Разбиране на безразрушителния контрол (NDT)
Неразрушителен контрол (NDT) — наричано още неразрушително изследване (NDE) или неразрушителна проверка (NDI) — представлява широка група от методи за анализ, използвани в науката и промишлеността за оценка на свойствата на материал, компонент или система, без да се причиняват повреди. Характерната особеност е заложена в самото наименование: изпитваният обект остава напълно годен за употреба след проверката. В областта на поддръжката и осигуряването на надеждността неразрушителните изпитвания обхващат мониторинг на състоянието технологии, които оценяват състоянието на машините „отвън“ — по време на работа или при кратко прекъсване на работата — без да се налага разглобяване, и анализ на вибрациите е един от най-известните и ефективни методи.
1. Определение: Какво е безразрушителен контрол?
Тъй като нищо не се разрязва, изразходва или унищожава, един и същ компонент може да бъде проверяван многократно през целия си експлоатационен срок и всеки път да се връща в експлоатация. Именно тази характеристика превръща неразрушителните методи за изпитване (NDT) в практическата основа на всяка съвременна стратегия за надеждност: тя позволява на инженерите да събират данни за целостта на даден обект, без да го изваждат от производство или да жертват детайла, за да установят дали е в изправно състояние.
2. Целта на безразрушителния контрол (NDT) в поддръжката
Основната цел на неразрушителните изпитвания (NDT) в рамките на програмите за поддръжка и надеждност е да се откриват и описват дефекти, повреди и износване в машините и конструкциите на възможно най-ранен етап. Ранното откриване позволява работата да се планира и изпълнява проактивно, като по този начин се предотвратяват катастрофални повреди и се свежда до минимум времето за престой. Поради това неразрушителните изпитвания (NDT) са науката, която стои в основата на Поддръжка, базирана на състоянието (CBM) и, в по-широк смисъл, прогнозна поддръжка — методът за ремонт на машина въз основа на данните за нейното състояние, получени при измерване, а не според предварително определен график. Събраните резултати се използват директно за анализ на тенденциите и, в крайна сметка, приблизителна оценка на остатъчен експлоатационен срок.
3. Общи методи за безразрушително контролиране (NDT) в поддръжката на инсталациите
Въпреки че съществуват десетки методи за неразрушаващо изпитване, за оценка на състоянието на производствените съоръжения обикновено се използва основна група от тях. Те често се обединяват под общото наименование „технологии за мониторинг на състоянието“:
- Анализ на вибрациите: измерване и интерпретиране на вибрационните характеристики на въртящи се машини с цел откриване на механични неизправности като дисбаланс, несъосност, дефекти на лагерите и проблеми със зъбните колела.
- Анализ на маслото (трибология): лабораторен анализ на смазочното масло, за да се прецени състоянието както на маслото, така и на машината, чрез установяване на частици от износване, замърсители и химични промени.
- Термография (инфрачервен анализ): използване на термовизионни камери за откриване на температурни аномалии, които сигнализират за електрически неизправности, проблеми със смазването и други проблеми.
- Ултразвуков анализ: откриване на високочестотни звуци за локализиране на течове на сгъстен въздух, електрически неизправности и проблеми със смазването, както и тясно свързани с акустична емисия наблюдение на ударните вълни.
- Анализ на моторните вериги (MCA): електрически метод за изпитване, използван за оценка на състоянието на намотките и изолацията на електродвигателя.
Няма технология, която да обхваща всичко, затова надеждните програми комбинират няколко. ISO 17359 предоставя обща рамка за избор и комбиниране на методи за мониторинг на състоянието, като на практика изборът може да се насочва от Селектор на методи за мониторинг на състоянието съгласно ISO 17359.
4. NDT за откриване на дефекти в материали
Освен мониторинга на състоянието на активните машини, безразрушителният контрол (NDT) включва и набор от техники, насочени към откриване на физически дефекти в статичните компоненти, заварките и материалите:
- Визуално тестване (VT): най-основният метод — пряк визуален оглед на даден компонент, понякога с помощта на ендоскопи или лупи.
- Течно проникващо изпитване (ТП): икономичен метод за откриване на повърхностни дефекти в непорести материали. На повърхността се нанася боя, която прониква във всички пукнатини, които след това стават видими под ултравиолетова светлина.
- Магнитно-прахов тест (МП): използва се за откриване на повърхностни и близки до повърхността дефекти във феромагнитни материали. Детайлът се намагнитва и върху него се нанасят фини железни частици; те се събират в полето на магнитния поток, което се образува над всяка пукнатина или дефект.
- Рентгенографско изследване (RT): използва рентгенови или гама лъчи, за да се види вътрешността на материала. Лъчението преминава през обекта и попада върху филм или цифров детектор; на изображението се виждат кухини, пукнатини или промени в плътността, подобно на медицинска рентгенова снимка.
- Ултразвуково изпитване (УТ): изпраща високочестотни звукови вълни в материала чрез сонда. Звукът се отразява от вътрешни елементи — задната стена или дефект — и чрез измерване на времето на връщане на ехото инспекторът може да измери дебелината на стената, както и да открие, локализира и определи размера на вътрешни дефекти. Траекторията на лъча и дължината на близкото поле могат да се изчислят с помощта на Калкулатор за траекторията на лъча и близкото поле на UT.
Изборът на подходящ метод за откриване на дефекти и необходимата за това сертификация на персонала е стандартизиран; Избор на метод за неразрушаващо изпитване (ISO 9712) помага за съобразяване на техниката с вида на дефекта и материала.
5. Кога е подходящ анализът на вибрациите
При въртящото се оборудване анализът на вибрациите обикновено е първият и най-информативен метод за неразрушителни изпитвания, тъй като дава информация за динамичното състояние на машината по време на работа. Неизправностите се проявяват като характерни пикове в вибрационен спектър, а тежестта се оценява спрямо стандарти като ISO 20816 (съвременният наследник на ISO 10816). Когато спектърът показва доминираща честота от един импулс на оборот, неразрушителният метод за отстраняване на проблема често е балансиране на място — извършвано без демонтиране на ротора. Преносим двуканален анализатор като Balanset-1A измерва амплитудата 1× и фаза в самите лагери на машината и изчислява корекционните тежести на място, превръщайки диагностичното неразрушително измерване директно в неразрушителна ремонтна операция.
Всички тези методи имат една и съща цел: да предоставят важни данни за състоянието и целостта на даден обект, без да го повреждат, така че да могат да се вземат обосновани решения относно поддръжката, ремонта и подмяната му.
