Разбирање на анализата со ултразвук
Ултразвучна анализа — исто така наречена воздушен и структурен ултразвук — е мониторинг на состојбата технологија што слуша високофреквентни звуци далеку над опсегот на човечкиот слух. Луѓето обично можат да слушаат до околу 20 килохерци (kHz); ултразвучните инструменти се дизајнирани да детектираат звуци во појасот од 20 kHz до 100 kHz. Овие високофреквентни емисии се создаваат од триење, турбуленција и електрично лачно празнење — три работи што речиси секогаш придружуваат дефект во развој. Инструментот го детектира ултразвукот, го претвора во звучен сигнал што се слуша преку слушалки и го мери неговиот интензитет (амплитуда), кој се прикажува како ниво во децибели (dB). Всушност, му овозможува на инспекторот да “чуе” проблеми што инаку се целосно тивки, правејќи ја моќно дополнување на анализа на вибрации и термографија во современа предиктивно одржување програма.
1. Дефиниција: Што е анализа со ултразвук?
Во својата суштина, ултразвучната анализа се однесува на фаќање на акустичната енергија што човечкото уво не може да ја регистрира. Физиката е важна тука: ултразвучните бранови имаат кратка бранова должина и се силно насочени, и брзо слабеат со растојанието и низ цврсти бариери. Токму ова ја прави техниката толку корисна за инспекција — бидејќи звукот брзо снемува, најгласното отчитување сигурно укажува назад кон изворот, овозможувајќи му на инспекторот со сигурност да лоцира протекување или дефектен контакт.
Ултразвук се создава секаде каде што има триење (суво или оштетено лежиште), турбуленција (гас што излегува низ мал отвор) или електрично празнење (лачно празнење, површинско празнење и корона). Инструментот ја детектира оваа емисија или со воздушен сензор (ултразвучен микрофон) или со контактен сензор (бранувод притиснат на површина за да го зафати структурниот звук). Зафатениот сигнал потоа се обработува и му се презентира на инспекторот и како звучен тон и како нумеричко ниво во dB, така што дијагнозата комбинира извежбано уво со објективно мерење чиј тренд може да се следи.
2. Како функционира: Хетеродинирање
Клучната технологија во ултразвучниот инструмент се нарекува хетеродинирање. Ова е електронски процес што точно го претвора многу високофреквентниот, нечуен ултразвучен сигнал во сигнал со пониска фреквенција во рамките на чујниот опсег, без без да го менува оригиналниот карактер на звукот. “Сиктањето” на протекување на компримиран воздух сè уште звучи како сиктање во слушалките, а “крцкањето” на електричниот лак сè уште звучи како крцкање. Тоа верно претворање е она што ја прави дијагнозата толку интуитивна: инспекторот учи да го препознава карактеристичниот звук на секој дефект по слух.
Хетеродинирањето функционира со мешање на дојдовниот ултразвучен сигнал со стабилна референтна фреквенција генерирана во внатрешноста на инструментот. Мешањето создава разликна фреквенција што паѓа во чујниот појас. Бидејќи оригиналните односи на амплитудата се зачувани, отчитувањето во децибели на мерачот останува значајна, повторлива величина што може да се евидентира и да ѝ се следи трендот низ време — претворајќи го субјективното “звучи полошо” во документиран пораст во dB што поддржува одлука за одржување.
3. Клучни примени во одржувањето
Ултразвучната анализа е разноврсна технологија со неколку примени од висока вредност:
а) Детекција на протекувања
Ова е најчестата и финансиски најисплатливата примена. Турбулентното струење на гас — компримиран воздух, пареа, азот или кој било медиум под притисок — што излегува од цевка, вентил или сад создава голема количина широкопојасен ултразвук.
- Постапка: Инспекторот користи рачен ултразвучен уред со воздушен сензор за да скенира одредена област. Инструментот е силно насочен, така што како што се доближува до протекувањето, звучниот сигнал во слушалките станува погласен, а отчитувањето во dB на мерачот се зголемува, водејќи го инспекторот право до изворот.
- Придобивки: Пронаоѓањето и отстранувањето на протекувањата на компримиран воздух може да заштеди на едно постројение десетици, па дури и стотици илјади долари годишно во потрошена енергија. Компримираниот воздух е еден од најскапите ресурси во една фабрика, а едно единствено, чујно протекување што останува неотстрането натрупува трошоци секој час во кој компресорот работи под оптоварување за да го надомести.
б) Електрична инспекција
Електрични дефекти како што се искрење, површинско прескокнување и корона во опрема со среден и висок напон сите произведуваат ултразвук, честопати пред да произведат доволно топлина за да бидат забележани од инфрацрвена камера.
- Постапка: Инспекторот може безбедно да ги скенира затворените електрични ормари однадвор. Ултразвукот создаден од дефект излегува низ воздушните процепи во заптивките на орманот, така што панелот никогаш не мора да се отвора за да се пронајде проблем.
- Придобивки: Ова е одличен, безконтактен начин за откривање сериозни електрични дефекти пред да доведат до настан на лачен блесок, со што директно се подобрува безбедноста на постројката. Исто така е идеален чекор за прелиминарна проверка што се изведува пред пред отворање на панел за термографија, помагајќи да се одлучи дали панелот воопшто е безбеден за отворање. И двата методи се користат заедно со други неинтрузивни техники како што се недеструктивно испитување.
в) Механичка инспекција (подмачкување базирано на состојба)
Ултразвукот е исто така многу ефикасен за проценка на состојбата на лежиштата со тркалачки елементи и за насочување на праксата на подмачкување — дисциплина честопати наречена акустично подмачкување или подмачкување базирано на состојбата.
- Постапка: Контактен ултразвучен сензор се поставува на куќиштето на лежиштето, зафаќајќи го структурниот звук што лежиштето го зрачи додека се врти.
- Толкување:
- Здраво, добро подмачкано лежиште произведува тивок, постојан “сиктачки” звук.
- Лежиште на кое му е потребна маст покажува повисоко отчитување во dB. Техничарот нанесува маст полека, застанувајќи во моментот кога нивото во dB почнува да опаѓа — спречувајќи го прекумерното подмачкување што само по себе предизвикува абење на лежиштата и оштетување на заптивката.
- Лежиште со дефект во развој како што е лупење произведува повторлив “крцкачки” или “пукачки” звук додека тркалачките елементи удираат во дефектот, давајќи многу рано предупредување од откажување на лежиштето.
4. Ултразвук наспроти вибрациска анализа
За анализа на лежишта, ултразвукот и анализа на вибрации се комплементарни, а не конкурентни. Ултразвукот честопати е подобар во фаќањето откази во многу рана фаза (Фаза 1) и проблеми со подмачкувањето, бидејќи првиот знак на проблем е слаба високофреквентна емисија долго пред дефектот да стане доволно голем за мерливо да го помести лежиштето. Вибрациската анализа е подобра во дијагностицирањето на точната природа на дефект во подоцнежна фаза — на пример, разликување на фреквенција на минување на топчињата по надворешниот прстен дефект од фреквенција на минување на топчињата по внатрешниот прстен дефект — штом дефектот стане видлив во вибрацискиот спектар и препознатлив преку фреквенции на дефекти на лежиштата. Многу вибрациски аналитичари користат анализа на обвивката за да ги извлечат тие исти рани удари на лежиштата од вибрацискиот сигнал, намалувајќи го јазот меѓу двете техники.
5. Каде се вклопува ултразвукот во теренска програма
Ултразвукот, инфрацрвената термографија, анализата на масло и вибрациите — секој од нив гледа различен дел од здравјето на машината, а најсилните програми за доверливост ги комбинираат заедно. Ултразвукот за секунди сигнализира протекување, контакт што искри или недоволно подмачкано лежиште; вибрациите потоа ја квантифицираат механичката состојба и ви кажуваат зошто. Кога проверката по мерна рута открие растечки тон на лежиште или зголемена 1× дебаланс, природниот следен чекор е да се постави вистински двоканален инструмент на машината. Преносен анализатор и балансер како што е Balanset-1A ја мери компонентата 1× амплитуда и фаза во сопствените лежишта на машината при работна брзина, така што штом ултразвукот укаже на проблем со ротирачка машина, можете да дијагностицирате неурамнотеженост и да ја коригирате на самото место — затворајќи го кругот меѓу откривањето и поправката без да го испраќате роторот во работилница.
