Методики вибродиагностики
Содержание
Статьи о вибродиагностике
Методики вибродиагностики конкретных агрегатов разрабатываются либо в виде отдельных документов, либо в виде компьютерных программ, совместно реализующих сразу две технологии – либо контроля и диагностики, либо мониторинга и диагностики. Методику в виде документа разрабатывает (или заказывает) потребитель средств диагностики, в виде компьютерных программ – разработчик программного обеспечения.
Методика вибродиагностики в полном объеме разрабатывается в рамках технологии диагностирования, охватывающей весь комплекс входящих в нее процессов и реализуемой в виде законченных систем (комплексов) диагностики. К ним относятся, прежде всего, автоматизированные и автоматические системы диагностики по вибрации и другим процессам. Экспертные системы диагностики, как правило, направлены на решение самых трудоемких или самых сложных процессов в таких технологиях, но при этом носят частный характер, не позволяющий систематизировать весь комплекс используемых решений и составлять общую методологическую основу выполнения требуемых операций. Поэтому анализ отдельных методик экспертной диагностики выведен за рамки данного раздела и проводится в других частях настоящего документа, (разделы виброналадка, балансировка и др.) и в других публикациях.
Для разработки методик вибродиагностики конкретных видов агрегатов в дополнение к существующим методикам и средствам контроля или мониторинга состояния необходим определенный минимум технических средств выполнения диагностических измерений и анализа сигналов вибрации. Поскольку важнейшей составной частью вибродиагностики вращающегося оборудования является его диагностика на пусках, основным техническим средством анализа является многоканальный анализатор, обеспечивающий онлайн анализ сигналов, запись сигналов и последующий их оффлайн анализ. Разработке и совершенствованию такого анализатора Учебный центр уделяет особое внимание. Простейший вариант выпускаемого анализатора приведен на рис.8.1.
Рис. 8.1. Четырехканальный анализатор сигналов вибрации, включающий в себя датчики вибрации и частоты вращения, измеритель сигналов и компьютер с программой анализа. Программное обеспечение выпущено без использования лицензионных продуктов западного производства.
Полная методика вибродиагностики конкретного вида агрегатов, в дополнение к методикам мониторинга или контроля, должна обеспечивать решение следующих задач:
-
описание агрегата с указанием типовых дефектов, требующих идентификации,
-
описание выбранных для диагностирования режимов работы агрегата,
-
формирование требований к глубине, длительности и эффективности диагностирования,
-
диагностические признаки и параметры каждого дефекта на выбранных режимах работы,
-
алгоритмы измерения этих параметров выбранными техническими средствами,
-
правила определения порогов состояния для каждого параметра (или их значения),
-
алгоритмы идентификации каждого дефекта по совокупности диагностических параметров
Методика вибродиагностики включает в себя два вида оценки состояния объекта диагностики, первая – обезличенная оценка состояния, без указания вида дефекта и локализации дефектного узла, вторая - диагноз с результатами идентификации наиболее вероятного вида, места возникновения и величины дефекта. Обезличенную оценку можно рассматривать, как результат либо контроля, либо мониторинга состояния, она нужна для того, чтобы не пропустить изменений состояния объекта диагностики в случае, когда в объекте возникает нетиповая неисправность, изменяющая его состояние, но не изменяющая совокупность контролируемых признаков типовых дефектов. Такой случай рассматривается как неидентифицированное изменение состояния (НИС) объекта диагностики, его степень опасности определяется и прогнозируется только по результатам контроля (мониторинга). Соответственно, текущее состояние объекта контроля в первую очередь должно определяться результатами контроля (мониторинга) и лишь корректироваться по результатам диагностирования.
Какая из технологий – контроля или мониторинга используется в методике вибродиагностики - определяется правилами построения пороговых значений, используемых для определения состояния и идентификации дефектов. Технология контроля предполагает использование «групповых» порогов, определяемых по одноразовым измерениям вибрации группы идентичных агрегатов, технология мониторинга – порогов «по истории», определяемых по многократным измерениям вибрации конкретного объекта в конкретном режиме работы на длительном интервале времени. На практике по мере накопления и обработки периодических измерений вибрации технология контроля может заменяться технологией мониторинга. Бывают практические ситуации, когда пороги, построенные по обеим технологиям, задействуются для определения состояния параллельно.
Обезличенная оценка состояния и диагностика дефектов могут проводиться либо независимо, в частности, параллельно, либо последовательно, когда диагностика дефектов проводится лишь после обезличенной оценки, по результатам которой объект отнесен к множеству неудовлетворительных состояний. Независимый контроль (мониторинг) и диагностика дефектов не всегда выполняются по одним и тем же контролируемым параметрам, так как часть признаков появления любого из зарождающихся дефектов может исчезать по мере его развития до величин, влияющих на реальное состояние объекта. Последовательные контроль (мониторинг) и диагностика выполняются по общему списку контролируемых параметров, даже если изменение некоторых параметров не является признаком любого из типовых дефектов контролируемого объекта.
Принципы построения и структура методик контроля и мониторинга изложены ранее, в разделах «Методики виброконтроля» и «Методики вибромониторинга». Особенности переносных систем мониторинга, с одной стороны, определяются длительными перерывами между измерениями и ограничениями по используемым видам анализа последовательно измеряемых сигналов, а, с другой стороны, возможностью охватить измерениями большое количество точек и направлений контроля в каждом агрегате. В стационарных системах мониторинга состояния точек контроля значительно меньше, но количество измерений в единицу времени, а также сложность анализа сигналов могут существенно расти.
Качество обезличенной оценки состояния вращающегося оборудования по вибрации сильно зависит от использования в ее процессе методов разделения сигналов вибрации на периодические, случайные и импульсные компоненты с углубленным анализом каждой из них. При компьютерной обработке результатов измерения и анализа сигналов, кроме контроля (мониторинга) состояния по широкополосным и узкополосным спектрам, сигналы вибрации (и тока) рекомендуется делить на указанные компоненты, из каждой выделять группу диагностических параметров и по каждому параметру вести параллельную оценку состояния. Такой подход резко повышает эффективность обезличенной оценки состояния в системах контроля, мониторинга и диагностики, поскольку охватываются все диагностические признаки типовых дефектов вращающегося оборудования.
Как следствие, в средствах диагностики с такими возможностями множество контролируемых параметров, используемых для мониторинга состояния и для диагностики типовых дефектов, практически совпадает, что повышает достоверность диагностики и снижает вероятность того, что вид и место появления обнаруженного дефекта будут определены с ошибкой.
С учетом разных подходов к обезличенной оценке состояния агрегатов формируется два основных направления в создании и развитии методик их вибродиагностики, в том числе с привлечением других видов диагностических сигналов:
-
с формированием независимой друг от друга оценки состояния и диагноза,
-
с последовательной оценкой состояния и диагностикой причин обнаруженных изменений.
Методики диагностирования по первому направлению создаются, прежде всего, для переносных систем диагностики, в которых интервалы между диагностическими измерениями и длительность прогноза работоспособности объекта диагностики достаточно велики (обычно больше месяца). Задача переносных систем диагностики – обнаружить дефекты задолго до возможного отказа и отслеживать развитие каждого дефекта до момента обслуживания или ремонта объекта, планируемых с учетом его фактического состояния и информации о предельных скоростях развития каждого из дефектов.
Методики диагностирования по второму направлению создаются, прежде всего, для стационарных систем защитного мониторинга и оперативной (онлайн) диагностики причин изменения состояния. Измерения в таких системах идут параллельно и непрерывно, решения об изменении состояния принимаются за доли секунды, а диагностика проводится сразу после перехода объекта в новое состояние по сигналам, накопленным до и во время такого перехода. Такого рода методика должна рассчитываться на использование разных алгоритмов диагностирования на разных режимах работы агрегата, в том числе и переходных. Если же обнаруживаемый системой мониторинга переход в новое состояния неопасен для продолжения работы агрегата, задачей дальнейшей диагностики становится уточнение параметров дефекта и прогноз его развития.
Могут также создаваться «промежуточные» методики диагностирования, рассчитанные на использование в многоканальных «мобильных» системах мониторинга состояния или виброобследования агрегатов. По структуре такие системы практически совпадают со стационарными системами мониторинга, а «модифицированная» методика диагностирования для них отличается, в первую очередь, правилами построения порогов на параметры, по которым проводится мониторинг состояния, и на параметры, используемые для диагностирования. Из возможных вариантов «модифицированных» методик диагностирования с использованием многоканальных мобильных систем мониторинга можно выделить:
-
методику диагностики агрегатов после изготовления (ремонта) на двух последовательных режимах работы – пуска и обкатки, когда на первом используются пороги по группе, а на втором – адаптируемые пороги «по истории»,
-
методику диагностики с прогнозом остаточного ресурса при установке мобильной системы мониторинга на агрегат после обнаружения опасного быстроразвивающегося дефекта,
Еще одним важным направлением в создании методик вибродиагностики для мобильных систем является оценка последствий работы объекта с перегрузками из-за ошибок управления. Идентифицировать ошибки управления даже с помощью стационарных систем диагностики удается далеко не всегда, так как получаемые сочетания изменяющихся диагностических параметров почти во всех случаях не совпадают с признаками типовых дефектов. Поэтому объект останавливают либо по результатам мониторинга состояния, либо из-за срабатывания средств аварийной защиты. При последующем пуске часть диагностических параметров выходит за допустимые пороги, и задачей системы мониторинга становится контроль за изменением состояния с его последующей стабилизацией или развитием неисправностей в агрегате.
Для Вашего удобства все статьи нашего сайта по теме «Вибродиагностика» мы собрали в одном месте.
Вы можете прочитать их в разделе Статьи о вибродиагностике
Содержание
