Förstå ultraljudsanalys

1. Definition: Vad är ultraljudsanalys?

Ultraljudsanalys (eller luftburet/strukturburet ultraljud) är en teknik för tillståndsövervakning som innebär att man lyssnar efter högfrekventa ljud som ligger långt utanför mänsklig hörsel. Människor kan vanligtvis höra ljud upp till cirka 20 kilohertz (kHz). Ultraljudsinstrument är utformade för att detektera ljud i intervallet 20 kHz till 100 kHz.

Dessa högfrekventa ljud genereras av friktion, turbulens och elektrisk ljusbågsbildning. Ett ultraljudsinstrument detekterar detta högfrekventa ljud, översätter det till en hörbar signal som kan höras via hörlurar och mäter dess intensitet (amplitud), som visas som en decibelnivå (dB). Detta gör det möjligt för inspektörer att "höra" problem som annars skulle vara helt tysta.

2. Hur det fungerar: Heterodynering

Kärntekniken i ett ultraljudsinstrument kallas heterodyneringDetta är en elektronisk process som exakt omvandlar den mycket högfrekventa, ohörbara ultraljudssignalen till en lägre frekvenssignal inom det hörbara området, utan att ändra ljudets ursprungliga egenskaper. Det betyder att det "väsande" ljudet av en tryckluftsläcka eller det "knastrande" ljudet av en elektrisk ljusbåge kommer att låta som ett väsande eller sprakande ljud i hörlurarna, vilket gör diagnosen mycket intuitiv.

3. Viktiga tillämpningar inom underhåll

Ultraljudsanalys är en mångsidig teknik med flera högvärdiga tillämpningar:

a) Läckagedetektering

Detta är den vanligaste och mest ekonomiskt fördelaktiga tillämpningen. Det turbulenta flödet av en gas (som tryckluft, ånga eller kväve) som läcker ut från ett trycksatt rör eller kärl skapar en betydande mängd bredbandig ultraljud.

• Förfarande: En inspektör använder en handhållen ultraljudsenhet med en luftburen sensor för att skanna ett område. Instrumentet är mycket riktat, och ju närmare en läcka det kommer, blir den hörbara signalen i hörlurarna högre och dB-avläsningen på mätaren ökar.
• Fördelar: Att hitta och åtgärda tryckluftsläckor kan spara en anläggning tiotals eller till och med hundratusentals dollar per år i energikostnader som slösas bort.

b) Elektrisk inspektion

Elektriska fel som bågbildning, spårning och korona i elektrisk utrustning med mellan- och hög spänning producerar ultraljud.

• Förfarande: En inspektör kan säkert skanna slutna elskåp från utsidan. Ultraljudet som genereras av ett fel kommer att läcka ut genom luftspalter i skåpets tätningar.
• Fördelar: Detta ger en utmärkt, beröringsfri metod för att upptäcka allvarliga elektriska fel innan de leder till en ljusbågshändelse, vilket förbättrar anläggningens säkerhet. Det är också ett utmärkt screeningsverktyg att använda innan man öppnar en panel för att utföra termografi.

c) Mekanisk inspektion (tillståndsbaserad smörjning)

Ultraljud är också mycket effektivt för att bedöma tillståndet hos rullningslager och vägleda smörjningsrutiner.

• Förfarande: En kontaktultraljudssensor är placerad på ett lagerhus.
• Tolkning:
  • Ett hälsosamt, välsmord lager kommer att ge ifrån sig ett lågt, stadigt "väsande" ljud.
  • Ett lager som behöver smörjas kommer att ha ett högre dB-värde. En tekniker kan sedan applicera fett långsamt och stoppa så snart dB-nivån börjar sjunka, vilket förhindrar översmörjning.
  • Ett lager med en defekt (som ett lagersplittring) kommer att producera ett upprepat "knastrande" eller "poppande" ljud när rullelementen träffar defekten. Detta ger en mycket tidig varning om lagerfel.

4. Ultraljud vs. Vibrationsanalys

För lageranalys kompletterar ultraljud och vibration varandra. Ultraljud är ofta bättre på att upptäcka fel i mycket tidiga skeden (steg 1) och smörjproblem. Vibrationsanalys är bättre på att diagnostisera den exakta naturen hos ett fel i ett senare skede (t.ex. att skilja ett fel i den yttre lagerbanan från ett fel i den inre lagerbanan) när det blir synligt i vibrationsspektrumet.

← Tillbaka till huvudmenyn