных узлов на ее соответствие действующим нормам на вибрацию различных видов механизмов.

Измеряется виброскорость или виброперемещение в стандартной полосе частот 10-1000Гц у узлов механизмов со скоростью вращения выше 600 об/мин (10Гц) или в полосе 2-1000Гц у механизмов с меньшей скоростью вращения.

А3.2. Состав:

А3.2.1. Виброметр, измеряющий среднеквадратичное значение виброскорости или виброперемещения неподвижных частей механизма, включающий в себя:

  • измерительный преобразователь виброускорения (акселерометр) или виброскорости (как правило, акселерометр со встроенным аналоговым интегратором),
  • анализирующий прибор (собственно виброметр), включающий в себя интегратор (один или два последовательных), полосовой фильтр (один или два переключаемых) и индикатор (рис. А1),

А3.2.2. Внешняя программа сбора и анализа измерений, (для вибрационного мониторинга, т.е. дополнительного обнаружения скачков вибрации и анализа трендов), используется преимущественно в стационарных системах вибрационного контроля (рис. А2).

Рис. А.1 – Простейший переносной виброметр фирмы «Виконт» (слева) и виброметр с несколькими дополнительными функциями Ассоциации ВАСТ (справа). Измерения вибрации проводятся одноразово или периодически, по регламентам производителей механизмов.

Рис. А.2 – Стационарный комплекс контроля и мониторинга  вибрационного состояния механизмов КВК-21 на основе группы вибромониторов ВМ-21 и программы «Виброконтроль» производства Ассоциации ВАСТ. Измерения вибрации проводятся непрерывно с обновлением данных через секунду.

А4. Простейшая система мониторинга состояния механизмов по вибрации и температуре.

А4.1. Назначение:

Периодический контроль состояния механизмов (без учета конструктивных особенностей механизма) в установившихся режимах работы с обнаружением происходящих изменений состояния и его краткосрочный прогноз по трендам изменения вибрации и температуры.

Предварительная идентификация возможных изменений состояния простейших типов механизмов при учете их конструктивных характеристик и наличии диагностической подготовки оператора в рамках настоящей методики.

А4.2. Состав (рис.А.3):

А4.2.1. Виброметр, состоящий из датчика виброускорения и прибора с расширенными возможностями анализа сигнала вибрации, измеряющего:

  • широкополосный (оптимально – третьоктавный) спектр виброускорекия неподвижных узлов механизма от частоты вращения низкооборотных узлов механизма как минимум до 10кГц,
  • среднюю и пиковую величины вибрации неподвижных узлов на более высоких частотах,

А4.2.2. Дополнительные (или встроенные в виброметр) устройства измерения температуры поверхностей механизма и частоты вращения ротора,

А4.2.3. Внешняя программа мониторинга с возможностью автоматического построения порогов состояния механизма по накапливаемым данным и краткосрочного прогноза состояния по трендам измеряемых параметров.

Примечание 1. Системы мониторинга вторичных процессов в механизмах с узлами вращения, в которых не осуществляется анализ вибрации во всех диапазонах частот от частоты вращения до ультразвуковых, могут обеспечивать лишь частичный контроль состояния, и к системам мониторинга состояния механизмов относятся лишь условно.

Системы мониторинга состояния, требующие для реализации заложенных функций знания конструктивных характеристик механизма (кроме грубой оценки частоты его вращения в момент измерения) к простейшим системам мониторинга могут быть отнесены лишь условно.

Примечание 2. В отличие от переносной системы мониторинга состояния стационарная система дополнительно к задачам мониторинга и краткосрочного прогноза состояния механизма должна обеспечивать и ее диагностику, как минимум оперативную, непосредственно на месте измерения, и, по возможности глубокую, с долгосрочным прогнозом состояния.

Глубокая диагностика обычно выполняется с привлечением внешних экспертов, часто использующих дополнительные средства анализа измеряемых процессов, поэтому задачи стационарной системы мониторинга в части обеспечения глубокой диагностики механизмов могут сводиться только к сбору необходимых первичных сигналов и их передаче в диагностический центр.

Рис. А.3 – Простейшая система мониторинга состояния механизмов, включающая в себя виброметр ВТ-21 с расширенными возможностями производства Ассоциации ВАСТ и программу VibroM-21. Измерения вибрации и температуры проводятся периодически с интервалами от нескольких часов до нескольких дней, в соответствии с инструкцией по эксплуатации системы. Для многорежимных по частоте вращения механизмов перед измерениями вибрации (температуры) измеряется частота вращения.

А5. Профессиональная переносная система мониторинга состояния и диагностики механизмов по вибрации и току приводного электродвигателя.

А5.1. Назначение:

Периодический контроль состояния механизмов в установившихся режимах работы по вибрации и току двигателя с обнаружением зарождающихся дефектов и мониторингом их развития.

Краткосрочный прогноз состояния механизма при наличии в нем развитых дефектов по трендам их развития и долгосрочный прогноз безотказной работы (обычно до трех месяцев) при отсутствии развитых дефектов

А5.2. Состав (рис.А.4.):

А5.2.1. Виброанализатор, включающий в себя один или два датчика виброускорения, а также устройство для анализа сигналов с возможностью подключения бесконтактного датчика тока (вместо датчика виброускорения), измеряющий:

  • узкополосный спектр вибрации (тока) до частоты не менее 25кГц и максимальным разрешением по частоте не хуже 15% от минимальной частоты вращения низкооборотных узлов механизма,
  • широкополосный (оптимально – третьоктавный) спектр виброускорения неподвижных узлов механизма от частоты вращения низкооборотных узлов механизма как минимум до 10кГц,
  • среднюю и пиковую величины вибрации в нескольких широких полосах частот на высоких частотах, включая ультразвуковые,
  • узкополосные спектры огибающей широкополосных составляющих вибрации или тока, выделенных третьоктавным или октавным фильтром с предварительно установленной средней частотой.

А5.2.2 Встроенное в анализатор устройство приема импульсов (меток) с датчика частоты вращения ротора.

А5.2.3. Дополнительное (или встроенное в анализатор) устройство измерения температуры поверхностей механизма.

А5.2.4. Внешняя программа автоматической диагностики с возможностью автоматического построения и корректировки порогов, идентификации обнаруженных дефектов с краткосрочным и долгосрочным прогнозом состояния механизма по накапливаемым данным, а также с возможностью частичной корректировки диагноза и прогноза оператором с учетом имеющихся у него косвенных данных о состоянии объекта.

Рис.А.4 – Профессиональная переносная система автоматизированной диагностики механизмов с узлами вращения, включающая в себя виброанализатор типа СД и программу диагностики DREAM производства Ассоциации ВАСТ. Измерения вибрации и других вторичных процессов проводятся периодически с интервалами до трех месяцев, сокращаемых в зависимости от поученного диагноза и прогноза до нескольких дней. Возможна диагностика по «событиям», осуществляемая по результатам периодического мониторинга состояния механизма операторами без диагностической подготовки с помощью простейшей системы мониторинга.

 

Примечание 1. Система не обеспечивает оперативный контроль развития дефектов в предаварийном состоянии механизма, возникающего в результате отказов систем автоматического управления или ошибок оператора в режиме ручного управления объектами диагностики. Ее основные функции - мониторинг и прогноз развития дефектов начиная с их зарождения в установившихся режимах работы механизма.

Примечание 2. Работа системы не является полностью автоматической. Оператор обеспечивает выбор близких режимов работы механизма при всех периодических измерениях вторичных процессов, а также стабильность частоты вращения и нагрузки во время измерений. В функции оператора также входит внесение в программу диагностики конструктивных данных о механизме, проведение измерений (по автоматически формируемым маршрутам), сброс данных в программу и обобщение результатов автоматической диагностики и прогноза (по агрегату в целом).

А6. Автоматическая система мониторинга состояния и оперативной диагностики механизмов по вибрации, температуре и току приводного электродвигателя.

А6.1. Назначение:

Непрерывный автоматический контроль состояния механизма (группы механизмов) в установившихся и динамических режимах работы по вибрации, току двигателя и температуре с предупредительной сигнализацией в случае его опасного изменения, в том числе при ошибках управления механизмом.

Обнаружение развитых дефектов, идентификация вида и степени их опасности с краткосрочным прогнозом состояния механизма.

Сбор данных для периодической глубокой диагностики и долгосрочного прогноза состояния механизма с привлечением эксперта.

А6.2. Состав (рис.А.5):

А6.2.1.Группа объединенных измерительной сетью многоканальных анализаторов с подключаемыми к его входам датчиками сигналов вибрации, тока электродвигателя, температуры, частоты вращения и, при необходимости, других видов сигналов, непрерывно измеряющих:

  • узкополосные спектры вибрации (тока) до частоты не менее 10кГц с максимальным разрешением по частоте не хуже 15% от минимальной частоты вращения узлов механизма,
  • широкополосный (оптимально – третьоктавный) спектр вибрации неподвижных узлов механизма, как минимум до 10кГц,
  • среднюю и пиковую величины вибрации в нескольких широких полосах частот на высоких частотах, включая ультразвуковые,
  • среднеквадратичные величины сигналов вибрации (в стандартной полосе частот), тока и температуры,
  • мгновенные значения частоты вращения узлов механизмов и скорости ее изменения.

А6.2.2. Программа непрерывного контроля состояния, оперативной диагностики и мониторинга дефектов механизма, устанавливаемая на компьютер и обеспечивающая в автоматическом режиме решение следующих задач:

  • оперативное обнаружение изменения состояния механизма по передаваемым в программу результатам непрерывных измерений,
  • идентификации развитых дефектов задолго до перехода механизма в предаварийное состояние,
  • краткосрочный прогноз состояния по трендам развития обнаруживаемых дефектов,
  • выработку команд на периодическую запись первичных сигналов для глубокой диагностики с долгосрочным прогнозом состояния механизма, прием записанных сигналов и передача их в удаленный диагностический центр.

А6.3.3. Измерительная сеть с устройствами питания используемых в системе анализаторов, средствами формирования (коммутаторами) выходных данных анализаторов в единый поток, передаваемый в компьютер с диагностической программой.

Примечание 1. Мониторинг состояния выполняется двумя группами алгоритмов – быстрого мониторинга при пусках механизма и сменах режима (по третьоктавным спектрам вибрации) и медленного мониторинга развития дефектов (с дополнительным использованием узкополосных спектров вибрации и тока).

Примечание 2. Периодическая запись первичных сигналов для глубокой диагностики и долгосрочного прогноза состояния механизма может выполняеться непосредственно в анализаторе по командам диагностической программы.

 

Рис.А.5 – Стационарная система оперативного мониторинга и автоматической диагностики механизмов с узлами вращения, включающая в себя группу анализаторов (блоков анализа электрических сигналов БАЭС разработки Ассоциации ВАСТ), включенных измерительную сеть Ethernet и программу оперативной диагностики ОДА. Измерения вибрации и других вторичных процессов проводятся непрерывно, с обновлением данных каждые 1,6 секунды

 

Содержание

  1  2  3   4   5   6   7   8   9   10   11  12   13   14   15   16   17   18   19   20