Zrozumienie analizy ultradźwiękowej

1. Definicja: Czym jest analiza ultradźwiękowa?

Analiza ultradźwiękowa (lub ultradźwięki przenoszone drogą powietrzną/strukturalną) to technologia monitorowania stanu, która polega na nasłuchiwaniu dźwięków o wysokiej częstotliwości, znacznie wykraczających poza zakres słyszalności człowieka. Ludzie zazwyczaj słyszą dźwięki o częstotliwości do około 20 kiloherców (kHz). Urządzenia ultradźwiękowe są zaprojektowane do wykrywania dźwięków w zakresie od 20 kHz do 100 kHz.

Te dźwięki o wysokiej częstotliwości powstają w wyniku tarcia, turbulencji i łuku elektrycznego. Urządzenie ultradźwiękowe wykrywa te dźwięki o wysokiej częstotliwości, przetwarza je na sygnał słyszalny w słuchawkach i mierzy ich natężenie (amplitudę), wyświetlane w decybelach (dB). Pozwala to inspektorom „usłyszeć” problemy, które w przeciwnym razie pozostałyby całkowicie niezauważone.

2. Jak to działa: heterodynowanie

Podstawową technologią wewnątrz urządzenia ultradźwiękowego jest tzw. heterodynowanieJest to proces elektroniczny, który precyzyjnie konwertuje niesłyszalny sygnał ultradźwiękowy o bardzo wysokiej częstotliwości na sygnał o niższej częstotliwości, mieszczący się w zakresie słyszalnym, bez zmiany pierwotnej charakterystyki dźwięku. Oznacza to, że „syczenie” wycieku sprężonego powietrza lub „trzask” łuku elektrycznego będzie brzmieć w słuchawkach jak syczenie lub trzask, co sprawia, że diagnoza jest bardzo intuicyjna.

3. Kluczowe zastosowania w utrzymaniu ruchu

Analiza ultradźwiękowa to wszechstronna technologia o wielu wartościowych zastosowaniach:

a) Wykrywanie wycieków

To najpowszechniejsze i najbardziej opłacalne zastosowanie. Turbulentny przepływ gazu (takiego jak sprężone powietrze, para wodna lub azot) wydostającego się z rury lub zbiornika pod ciśnieniem generuje znaczną ilość szerokopasmowych ultradźwięków.

• Procedura: Inspektor używa ręcznego urządzenia ultradźwiękowego z czujnikiem przenoszonym przez powietrze do skanowania obszaru. Urządzenie jest wysoce kierunkowe, a im bliżej wycieku, tym głośniejszy staje się sygnał dźwiękowy w słuchawkach, a odczyt dB na mierniku wzrasta.
• Korzyści: Znalezienie i usunięcie nieszczelności sprężonego powietrza może pozwolić zakładowi zaoszczędzić dziesiątki, a nawet setki tysięcy dolarów rocznie na kosztach marnowanej energii.

b) Inspekcja elektryczna

Usterki elektryczne, takie jak łuk elektryczny, śledzenie i korona w urządzeniach elektrycznych średniego i wysokiego napięcia wytwarzają ultradźwięki.

• Procedura: Inspektor może bezpiecznie skanować zamknięte szafy elektryczne z zewnątrz. Ultradźwięki generowane przez awarię wydostają się przez szczeliny powietrzne w uszczelnieniach szaf.
• Korzyści: Zapewnia doskonałą, bezkontaktową metodę wykrywania poważnych usterek elektrycznych, zanim doprowadzą one do wystąpienia łuku elektrycznego, zwiększając bezpieczeństwo zakładu. Jest to również doskonałe narzędzie do kontroli przed otwarciem rozdzielnicy w celu przeprowadzenia… termografia.

c) Kontrola mechaniczna (smarowanie w zależności od stanu)

Ultradźwięki są również bardzo skuteczne w ocenie stanu łożysk tocznych i doradztwie w zakresie smarowania.

• Procedura: Czujnik ultradźwiękowy kontaktowy umieszczony jest na obudowie łożyska.
• Interpretacja:
  • Zdrowe, dobrze nasmarowane łożysko będzie wydawać niski, stały, „syczący” dźwięk.
  • Łożysko wymagające smarowania będzie miało wyższy odczyt dB. Technik może wtedy powoli nakładać smar, przerywając smarowanie, gdy tylko poziom dB zacznie spadać, zapobiegając w ten sposób nadmiernemu smarowaniu.
  • Łożysko z defektem (np. odpryskiem) będzie wydawać powtarzający się dźwięk „trzaskania” lub „strzelania”, gdy elementy toczne uderzają w defekt. Zapewnia to bardzo wczesne ostrzeżenie o awarii łożyska.

4. Ultradźwięki kontra Analiza drgań

W analizie łożysk ultradźwięki i wibracje wzajemnie się uzupełniają. Ultradźwięki często lepiej wykrywają awarie na bardzo wczesnym etapie (etap 1) i problemy ze smarowaniem. Analiza wibracji lepiej diagnozuje dokładny charakter usterki na późniejszym etapie (np. odróżniając uszkodzenie bieżni zewnętrznej od uszkodzenia bieżni wewnętrznej), gdy stanie się ona widoczna w widmie drgań.

← Powrót do indeksu głównego