Страница АО ВАСТ Конверсионные технологии для механика!

6 августа 1999

ВОПРОС 1.10:

В выступлениях Ваших специалистов неоднократно подчеркивалось, что методы вибрационной диагностики делятся на две основные группы - высокочувствительные к зарождающимся дефектам и эффективные для обнаружения предаварийных состояний. Какие это методы и почему нельзя ограничиться, например, только методами первой группы?
(Вопрос задан слушателями семинара по вибрационной диагностике.)

Отвечает Н.А.Баркова :

Высокочувствительные методы обнаружения зарождающихся дефектов, в основном, заключаются в регистрации новых свойств объекта диагностики, которые появляются только одновременно с конкретными видами дефектов. Как правило, эти методы начинают терять чувствительность по мере развития цепочки дефектов из-за различного рода нелинейного влияния одних свойств объекта на другие.

В вибрационной диагностике роторных машин наиболее часто используются следующие методы обнаружения зарождающихся дефектов:

  • метод обнаружения высокочастотной вибрации, создаваемой ударными импульсами (метод ударных импульсов)
  • метод обнаружения модуляции высокочастотной случайной вибрации, возбуждаемой силами трения (метод огибающей)
  • метод обнаружения модуляции гармонических составляющих вибрации периодическими процессами (метод анализа боковых составляющих у лопастных, зубцовых и других гармоник вибрации)
  • метод обнаружения модуляции частоты вращения ротора (метод анализа пульсации скорости)
  • метод обнаружения зарождающейся кавитации в жидкости по модуляции случайных пульсаций давления (метод огибающей пульсаций давления).

Совершенно естественно, что в тех машинах, в которых обнаруживаемые свойства имеют место и при отсутствии дефектов, соответствующие методы обнаружения зарождающихся дефектов перестают работать. Типичный пример - машины возвратно-поступательного типа, в которых ударные импульсы - обязательная составляющая рабочего процесса, и ранняя диагностика машин методом ударных импульсов, да и не только этим методом, в значительной мере теряет эффективность.

Главной позитивной особенностью указанных методов обнаружения зарождающихся дефектов является то, что они рассчитаны на обнаружение новых периодических процессов, и для решения диагностических задач могут быть эффективно использованы методы повышения чувствительности за счет накопления и усреднения результатов измерений.

Соответственно, главным недостатком этих методов можно считать снижение их точности после значительного роста дефектов и, особенно, после появления большой группы развитых дефектов из-за нарушения периодичности контролируемых процессов и нелинейного взаимодействия нескольких дефектов в процессе формирования колебательных сил и вибрации. Именно из-за этого недостатка в системах вибрационного мониторинга необходимо использовать оптимальную совокупность методов обнаружения зарождающихся дефектов и методов контроля энергетических параметров вибрации, таких как общий уровень вибрации, уровень наиболее интенсивных низкочастотных компонент вибрации и т.п.

Методы контроля энергетических параметров вибрации в настоящее время составляют основу большинства систем вибрационного мониторинга. Для их использования необходимо создавать эталон бездефектной машины по всем контролируемым параметрам. Такой эталон создается двумя основными способами. Первый - по группе одинаковых машин на заводах изготовителях этих машин. Второй - по периодическим измерениям контролируемых параметров машин на начальном этапе ее эксплуатации, когда дефекты еще отсутствуют.

Поскольку типовой разброс одних и тех же энергетических параметров вибрации по группе новых однотипных машин достаточно велик (около 10 раз, т.е. 20 дБ по уровню наиболее сильных составляющих), второй путь построения эталона имеет явные преимущества. А чтобы снизить вероятность ошибок при построении эталона до минимума, на начальном этапе эксплуатации машины ее состояние можно контролировать методами обнаружения зарождающихся дефектов.

И последнее. Чувствительность всех перечисленных методов обнаружения зарождающихся дефектов падает не только по мере развития цепочки дефектов, но и в том случае, когда анализируется сигнал вибрации, представляющий собой смесь составляющих, пришедших в точку контроля из многих узлов машины. Для того, чтобы сохранить высокую чувствительность методов, необходимо, во-первых, правильно выбрать точки контроля вибрации, а, во-вторых, использовать такие средства анализа вибрации, которые производят предварительное разделение сигнала на компоненты, поступающие от разных узлов машины. Таких средств пока еще нет в составе большинства систем мониторинга и поэтому при выборе средств раннего обнаружения дефектов в объектах диагностики целесообразно предварительно получить консультации соответствующих специалистов.


Вернуться к вопросам | Список разделов вопросов | DREAM клуб | Страница ВАСТ