http://credit-card-dump-2021.uni-cc.ws Виды технического диагностирования технологического оборудования. Техническая диагностика. Техническая диагностика оборудования

Виды технического диагностирования технологического оборудования. Техническая диагностика. Техническая диагностика оборудования

  • 2.5. Пуск оборудования в эксплуатацию. Эксплуатационная обкатка машин
  • 3. Режимы работы и эффективность использования оборудования
  • 3.1. Сменный, суточный и годовой режимы
  • Работы оборудования
  • 3.2. Производительность и норма выработки машин
  • 3.3. Стоимость эксплуатации оборудования
  • 3.4. Анализ эффективности работы оборудования
  • 4. Надежность оборудования и ее изменение при эксплуатации
  • 4.1. Показатели надежности оборудования
  • 4.2. Общие принципы сбора и обработки
  • Статистической информации о надежности
  • Оборудования при эксплуатации
  • Сбор информации об отказах оборудования
  • Обработка эксплуатационной информации по отказам
  • Оценка надежности оборудования
  • 4.3. Поддержание надежности оборудования при эксплуатации
  • На этапе эксплуатации оборудования
  • 5. Причины отказов оборудования при эксплуатации
  • 5.1. Специфика условий эксплуатации оборудования для бурения скважин, добычи и подготовки нефти и газа
  • 5.2. Деформация и изломы элементов оборудования
  • 5.3. Износ элементов оборудования
  • 5.4. Коррозионные разрушения элементов оборудования
  • 5.5. Сорбционные разрушения элементов оборудования
  • 5.6. Коррозионно-механические разрушения элементов оборудования
  • 5.7. Сорбционно-механические разрушения элементов оборудования
  • 5.8. Образование на поверхностях оборудования отложений твердых веществ
  • 6. Организация технического обслуживания, ремонта, хранения и списания оборудования
  • 6.1. Система технического обслуживания и ремонта оборудования
  • Виды технического обслуживания и ремонта оборудования
  • Стратегии то и р оборудования
  • Организация и планирование то и р оборудования по наработке
  • Организация и планирование то и р оборудования по фактическому техническому состоянию
  • 6.2 Смазочные материалы и спецжидкости назначение и классификация смазочных материалов
  • Жидкие смазочные материалы
  • Пластичные смазочные материалы
  • Твердые смазочные материалы
  • Выбор смазочных материалов
  • Способы смазки машин и смазочные устройства
  • Жидкости для гидравлических систем
  • Тормозные и амортизаторные жидкости
  • Использование и хранение смазочных материалов
  • Сбор отработанных масел и их регенерация
  • 6.3. Хранение и консервация оборудования
  • 6.4. Гарантийные сроки и списание оборудования
  • Списание оборудования
  • 7. Диагностика технического состояния оборудования
  • 7.1. Основные принципы технического диагностирования
  • 7.2. Методы и средства технической диагностики
  • Средства диагностики технического состояния оборудования
  • Методы и средства диагностического контроля насосных агрегатов
  • Методы и средства диагностического контроля трубопроводной запорной арматуры
  • 7.3. Методы и технические средства дефектоскопии материала деталей машин и элементов металлоконструкций
  • 7.4. Методы прогнозирования остаточного ресурса оборудования
  • 8. Технологические основы ремонта оборудования
  • 8.1. Структура производственного процесса ремонта оборудования
  • Индивидуальным методом
  • 8.2. Подготовительные работы для сдачи оборудования в ремонт
  • 8.3. Моечно-очистные работы
  • Состав смывок для очистки поверхности от лакокрасочных покрытий
  • 8.4. Разборка оборудования
  • 8.5. Контрольно-сортировочные работы
  • 8.6. Комплектование деталей оборудования
  • 8.7. Балансировка деталей
  • 8.8. Сборка оборудования
  • 8.9. Приработка и испытание агрегатов и машин
  • 8.10. Окраска оборудования
  • 9 Способы восстановления сопряжений и поверхностей деталей оборудования
  • 9.1. Классификация способов восстановления сопряжений
  • 9.2. Классификация способов восстановления поверхностей деталей
  • 9.3. Выбор рационального способа восстановления поверхностей деталей
  • 10 Технологические методы, применяемые для восстановления поверхностей и неразъемных соединений ремонтируемых деталей
  • 10.1. Восстановление поверхностей наплавкой
  • Ручная газовая наплавка
  • Ручная электродуговая наплавка
  • Автоматическая электродуговая наплавка под слоем флюса
  • Автоматическая электродуговая наплавка в среде защитных газов
  • Автоматическая вибродуговая наплавка
  • 10.2. Восстановление поверхностей металлизацией
  • 10.3. Восстановление поверхностей гальваническим наращиванием
  • Электролитическое хромирование
  • Электролитическое осталивание
  • Электролитическое меднение
  • Электролитическое никелирование
  • 10.4. Восстановление поверхностей деталей пластическим деформированием
  • 10.5. Восстановление поверхностей полимерным покрытием
  • Полимерных покрытий:
  • 10.6. Восстановление поверхностей механической обработкой
  • 10.7. Соединение деталей и их отдельных частей методами сварки, пайки и склеивания соединение деталей сваркой
  • Соединение деталей пайкой
  • Склеивание деталей
  • 11 Типовые технологические процессы ремонта деталей
  • 11.1. Ремонт деталей типа валов
  • 11.2. Ремонт деталей типа втулок
  • 11.3. Ремонт деталей типа дисков
  • Ремонт зубчатых колес
  • Ремонт цепных колес
  • 11.4. Ремонт корпусных деталей
  • Ремонтных деталей:
  • Ремонт корпуса вертлюга
  • Ремонтных деталей:
  • Ремонт корпуса крейцкопфа бурового насоса
  • Ремонт клапанных коробок буровых насосов
  • Дополнительных ремонтных деталей:
  • Ремонт корпусов задвижек фонтанной и трубопроводной запорной арматуры
  • Ремонт корпуса турбобура
  • Способом замены части детали:
  • 7. Диагностика технического состояния оборудования

    7.1. Основные принципы технического диагностирования

    Диагностика - отрасль науки, изучающая и устанавливающая признаки состояния системы, а также методы, принципы и средства, при помощи которых дается заключение о характере и существе дефектов системы без ее разборки и производится прогнозирование ресурса системы.

    Техническая диагностика машин представляет систему методов и средств, применяемых при определении технического состояния машины без ее разборки. При помощи технической диагностики можно определять состояния отдельных деталей и сборочных единиц машин, производить поиск дефектов, вызвавших остановку или ненормальную работу машины.

    На основе полученных при диагностике данных о характере разрушения деталей и сборочных единиц машины в зависимости от времени ее работы техническая диагностика позволяет прогнозировать техническое состояние машины на последующий срок работы после диагностирования.

    Совокупность средств диагностирования, объекта и исполнителей, действующих по установленным алгоритмам, называется системой диагностирования.

    Алгоритм - это совокупность предписаний, определяющих последовательность действий при диагностировании, т.е. алгоритм устанавливает порядок проведения проверок состояния элементов объекта и правила анализа их результатов. Причем безусловный алгоритм диагностирования устанавливает заранее определенную последовательность проверок, а условный - в зависимости от результатов предыдущих проверок.

    Техническое диагностирование - это процесс определения технического состояния объекта с определенной точностью. Результатом диагностирования служит заключение о техническом состоянии объекта с указанием при необходимости места, вида и причины дефекта.

    Диагностирование - один из элементов системы ТО. Основная его цель - достижение максимальной эффективности эксплуатации машин и, в частности, сведение до минимума затрат на их ТО. Для этого дают своевременную и квалифицированную оценку технического состояния машины и разрабатывают рациональные рекомендации по дальнейшему использованию и ремонту сборочных.единиц (обслуживанию, ремонту, дальнейшей эксплуатации без обслуживания, замене сборочных единиц, материалов и т.п.).

    Диагностирование проводят как при ТО, так и при ремонте.

    При ТО задачи диагностирования заключаются в том, чтобы установить потребность в проведении капитального или текущего ремонта машины или ее сборочных единиц; качество функционирования механизмов и систем машин; перечень работ, которые необходимо выполнить при очередном техническом обслуживании.

    При ремонте машин задачи диагностирования сводятся к выявлению сборочных единиц, подлежащих восстановлению, а также оценке качества ремонтных работ. Виды технического диагностирования классифицируют по назначению, периодичности, месту проведения, уровню специализации (табл. 7.1). В зависимости от парка машин диагностирование проводят силами Эксплуатационного предприятия или на специализированных предприятиях технического сервиса.

    Диагностирование, как правило, совмещают с проведением работ по ТО. Кроме того, при возникновении отказов машины проводят углубленное диагностирование по заявке оператора.

    В последнее время появилась сеть малых предприятий по оказанию услуг технического сервиса машин, в том числе и диагностирования, т.е. диагностирование в этом случае выводится из состава работ по ТО и становится самостоятельной услугой (товаром), которая оказывается по заявке клиента как в период эксплуатации, так и при оценке качества ремонта, остаточной стоимости работ по восстановлению работоспособности и исправности машин, а также при купле и продаже машин, бывших в употреблении.

    Работы по диагностированию на эксплуатационном предприятии проводятся в зависимости от размера и состава парка машин на специализированном участке (посту) диагностирования или на участке (посту) ТО. Объектом технической диагностики может быть техническое устройство или его элемент. Простейшим объектом технической диагностики будет кинематическая пара или сопряжение. Однако в класс рассматриваемых объектов может быть включен агрегат любой сложности. Диагностируемый объект можно рассматривать в двух аспектах: с точки зрения структуры и способа функционирования. Каждый из аспектов имеет особенности, описываемые своей системой понятий.

    Под структурой системы понимается определенная взаимосвязь, взаиморасположение составных частей (элементов), характеризующих устройство и конструкцию системы.

    Параметр - качественная мера, характеризующая свойство системы, элемента или явления, в частности процесса. Значение параметра - количественная мера параметра.

    Объективные методы диагностирования дают точную количественную оценку сборочной единицы, машины. Они основаны на использовании как специальных контрольно-диагностических средств (оборудования, приборов, инструмента, приспособлений), так и устанавливаемых непосредственно на машинах или входящих в комплект инструмента машиниста.

    Таблица 7.1

    Виды диагностирования и области их применения

    Квалифицирующий признак

    Вид диагностирования

    Область применения

    Основные задачи

    По месту диагностирования

    По объему

    По периодичности

    По уровню специализации

    Эксплуатационное

    Производственное

    Частичное

    Плановое (регламентированное)

    Внеплановое (причинное)

    Специализированное

    Совмещенное

    При техническом обслуживании, осмотрах, возникновении отказов и неисправностей

    При ремонте машин на ремонтных предприятиях

    При входном и выходном контроле машин в ремонтном производстве

    При технических осмотрах

    При периодическом ТО и осмотрах

    При возникновении отказов и неисправностей

    При обслуживании машин на сервисных предприятиях и силами ЦБПО При ремонте машин

    При обслуживании машин эксплуатационным предприятием и силами ЦБПО

    Определение остаточного ресурса сборочных единиц и потребности в регулировочных работах. Установление объема и качества ремонтных работ, обнаружение неисправностей, оценка готовности машин к работам

    Определение остаточного ресурса сборочных единиц. Контроль качества ремонтных работ

    Определение остаточного ресурса сборочных единиц, проверка качества их функционирования, выявление перечня регулировочных работ, предотвращение отказов

    Определение перечня необходимых регулировочных работ, проверка готовности машин к работе или качества их хранения, выявление неисправностей с последующим их устранением

    Предотвращение отказов, определение остаточного ресурса, установление перечня регулировочных работ, проверка качества обслуживания и ремонта машин

    Выявление отказов и неисправностей с последующим их устранением

    Проведение диагностирования, предусмотренного ТО-3 и после межремонтной наработки

    Определение остаточного ресурса сборочных единиц, проверка качества ремонта

    Диагностирование с последующим обслуживанием машины, проверка потребности машин в ремонте с устранением дефектов. Выявление и устранение дефектов при возникновении отказов

    Объективное диагностирование разделяют на прямое и косвенное

    Прямое диагностирование - это процесс определения технического состояния объекта по его структурным параметрам (зазорам в подшипниковых узлах, в клапанном механизме, в верхних и нижних головках шатунов кривошипно-шатунного механизма, биению валов, размерам деталей, доступных для непосредственного измерения, и др.).

    Сборочные единицы и машину в целом диагностируют по структурным параметрам с помощью универсальных измерительных приборов: калибров, щупов, масштабной линейки, штангенциркулей, микрометров, зубометров, нормалемеров и др. Это позволяет получать точные результаты. Недостаток такого метода заключается в том, что он во многих случаях требует разборки объекта диагностирования. Последнее значительно увеличивает трудоемкость работ и нарушает приработку сопряженных поверхностей. Поэтому в практике прямое диагностирование, как правило, проводят в тех случаях, когда структурные параметры объекта диагностирования можно замерить без разборки сопряженных поверхностей.

    Косвенное диагностирование - это процесс определения фактического состояния объекта диагностирования по косвенным, или, как их называют, диагностическим параметрам.

    В качестве косвенных показателей используют изменение параметров рабочих процессов, структурных шумов, содержания продуктов износа в масле, мощности, расхода топлива и др.

    Сам процесс диагностирования проводят с помощью манометров, вакуумметров, пьезометров, расходомеров, пневматических калибраторов, дымомеров и различных специальных приборов.

    В процессе эксплуатации оборудования в результате его износа нарушается предусмотренные конструкцией движения, что приводит к погрешностям обрабатываемых поверхностей. Возможность непосредственной оценки степени износа есть не всегда и для различных групп оборудования используются различные диагностические схемы. Рекомендуется следующая последовательность разработки таких схем.

    На первом этапе для каждой группы оборудования (станков) устанавливают измеряемые параметры обрабатываемых изделий, определяющие их качество. Например. для токарных станков такими параметрами являются диаметр обрабатываемой детали. форма ее продольного и поперечного сечений. шероховатость и волнистость поверхности.

    На втором этапе разработки диагностической схемы устанавливают основные, наиболее существенные причины отклонений измеряемых параметров изделий от заданных.

    На третьем этапе устанавливают сборочные единицы оборудования, техническое состояние которых вызывает отклонение измеряемого параметра.

    На четвертом этапе определяют процессы, сопутствующие работе станка (например шумы и вибрации), которые можно использовать для его диагностирования.

    На пятом этапе определяют возможность использования известных методов диагностирования, либо необходимость разработки новых. Выбор метода диагностирования производят с учетом следующих требований:

    Требуемая точность диагностирования.

    Простота и безопасность метода.

    Наличие или возможность приобретения необходимой аппаратуры или оборудования.

    Результаты диагностирования должны обеспечивать возможность прогнозирования технического состояния оборудования.


    Методы диагностирования.

    Методы диагностирования классифицируют в зависимости от характера и физической сущности параметров технического состояния объектов. Их подразделяют на 2 группы:

    1. Органолептические (субъективные)

    2. Инструментальные (объективные).

    Субъективные.

    Позволяют оценивать техническое состояние объектов с посощью

    органов чувств:

    Осмотром – выявляют места подтекания топлива, масла и технических жидкостей. определяют их качество по пятну на фильтровальной бумаге, находят трещины на металлоконструкциях и определяют их деформацию. определяют цвет отработанных газов, биение вращающихся частей, натяжение цепных передач и др.

    Ослушиванием (в том числе с помощью стетоскопа) – выявляют места и характер стуков, шумов, перебоев в работе двигателя, отказы в трансмиссии и ходовой системе и т.п.

    Осязанием – определяют места и степень ненормального нагрева, биения, вибраций деталей, возможность жидкостей и т.п.

    Обонянием – выявляют отказ муфты сцепления, течь топлива и др.

    Достоинство субъективных методов – низкая трудоемкость и отсутствие средств измерений. Однако этот метод дает только качественные оценки и зависит от опыта и квалификации диагноста.

    Объективные.

    Инструментальные метода контроля работоспособности основаны на использовании измерительных приборов, стендов и другого оборудования и позволяют количественно определять параметры технического состояния.

    По назначению методы диагностирования подразделяются на тестовые, функциональные и ресурсные.

    Тестовые – проверка исправности и работоспособности, а также поиск неисправностей. Осуществляемая когда объект не применяется по прямому назначению или тестовые воздействия не мешают нормальному функционированию объекта. При этом на объект диагностирования подается специальное тестовое воздействие.

    Функциональные – предназначены для измерения параметров, характеризующих функциональные свойства машин, узлов и агрегатов, при этом на ОД поступают только рабочие воздействия.

    Ресурсные – используют для определения остаточного ресурса диагностируемых узлов, агрегатов и машин.

    По характеру измерения параметров методы диагностирования машин подразделяются на прямые и косвенные.

    Прямые – основаны на непосредственном измерении параметров технического состояния (структурных): зазоров в сопряжениях, размеров деталей, прогиба цепных и ременных передач и др. Эти методы применяют при контроле механизмов и устройств. доступных и удобных для проверки и не требующих разборки (приводные механизмы, ходовая часть, рулевое управление, тормозная система и др.).

    Косвенные методы – позволяют определять структурные параметры по диагностическим (косвенным) параметрам с помощью датчиков или диагностических устройств установленных снаружи агрегатов. К косвенным параметрам относятся: давление и температура рабочего тела; расход топлива; масла; вибраций узлов и др.

    По физическому принципу выделяют следующие методы диагностирования, каждый из которых контролирует определенный физический процесс (величину):

    Энергетический (определение силы и мощности);

    Тепловой (температура);

    Пневмогидравлический (давление);

    Виброакустический (АЧХ);

    Спектрографический;

    Магнитоэлектрический;

    Оптический и др.

    Наиболее часто используют следующие методы:

    1. Статопараметрический – основан на измерении давления, подачи или расхода рабочей жидкости и позволяет оценивать объемный КПД.

    2. Метод амплитудно-фазовых характеристик – основан на анализе волновых процессов изменения давления в папорной и сливной магистрали. Метод используется для оценки работоспособности и локализации неисправности гидропривода.

    3. Временной метод также используется для оценки работоспособности гидропривода и основан на изменении параметров движения в заданных режимах (подъем ковша погрузчика или экскаватора от min до max значения).

    4. Силовой метод – основан на изменении усилия на рабочем органе, движителя или крюке, для чего используется погрузочные стенды.

    5. Метод переходных характеристик – предусматривает анализ неустановившихся режимов работы пневмо- и гидросистем.

    6. Виброакустический метод базируется на анализе параметров вибрации и акустических шумов, например ДВС. В процессе эксплуатации из-за нарушения заданных кинематических связей характерных шумов и вибраций изменяется.

    7. Тепловой метод основан на оценке распределения температуры по поверхностям сборочных единиц, а также разности температур рабочей жидкости на входе и выходе.

    8. Метод анализа ТСМ и рабочих жидкостей предусматривает определение их свойств и состава. Например, интенсивность изнашивания оценивается количеством частиц металла в жидкости.

    9. Радиационный метод – основан на ослаблении интенсивности излучения, проходящего через объект диагностирования и позволяет оценить износ деталей и дефектов в них.

    10. Электрический метод – предусматривает непосредственное измерение электрических параметров (например, сопротивления проводов системы зажигания ДВС сигналов с датчиков и т.д.).

    11. Нефелометрический метод – сравнивает интенсивность 2 световых потоков, один из которых проходит через эталонную жидкость, другой через рабочую, определяя степень загрязненности. Аналогичные фотоэлектрические датчики позволяют оценивать рабочую жидкость в потоке.

    12. Фотоэлектрический метод – используется также для измерения линейных и угловых люфтов, а также зазоров в сопряжениях.

    13. Для определения структуры, свойств контроля дефектов используют магнитные, вихревые, ультразвуковые методы.

    14. Химический анализ – используется для определения качества масла и топлива.

    15. Метод контроля проникающими веществами, например люминесцентный.

    При выборе того или иного метода измерения диагностического

    параметра следует исходить из его вида, диапазона измерения, условий работы или остановки объекта при измерении, доступности технологии измерения и необходимости аппаратуры. при этом диапазон измерений должен обеспечивать регистрации. минимальных и максимальных значений диагностических параметров.

    Средства диагностирования.

    Система диагностирования представляет собой совокупность средств технического диагностирования, объекта диагностирования и исполнителей.

    Средства технической диагностики позволяют оценивать техническое состояние проверяемого объекта. Они включают: программные средства и компьютерную технику для их реализации, эксплуатационную документацию (технологическая пооперационная карта диагностирования, диагностическая карта, структурно-следственная схема поиска неисправности, диагностические матрицы локализации неисправности, схемы и пооперационные карты восстановления работоспособности и др.), технические средства диагностирования (ТСД - приборы, стенды или устройства для определения состояния ОД).

    ТСД разделяют на:

    - внешние средства, подключаемые только для осуществления процесса диагноза;

    - встроенные средства , составляющие с ОД конструктивно единое целое и дающие возможность получать информацию о его состоянии непрерывно.

    По степени автоматизации ТСД бывают:

    Ручными, управляемыми человеком-оператором;

    Автоматизированными работающими с участием человека (включение, выключение, переключение режимов);

    Автоматические, работающие без участие человека.

    В зависимости от степени подвижности ТСД подразделяются на:

    Переносные

    Передвижные, монтируются. как правило, на самоходных транспортных средствах.

    Стационарные, устанавливаемые на участках д., испытательных и контрольных центрах.

    Средства диагностирования на современной технике существенно повышает ее работоспособность.


    Основу материальной базы диагностирования составляют диагностические комплекты оборудования, приборов и приспособлений, а также посты и участки диагностирования. Помимо внешних средств диагностирования, в последнее время широкое распространение получают встроенные средства диагностирования машин, которые позволяют диагностировать ее в процессе эксплуатации. Они подразделяются на следующие группы (рис. 1.7.):

    Предельные автоматы, прекращающие работу машины (агрегата);

    Индикаторы постоянного действия (стрелочные, световые, например указатель давления масла в системе смазки двигателя) или периодического действия (сигнализаторы или приборы визуального наблюдения – уровня топлива, масла, тормозной жидкости);

    Накопители информации с выводом на сигнализаторы или с периодическим съемом информации для её последующей обработки в стационарных условиях.

    Комбинация встроенных и внешних средств диагностирования позволяет значительно снизить вероятность пропуска отказов и повысить достоверность информации.

    Автоматизация процессов диагностирования существенно улучшает основные показатели и характеристики систем диагностирования. В частности, благодаря автоматизации удается значительно сократить время на выдачу диагноза, снизить требования к квалификации операторов-диагностов, в ряде случаев вообще отказаться от их услуг, снизить трудоемкость операций диагностирования, улучшить форму представления результатов диагноза и повысить достоверность его постановки.

    Быстрое распространение в 80-х годах XX века сложных электронных систем управления двигателем потребовало новых методов диагностики и диагностического оборудования. Большое количество различных типов электронных блоков управления (ЭБУ) потребовало новых диагностических средств для быстрого доступа к технической информации для каждой машины. Эти средства были разработаны и разделяются на 3 категории:

    1. стационарные (стендовые) диагностические системы. Они не подключаются к ЭБУ и независимы от бортовой диагностической системы машины. Они используются для диагностики систем впрыска – зажигания (мотор-тестеры), тормозных систем, подвески и пр.

    2. бортовые диагностические средства, которые кодируют обнаруженные неисправности и выводят их на приборный щиток с помощью световой индикации;

    3. бортовое диагностическое программное обеспечение, для доступа к которому требуются специальные дополнительные диагностические устройства: диагностические тестеры, скаперы и пр.

    В памяти компьютера ЭБУ (регистратора неисправностей) сохраняются как коды постоянных (текущих) неисправностей, так и тех, которые были обнаружены ЭБУ, но в данный момент не проявляются – это непостоянные (однократные) коды. Они и коды постоянных неисправностей называются «кодами ошибок» или «кодами неисправностей».


    Датчики.

    Датчик – это конструктивно законченное устройство, состоящее из чувствительного элемента и первичного преобразователя. В случае, если в датчике не происходит преобразование сигналов. он включает только чувствительный элемент. В зависимости от типа первичного преобразователя датчики подразделяются на: электрические и неэлектрические . Электрические подразделяют на параметрические (пассивные) и генераторные (активные).

    Параметрические датчики преобразуют входное воздействие в изменение внутреннего параметра – сопротивления, емкости, индуктивности, с использованием постороннего источника энергии.

    Генераторные датчики сами генерируют ЭДС при воздействии входной величины. Это термопары, индукционные, пьезоэлектрические и др. датчики.

    Различные типы первичных преобразователей могут использоваться в датчиках разных физических величин (таб. 3.1). Основными характеристиками датчиков являются: чувствительность, порог чувствительности, предел измерения, инерционность, динамический диапазон измерения и др.

    Принцип работы и область применения первичных преобразователей определяют целесообразность их применения при диагностировании:

    1. Резистивные, преобразующие линейное или угловое перемещение в электрический сигнал.

    2. Тензометрические – используют для измерения малых перемещений и деформаций.

    3. Электромагнитные включают:

    3.1 Индуктивные – используют изменение индуктивного сопротивления для измерения малых перемещений подвижного якоря.

    3.2 В трансформаторных датчиках выходное напряжение изменяется при перемещении или повороте подвижного якоря.

    3.3 Магнитоупругие датчики измеряют температуру или усилие за счет измерения магнитной проницаемости ферромагнитных сердечников (пермаллой).

    3.4 Магниторезисторные преобразователи используют эффект изменения сопротивления под действием магнитного поля.

    3.5 Индукционные преобразователи представляют собой импульсные генераторы.

    4. Емкостные, для измерения малых линейных перемещений с точностью до 0,1…0,01 мкм используют изменение зазора между обкладками конденсатора, что приводит к изменению его емкости.

    5. Пьезоэлектрические преобразователи позволяют измерять усилия, давления, вибраций и др. за счет пьезоэффекта кристаллов. (кварца, TiBa и др.).

    6. Фотоэлектрические преобразователи (фотоэлементы) трансформируют световой поток в электросигнал (лампы. фоторезисторы и фотопробразователи – диоды и генераторы).

    7. Преобразователи температуры:

    7.1 биметаллические

    7.2 дилатометрические – для измерения и регулирования температур в котлах от -60 до +450 о С.

    7.3 манометрические преобразуют тепловое изменение объема в изменении давления и перемещение сильфонов и трубок с жидкостью (ацетон, спирт) или газом (N, эфир и др.).

    7.4 металлические терморезисторы – очень точные (до 0,001 о С) с диапозоном от -200 до +650 о С (Pt).

    7.5 термопары (от -200 до 800 о С).

    8. Преобразователи Хома для измерения положения. перемещения, а также давления при смещении постоянного магнита в магнитном поле. где возникают Э.Д.С.



    В зависимости от типа системы диагностирования осуществляется подбор средств диагностирования и датчиков информации. При этом особое внимание уделяется стоимости встроенных систем диагностирования или трудоемкости оснащения датчиками разделенных систем (ОД – СД) диагностирования. В последнем случае широко используются накладные датчики с магнитным креплением. Для диагностирования С,Д и ПТ машин серийно выпускаются датчики, но большинство датчиков специально проектируют и производят с учетом конструкций диагностируемых машин. с использованием серийных первичных преобразователей.

    Миниатюризация и компьютеризация коснулись и конструкций датчиков. Для обработки микропроцессором сигнал с датчика должен поступать в цифровом виде. поэтому современные датчики выделяют цифровой сигнал или используют аналого-цифровые преобразователи (АЦП). В последнее время создаются интеллектуальные информационные системы типа «датчик ЭВМ», объединяющие датчик с микропроцессором в единое целое.

    В настоящее время широко применяются следующие датчики:

    1. Датчики положения – потенциометрические датчики угла и пути. Они могут быть однооборотные (угол поворота до 360 о) и многооборотные (до 3600 о) , скорость перемещение до 10 м/с, при длине до 3000 мм., до 20 м/с при ходе до 150мм. Они могут быть контактными и бесконтактными (трансформаторными) к ним относятся и концевые выключатели.

    2. Датчики перемещения – используются для измерения зазоров, люфтов и низкочастотных виброперемещений с помощью тензорезисторных, резисторных, индуктивных, индукционных, фотоэлектрических преобразователей. Для бесконтактного измерения перемещений применяют вихретоковые датчики (катушки).

    Для измерения углового положения валов, их угловых скоростей и ускорений используется датчики угловых перемещений – угловые индекаторы или энкодеры, например цифровые фотоимпульсные энкодеры, а также фотоимпульсные датчики. Абсолютные энкодеры формирует сигнал в покое и движении, не теряет его при потере питания. Он не подвержен помехам и не требует точной установки вала. Они бывают одно (до 360 о) и многооборотными.

    3. Датчики скорости (угловой и линейной) применяют с фотоэлектрическими и магнитно-электрическими (индукционными, вихретоковыми) преобразователями, а также тахогенераторами (постоянного и переменного тока).

    4. Датчики ускорений (угловых и линейных) тоже энкодеры измеряющие ускорения до 500д.

    5. Датчики давлений в гидро- и пневмоприводах

    Манометры и электрические датчики. работающие как в аналоговых, так и в цифровых системах (HART – потока).

    6. Датчики расхода в диагностировании:

    Переменного перепада давления (с диафрагмами)

    Обтекания (с поворотной лопастью)

    Тахометрические (турбинные)

    Камерные (поршневые, шестеренные …)

    Тепловые

    Ультразвуковые

    7. Датчики температуры – это термопары и термометры сопротивления, а также микропроцессорные датчики с первичным преобразователем – термопарой. При диагностике строительных и дорожных машин применяются кремниевые датчики (чувствительный элемент – кристалл кремния с нанесенными на него пленочными резисторами) для твердых, жидких и газообразных веществ.

    Современный уровень развития технологий горнодобывающих и горноперерабатывающих предприятий предъявляет высокие требования к надежности оборудования, а также эффективной и экономичной его работы. Надежность оборудования базируется на обязательном применении новейших средств, методов контроля и наладки горно-шахтного оборудования (ГШО) и требует комплексного подхода к решению инженерно-технических проблем.

    Работоспособность ГШО (т.е. способность удовлетворять заданным техническим характеристикам в течение определенного момента времени) и восстановление его основных характеристик обеспечивается на предприятиях установленной системой технического обслуживания и ремонта (ТОиР).

    Согласно ГОСТ 28.001-83 целью системы ТОиР является управление техническим состоянием изделий в течении всего срока их службы (или ресурса до списания), позволяющее обеспечить заданный высокий уровень их готовности к использованию по назначению и работоспособности в процессе эксплуатации при минимальных затратах как времени, так и средств на выполнение технического обслуживания и ремонта изделий.

    Усилия системы ТОиР должны быть направлены на повышение коэффициента использования оборудования, который согласно ГОСТ 13377-75 описывается следующим уравнением:

    (1.1)

    где t сум – наработка в часах; t п и t то - время всех простоев, вызванное необходимостью ремонта и технического обслуживания объекта.

    Логично предположить, что для того чтобы повысить K T следует увеличить наработку и уменьшить время простоев оборудования, как в ремонте, так и при техническом обслуживании. В тоже время качество проведенного технического обслуживания может уменьшить количество ремонтов, и соответственно качество проведенного ремонта влияет на продолжительность межремонтного интервала.

    Обеспечение успешной работы ГШО в течение длительного периода времени требует аккуратного выбора конструкции оборудования, правильной установки, бережной эксплуатации, возможности диагностирования (наблюдения) за изменениями характеристик через определенное время, и в случае отказа, способностью полностью исследовать причину отказа и принять меры, чтобы предотвратить повторение проблемы. ГШО, которое правильно установлено, динамически сбалансировано, находится на регламентированном фундаменте с допустимой соосностью, обеспечено качественной смазкой, запускается, эксплуатируется и останавливается с требованиями ТУ, а также если эксплуатационный персонал наблюдает за отклонениями параметрических значений, обычно никогда не испытывает аварийных отказов.

    Во время проведения выездного обслуживания специалисты технического сервиса компании «Балтех» не раз сталкивались с ситуацией, что часто горно-шахтное оборудование эксплуатируется не в расчетном режиме, с менее эффективным кпд, или установлено на неустойчивых опорных плитах, или работает в условиях не допустимой расцентровки валов, или, будучи смазанное на ремонтном заводе, больше не смазывается, пока не заклинит подшипники, и как следствие, по результатам вибрационного анализа очень частый дефект «ослабление опор». Согласно концепции «Надежное оборудование» (разработчик компания «Балтех», г.Санкт-Петербург) при эксплуатационных и сервисных (ремонтных) работах ГШО должен соблюдаться принцип международных систем качества P-D-C-A «ПЛАНИРУЙ-ДЕЛАЙ-ПРОВЕРЯЙ-АНАЛИЗИРУЙ». Согласно данной концепции всегда необходимо найти и проанализировать причину отказа, принять необходимые меры не только по ее локализации с помощью средств функциональной и тестовой диагностики, но и спланировать превентивные мероприятия (указ на слабые технические стороны разработчику или технологии ремонта собственного подразделения), чтобы в следующие периоды эксплуатации ГШО эта «болезнь» не повторилась. Таким образом коэффициент надежности оборудования может не только поддерживаться на уровне заложенном при проектировании разработчиком (производителем), но и повышаться за время эксплуатации машин и механизмов, что приводит к повышению эксплуатационной рентабельности. В учебном центре «Балтех» под каждый вид оборудования разработаны отдельные концептуальные программы начиная с расчета экономической целесообразности внедрения методов параметрической диагностики, подбора функциональных приборов и диагностических систем, и заканчивая поставкой с обучением на предприятии данной отрасли. Мировой опыт показывает, что существует всего несколько форм технического обслуживания. В каждой отрасли процентное соотношение отличается в зависимости от специфики и технологий.

    Пять подходов к обслуживанию ГШО

    Если Вы достаточно долго работаете в промышленности, то, возможно, наблюдали все различные формы технического обслуживания. Способы работы обслуживающих или ремонтных подразделенй, обычно относятся к пяти различным категориям:

    1. Реактивное (реагирующее) профилактическое обслуживание (РПО);
    2. Обслуживание по регламенту или планово-профилактическое обслуживание (ППР);
    3. Обслуживание по фактическому техническому состоянию (ОФС);
    4. Проактивное или предотвращающее обслуживание (ПАО);
    5. Концепция «НадО:2010» (комбинированная концепция надежности оборудования)
    ФОРМА ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ХАРАКТЕРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ
    Реактивное обслуживание
    (затраты 750руб на 1КВт в год)
    Ремонт или замена оборудования только в случае выхода из строя, либо полной выработки ресурса
    Планово-профилактическое обслуживание
    (затраты 600руб на 1КВт в год)
    Планово-периодическое проведение профилактических работ, составление и соблюдение календарного графика
    Обслуживание по фактическому состоянию (ОФС)
    (затраты 360руб на 1КВт в год)
    Обслуживание только дефектного оборудования в сочетании с профилактикой внеплановых остановов
    Проактивное обслуживание
    (затраты 240руб на 1КВт в год)
    Продление межремонтного интервала и интервала между обследованиями

    Концепция «НадО :2010»

    КОМБИНИРОВАННАЯ КОНЦЕПЦИЯ

    Принципиальное значение конечной стоимости затрат на производство работ связанных ТОиР связано с выбором формы организации ситемы ТОиР.

    • Реактивное (реагирующее) профилактическое обслуживание (РПО).

    Форма технического обслуживания при которой ремонт и/или замена узла (агрегата, машины и т.д.) производится только после выхода его из строя (отказа), либо полной выработки ресурса. Данная форма технического обслуживания может быть применима только для дешевого вспомогательного оборудования при наличии его резервирования. Иногда эту форму называют «агрегатированием», т.к. меняется полностью агрегат (например насос экскаватора ЭКГ-10, или привод-электродвигатель).

    Достоинством данного метода является то, что до наступления отказа оборудования не требуется вложения средств на саму систему ТОиР, недостатком – что эта «мнимая» экономия может привести к колоссальному по времени внеплановому простою оборудования вследствие его внезапного отказа и чрезмерно высокой стоимости непосредственно самого ремонта, тем более возможности ремонтного подразделения ограничены.

    • Обслуживание по регламенту (ППР).

    Цель проведения обслуживания по регламенту или, по-другому, планово-предупредительных работ (ППР), в исключении числа отказов оборудования путем проведения периодического профилактического технического обслуживания и плановых ремонтов.

    В основе этой стратегии заложен следующий принцип: используя статистические данные истории отказов аналогичного оборудования и принципов развития определенных процессов износа отдельных его узлов в зависимости от фактической наработки, устанавливают такой срок эксплуатации оборудования, при котором вероятность безотказной работы будет достаточно высокой (например, 98%), подразумевая малую вероятность интенсивного износа и отказа оборудования. Этот срок называют межремонтным интервалом и жестко привязывают к календарному план-графику производства, с таким расчетом, чтобы проводить необходимые ППР без ущерба технологическому процессу самого производства. Считается, что дефектация определенного узла машины с целью определения необходимости его ремонта либо замены по окончании фиксированного межремонтного интервала, существенно снижает вероятность его отказа.

    Однако на практике эти принципы не всегда работают. В реальных условиях строгая линейная зависимость между наработкой на отказ или сроком эксплуатации и техническим состоянием механизма существует только при наличии исключительно либо химической коррозии, либо механической эрозии и износа, либо усталостного износа.

    Остаточный ресурс механизма не должен определятся только временем его эксплуатации. Бесспорно, что время эксплуатации оказывает влияние на техническое состояние механизма, но время не единственный фактор, определяющий его остаточный ресурс, а часто даже малозначительный. Каждый механизм состоит из целой гаммы допусков: проектно-конструкторских, производственно-технологических, допусков на комплектацию, допусков на пуско-наладочные, эксплуатационные и ремонтно-профилактические работы, которые также выполняются специалистами разных квалификаций. Как следствие, на практике не существует двух совершенно одинаковых механизмов и не может быть абсолютно одинаковых процессов их эксплуатации. Наиболее значимыми факторами (вопросами), оказывающие влияние на эксплуатационные характеристики промышленного оборудования являются:

    • где, когда и как оборудование было изготовлено?
    • при каких условиях оборудование хранилось?
    • как оно транспортировалось?
    • как осуществлялся его монтаж?
    • при каких условиях оно эксплуатировалось?
    • какова была квалификация и техническое оснащение обслуживающего персонала?
    • каково было содержание и качество последовательно произведенных ремонтов?, и т.д.;

    Важно всегда помнить и о том, что остаточный ресурс любого исправного механизма не обоснованно подвергшегося вмешательству сокращается по причине нарушения качества кинематических взаимосвязей в его узлах, достигнутое естественной приработкой сопрягаемых узлов и деталей в процессе эксплуатации. Это есть самый существенный недостаток системы ППР. Чем более высокотехнологичен механизм, тем больший урон ему наносят необоснованные ревизии.

    Несмотря на все вышесказанное, система ППР остается наиболее популярной среди предприятий горнодобывающей промышленности. Причины этому различны:

    • Практический опыт использования системы ППР показал значительное снижение эксплуатационных затрат по сравнению с системой РПО (по разным источникам от 15 до 40%).
    • Система ППР хорошо развита, отработана, имеет хорошую методологическую основу и позволяет поддерживать заданный уровень исправности и работоспособности оборудования.
    • Отсутствие четкого представления у руководителей предприятий о более прогрессивных системах ТОиР, усугубленная нехваткой квалифицированного персонала ремонтных служб и технического аппаратно-инструментального обеспечения для производства работ по фактическому техническому состоянию оборудования.

    Однако самой важной причиной является то, что система ППР устраивает как изготовителя оборудования, так и персонал эксплуатирующей его организации.

    Изготовитель (дистрибьютор), представляющий гарантию на произведенное (поставленное) им оборудование, предоставляет пакет инструкций обязывающий производить регламентированный ППР в зависимости от его наработки, тем самым страхуясь, в том числе, и от своих ошибок, что дает ему возможность отказать в гарантии, если оборудование не было подвергнуто требуемому техническому обслуживанию.

    Изготовитель также имеет право отказать в гарантии, если усомниться в качестве произведенных работ. Несмотря на то, что в руководящих документах (РД) прописан перечень необходимых работ по поддержанию исправности оборудования, у предприятия-эксплуатационщика может не быть специалиста требуемой квалификации, опыта и требуемого инструмента для их проведения.

    Более того, изготовитель ГШО, являясь прекрасно осведомленным о характере его эксплуатации, зачастую требует настолько идеальных условий, выполнение которых на практике весьма затруднительно или практически невозможно, невыполнение которых обязывает эксплуатационщика проводить все новый и новый ряд профилактических работ.

    У ремонтного подразделения несколько иной принцип: «мы сделали то, что предписано», можно еще добавить «как смогли, и чем смогли». Очень часто никаких претензий к ним не должно, так как они действительно производят ремонт современного оборудования по ремонтной технологии отстающей на много лет. Технические аудиты компании «Балтех», проведенные на предприятиях в различных регионах России и СНГ за последние два года показали, что приборная и инструментальная база улучшается, иногда необдуманно и даже с избытком, но проблема обученных кадров и качественной технологии ремонта нет. Сервисные организации пока осуществляют в большинстве случаев только поставку запасных частей, а на импортное оборудование с большой задержкой.

    К тому же система ППР весьма затратная форма технического обслуживания, так как в большинстве случаев стимулируется сдельной системой оплаты труда по принципу «больше ремонта – больше оплата». Следовательно, как непосредственные исполнители, так и их руководители заинтересованы в большем объеме ремонтных работ, что существенно затрудняет интеграцию новых подходов к системе ТОиР.

    С приходом рыночной экономики и появлением собственников ситуация начинает меняться. Взвесив все «за» и «против» руководители предприятий начинают искать пути снижения эксплуатационных затрат, понимая что величина этих затрат должна быть обоснована и технически, и экономически.

    • Обслуживание по фактическому состоянию (ОФС).

    В 90-х гг. прошлого столетия произошел качественный скачок в развитии микропроцессорной техники, позволивший создавать аппаратные средства и программы позволяющие производить не только мониторинг технического состояния оборудования, но и осуществлять диагностику и прогнозировать тенденции его изменения. Это позволило создать качественно новую систему ТОиР – систему обслуживания по фактическому техническому состоянию.

    Основная идея системы ТОиР по ОФС состоит в том, что техническое обслуживание базируется не только на зависимости сколько механизм проработал, но и с учетом его реального технического состояния, другими словами ремонту подвергаются только те узлы, которые в действительности требуют оперативного вмешательства.

    Естественно возникает множество вопросов, первый из которых: «Какие параметры ГШО должны контролироваться и по каким критериям выводить в ремонт оборудование?».

    Требования к контролируемым параметрам

    При ревизиях механизмов определяются так называемые первичные параметры их состояния: дефекты кинематических узлов, рабочих органов, креплений и т.д. Оценка состояния проводится визуально или с использованием каких-либо инструментальных (диагностических) средств и представляется, в целом, достаточно надежной. Хотя, как уже говорилось выше, далеко не все даже важные для технического состояния механизма первичные параметры (например, динамический дисбаланс ротора, расцентровка) могут быть определены методом ревизии.

    При стратегии ОФС, которая предполагает оценку технического состояния механизма без ревизии, на эксплуатационных режимах, речь, естественно, идет о контроле по вторичным параметрам и поэтому вполне логично, что эти параметры должны удовлетворять определённым требованиям. Требования к ним должны быть сформулированы следующим образом:

    1. контролируемые параметры должны иметь однозначную количественную взаимосвязь с первичными параметрами технического состояния;
    2. измерение параметров должно обеспечиваться по возможности простыми, портативными или стационарными техническими средствами, не требующими специальной квалификации персонала;
    3. технические средства должны быть метрологически аттестованы согласно ГОСТам и методикам;
    4. диапазон изменения контролируемых параметров в процессе работы механизма от состояния “отлично” до состояния “недопустимо” должен быть достаточно большим (параметр должен меняться не менее, чем в 5-10 раз согласно стандарту IORS:2010) для своевременного выявления зарождающихся дефектов и достоверного прогнозирования остаточного ресурса механизма;
    5. стоимость выполнения работ по контролю вторичных параметров и время их выполнения должны быть существенно ниже, чем при ревизии механизмов;
    6. достоверность контроля по вторичным параметрам должна быть не ниже 80 %;
    7. параметры контроля должны быть по возможности универсальны для диагностики одинаковых дефектов однотипного оборудования или его узлов.

    Изложенный перечень не является исчерпывающим и может дополняться другими требованиями в зависимости от конкретных особенностей ГШО и тех дефектов, которые в нём могут появляться, но применение требований перечисленных выше, на наш взгляд, является обязательным.

    Основы технологии ОФС

    Коренное отличие технологии ОФС от ППР состоит в том, что ППР основывается только на времени эксплуатации ГШО, а ОФС учитывает всю совокупность факторов, определяющих его эксплуатационный ресурс. Причём происходит это автоматически, поскольку какие бы факторы и в какой комбинации в каждом конкретном случае не воздействовали на ГШО, мы наблюдаем совокупную реакцию на эти воздействия по изменению выбранных критериев и параметров. А они, как уже говорилось выше, в силу своей высокой информативности и чувствительности обязательно отразят происходящие с оборудованием перемены. В последующем, если это необходимо, соответствующей обработкой и анализом параметров всегда можно определиться и с реальной причиной, вызывающей данные изменения: дефекты его изготовления, или монтажа, или наладки, или это процессы естественного износа узлов и деталей. При этом появляется возможность не только контролировать состояние ГШО, но и определять реальные причины происходящих изменений в каждой конкретной ситуации, а, значит и принимать вполне обоснованные решения по их устранению в дальнейшем. Это существенное достоинство технологии ОФС.

    Ещё одним преимуществом технологии ОФС является то, что используемые при этом технические средства, как правило, позволяют не только производить измерения и контролировать состояние оборудования, но и обеспечивают решение задач по оперативной наладке механизмов в процессе эксплуатации. В первую очередь это касается центровки, динамической балансировки роторов, лазерной выверки геометрии ГШО. Таким образом, при технологии ОФС существенно изменяется сам цикл работ при эксплуатации оборудования. При технологии ППР эксплуатационный цикл (рис. 1), представляет собой непрерывное чередование двух фаз: РАБОТА/ТО или РЕМОНТ, при этом в любой момент цикла может вклиниться поломка механизма со всеми вытекающими последствиями.


    Рис. 1 Технология обслуживания «по регламенту»

    При технологии ОФС (рис.2), в составе цикла появляются совершенно новые фазы, коренным образом изменяющие саму идеологию эксплуатации ГШО.


    Рис. 2 Технология обслуживания «по состоянию»

    Основой такого вида ТО является техническое диагностирование (ТД) и прогнозирование состояния ГШО. С помощью средств ТД проводят непрерывный или периодический контроль параметров состояния. Прогнозирование выполняют при непрерывном контроле для определения времени, в течение которого сохранится работоспособное состояние, а при периодическом контроле – для определения момента времени следующего контроля.

    Результаты диагностирования и контроля – основа для принятия решений о необходимости ТО, времени его проведения и объеме, а также о времени проведения очередного контроля технического состояния.

    Схема взаимодействия показана на рисунке:

    Реализация ТО по состоянию связана с затратами на диагностирование и прогнозирование, поэтому применять такой вид ТО целесообразно, когда экономические затраты не являются определяющими (оборудование первой группы надежности) или когда этот метод экономически более выгоден. Одним из условий применения метода является также преобладание у данного вида оборудования постепенных и предупреждаемых отказов над внезапными.

    Необходимые условия применения ОФС:

    • экономическая целесообразность;
    • наличие диагностической (приборной и инструментальной) базы;
    • методики определения ТС и его прогнозирования;
    • наличие соответствующего программного обеспечения;
    • квалифицированный (обученный) персонал;
    • контролепригодность оборудования;

    В практике контроля технического состояния ГШО применяют следующие системы технической диагностики и неразрушающего контроля (ТД и НК):

  • Измерение ударных импульсов подшипниковых узлов;
  • Центровка с помощью электронно-механических (дешевых) или лазерных систем (дорогих);
  • Измерение вибрации (общего уровня, спектрального анализа) роторных машин;
  • Измерение температуры – контактное и бесконтактное (пирометрическое);
  • Визуальный контроль (эндоскопическое обследование);
  • Определение состояния масел и смазок (вязкость, содержание воды и механических примесей);
  • Дефектоскопия и толщинометрия стенок сосудов, труб и корпусных конструкций;
  • Измерение сопротивления изоляции кабелей и обмоток электрических машин, трансформаторов;
  • Анализ состава газов и многое другое;
  • Ключевым вопросом эффективности применения ТО по состоянию является задача выбора стратегии диагностирования и назначении допустимых уровней и параметров. Существуют несколько вариантов стратегии, зависящие от особенностей поведения параметров оборудования, возможности прогнозирования и применяемых систем ТД и НК.

    Важным элементом системы ТО по состоянию является служба технической диагностики или надежности оборудования (НадО:2010). В ее задачи входит выполнение плановых обследований оборудования, заявок на внеплановое диагностирование, участие в приемке оборудования из ремонта (выходной контроль), а также выдача рекомендаций по предотвращению дальнейших отказов по результатам проведенного анализа. Необходимо обеспечить достаточный статус службы, весомость ее рекомендаций для всех технических руководителей данного предприятия. Сотрудники службы должны быть обучены применению средствам диагностики и выявлению достоверных результатов по международному стандарту IORS:2010 (Надежные стандарты, надежность организации).

    Прогнозирование технического состояния (ТС) является наиболее эффективным методом повышения эксплуатационной надежности ГШО путем своевременного проведения мероприятий по ТОиР. Прогнозирование позволяет предупреждать как постепенные отказы, так и внезапные. Обычно в практических применениях прогнозирования ТС некоторого объекта выполняют одновременно два прогноза. На короткий интервал времени в оперативных целях планирования использования по назначению, до нескольких дней, а также на интервал от недели до нескольких месяцев с целью планирования технического обслуживания и ремонта.

    Прогнозирование представляет собой процесс определения технического состояния объекта на предстоящий интервал времени и оно основано на применении методов экстраполяции явлений на будущее время по известным результатам наблюдений ТС ГШО за предыдущий период.

    Прогнозируемыми параметрами могут быть:

    • эксплуатационные параметры, измеряемые штатными приборами автоматической системы управления технологическим процессом (АСУ ТП), при этом применяется функциональная диагностика без вывода оборудования из эксплуатации;
    • параметры технического состояния, измеряемые переносными приборами с остановкой оборудования и/или частичной разборкой ГШО.

    В зависимости от используемого математического аппарата различают следующие основные направления прогнозирования:

    • экспертные оценки , когда мнения экспертов о будущем состоянии оборудования собирают путем опроса или анкетирования, обрабатывают и получают прогноз.
    • аналитическое , когда в результате прогнозирования определяется величина контролируемого параметра (параметров), характеризующего ТС ГШО во времени;
    • вероятностное , когда в результате прогнозирования определяется вероятность выхода (невыхода) параметра (параметров) ТС за допустимые пределы;
    • статистическая классификация (распознавание образов), когда в результате прогнозирования определяется класс диагностируемого объекта по критерию работоспособности.

    На практике исходными данными для проведения прогнозирования по любому из методов является история измерения параметров во времени. Если интервалы между измерениями равны, то такой ряд измерений называют временным. Некоторые методы прогнозирования требуют, чтобы ряд был именно временным – без пропусков значений с одинаковыми интервалами времени.

    Большинство факторов, влияющих на надежность ГШО, являются случайными, поэтому многие параметры надежности носят вероятностный характер и для их определения используется математический аппарат теории вероятностей и математической статистики.

    Выполняемые работы:

    • Сбор данных по имеющейся инфраструктуре средств ТД и НК, состоянии нормативной базы, производственной культуры предприятия;
    • Анализ экономической целесообразности применения метода для групп оборудования А, В;
    • Рекомендации по выбору параметров ТОиР по состоянию:
      1. Номенклатура обследуемого оборудования;
      2. Периодичность контроля;
    • Организационное обеспечение, создание или реорганизация службы НадО:2010;
    • Выбор средств ТД и НК, методов прогнозирования технического состояния ГШО;
    • Реализация технологии ТО по состоянию с применением средств ТД и НК в АСУ;
    • Анализ результатов применения рекомендаций, корректировка (6-12 месяцев).

    Параллельно с работой ГШО с определенной периодичностью (обычно достаточно это сделать 1 раз в месяц) осуществляется контроль текущего технического состояния механизма по измерению соответствующих параметров. Анализ этих параметров во времени позволяет отслеживать реальную динамику происходящих изменений и обоснованно прогнозировать сроки и содержание наладочных работ, ТО и ремонтов. Введение операций контроля и, при необходимости, наладки, позволяет существенно улучшать качественное состояние механизмов после прохождения ремонта.

    При этом необходимо понимать, что проведение любого, даже капитального ремонта ГШО, ни в коей мере не гарантирует, что все проблемы решены и его можно смело эксплуатировать без всяких ограничений. Только послеремонтный (выходной) контроль даёт объективную картину о действительном состоянии механизма. После ремонта виброактивность механизма может действительно существенно снизиться, но также может не измениться или даже возрасти. Специалистами компании «Балтех» были выработаны практические критерии по выходному контролю. Было выявлено, что если вибрация по результатом спектрального анализа в течение 48 часов после ремонта ГШО не увеличилась более чем на 2 дБ или понизилась относительно первого контурного обследования, то оборудование пройдет нормальный период приработки и будет долго работать. Естественно, что причина может быть в качестве ремонта (дефектные узлы, плохой монтаж и т. д.), но очень часто такое происходит и тогда, когда никаких претензий по ремонту нет. И в этом нет ничего мистического или необъяснимого. Дело в том, что любой механизм, например небольшой насос, на самом деле в динамике (т.е. при работе) представляет собой сложную колебательную систему, поведение которой зависит от множества факторов (например, гидродинамики). Поэтому послеремонтный (выходной) контроль и, при необходимости, наладка, являются важнейшей фазой технологии ОФС, гарантирующей продление эксплуатационного ресурса оборудования.

    Ещё одно достоинство технологии ОФС состоит в том, что в настоящее время в большинстве случаев производители измерительной аппаратуры предлагают предприятиям горнодобывающей и горноперерабатывающей отрасли не только измерительные приборы, методики, но и соответствующее программное обеспечение по автоматизированному ведению компьютерных баз данных измерений, что существенно упрощает процедуру анализа, ведения баз данных и расширяет возможности пользователя по достоверному прогнозированию остаточного ресурса ГШО, сроков и объемов технического обслуживания и ремонта.

    Итак, в чём же основные достоинства технологии ОФС?

    Достоинства технологии ОФС

    Переход на технологию обслуживания ГШО «по состоянию» позволяет:

    • контролировать реальное текущее техническое состояние оборудования и качество их ремонта;
    • уменьшить финансовые и трудовые затраты при эксплуатации оборудования;
    • продлить межремонтный период и срок службы механизмов;
    • сократить потребность в запасных частях, материалах и оборудовании;
    • избавиться от «внезапных» поломок механизмов и остановок производства;
    • планировать сроки и содержание технического обслуживания и ремонта;
    • повысить общую культуру производства и квалификацию персонала.

    В заключение этой части статьи хотелось бы ещё раз предостеречь руководителей предприятий от догматизма как в отношении технологии ППР, так и в отношении технологии ОФС. Реально, на практике технология ОФС всегда представляет собой комплексную технологию, включающую в себя как элементы контроля, диагностики и наладки по вторичным параметрам, так и процедуры ревизий и обслуживания «по регламенту». Особенно важно понимание всех руководителей технических подразделений, что нельзя перейти на «модное» в последние годы ОФС за короткий срок без оснащенных и квалифицированных кадров, имеющих большой опыт работы по системе ППР.

    • Проактивное или предотвращающее обслуживание (ПАО)

    Эта форма технического обслуживания использует все методы прогнозирующего и профилактического обслуживания, оговоренные выше, совместно с анализом коренных причин отказа, чтобы не только обнаруживать и точно определять возникающие проблемы, но и гарантировать, что выполнена надлежащая установка и проведены наилучшие методы ремонта, включая потенциальное повышение надежности или изменение конструкции оборудования, чтобы избежать или устранить повторение проблемы (например, плазмонапыление шеек валов и отдельных деталей, использование гидрогаек, съемников и индукционных нагревателей подшипников). Проведенные исследования показали, что затраты при таком способе работы составляют приблизительно 240руб на 1КВт в год. Преимущества данного подхода в том, что он прекрасно работает, если персонал имеет достаточно знаний, навыков, и времени, чтобы выполнять все заданные действия. Как и в программе, основанной на прогнозирующем обслуживании (ОФС), ремонт оборудования может быть намечен поэтапно, но при этом дополнительные мероприятия должны быть сделаны, чтобы обеспечить усовершенствования для снижения или устранения повторного появления потенциальных проблем. Итак, ремонт ГШО может быть намечен постепенным способом, и это дает Вам некоторое время на выполнение мероприятий по закупке материалов, необходимых для ремонта, что уменьшает потребность в большом количестве запасных частей. Так как техническое обслуживание и ремонт выполняется только когда это необходимо, и проведены меры для полного исследования причин отказа, а затем определены способы повышения надежности машин на основании проведенного анализа причин, то может иметь место существенное увеличение экономической эффективности и производительности ГШО. В мировой практике технического обслуживания это самая распространенная форма ТОиР, к сожалению нам известны небольшая часть российских предприятий, работающих по данной концепции. В основном это предприятия с иностранным капиталом и системой управления.

    Этот метод требует очень хорошо подготовленные кадры в профилактических, прогнозирующих, и предотвращающих (проактивных) стилях обслуживания, или привлечения на эти работы высококвалифицированных подрядчиков (субподрядчиков), которые тесно работают с обслуживающим персоналом в стадии анализа коренных причин отказа, а затем оказывают помощь в ремонте и планируют (проектируют) изменения.

    Для проведения таких работ обязательно требуется наличие приборов и систем ТД и НК и должным образом обученный персонал. Если организация работает в стиле обслуживания по отказу (реагирующее) или планово-предупредителного ремонта, управление производства и обслуживания должно перестраиваться на новые стратегии, что может быть проблематично, если отдел технического обслуживания (НадО:2010) не оснащается необходимым оборудованием, не проводится практическое внутреннее и внешнее обучение персонала для понимания новых методов, не регламентируется время необходимое для сбора данных, или не разрешается остановка оборудования, когда проблема идентифицирована, не определены процессы и процедуры для проведения анализа отказов оборудования, а также не проводиться модификация отдельных узлов для увеличения надежности всей машины в целом.


    Рис.3 Соотношение использования различных форм ТО на передовом и типичном предприятии

    Система ТОиР ДОСТОИНСТВА НЕДОСТАТКИ
    РПО Не требует больших финансовых вложений на организацию и техническое оснащение службы ТОиР Высокая вероятность внеплановых простоев из-за внезапных отказов приводящая к дорогостоящим и продолжительным ремонтам.
    ППР Система хорошо развита, имеет отработанную методологическую основу и позволяет поддерживать заданный уровень исправности и работоспособности оборудования Базируется на статистических данных историй отказов аналогичного оборудования с заложенным коэффициентом надежности, следовательно, для обеспечения заданного уровня его работоспособности изначально планируется объем работ превышающий требуемый фактически. Статистическая наработка не исключает полностью вероятность внепланового отказа.
    ОФС Исключает вероятность аварийных отказов и связанных с ними внеплановых простоев оборудования.> Позволяет прогнозировать объемы технического обслуживания и производить ремонт исключительно дефектного оборудования Может быть осуществлена только посредством постепенного перехода от системы ППР и требует полного пересмотра организационной структуры. Требует первоначально больших финансовых вложений для подготовки специалистов и технического оснащения службы ТОиР.
    ПАО Максимальное увеличение межремонтного срока за счет подавления источников отказов. Используются самые прогрессивные технологии технического обслуживания, ремонта и восстановления оборудования. Требуется трудоемкий анализ всех отказов с целью выявления их источников. Очень гибкая организационная система, постоянно требующая оперативного решения и внедрения ряда мероприятий.

    Как показывает практика, не существует ни одного предприятия в чистом виде использующего только одну из представленных стратегий управления системой ТОиР. Более того, переход от системы ППР к системе ОФС сопряженный с перестроением всей структуры ТОиР, во многих случаях приводит к обратному эффекту – обратному «скатыванию» на ППР. Причина этого в несогласованности планирования действий отдельных подразделений предприятия, нехватке специально подготовленного персонала и слабом техническом оснащении ремонтных служб.

    Сам переход на передовые формы ТО (ОФС и ПАО) невозможен без постановки грамотной службы технической диагностики. Неверно также утверждение, что идея ОФС состоит в устранении отказов оборудования путем выявления имеющихся или развивающихся дефектов только по совокупности виброакустических характеристик. Системы ОФС и ПАО должны базироваться на обязательном использовании целого ряда методов технической диагностики и распознавания технических состояний, которые в сочетании позволяют определить весь спектр дефектов, возникающих в технологическом оборудовании предприятия. Концепция «Надежное оборудование» это концептуальный подход к постановке эффективной системы технического обслуживания и ремонта промышленного оборудования базирующийся на глубоком исследовании, как физических причин его аварийных отказов, так и выявлении пробелов в организационной структуре. Разработанный алгоритм решения проблемы повышения надежности оборудования позволяет гарантировать экономически эффективные результаты, связанные с корректным переходом на концептуальное обслуживание, подходящее данному предприятию.

    • Концепция «НадО:2010» (комбинированная концепция надежности оборудования).

    После проведенного анализа ТО понятно, что в зависимости от отрасли и специфики предприятия должны использовать в совокупности все формы ТО в разных пропорциях и только в этом случае будет достигнут максимальный экономический эффект. Ниже приведен практический пример первого этапа технического аудита, проведенного на одном из горно-обогатительных комбинатов на Северо-Западе России специалистами компании «Балтех».

    Не соблюдение правил и норм транспортиров- ки и хранения продукции на складе 22% - несоответствие требованиям хранения
    складских помещений
    - переконсервация продукции
    хранящейся на складе Эксплуатация с нарушением требований ТУ 19% - по нагрузке (вибрации)
    - по температуре
    - по параметрам смазки
    - прочие параметры Некачественное текущее обслуживание и ремонт оборудования 36% - нет постановки задач надежности
    - несоосность
    - остаточный дисбаланс
    - проведение ремонтов
    без съемников и нагревателей Дефекты при монтажно-демонтажных работах 44% - подшипниковых узлов
    - узлов крепления и фундаментов Естественный износ 5% - деградация материалов Дефекты собственного изготовления з/ч 9% - входной/выходной контроль Низкая квалификация персонала 37% - нехватка технических специалистов Низкая культура производства 72% - социально-производственные
    факторы Не применяется триада надежности 90% -измерение уровня надежности ремонта
    -глубокий анализ причин аварий,
    -мероприятия повышения надежности
    КОНЦЕПЦИЯ «НАДЕЖНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ»
    Основные причины выхода из строя оборудования
    Закупка неликвидной продукции 43% - оборудования
    - подшипников
    - инструмента
    - смазки и пр.

    За 100% взято 100 единиц динамического оборудования. После аудита было выявлено, что даже новое оборудование, установленное силами РМЗ имеет пониженный начальный коэффициент надежности из-за неправильного проектного технического задания, неправильной транспортировки, плохих и продолжительных условий складского хранения и низкого уровня монтажных работ вентиляционных агрегатов на несоответствующий нормам СНиП фундамент.

    Основные этапы концепции

    Данная концепция состоит из 6 основных этапов. Каждый из перечисленных ниже этапов основан на решении задач предыдущего уровня с целью наиболее полной его проработки.

    Этап 1. Выявление проблемы

    Определение проблемы повышения надежности оборудования является основополагающим этапом ее решения. Глубина подхода на данном этапе определяет экономический эффект от внедрения настоящей программы.

    Индивидуальный подход к решению проблемы определяется набором инструментов, используемого для ее выявления и исследуемых ключевых моментов.

    В качестве инструментов может быть использована комплексная оценка положения проведенная подготовленными техническими аудиторами собственной группы надежности (отдел ТД и НК), либо оценка, проведенная специалистами компании «Балтех».

    В качестве исследуемых ключевых моментов может быть произведен профессиональный аудит:

    • общего технического состояния оборудования;
    • анализ повторяющихся отказов/сбоев работоспособности оборудования;
    • уровня технологии средств используемого для технического обслуживания оборудования;
    • уровня квалификации штатного персонала или уровень подрядной организации;
    • вида используемого на предприятии технического обслуживания
    • особых моментов используемого вида технического обслуживания;
    • уровня общей эффективности предприятия, включая производительность оборудования, затраты на закупку запчастей и техническое обслуживание;
    • общего уровня производственной культуры и наличие системы качества;
    • система закупки, транспортировки и складского хранения оборудования и др.

    Этап 2. Разбиение проблемы на составляющие

    После выявления степени и величины суммарной проблемы повышения надежности оборудования следует произвести разбивку на ее составляющие. Определение составляющих общей проблемы проводится по каждому из исследуемых ключевых моментов.

    Результатом данного этапа должно быть выявление слабых мест структуры предприятия в целом (например документирование и паспортизация).

    Этап 3. Определение стратегии и план решения проблемы

    Стратегия решения проблемы повышения надежности оборудования определяет степень и уровень локализации опасных моментов. Она может быть частичная (удаление только наиболее проблемных аспектов), либо полная (комплексная).

    Важно определить что подлежит корректировке: причина или следствие проблемы и/или что устранять в первую очередь.

    Стратегия и план решения проблемы определяется предприятием на основе предложения аудиторов отдела ТД и НК.

    Этап 4. Выбор надежных средств технических решений и разработка программы повышения квалификации специалистов

    Выбор средств технических решений определяется целесообразностью их использования на основе расчета экономического эффекта от их внедрения. При расчете необходимо руководствоваться выбранными критериями и требованиями к уровню надежности 1R, 2R или 3R. Выбор средств технических решений определяется предприятием на основе предложений опытных технических специалистов данного предприятия и концепции, разработанной группой технических аудиторов. Разработка внутреннего стандарта надежности и сертификация по стандарту IORS:2010 должны проходить (рекомендация) на основе процесного подхода 3R (ответственные и полномочия, политика надежности и ресурсы, и др.).

    Этап 5. Комплексное решение проблемы

    На основе 3 и 4 этапов программы формируется комплексное решение проблемы повышения надежности оборудования. Если предприятие сертифицировано по системе менеджмента качества, то менеджерам отвечающим за качество продукции необходимо сделать коррекцию во внутреннем руководстве по качеству с учетом требований технического подразделения (например: отдела главного механика или главного энергетика).

    Внедрение комплексного решения или сертификация по стандарту IORS:2010 происходит при помощи аттестованных по IORS:2010 внутренних или внешних аудиторов.

    Этап 6. Контроль результатов внедрения программы

    Процесс оценки уровня надежности оборудования, корректировка и внедрение улучшений должно происходить с утвержденной периодичностью не зависимо от достижения поставленного уровня надежности.

    Удовлетворенность потребителя (внутренний потребитель оборудования – это технологи) от внедрения программы должно иметь самую важную роль, именно поэтому очень важен контроль, анализ и улучшение результатов по повышению надежности оборудования.

    Вся концепция должна внедряться в соответствии с требованиями технического надзора в области экспертизы промышленной безопасности опасных производственных объектов в горнорудной и угольной промышленности, диагностике горно-транспортного, горно-шахтного и обогатительного оборудования.

    За основу как мы видим должен быть взят коллектив отдела ТД и НК. Давайте рассмотрим эти понятия подробнее.

    Техническая диагностика - это установление и изучение признаков, характеризующих наличие дефектов в машинах (узлах), для предсказания возможных отклонений в режимах их работы. Из определения видно, что процедура изучения (анализа) признаков дефектов должна документироваться всегда. Далее определим основные задачи ТД и основные направления необходимых работ НК и обеспечения надежности.

    Основными задачами технической диагностики являются:

    • Повышение уровня безопасности оборудования
    • Обеспечение надежности работы оборудования
    • Сокращение длительности вынужденных (аварийных) простоев
    • Сокращение времени ремонтов
    • Увеличение межремонтного интервала
    • Повышение качества ремонта
    • Оптимизация технологического процесса
    • Удешевление ремонта (исключение замены исправных деталей, выявление причин дефекта)

    Основные направления для определения и изучения признаков, характеризующих проявление и развитие дефектов в узлах и агрегатах машин для предсказания возможных отклонений от нормальных режимов работы методами ТД и НК

    МЕТОДЫ ОБОРУДОВАНИЕ Вибродиагностика и вибромониторинг Энергомеханическое оборудование с движущимися частями Акустико-эмиссионная диагностика Сосуды давления, резервуары, трубопроводы, несущие конструкции Трибодиагностика (анализ качества смазки (масла) и выявления частиц износа) Трущиеся элементы (подшипниковые узлы, ответственное энергомеханическое оборудование) Тепловидение и термография Электроэнергетическое оборудование, теплообменное оборудование, теплоизоляция, котлы, печи и др. Анализ токов и электроимпульсное тестирование Токопроводящая часть и изоляция оборудования Аэроультрозвуковой контроль утечек (вакуумные утечки) Компрессионное оборудование Ультразвуковая дефектоскопия Состояние и толщина стенок трубопроводов, сосудов и резервуаров Параметрическая диагностика технологического процесса Технологическая или механическая деградация, коррозия и пр.

    Опираясь на основные достижения средств ТД и НК необходимо провести оптимизацию контролируемых параметров по нескольким критериям (например все диагностические и ремонтные данные хранятся в компьютеризированной системе управления системы ТОиР). Надо определить необходимые и достаточные условия по выбору аппаратных средств функциональной и тестовой диагностики в зависимости от выбранных методов прогноза технического состояния ГШО, а также инструментов и форм документов удобных для анализа (например, приборы центровки, динамической балансировки, виброанализаторы, пирометры, тепловизоры, индукционные нагреватели, стенд входного контроля подшипников качения, съемники, стационарные системы контроля работают по регламенту единой автоматизированной базы данных). Необходимо определить пороги для конфигурации глубины развивающих дефектов и установить величину опасной зоны. При этом необходимо понимать различие между мониторингом и диагностикой не зависимо каким видом систем вы будете пользоваться (переносные, стендовые или стационарные).

    МОНИТОРИНГ - распознавание текущего технического состояния механизма;
    • сравнение диагностических параметров с пороговыми значениями
    • прогноз изменений диагностических параметров

    ДИАГНОСТИКА - выявление причин и условий, вызывающих неисправности, и принятие обоснованных решений по их устранению.

    • определение вида и величины каждого дефекта
    • сравнение величины дефекта с пороговыми значениями
    • прогноз развития (выявление остаточного ресурса)

    В зависимости от состояния оборудования: нерабочее, частично рабочее (эксплуатация только на нагрузках ниже номинальных) и рабочее, утверждают этапы и виды измерений.

    Этапы проведения диагностических измерений

    • После монтажа или ремонта;
    • После завершения приработки или в процессе эксплуатации;
    • После нарушения технологического режима;
    • Перед остановкой на ремонт.

    Виды диагностических измерений

    Диагностические измерения и исследования оборудования можно условно разделить на два вида:

    1. Контрольные измерения:
      • текущее,
      • полное,
    2. Специальные измерения

    На сегодняшний момент одним из основных регламентирующих международных стандартов принятым Росстандартом для определения критериев оценки диагностического (вибрационного) состояния машин и механизмов различных типов является ИСО ГОСТ-10816. Настоящий стандарт является базовым документом для разработки руководств по измерению и оценке вибрации машин. Критерии оценки для машин конкретных типов должны быть установлены в соответствующих отдельных стандартах. В таблице 1 приведены только временные, примерные критерии, которыми можно пользоваться при отсутствии подходящих нормативных документов. По ней можно определить верхние границы зон от А до С (см. 5.3.1), выраженные в средних квадратических значениях виброскорости vrms , мм/с, для машин различных классов:

    • Класс 1 - Отдельные части двигателей и машин, соединенные с агрегатом и работающие в обычном для них режиме (серийные электрические моторы мощностью до 15 кВт являются типичными машинами этой категории).
    • Класс 2 - Машины средней величины (типовые электромоторы мощностью от 15 до 875 кВт)безспециальных фундаментов, жестко установленные двигатели или машины (до 300 кВт) на специальных фундаментах.
    • Класс 3 - Мощные первичные двигатели и другие мощные машины с вращающимися массами, уста­новленные на массивных фундаментах, относительно жестких в направлении измерения вибрации.
    • Класс 4 - Мощные первичные двигатели и другие мощные машины с вращающимися массами, уста­новленные на фундаменты, относительно податливые в направлении измерения вибрации (например, турбогенераторы и газовые турбины с выходной мощностью более 10 МВт).

    Таблица 1. Примерные границы зон для машин различных классов

    4.5
    vrms, мм/с Класс 1 Класс 2 Класс 3 Класс 4
    0.28 А A A A
    0.45
    0.71
    1.12 B
    1.8 B
    2.8 С B
    C B
    7.1 D C
    11.2 D C
    18 D
    28 D
    45

    Ниже приведены некоторые практические примеры необходимого диагностического оборудования ТД и НК, а также виды представления отчетной информации.


    Рис.4 Лазерная система центровки расчитала допустимые значения по несоосности


    Рис.5 Термограмма (плохой контакт одной из фаз)



    Рис.6 Стенд входного контроля подшипников качения с примером ПО ведения базы данных диагностических признаков дефектации.


    Рис.7 Основные причины повышенной вибрации машин

    Подводя итоги вышесказанному нельзя не обратить внимание на статистику основных причин повышенной вибрации машин. Из гистограммы на рис.7 видно, что несоосность ГШО, неточности геометрии машин (паралельность, перпендикулярность валов и направляющих), дисбаланс роторов в большинстве случаев может в совокупности достигать 80%. Результаты 10 летней работы проведения диагностических исследований нашими специалистами показал, что данное правило работает независимо от того на каком этапе жизненного цикла находится машинное оборудование (на этапе приработке, этапе работоспособности или этапе развития дефектов).

    Очень приятно, что во всех отраслях промышленности работают основные три ключевых фактора определяющих общий успех предприятия:

    • общее понимание необходимости процесса преобразований руководителями (постановка задачи и выбор варианта решения технических задач);
    • стремление к внедрению новых прогрессивных технологий и современных аппаратных средств;
    • желание поддерживать процессы внедрения новых технологий и качественно новой культуры технического обслуживания оборудования и работы в целом.

    Хочется пожелать благополучного развития всем отраслевым предприятиям, которое стало возможным благодаря экономическому росту экономики России в последние несколько лет.

    Техническая диагностика - область знаний, охватывающая теорию, методы и средства определения технического состояния объекта. Назначение технической диагностики в обшей системе технического обслуживания - снижение объема затрат на стадии эксплуатации за счет проведения целевого ремонта.

    Техническое диагностирование - процесс определения технического состояния объекта. Оно подразделяется на тестовое, функциональное и экспресс-диагностирование.

    Периодическое и плановое техническое диагностирование позволяет:

      выполнять входной контроль агрегатов и запасных узлов при их покупке;

      свести к минимуму внезапные внеплановые остановки технического оборудования;

      управлять старением оборудования.

    Комплексное диагностирование технического состояния оборудования дает возможность решать следующие задачи:

      проводить ремонт по фактическому состоянию;

      увеличить среднее время между ремонтами;

      уменьшить расход деталей в процессе эксплуатации различного оборудования;

      уменьшить объем запасных частей;

      сократить продолжительность ремонтов;

      повысить качество ремонта и устранить вторичные поломки;

      продлить ресурс работающего оборудования на строгой научной основе;

      повысить безопасность эксплуатации энергетического оборудования:

      уменьшить потребление ТЭР.


    Тестовое техническое диагностирование - это диагностирование, при котором на объект подаются тестовые воздействия (например, определение степени износа изоляции электрических машин по изменению тангенса угла диэлектрических потерь при подаче напряжения па обмотку двигателя от моста переменного тока).

    Функциональное техническое диагностирование - это диагностирование, при котором измеряются и анализируются параметры объекта при его функционировании но прямому назначению или в специальном режиме, например определение технического состояния подшипников качения по изменению вибрации во время работы электрических машин.

    Экспресс-диагностирование - это диагностирование по ограниченному количеству параметров за заранее установленное время.

    Объект технического диагностирования - изделие или его составные части, подлежащие (подвергаемые) диагностированию (контролю).

    Техническое состояние - это состояние, которое характеризуется в определенный момент времени при определенных условиях внешней среды значениями диагностических параметров, установленных технической документацией на объект.

    Средства технического диагностирования - аппаратура и программы, с помощью которых осуществляется диагностирование (контроль).

    Встроенные средства технического диагностирования - это средства диагностирования, являющиеся составной частью объекта (например, газовые реле в трансформаторах на напряжение 100 кВ).

    Внешние устройства технического диагностирования - это устройства диагностирования, выполненные конструктивно отдельно от объекта (например, система виброконтроля на нефтеперекачивающих насосах).

    Система технического диагностирования - совокупность средств, объекта и исполнителей, необходимая для проведения диагностирования по правилам, установленным технической документацией.

    Технический диагноз - результат диагностирования.

    Прогнозирование технического состояния это определение технического состояния объекта с заданной вероятностью на предстоящий интервал времени, в течение которого сохранится работоспособное (неработоспособное) состояние объекта.

    Алгоритм технического диагностирования - совокупность предписаний, определяющих последовательность действий при проведении диагностирования.

    Диагностическая модель - формальное описание объекта, необходимое для решения задач диагностирования. Диагностическая модель может быть представлена в виде совокупности графиков, таблиц или эталонов в диагностическом пространстве.


    Существуют различные методы технического диагностирования:

    Реализуется с помощью лупы, эндоскопа, и других простейших приспособлений. Этим методом пользуются, как правило, постоянно, проводя внешние осмотры оборудования при подготовки его к работе или в процессе технических осмотров.

    Виброакустический метод реализуется с помощью различных приборов для измерения вибрации. Вибрация оценивается по виброперемещению, виброскорости или виброускорению. Оценка технического состояния этим методом осуществляется по общему уровню вибрации в диапазоне частот 10 - 1000 Гц или по частотному анализу в диапазоне 0 - 20000 Гц.


    Реализуется с помощью . Пирометрами измеряется температура бесконтактным способом в каждой конкретной точке, т.е. для получения информации о температурном ноле необходимо этим прибором сканировать объект. Тепловизоры позволяют определять температурное поле в определенной части поверхности диагностируемого объекта, что повышает эффективность выявления зарождающихся дефектов.


    Метод акустической эмиссии основан на регистрации высокочастотных сигналов в металлах и керамике при возникновении микротрещин. Частота акустического сигнала изменяется в диапазоне 5 - 600 кГц. Сигнал возникает в момент образования микротрещин. По окончании развития трещины он исчезает. Вследствие этого при использовании данного метода применяют различные способы нагружения объектов в процессе диагностирования.

    Магнитный метод используется для выявления дефектов: микротрещин, коррозии и обрывов стальных проволок в канатах, концентрации напряжения в металлоконструкциях. Концентрация напряжения выявляется с помощью специальных приборов, в основе работы которых лежат принципы Баркгаузсна и Виллари.

    Метод частичных разрядов применяется для выявления дефектов в изоляции высоковольтного оборудования (трансформаторы, электрические машины). Физические основы частичных разрядов состоят в том, что в изоляции электрооборудования образуются локальные заряды различной полярности. При разнополярных зарядах возникает искра (разряд). Частота этих разрядов изменяется в диапазоне 5 - 600 кГц, они имеют различную мощность и длительность.

    Существуют различные методы регистрации частичных разрядов:

      метод потенциалов (зонд частичных разрядов Lemke-5);

      акустический (применяются высокочастотные датчики);

      электромагнитный (зонд частичных разрядов);

      емкостный.

    Для выявления дефектов в изоляции станционных синхронных генераторов с водородным охлаждением и дефектов в трансформаторах на напряжение 3 - 330 кВ применяется хромотографический анализ газов . При возникновении различных дефектов в трансформаторах в масле выделяются различные газы: метан, ацетилен, водород и т.д. Доля этих растворенных в масле газов чрезвычайно мала, но тем не менее имеются приборы (хромотографы), с помощью которых указанные газы выявляются в трансформаторном масле и определяется степень развития тех или других дефектов.

    Для измерения тангенса угла диэлектрических потерь в изоляции в высоковольтном электрооборудовании (трансформаторы, кабели, электрические машины) применяется специальный прибор - . Этот параметр измеряется при подаче напряжения от номинального до 1,25 номинального. При хорошем техническом состоянии изоляции тангенс угла диэлектрических потерь не должен изменяться в этом диапазоне напряжения.


    Графики изменения тангенса угла диэлектрических потерь: 1 - неудовлетворительное; 2 - удовлетворительное; 3 - хорошее техническое состояние изоляции

    Кроме того, для технического диагностирования валов электрических машин, корпусов трансформаторов могут использоваться следующие методы: ультразвуковой, ультразвуковая толщинометрия, радиографический, капиллярный (цветной), вихретоковый, механические испытания (твердометрия, растяжение, изгиб), рентгенографическая дефектоскопия, металлографический анализ.

    Грунтович Н. В.

    Эксплуатация оборудования неразрывно связана с оценкой его технического состояния. Техническое состояние объекта – это совокупность его свойств, которые характеризуются в определенный момент времени, при определенных условиях внешней среды значениями структурных параметров, установленных технической документацией на объект диагностирования. .

    Техническая диагностика – область знаний о распознавании состояния технических систем (объектов), исследующая формы проявления технического состояния, разрабатывающая методы и средства его определения. .

    К основным задачам технической диагностики можно отнести следующие:

    Определение состояния технической системы;

    Прогнозирование изменения ее состояния;

    Определение места и причин поломок.

    Алгоритм технического диагностирования (контроля) устанавливает состав и порядок проведения элементарных проверок объекта и правила анализа их результатов. .

    Можно выделить два метода проведения технической диагностики (прямой и косвенный), которые, в свою очередь, делятся на множество способов, различающихся, как правило, по типу применяемых средств технического диагностирования. Остановимся более подробно на диагностике косвенными методами.

    Косвенные методы диагностирования основываются на определении структурных параметров технического состояния сборочных единиц машин по косвенным параметрам. Диагностирование косвенными методами не требует разборки машины. Многие методы осуществляются за счет преобразования механических величин в электрические специальными приборами.

    В общем случае косвенные методы диагностирования можно разделить на несколько групп (Рис.1).

    Рис.1. Методы косвенной диагностики

    Акустический шум и колебания механизмов, лежащие в основе виброакустической диагностики, используются для оценки технического состояния механизмов уже довольно долгое время. Колебательные процессы имеют огромное значение в современной технике. В основе виброакустической диагностики лежит получение информации об относительном и абсолютном смещении деталей машины, распределение пульсаций в рабочих узлах, акустическая эмиссия материала и т.д. Большинство дефектов, влияющих на ресурс механизма, изменяют параметры виброакустического сигнала, поэтому именно использование виброакустической диагностики во многих случаях может служить основным методом контроля.

    Присутствие колебаний может быть как неотъемлемым признаком исправного функционирования оборудования, а может быть нежелательным явлением. Таким образом, вибрация может быть как полезной, так и вредной.

    Вредное действие вибрации приводит к изнашиванию отдельных узлов оборудования (осей, валов щеток электромоторов и т.д.). В качестве выявляемых повреждений, как правило, выступает зазор между деталями, служащий причиной их соударения во время работы. Этот процесс реализуется путем распространения упругих волн акустического диапазона, возникновения вибрации и ударных импульсов. Значения вибрации показывают степень нарушения нормальной передачи динамических сил через техническую систему. Для нормальной работы машины характерен низкий уровень вибрации. С увеличением зазоров происходит увеличение вибрации ближайшего к дефекту подшипника и повышение колебаний в других подшипниковых узлах. Подшипниковый узел становится элементом, передающим динамические усилия от места дефекта на корпус устройства.

    В последнее время техника для измерения вибрации шагнула на новый уровень. С виброметрией связаны области электроакустики, электроники, радиотехники, автоматики, вычислительной техники и т.д., созданы новые приборы для измерения вибрации.

    Виброакустический метод диагностики хорошо зарекомендовал себя, и в настоящее время для определения состояния оборудования достаточно значения параметров вибрации и использования специальных таблиц. Как пример, можно привести таблицу оценки технического состояния машины по значению среднеквадратичной виброскорости.

    Таблица 1. Оценка технического состояния машин по значениям среднеквадратичной виброскорости, мм/с .

    Характеристика группы машин Техническое состояние
    «хорошее» «допустимое» «плохое» «аварийное»
    Отдельные части двигателей и машин, соединенные с агрегатом и работающие в обычном для них режиме (например, серийные электрические моторы мощностью до 15 кВт) до 0,7 0,7-1,8 1,8-4,5 более 4,5
    Машины средней величины (например, электромоторы мощностью от 15 до 875 кВт) до 1,1 1,1-2,8 2,8-7,1 более 7,1
    Мощные первичные двигатели и другие мощные машины с вращающимися частями, установленные на массивных фундаментах, относительно жестких в направлении измерения вибрации до 1,8 1,8-4,5 4,5-11,2 более 11,2
    Мощные первичные двигатели и другие мощные машины с вращающимися частями, установленные на массивных фундаментах, относительно податливых в направлении измерения вибрации (например, газовые турбины с выходной мощностью более 10 МВт). до 2,8 2,8-7,1 7,1-18 более 18

    Оценка состояния машины по виброакустическим признакам ведется с помощью датчиков вибрации, шумомера или стетоскопа. Амплитуда колебаний дает информацию о динамике работы кинематической пары и размере дефекта, а частота – об источнике колебаний.

    Магнитоэлектрические методы диагностирования основаны на регистрации изменения магнитного потока в диагностическом датчике, взаимодействующего с контролируемым механизмом. В основе магнитных методов лежит регистрация магнитных полей рассеивания, возникающих в зоне дефектов, и на определении магнитных свойств диагностируемых объектов.

    Основными методами магнитноэлектрической диагностики механизмов являются:

    Магнитопорошковый;

    Феррозондовый;

    Вихретоковый;

    Электроискровой;

    С использованием датчиков Холла.

    Как правило, с помощью магнитоэлектрической диагностики не только выявить дефект в изделии, но и определить его размеры и местонахождение. Некоторые типы приборов способны обнаруживать дефекты, определять глубину их и координаты относительно плоскостей изделия. С помощью магнитопорошкового метода могут быть обнаружены различные трещины, непровары сварных соединений и другие дефекты шириной несколько микрометров. Метод также подходит для контроля объектов с немагнитным покрытием.

    Параметром, указывающим на присутствующую в механизме неисправность, может выступать температура, отражающая протекание рабочего процесса. С помощью тепловой диагностики выявляются:

    Деформации, вызываемые неравномерностью нагрева;

    Состояние тормозов, подшипниковых узлов, муфт и др.

    Методы измерения температуры делятся на контактные и бесконтактные, которые также подразделяются по физическим эффектам, положенным в основу их принципа действия.

    К контактным методам термометрии относится действие термометров, термопар и терморезисторов. К бесконтактным – пирометров и тепловизоров.

    Работа температурных датчиков, как правило, основывается на принципе преобразования измеряемой температуры в электрическую величину. Это обусловлено удобством передачи электрических величин на расстояние и их универсальностью.

    Можно заметить, что диагностирование по косвенным признакам обычно проводится с помощью аналоговых электромеханических измерительных приборов. В общем случае они имеют следующую структурную схему (рис.2):

    Рис.2. Структурная схема аналогового электромеханического измерительного прибора.

    Измерительная цепь прибора позволяет преобразовать измеряемую величину Х в промежуточную величину У, связанную с измеряемой величиной. Измерительный механизм служит для преобразования электромагнитной энергии в механическую, которая необходима для выдачи информации об измеряемой величине.

    Цифровые измерительные приборы действуют несколько иным образом: преобразуют измеряемую величину в дискретную форму, после чего подвергают цифровому кодированию и выдают результат на отсчетном устройстве.

    Рассмотрим возможное применение косвенных методов диагностирования в сфере бытовых машин и приборов.

    Для определения дефектов бытовой холодильной техники, как правило, применяют портативную диагностическую аппаратуру. Использование современных контрольно-измерительных приборов дает возможность повысить качество ее контроля и, как следствие, с большей точностью диагностировать причины отказов при эксплуатации.

    Появление неисправности в холодильнике обычно характеризуется каким-либо отклонением в показателях его работы – расходе электроэнергии, температуре и т.д. Выявление такого отклонения является первым этапом проверки холодильника. После этого необходимо найти причину и место дефекта. Так как появление неисправности зачастую приводит к нарушению процесса теплообмена между частями холодильного агрегата и окружающей средой, расположение дефекта можно установить по характерным признакам, таким как шум, повышение температуры и т.п.

    Во время работы компрессора вследствие сжатия паров хладагента и нагрева обмоток электродвигателя выделяется тепло, что приводит к увеличению температуры фреона, металлических частей компрессора и масла в его кожухе. Тепло от нагретых областей частично отводится в окружающую среду через стенки кожуха. При прохождении по нагнетательной трубке пары хладагента охлаждаются, что приводит к постепенному уменьшению температуры поверхности трубки. Следовательно, нагрев поверхности трубки в месте ее соединения со змеевиком конденсатора должен быть намного ниже, чем в месте ее выхода из кожуха компрессора.

    Распространенным дефектом бытового холодильника можно считать утечку фреона, диагностируемую, как правило, с помощью галоидного течеискателя. Сторону нагнетания холодильного агрегата в этом случае проверяют при работающем, а сторону всасывания – при отключенном мотор-компрессоре. В качестве альтернативы этому методу контроля можно предложить использование тепловизора. Тепловизоры достаточно полно отражают температурное поле эксплуатируемого оборудования, координатно или визуально указывают на конкретные горячие (или – холодные) места, которые могут быть источником опасных дефектов, потерь энергии, коротких замыканий и т.д. Некоторые тепловизоры способны измерить температуру этих «горячих» точек и дать необходимую информацию для цифрового анализа.

    Тепловизоры эффективно используются и для диагностики электрических сетей и оборудования. Возникающее избыточное сопротивление тока вызывает заметное повышение температуры в проблемных местах. Это может вызывать повреждения проводки и оборудования. Ранняя диагностика неполадок в электрических сетях позволяет предотвратить снижение производительности электросети и потери электроэнергии на ненужное производство тепла.

    Шум при работе холодильника возникает по причине наличия в нем движущихся механизмов. Уровень звука холодильного агрегата не должен превышать 45 дБА на расстоянии 1 м или уровня звука образца-эталона. Шум должен быть равномерным, без дребезжаний.

    Анализ звуков, возникающих при работе компрессора, позволяет диагностировать в нем различные неисправности. Например, металлический стук при работе компрессора, сопровождающийся вибрацией шкафа, может указывать на расшатанность опорных элементов, неисправность компрессора и касание незакрепленными трубопроводами деталей шкафа. Причиной повышения вибрации в холодильном агрегате также может служить износ подшипников скольжения, что приводит к заклиниванию двигателя при его пуске. Нормальной работе подшипников соответствует монотонный и шелестящий шум. Диагностику неисправностей в таком случае целесообразно проводить с применением вибродатчика и шумомера, а по полученным результатам делать вывод о состоянии холодильника.

    На сегодняшний день значительная часть отказов бытовых холодильников связана с выходом из строя мотор-компрессоров. Как правило, в таком случае возвращение холодильного агрегата в работоспособное состояние проводится путем замены компрессора.

    Неисправности мотор-компрессора, диагностируемые путем измерения виброакустических характеристик холодильного агрегата:

    Нарушение подвески компрессора в кожухе;

    Нарушение сопряжений трущихся пар.

    Примеры выявления неисправностей виброакустическим способом можно проследить и у других бытовых приборов. Например, сильная вибрация, скрежет и шум при работе пылесоса указывают на износ подшипников и выработку смазки. Причиной возбуждения колебаний зачастую выступает неуравновешенность роторов. Посторонние звуки при стирке белья указывают неисправности активатора стиральной машины: износ оси, касание стенки бака и т.д. Сильный шум и вибрация при вращении барабана указывают на неисправность командоаппарата, ослабление крепления противовесов.

    Представим процесс измерения вибрационных характеристик машины в виде структурной схемы.

    В общем случае ее можно изобразить в виде следующих блоков:

    Объект измерения;

    Вибропреобразователь;

    Блок обработки;

    Устройство отображения полученной информации (дисплей).

    Рис.3 Структурная схема процесса измерения вибрации (в общем случае)

    Вибропреобразователь служит для преобразования механических вибраций в электрический сигнал, блок обработки – для расшифровки этого сигнала.

    Представим полученную схему в более развернутом виде.

    Рис.4 Структурная схема процесса измерения вибрации (в развернутом виде): 1 – объект измерения; 2 – крепление; 3 – датчик вибрации; 4 – кабель; 5 – электрический вход; 6 – согласование сигнала; 7 – частотная коррекция; 8 – дополнительное преобразование и корреция сигнала; 9 – отображение результата измерения

    С помощью крепления на диагностируемую поверхность устанавливают датчик вибрации. Посредством соединительного кабеля данные от датчика поступают в блок согласования сигнала, а оттуда – в блок частотной коррекции, где производится частотный анализ для получения информации о спектре вибрации. После этого происходит коррекция сигнала и вывод результата измерения на дисплей (или иное средство отображения).

    К факторам, оказывающим влияние на виброакустическое поле машины, стоит добавить возбуждение резонансных колебаний в случае совпадения вынужденных частот с собственными. Как результат воздействия множества факторов виброакустические характеристики механизма при нормальном техническом состоянии подвержены колебаниям, вследствие чего диагностику нужно проводить с учетом нестабильности результатов.

    Методы синтеза диагностических признаков зарождающихся дефектов обеспечивают высокую достоверность не только процедур оценки текущего технического состояния объекта диагностирования, лежащих в основе технологии эксплуатации машин по состоянию, но и процедур прогнозирования работоспособности узлов, лимитирующих ресурс механического оборудования. . Сравнивая прямые и косвенные методы диагностики, нельзя не отметить очевидные достоинства последних: возможность контроля оборудования во время его работы, отсутствие необходимости разборки механизма и выявление зарождающихся неисправностей на начальной стадии, не дожидаясь сбоя в работе.

    Как недостаток метода, можно указать высокую стоимость некоторых из приборов, требуемых для его применения. В то же время нужно отметить, что косвенная диагностика, выявляя дефекты на ранних стадиях их развития, позволяет предотвратить поломку оборудования, что, напротив, способствует уменьшению затрат за счет отсутствия необходимости в покупке новой техники. Применение косвенной диагностики дает возможность проводить безразборный контроль работы оборудования, что обеспечивает сокращение его простоев. Не стоит забывать и о том, что исследование и измерение параметров работы машины может принести пользу как способ изучения функционирования сложного механизма и служить основой для дальнейшего его совершенствования. Таким образом, диагностика бытовых машин и приборов по косвенным признакам может выполнять не только функцию наблюдения и контроля за состоянием оборудования, но и способствовать изобретательской деятельности. Дальнейшее совершенствование датчиков и применение их в интерактивном режиме позволит диагностировать неисправность при первых признаках ее появления.

    Количество просмотров публикации: Please wait
    Вверх