2. Общие положения.
Содержание
2.1 Контроль, мониторинг состояния и диагностика механизмов с узлами вращения в соответствии с международными стандартами по направлению «Condition monitoring and diagnostic of machines» выполняется по протекающим в них рабочим процессам и/или по сопутствующим вторичным процессам. К вторичным процессам в первую очередь относятся шум и вибрация, тепловое поле на поверхности механизма, а также токи, наведенные в обмотках электрических машинах внутренним электромагнитным полем, и изменения свойств смазки.
2.2. К этому направлению относится и выполнение работ по обслуживанию, простейшему ремонту и наладке механизмов на месте их эксплуатации по результатам диагностики, направленных на устранение обнаруженных дефектов. Инструкции по выполнению этих работ, однако, выходят за рамки настоящего документа.
2.3.Простейшая система мониторинга состояния механизмов, используемая обслуживающим эти механизмы персоналом и не требующая диагностической подготовки специалиста, строится на контроле параметров только двух видов вторичных процессов – вибрации и температуры, измеряемой в контрольных точках на поверхностях неподвижных частей механизма (см. рис.2.1.и приложение А). При этом количество измеряемых с ее помощью параметров существенно больше, чем в простейших системах контроля, что дает возможность решать наиболее простые задачи идентификации состояния, т.е. определения причин обнаруживаемых изменений и уточнять реальную степень опасности обнаруживаемых изменений.
Рис.2.1 – Простейшая система мониторинга состояния механизмов с узлами вращения на основе виброметра с расширенными функциями и программы мониторинга. В требуемые для мониторинга технического состояния механизмов функции виброметра входит измерение третьоктавных спектров вибрации до 10кГц, измерение СКЗ и пиковых значений вибрации на более высоких частотах, измерение температуры, а также частоты вращения многорежимных механизмов. По возможности виброметр должен дополняться функциями контроля вибрационного состояния механизмов, для чего он должен измерять вибрацию в стандартных частотных полосах.
2.4. Под допусковым контролем состояния механизмов с узлами вращения по вибрации и температуре внешних поверхностей понимаются однократное измерение группы параметров вибрации и температуры, отвечающих за состояние механизма, а также сравнение полученных значений с заданными порогами. По результатам сравнения принимается решение о возможности эксплуатации или необходимости вывода механизма из эксплуатации для обслуживания (ремонта), в том числе с предварительной диагностикой его состояния.
2.5. Под мониторингом состояния понимается периодическое (или непрерывное) измерение параметров вибрации и температуры, реагирующих на появление дефектов в механизме, в стандартных точках контроля, в первую очередь на неподвижных частях опор вращения, с последующим анализом изменений этих параметров в процессе эксплуатации. Кроме сравнения величин контролируемых параметров с порогами строятся тренды их изменения, определяются скорости изменения и прогнозируется возможное время достижения контролируемыми величинами опасных значений.
2.6. Простейшая система мониторинга состояния механизмов по вторичным процессам отличается от профессиональных систем мониторинга и диагностики, прежде всего, тем, что не требует знания конкретных технических характеристик объекта контроля. Единственным требованием, достаточным для анализа изменений состояния во времени, является проведение периодических измерений вибрации и температуры в одних и тех же режимах работы объекта, поэтому для мониторинга состояния многоcкоростных механизмов в состав простейшей системы мониторинга включается устройство контроля частоты вращения роторов.
2.7. Основной задачей мониторинга состояния с помощью простейшей системы является своевременное обнаружение опасного состояния механизма, т.е. минимизация вероятности пропуска развитого дефекта, достаточного для возникновения аварийной ситуации за время между периодическими измерениями контролируемых параметров. Для минимизации вероятности пропуска опасной ситуации из существующих способов - увеличения номенклатуры контролируемых сигналов, количества измеряемых параметров и точек контроля, а также уменьшения интервалов между измерениями, в настоящей методике предпочтение отдается уменьшению интервалов, при необходимости, до нескольких часов.
2.8. Обнаружение изменений состояния механизмов с помощью простейшей системы мониторинга может осуществляться основным способом, т.е. путем анализа изменений контролируемых сигналов объекта и их параметров во времени, а также путем сравнения значений этих параметров у группы идентичных объектов в идентичных точках контроля при идентичных режимах работы. Второй способ позволяет производить оценку состояния механизма по однократным измерениям путем сравнения каждого из контролируемых параметров с порогами для каждой точки контроля и каждого из возможных режимов работы. При таком способе пороги рассчитываются по данным однократных измерений этих параметров у группы идентичных механизмов.
2.9. Настоящая методика составлена для системы мониторинга состояния механизмов с узлами вращения по минимальной группе измеряемых параметров вибрации и температуры, обеспечивающей экономически оправданную вероятность пропуска опасных дефектов в номинальных режимах работы механизма при интервалах между периодическими измерениями до 10 суток. При любых опасных нарушениях штатных режимов работы механизма, зафиксированных по вибрации, температуре или другим способом, требуется проведение нескольких дополнительных измерений с малыми интервалами между измерениями для оценки быстрых изменений состояния по трендам измеряемых параметров. По результатам таких измерений принимается решение либо о продолжении эксплуатации механизма с временным сокращением интервалов между измерениями, либо о его остановке, либо о необходимости обращения к службам профессиональной диагностики.
2.10. Измерения вибрации простейшей системой мониторинга состояния проводятся периодически в контрольных точках на поверхности опор вращения механизмов в радиальном к оси вращения направлении. Возможно увеличение количества точек и направлений контроля вибрации в целях уточнения результатов определения места появления, вида и величины дефекта. Измерения температуры проводятся на поверхности неподвижных частей опор вращения, а при использовании бесконтактного измерителя – и на поверхности вращающихся муфт, а также отдельных неподвижных и вращающихся узлов электрических машин.
2.11. Под определением причин (идентификацией) обнаруживаемого изменения состояния механизма с помощью простейшей системы мониторинга понимается предварительная оценка вида и величины возможных неисправностей и дефектов. Для такой оценки необходимо знание определенных конструктивных и технологических характеристик механизма и его узлов, т.е. требуется привязка системы мониторинга к контролируемому объекту. Одной из главных задач настоящего документа и является описание операций, необходимых для такой привязки.
2.12. Даже предварительная оценка вида и величины возможной неисправности позволяет выявить наиболее опасные для продолжения эксплуатации дефекты и принять решение о выводе механизма из эксплуатации. В остальных случаях можно продолжить эксплуатацию механизма с сокращенными интервалами между измерениями для уточнения скорости дальнейшего ухудшения состояния с прогнозом остаточного ресурса или для проведения профессиональной диагностики. Это позволит значительно сократить количество необоснованных выводов механизмов в ремонт (на замену).
2.13. Возможности простейшей системы мониторинга состояния по вибрации и температуре в части определения вида дефектов ограничены из-за относительно небольшого (несколько десятков) количества контролируемых параметров вторичных процессов. Существенно большими возможностями обладают профессиональные системы мониторинга и диагностики, контролирующие несколько сотен диагностических параметров, получаемых при анализе вторичных процессов, однако затраты на диагностику при использовании таких систем многократно увеличиваются. Как следствие, для некоторых видов механизмов низкой стоимости переход на профессиональную диагностику может не дать желаемого экономического эффекта.
2.14. Простейшая система мониторинга состояния имеет ограниченную эффективность оценки состояния механизмов по одноразовым измерениям после изготовления (ремонта) и монтажа, так как часть скрытых дефектов изготовления изменяет контролируемые этой системой параметры лишь после приработки механизма. Кроме того, часть дефектов монтажа, приводящих к повышенным статическим нагрузкам на узлы механизма, может не приводить к заметному изменению контролируемых системой параметров вибрации и температуры даже после длительной приработки, но при этом заметно ускорять процессы старения и износа.
2.15. Использование как простейшей, так и профессиональной переносной системы мониторинга и диагностики не решает вопросов защиты машин и оборудования от непрогнозируемых остановок и аварий, возникающих из-за отказов систем автоматического управления режимами их работы или ошибок операторов, управляющих машинами и оборудованием в ручном режиме. Для снижения аварийности по этим причинам применяются стационарные системы непрерывного контроля состояния и аварийной сигнализации (защиты). Экономически оправданным считается совместное применение стационарных и переносных систем мониторинга и диагностики, когда только на самые ответственные механизмы, участвующие в едином управляемом технологическом процессе, устанавливаются стационарные системы аварийной сигнализации и диагностики с малым количеством датчиков (преимущественно датчиков вибрации). При этом основная нагрузка в решении задач мониторинга состояния путем периодических измерений вторичных процессов во всех необходимых точках контроля, в которых отсутствуют стационарно установленные датчики, сохраняется за переносной системой мониторинга и диагностики.
Содержание
