Введение в неразрушающий контроль (НК)
Неразрушающий контроль (НК) - также называемый неразрушающим контролем (NDE) или неразрушающей инспекцией (NDI) - это широкое семейство методов анализа, используемых в науке и промышленности для оценки свойств материала, компонента или системы без нанесения ущерба. Определяющая черта заложена в самом названии: проверяемый объект остается полностью пригодным для использования после проверки. В работах по техническому обслуживанию и обеспечению надежности неразрушающий контроль охватывает мониторинг состояния технологии, позволяющие оценивать состояние оборудования “снаружи” - во время работы или кратковременной остановки - без демонтажа, и анализ вибраций это один из самых ярких и мощных методов.
1. Определение: что такое неразрушающий контроль?
Поскольку ничего не вскрывается, не расходуется и не разрушается, один и тот же компонент можно многократно проверять в течение всего срока службы и каждый раз возвращать в строй. Именно это свойство делает неразрушающий контроль практической основой любой современной стратегии надежности: он позволяет инженерам собирать доказательства целостности актива, не снимая его с производства и не жертвуя деталью, чтобы выяснить, была ли она исправна.
2. Цель неразрушающего контроля в техническом обслуживании
Основная цель неразрушающего контроля в программе технического обслуживания и повышения надежности - обнаружить и охарактеризовать дефекты, недостатки и деградацию оборудования и конструкций на самой ранней стадии. Раннее обнаружение позволяет планировать и выполнять работы с упреждением, предотвращая катастрофические отказы и минимизируя время простоя. Таким образом, неразрушающий контроль - это наука, лежащая в основе Техническое обслуживание с учетом состояния оборудования (CBM) и в более широком смысле, предиктивное техническое обслуживание - дисциплина ремонта машины на основании результатов измерений ее состояния, а не по установленному графику. Собранные результаты напрямую используются для анализ тенденций и, в конечном счете, оценка оставшийся срок полезного использования.
3. Распространенные методы неразрушающего контроля в сфере технического обслуживания оборудования
Несмотря на существование десятков методов неразрушающего контроля, для оценки состояния производственных активов регулярно используется основная группа. Их часто объединяют в группу технологий мониторинга состояния:
- Анализ вибрации: измерение и интерпретация сигналов вибрации вращающихся механизмов для обнаружения механических неисправностей, таких как дисбаланс, Перекос, дефекты подшипников и проблемы с передачей.
- Анализ масла (трибология): лабораторный анализ смазочного масла для определения состояния масла и машины путем выявления частиц износа, загрязнений и химических изменений.
- Термография (инфракрасный анализ): использование тепловизоров для выявления температурных аномалий, сигнализирующих об электрических неисправностях, проблемах со смазкой и других проблемах.
- Ультразвуковой анализ: Обнаружение высокочастотного звука для поиска утечек сжатого воздуха, электрические неисправности и проблемы со смазкой, и тесно связана с акустическая эмиссия мониторинг волн напряжения.
- Анализ моторных цепей (MCA): метод электрических испытаний, используемый для оценки состояния обмоток и изоляции двигателя.
Ни одна технология не видит всего, поэтому надежные программы включают в себя несколько. ISO 17359 дает общую основу для выбора и комбинирования методов мониторинга состояния, а на практике выбор можно направлять с помощью ISO 17359 Селектор методов мониторинга состояния.
4. Неразрушающий контроль для выявления дефектов в материалах
Помимо мониторинга технического состояния работающего оборудования, неразрушающий контроль также включает в себя ряд методов, направленных на выявление физических дефектов в неподвижных деталях, сварных швах и материалах:
- Визуальный контроль (VT): Самый простой метод - прямой визуальный осмотр компонента, иногда с помощью бороскопов или лупы.
- Контроль с помощью проникающих жидкостей (PT): недорогой способ обнаружения поверхностных дефектов в непористых материалах. Краситель наносится на поверхность и просачивается в трещины, которые затем обнаруживаются под ультрафиолетовым светом.
- Магнитопорошковый контроль (MT): используется для поиска поверхностных и приповерхностных дефектов в ферромагнитных материалах. Деталь намагничивается, на нее наносятся мелкие частицы железа, которые собираются в поле утечки магнитного потока, образующемся над трещиной или дефектом.
- Рентгенографический контроль (RT): Использует рентгеновское или гамма-излучение, чтобы увидеть материал изнутри. Излучение проходит через объект на пленку или цифровой детектор; пустоты, трещины или изменения плотности появляются на изображении, подобно медицинскому рентгену.
- Ультразвуковой контроль (УЗК): Посылает высокочастотные звуковые волны в материал через зонд. Звук отражается от внутренних элементов - задней стенки или дефекта - и, засекая время возвращения эхо-сигналов, инспектор может измерить толщину стенки, обнаружить, определить местоположение и размер внутренних дефектов. Путь луча и длина ближнего поля могут быть рассчитаны с помощью Калькулятор траектории луча и ближнего поля UT.
Выбор правильного метода дефектоскопии и необходимая для этого аттестация персонала сами по себе стандартизированы; Селектор методов неразрушающего контроля (ISO 9712) помогает подобрать технику в соответствии с типом дефекта и материалом.
5. Где подходит анализ вибрации
Для вращающегося оборудования анализ вибрации обычно является первым и наиболее информативным методом неразрушающего контроля, поскольку он позволяет получить информацию о динамическом состоянии машины во время ее работы. Неисправности проявляются в виде характерных пиков в спектр вибрации, и серьезность оценивается по таким стандартам, как ISO 20816 (современный преемник ISO 10816). Если спектр показывает доминирующую компоненту, возникающую один раз за оборот, неразрушающим средством часто является балансировка в полевых условиях, выполняемая без снятия ротора. Портативный двухканальный анализатор, такой как Балансет-1А измеряет амплитуду 1× и фаза в собственных подшипниках машины и рассчитывает корректирующие грузы на месте, превращая диагностическое NDT-измерение непосредственно в неразрушающий ремонт.
Все эти методы преследуют одну цель: предоставить важную информацию о состоянии и целостности объекта, не повреждая его, чтобы можно было принимать обоснованные решения о техническом обслуживании, ремонте и замене.
