Pochopení ultrazvukové analýzy

1. Definice: Co je ultrazvuková analýza?

Ultrazvuková analýza (nebo vzduchový/strukturální ultrazvuk) je technologie monitorování stavu, která zahrnuje poslech vysokofrekvenčních zvuků, které jsou hluboko mimo dosah lidského sluchu. Lidé obvykle slyší zvuky až do frekvence přibližně 20 kilohertzů (kHz). Ultrazvukové přístroje jsou navrženy tak, aby detekovaly zvuky v rozsahu 20 kHz až 100 kHz.

Tyto vysokofrekvenční zvuky jsou generovány třením, turbulencí a elektrickým obloukem. Ultrazvukový přístroj detekuje tento vysokofrekvenční zvuk, převádí ho na zvukový signál, který lze slyšet přes sluchátka, a měří jeho intenzitu (amplitudu), která se zobrazuje v decibelech (dB). To umožňuje inspektorům „slyšet“ problémy, které by jinak byly zcela tiché.

2. Jak to funguje: Heterodynování

Základní technologie uvnitř ultrazvukového přístroje se nazývá heterodynníJedná se o elektronický proces, který přesně převádí velmi vysokofrekvenční, neslyšitelný ultrazvukový signál na nízkofrekvenční signál v rámci slyšitelného rozsahu, aniž by se změnily původní charakteristiky zvuku. To znamená, že „syčivý“ zvuk úniku stlačeného vzduchu nebo „praskavý“ zvuk elektrického oblouku bude ve sluchátkách znít jako syčení nebo praskání, takže diagnostika je velmi intuitivní.

3. Klíčové aplikace v údržbě

Ultrazvuková analýza je všestranná technologie s několika vysoce hodnotnými aplikacemi:

a) Detekce netěsností

Toto je nejběžnější a finančně nejvýhodnější aplikace. Turbulentní proudění plynu (jako je stlačený vzduch, pára nebo dusík) unikajícího z tlakového potrubí nebo nádoby vytváří značné množství širokopásmového ultrazvuku.

• Postup: Inspektor používá ruční ultrazvukové zařízení se vzduchovým senzorem k naskenování oblasti. Přístroj je vysoce směrový a jak se blíží k úniku, zvukový signál ve sluchátkách se zesiluje a hodnota v dB na měřiči se zvyšuje.
• Výhody: Nalezení a oprava úniků stlačeného vzduchu může v závodě ušetřit desítky nebo dokonce stovky tisíc dolarů ročně za zbytečné náklady na energii.

b) Elektroinspekce

Elektrické závady, jako například oblouky, trasování a korona v elektrických zařízeních středního a vysokého napětí produkují ultrazvuk.

• Postup: Inspektor může bezpečně prohledat uzavřené elektrické skříně zvenčí. Ultrazvuk generovaný poruchou uniká vzduchovými mezerami v těsnění skříně.
• Výhody: Toto řešení poskytuje vynikající bezkontaktní metodu pro detekci závažných elektrických závad dříve, než povedou k obloukovému záblesku, což zvyšuje bezpečnost zařízení. Je to také skvělý screeningový nástroj, který lze použít před otevřením rozvaděče za účelem provedení termografie.

c) Mechanická kontrola (mazání dle stavu)

Ultrazvuk je také vysoce účinný pro posouzení stavu valivých ložisek a pro vedení postupů mazání.

• Postup: Kontaktní ultrazvukový senzor je umístěn na ložiskovém pouzdře.
• Výklad:
  • Zdravé a dobře promazané ložisko bude vydávat tichý, stálý „syčivý“ zvuk.
  • Ložisko, které potřebuje mazání, bude mít vyšší hodnotu v dB. Technik pak může pomalu nanášet mazivo a zastavit ho, jakmile hladina dB začne klesat, čímž zabrání nadměrnému mazání.
  • Ložisko s vadou (například odštěpením) bude při nárazu valivých těles do vady vydávat opakující se „praskavý“ nebo „luskavý“ zvuk. To poskytuje velmi včasné varování před selháním ložiska.

4. Ultrazvuk vs. Analýza vibrací

Pro analýzu ložisek se ultrazvuk a vibrace doplňují. Ultrazvuk je často lepší pro detekci poruch v rané fázi (fáze 1) a problémů s mazáním. Analýza vibrací je lepší pro diagnostiku přesné povahy poruchy v pozdějším stádiu (např. pro rozlišení poruchy vnějšího kroužku od poruchy vnitřního kroužku), jakmile se stane viditelnou ve vibračním spektru.

← Zpět na hlavní index