ВИБРОДИАГНОСТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ АССОЦИАЦИИ ВАСТ

ОСНОВА ДЛЯ ПЕРЕВОДА ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ОБОРУДОВАНИЯ НА ОБСЛУЖИВАНИЕ И РЕМОНТ ПО ФАКТИЧЕСКОМУ СОСТОЯНИЮ

А.В. Барков, председатель совета директоров Ассоциации ВАСТ

Ассоциация ВАСТ,
Россия, 198207, C-Петербург, пр. Стачек, д. 140


Copyright (с) 2004 Барков А.В., все права защищены.
Копирование, перепечатка и распространение допускается только с разрешения автора.

1. Основные достижения в вибродиагностике вращающегося оборудования.

За последние несколько десятилетий вибрационная диагностика стала основой контроля и прогноза состояния вращающегося оборудования. Физической причиной ее быстрого развития является огромный объем диагностической информации, содержащейся в колебательных силах и вибрации машин, работающих как в номинальных, так и в специальных режимах. Техническим обеспечением вибрационной диагностики являются высокоточные средства измерения вибрации и цифровой обработки сигналов, возможности которых н епрерывно растут, а стоимость снижается.

В настоящее время диагностическая информация о состоянии вращающегося оборудования извлекается из параметров не только вибрации, но и других процессов, в том числе рабочих и вторичных, протекающих в машинах. Естественно, что развитие диагностических систем идет по пути расширения получаемой информации не только за счет усложнения методов анализа сигналов, но и за счет расширения количества контролируемых процессов.

Современная диагностика оборудования, в том числе вибрационная, включает в себя три основных направления:

  • параметрическая диагностика;
  • диагностика неисправностей;
  • превентивная диагностика.

Параметрическая диагностика - это контроль нормируемых параметров оборудования, обнаружение и идентификация их опасных изменений. Используется она для аварийной защиты и управления оборудованием, а диагностическая информация содержится в совокупности отклонений величин этих параметров от номинальных значений. Системы параметрической диагностики обычно включают в себя несколько каналов контроля различных процессов, в том числе вибрации и температуры отдельных узлов оборудования. Объем используемой вибрационной информации в таких системах ограничен, т.е. каждый вибрационный канал контролирует два параметра, а именно величину нормируемой низкочастотной вибрации и скорость ее нарастания. Обычно вибрация нормируется в стандартной полосе частот от 2(10)Гц до 1000(2000)Гц. Величина контролируемой низкочастотной вибрации не всегда определяет реальное состояние оборудования, но в предаварийной ситуации, когда появляются цепочки быстро развивающихся дефектов, их связь существенно вырастает. Это позволяет эффективно использовать средства аварийной защиты оборудования по величине низкочастотной вибрации. Наибольшее применение находят упрощенные вибрационные системы аварийной сигнализации. Такие системы чаще всего используются для своевременного обнаружения ошибок персонала, управляющего оборудованием.

Диагностика неисправностей - это определение вида и величины дефекта после регистрации факта появления неисправности. Такая диагностика является частью работ по обслуживанию или ремонту оборудования, и выполняется по результатам контроля его параметров. Вибрационное обслуживание вращающегося оборудования, называемое виброналадкой, выполняется по результатам контроля его вибрации прежде всего для обеспечения безопасных уровней вибрации высокооборотных ответственных машин со скоростью вращения ~ 3000 об/мин. и выше. Именно в высокооборотных машинах повышенная вибрация на частоте вращения и кратных частотах существенным образом снижает ресурс машины, с одной стороны, а, с другой стороны, чаще всего является следствием появления в машине или фундаменте отдельных дефектов. Выявление опасного роста вибрации машины в установившихся или переходных (пусковых) режимах работы с последующим определением и устранением причин этого роста является основной задачей виброналадки.

В рамках виброналадки после обнаружения причин роста вибрации выполняется ряд сервисных работ, таких как центровка, балансировка, изменение колебательных свойств (отстройка от резонансов) машины, а также замена смазки и устранение тех дефектов в узлах машины или фундаментных конструкциях, которые повлекли за собой опасный рост вибрации.

Превентивная диагностика машин и оборудования - это обнаружение всех потенциально опасных дефектов на ранней стадии развития, наблюдение за их развитием и на этой основе долгосрочный прогноз состояния оборудования. Вибрационная превентивная диагностика машин, как самостоятельное направление в диагностике начала формироваться лишь в конце 80-х годов прошлого века. Ассоциация ВАСТ является одной из немногих фирм в мире, которые стояли у истоков вибрационной превентивной диагностики и продолжают работы по ее развитию.

Основными задачами превентивной диагностики является не только обнаружение, но и идентификация зарождающихся дефектов. Знание вида каждого из обнаруженных дефектов позволяет резко повысить достоверность прогноза, так как каждый вид дефекта имеет свою скорость развития.

Системы превентивной диагностики состоят из средств измерения наиболее информативных процессов, протекающих в машине, средств или программного обеспечения для анализа измеряемых сигналов и программного обеспечения для распознавания и долгосрочного прогноза состояния машины. К наиболее информативным процессам обычно относят вибрацию машины и ее тепловое излучение, а также ток, потребляемый электродвигателем, используемым в качестве электропривода, и состав смазки. К настоящему времени не определены лишь наиболее информативные процессы, позволяющие с высокой достоверностью определять и прогнозировать состояние электрической изоляции в электрических машинах.

Превентивная диагностика, основанная на анализе одного из сигналов, например, вибрации, имеет право на существование лишь в тех случаях, когда позволяет обнаружить абсолютное (более 90%) число потенциально опасных видов дефектов на ранней стадии развития и дать прогноз безаварийной работы машины на срок, достаточный для подготовки к текущему ремонту. Такая возможность в настоящее время может быть реализована не для всех типов машин и не для всех отраслей промышленности.

Наибольшие успехи превентивной вибрационной диагностики связаны с прогнозом состояния низкооборотного н агруженного оборудования, используемого, например, в металлургии, бумажной и полиграфической промышленностях. В таком оборудовании вибрация не оказывает решающего влияния на его надежность, т.е. специальные меры по снижению вибрации применяются крайне редко. В этой ситуации параметры вибрации наиболее полно отражают состояние узлов оборудования и, с учетом доступности этих узлов для периодического измерения вибрации, превентивная диагностика дает максимальный эффект при минимальных затратах.

Сложнее всего вопросы превентивной вибрационной диагностики решаются для машин возвратнопоступательного действия и высокооборотных газотурбинных двигателей. В первом случае полезный сигнал вибрации во много раз перекрыт вибрацией от ударных импульсов, возникающих при смене направления движения инерционных элементов, а во втором - шумом потока, который создает сильную вибрационную помеху в тех точках контроля, которые доступны для периодического измерения вибрации.

Успехи превентивной вибрационной диагностики среднеоборотных машин со скоростью вращения от ~300 до ~3000 об/мин также зависят от типа диагностируемых машин и от особенностей их работы в разных отраслях промышленности. Наиболее просто решаются задачи контроля и прогноза состояния широко распространенного насосного и вентиляционного оборудования, особенно если в нем используются подшипники качения и асинхронный электропривод. Такое оборудование применяется практически во всех отраслях промышленности и в городском хозяйстве, и его перевод на обслуживание и ремонт по фактическому состоянию не требует больших финансовых и временных затрат.

Свою специфику имеет превентивная диагностика на транспорте, которая выполняется не в движении, а на специальных стендах. Во-первых, интервалы между диагностическими измерениями в этом случае не определяются реальным состоянием оборудования, а планируются по данным о пробеге. Во-вторых, отсутствует контроль режимов работы оборудования в этих интервалах, а всякое нарушение условий эксплуатации может резко ускорить развитие дефектов. В-третьих, диагностика осуществляется не в номинальных режимах работы оборудования, в которых происходит развитие дефектов, а в специальных стендовых, в которых дефект может не изменять контролируемые параметры вибрации, либо изменять их не так, как в номинальных режимах работы. Все сказанное требует специальных доработок традиционных систем превентивной диагностики применительно к разным видам транспорта, проведения их опытной эксплуатации и обобщения полученных результатов. К сожалению, подобная работа часто даже не планируется, хотя, например, количество комплексов превентивной диагностики, используемых на железных дорогах, составляет несколько сотен, а количество мелких фирм, поставляющих эту продукцию на предприятия отрасли, превышает десяток.

Экономический эффект от внедрения технологий превентивной диагностики напрямую зависит от основных показателей используемых систем диагностики, к которым относятся:

  • номенклатура диагностируемого оборудования;
  • вероятность ошибочных диагностических решений (вероятности пропуска аварийноопасных дефектов и ложной тревоги);
  • длительность и достоверность долгосрочного прогноза состояния оборудования;
  • затраты времени на контроль и прогноз состояния диагностируемого оборудования в течение года;
  • объем предварительных исследований (измерений) необходимый для получения заданной достоверности диагноза и прогноза.

Окупаемость лучших систем превентивной вибрационной диагностики вращающегося оборудования обычно не превышает 3-6 месяцев после обучения специалиста-диагноста и подготовки контролируемого оборудования для проведения диагностических измерений.

Огромные перспективы превентивной диагностики вращающегося оборудования в части снижения объемов ремонтных работ иногда нивелируются использованием неэффективных систем превентивной диагностики. Чаще всего такие системы выпускаются фирмами - производителями высококачественных приборов для контроля вибрации при попытке создать собственное диагностическое программное обеспечение путем простого копирования решений, используемых крупными производителями систем превентивной диагностики.

2. Средства вибрационного контроля и мониторинга - составная часть систем параметрической диагностики.

Ассоциация разрабатывает и производит широкую номенклатуру средств вибрационного контроля и мониторинга, которую можно разделить на четыре основных группы.

В первую входят средства допускового вибрационного контроля оборудования, основным из которых является виброанализатор СД-12М, см. рис.1.

Рис.1. Виброанализатор - сборщик данных СД-12М с датчиком вибрации
(вибропреобразователем) и датчиком углового положения вала (оборотов)

Кроме контроля уровня вибрации в стандартных полосах частот 10-1000 Гц для машин со скоростью вращения выше 600 об/мин и 2-1000 Гц для машин с меньшей скоростью вращения, виброанализатор позволяет проводить измерения величины вибрации и в других полосах частот, а также выполнять основные виды анализа сигналов, в том числе и спектральный. Совместно с выпускаемыми Ассоциацией программными продуктами анализатор приобретает функции системы мониторинга, т.е. системы наблюдения и прогноза контролируемых параметров вибрации и других процессов. Этот же виброанализатор является основой системы виброналадки и системы превентивной вибрационной диагностики вращающегося оборудования.

Ко второй группе средств контроля относятся каналы непрерывного вибрационного контроля. Э ти каналы могут также использоваться в любой разрабатываемой или эксплуатируемой системе автоматического управления оборудованием. Они реализованы в виде цифрового двухканального измерителя на базе вибромонитора ВМ-21. См. рис. 2.

Рис.2 Двухканальный вибромонитор ВМ-21 для непрерывного измерения вибрации

Для работы в современных системах управления ВМ-21 имеет стандартный протокол обмена данными MODBUS.

Для работы в системах управления предыдущих поколений ВМ-21 используется совместно с интерфейсным модулем ИМ-21, имеющем в своем составе стандартные токовые выходы и сухие контакты, а также модулем системного контроллера СК-1 и, в случае необходимости, модулем искрозащиты БИЗ-1, см. рис. 3.

Рис.3 Модуль искрозащиты БИЗ-1,
модуль системного контроллера СК-1,
интерфейсный модуль ИМ-21.

Основными техническими отличиями выпускаемых Ассоциацией каналов непрерывного вибрационного контроля вибрации от существующих аналогов является, во-первых, их объединение попарно в одно устройство, а, во-вторых, возможность измерения вибрации в каждом канале одновременно в двух полосах частот. Первое отличие позволяет строить пространственные (плоские) формы колебаний узлов машины, в частности "орбиту" движения вала, а вторая - вести дополнительный контроль высокочастотной вибрации узлов вращения, которая чувствительна к изменениям состояния смазки и поверхностей трения задолго до того, как колебания машины в стандартных полосах частот вырастают до опасных пределов. Указанные особенности существенно увеличивают возможности систем вибрационного контроля и мониторинга без увеличения их стоимости.

Рис.4 Комплекс параллельного вибрационного контроля КВК-21

К третьей группе средств вибрационного контроля относятся системы аварийной защиты и/или сигнализации, объединяющие несколько мониторов ВМ-21 и интерфейсных модулей ИМ-21 в единый комплекс КВК-21, см. рис. 4.

Это автономные комплексы вибрационного контроля, которые обмениваются информацией с системами управления оборудования по компьютерной сети. Они работают либо по стандартным алгоритмам вибрационной защиты, либо по специальным алгоритмам защиты и мониторинга, определяемым пользователем. Выходные сигналы КВК учитывают величину вибрации в каждой из точек ее контроля, а также скорость нарастания (скачек) вибрации. КВК-21 может содержать в себе практически неограниченное количество вибромониторов и устанавливаться либо в составе систем управления оборудованием, либо поставляться в виде самостоятельных устройств с различными степенями защиты.

Для использования вибромониторов ВМ-21 и комплексов КВК-21 на взрывоопасных объектах на входе ВМ-21 предусмотрена установка искрогасящих цепей с практически неограниченной длиной измерительного кабеля. Это позволяет вынести вибромониторы ВМ-21 во взрывобезопасное помещение.

Кроме каналов непрерывного вибрационного контроля в составе КВК-21 могут использоваться измерители частоты вращения оборудования. Разрабатываются и другие виды измерителей, в частности тепловых потоков (температуры) и т.п.

Каждый из измерительных каналов КВК имеет автономный выход для передачи первичного сигнала в средства дополнительной, в том числе и превентивной, диагностики.

Объединенные системы виброзащиты и вибродиагностики относятся к четвертой группе систем вибрационного контроля и управления. Подобными системами предполагается оснащать наиболее ответственное высокооборотное оборудование, например газотурбинные установки, особенностью превентивной диагностики которых из-за высокой энергонасыщенности и недоступности многих узлов для установки измерительных вибропреобразователей являются ограничения на длительность прогноза безаварийной работы установки.

3. Технические средства и программное обеспечение для диагностики неисправностей и виброналадки.

Жесткие требования к вибрации ответственных высокооборотных машин определяют необходимость периодического или постоянного контроля их вибрации и принятия мер по ее снижению до существующих требований как после обслуживания или ремонта машины, так и в процессе ее эксплуатации. Работы по подержанию вибрации машин в норме объединяются в технологии виброналадки. Выполняют эти работы, как правило, подготовленные специалисты энергоремонтных предприятий. Наиболее полно технологии виброналадки применяются во время пусконаладочных работ. Следует отметить, что контроль вибрации машин как в установившихся, так и в переходных (пусковых) режимах работы может осуществляться независимыми специалистами - сотрудниками эксплуатирующего предприятия или сторонних организаций. Этими же специалистами могут проводиться и работы по диагностике машин с целью выявления причин повышенной вибрации.

Ассоциация ВАСТ на протяжении нескольких лет ведет работы по развитию методов и средств вибрационного контроля и поиска причин повышенной вибрации высокооборотного оборудования. Кроме этого постоянно совершенствуются методы и средства балансировки машин, как одного из основных факторов обеспечения стабильности вибрации оборудования в процессе эксплуатации.

Продукция Ассоциации обеспечивает решение следующих основных задач виброналадки:

  1. Контроль вибрации оборудования в установившихся режимах работы (СД-12М, рис.1).
  2. Многоканальный контроль вибрации в переходных режимах работы и построение амплитудно-фазочастотных характеристик оборудования (СД-12М с быстродействующим коммутатором, число каналов - до 16, рис.5).
  3. Определение резонансов оборудования, его элементов и фундаментов (СД-12М со встроенной программой SHOCK, рис.6).
  4. Балансировка машин на месте эксплуатации (СД-12М со встроенной программой Vbal_Int, или СД-12М с многоканальным коммутатором и внешней программой многоплоскостной балансировки Vbal Pro, рис.7).

Рис.5 Комплекс на базе СД-12М для анализа вибрации машин в переходных режимах.
До 16 каналов одновременного измерения амплитудно-фазочастотных характеристик.

Рис.6 Программа SHOCK для определения частот и коэффициентов затухания собственных колебаний

Основной задачей Ассоциации является достижение максимальной эффективности работ по виброналадке при одновременной минимизации затрат. Для этого предлагаемые средства виброналадки дополняются программой Vibro12, рис.8, обеспечивающей хранение и анализ результатов всех измерений.

Кроме перечисленных задач виброналадки, решаемых средствами ВАСТ, есть еще две - центровка и замена (ремонт) дефектных узлов, для решения которых привлекается продукция других производителей. Так, анализ современных средств центровки машин показывает, что максимальной эффективности и производительности при проведении центровки можно добиться, используя лазерные системы центровки ведущих европейских производителей. Практический опыт Ассоциации показывает, что из приборов, адаптированных к российским условиям, оптимальную стоимость имеют системы фирмы Damalini, Швеция, рис. 9.

Рис.7 Примеры, дающие представление о возможностях комплексов балансировки
на базе СД-12М.

Рис.8 Программа Вибро-12 для сбора и анализа любых данных,
измеренных виброанализотором СД-12М

Рис.9 Работа с лазерным центровщиком D-525

Технологическая оснастка для замены и/или ремонта дефектных узлов индивидуальна для каждого типа машины. Ее могут поставлять производители этих машин, специализированные предприятия по изготовлению инструмента и оснастки, а, кроме того, она может проектироваться и изготавливаться непосредственно на ремонтных предприятиях.

Из всех перечисленных операций есть две, совершенствование которых определяет прогресс технологии виброналадки. Это диагностика неисправностей, т.е. выявление причин повышенной вибрации, и балансировка машин на месте эксплуатации.

Задачи диагностики, выполняемой в рамках виброналадки оборудования, делятся на две основные группы.

В первую входят задачи по поиску тех конструктивных и технологических ошибок, допущенных при проектировании и изготовлении оборудования или фундаментных конструкций, которые привели к опасному росту низкочастотной вибрации конкретной машины. Общих методик решения таких задач не существует, так как каждая машина с индивидуально спроектированным фундаментом является нестандартным объектом диагностики. Успех в их решении определяется подготовкой диагноста и техническими характеристиками используемой аппаратуры, которую выпускают несколько производителей, в том числе и в России. При выборе аппаратуры преимущество следует отдавать тем производителям, которые, кроме производства приборов, оказывают услуги в области виброналадки, проводят обучение и обеспечивают повышение квалификации специалистов.

Во вторую группу входят задачи по поиску тех развитых дефектов эксплуатации, которые существенным образом изменили низкочастотную вибрацию конкретной машины. При решении таких задач можно использовать методику и аппаратуру превентивной диагностики в той ее части, которая относится к поиску и идентификации развитых дефектов. При этом необходимо помнить, что аппаратура превентивной диагностики, как правило, существенно сложнее аппаратуры для традиционного контроля и анализа вибрации, выполняемых в рамках виброналадки машин. Поэтому использование аппаратуры с традиционными возможностями анализа может не дать желаемых результатов.

Возможности современных технологий балансировки машин за последние несколько лет выросли настолько, что стали изменять и понимание, и задачи балансировки машин в собственных опорах. Раньше обязательной операцией при ремонте машин являлась балансировка ротора на балансировочном станке преимущественно зарезонансного типа. Использование средств балансировки последнего поколения позволяет не отправлять ротор на станок, а провести все операции балансировки на месте - от балансировки на пуске (на "толчке" с последующим выбегом), до оптимальной балансировки по нескольким типовым режимам работы. В балансировке на месте эксплуатации учитывается и то обстоятельство, что вибрация машин на частоте вращения может определяться не только центробежными силами, но и рядом других, в том числе сил немеханического происхождения.

Современное программное обеспечение для балансировки позволяет:

  • свести к минимуму операции балансировки как жестких, так и гибких роторов;
  • оптимизировать вибрацию машины на нескольких режимах, в том числе и на критических частотах вращения;
  • вносить коррективы на тепловой дисбаланс ротора;
  • обнаруживать и учитывать ошибки оператора при проведении измерений и установке пробных и корректирующих масс;
  • идентифицировать дефекты, ограничивающие эффективность балансировки, и многое другое.

Основной проблемой при использовании современных средств балансировки является сложность доступа к плоскостям балансировки в машинах старой конструкции. И если жесткие роторы удается балансировать на месте эксплуатации, устанавливая корректирующие массы на соединительных муфтах, лопатках вентилятора и т.п., то для гибких роторов необходимо обеспечить доступ ко всем оптимальным плоскостям балансировки. Для этого при ремонте оборудования часто приходится его модернизировать, устанавливая "лючки" для доступа к плоскостям балансировки. В результате упрощаются последующие сервис и текущие ремонты оборудования на месте эксплуатации, в рамках которых выполняются работы по подбалансировке машины.

Все перечисленные возможности реализованы и постоянно совершенствуются в профессиональном программном обеспечении для балансировки машин Vbal_Pro, производства ВАСТ, рис. 7.

4. Системы превентивной диагностики.

За последние 10 лет в вибрационной превентивной диагностике накоплен определенный опыт, подтверждающий практическую возможность перевода значительной части вращающегося оборудования на ремонт и обслуживание по фактическому состоянию. Через год-два после такого перевода техническое состояние оборудования на всем предприятии улучшается, а объем работ по его обслуживанию и ремонту снижается в несколько раз. Эффект от такого перевода определяется тем, что вместо капитальных и, особенно, средних ремонтов переходят на частичный ремонт оборудования по состоянию без его демонтажа, но с последующей виброналадкой на современном уровне. В частности, имеющийся опыт такого перевода низкооборотного высоконагруженного оборудования показывает, что реальный ресурс подшипников качения увеличивается в 3-4 раза.

Превентивная вибрационная диагностика начиналась как диагностика узлов оборудования по высокочастотной и ультразвуковой вибрации, так как зарождающиеся дефекты не являются источником значительной колебательной энергии, достаточной для заметного изменения вибрации всей машины на низких и средних частотах. В дальнейшем превентивная диагностика стала использовать вибрацию машины во всех диапазонах частот, так как решение о выводе оборудования в ремонт следует принимать только при появлении развитых дефектов, а их количественная оценка более достоверна, если анализируются параметры низкочастотной и среднечастотной вибрации оборудования в целом.

К сожалению, многие производители приборов и систем превентивной вибрационной диагностики не стали расширять используемые методы диагностики, продолжая выпускать приборы, рассчитанные только на раннее обнаружение нескольких видов дефектов по высокочастотной и ультразвуковой вибрации. Эти приборы, которые получили общее название "индикаторы состояния", не стали основой для долгосрочного прогноза состояния узлов оборудования. Причина в том, что они не смогли обнаруживать всю совокупность имеющихся в машине дефектов и однозначно разделять два состояния оборудования - безопасное, когда в диагностируемом узле если и имеются дефекты, то только зарождающиеся, и предаварийное, когда обнаруженный зарождающийся дефект входит в состав "цепочки" других, но уже развитых, дефектов. Именно такая ситуация может возникнуть при диагностике подшипников качения методом ударных импульсов по ультразвуковой вибрации неподвижных элементов подшипника.

Далеко не все средства превентивной диагностики машин по вибрации оказываются эффективными, так как в них могут отсутствовать алгоритмы определения пороговых значений, разделяющих объекты диагностики на классы с разными по степени опасности дефектами. В настоящее время максимальную эффективность обеспечивают те средства, которые проводят сравнение результатов измерения диагностических параметров по группе однотипных машин. Составление "истории" измерений параметров одной машины не всегда оказывается эффективным приемом, так как любое обслуживание машины или ее текущий ремонт может сильно изменить вибрационную картину конкретной машины.

Системы превентивной диагностики, как правило, не могут обнаружить абсолютно все виды дефектов на ранней стадии развития. Поэтому в них параллельно с диагностическими измерениями проводится специальный вибрационный мониторинг, рассчитанный на получение дополнительной диагностической информации. Наконец, обязательной составляющей систем превентивной вибрационной диагностики является программное обеспечение для автоматического распознавания вибрационного состояния машины, так как оператору крайне сложно проводить вручную групповую обработку результатов измерений.

Ряд производителей программного обеспечения в качестве результатов автоматического анализа дает не только результаты распознавания вибрационного состояния, но и оценку текущего технического состояния машины или узла, а также прогноз интервала безаварийной работы. Выдачу оценки остаточного ресурса, превышающей несколько месяцев, только по вибрационному состоянию машины можно считать ошибкой производителя диагностической системы, так как достоверность такой оценки стремится к нулю

Развитие методов и средств превентивной диагностики является основным направлением деятельности Ассоциации ВАСТ. В рамках этого направления ВАСТ выпускает программное обеспечение для автоматической диагностики роторных машин DREAM, рис.10. Оно включает в себя программное обеспечение для общего и специального мониторинга DREAM-0, а также программные модули для автоматической диагностики отдельных узлов, для управления средствами измерения и анализа вибрации и для подробного графического анализа первичных и промежуточных результатов. Естественно, что все перечисленные ранее проблемы превентивной диагностики в той или иной мере решаются в рамках поставляемого программного обеспечения.

Рис.10 Пакет программ DREAM for Windows

Основной особенностью программного обеспечения DREAM является поузловой подход к диагностике оборудования с последующим объединением результатов в рамках подготовки диагноза и прогноза состояния машины (агрегата) в целом. К диагностируемым узлам относятся подшипники качения и скольжения, зубчатые и другие механические передачи, проточная часть насосов и компрессоров, электромагнитные системы электрических машин. Такие узлы, как роторы, валы с соединительными муфтами, диагностируются в составе машины с указанными видами подшипников (качения или скольжения).

Поскольку не все узлы диагностируются с одинаковой достоверностью, параллельно с диагностикой проводится специализированный вибрационный мониторинг машины, направленный на раннее обнаружение типовых "цепочек" дефектов. Это позволяет свести вероятность пропуска аварийноопасного дефекта к долям процента. Все операции обработки первичных данных и результатов анализа, а также определения пороговых значений, как в рамках диагностики, так и в рамках мониторинга, автоматизированы.

Прогноз состояния машины (узла) в рамках мониторинга выполняется по результатам построения трендов тех параметров вибрации, которые отвечают за различные цепочки дефектов. Прогноз состояния в рамках диагностики является результатом статистического распознавания класса состояния, в котором находится диагностируемый узел, и учета априорной информации о максимальных скоростях развития дефектов. Предельные длительности достоверного прогноза безаварийной работы типовых машин составляют около 6 месяцев.

Большинство систем превентивной вибрационной диагностики, поставленных Ассоциацией, представляют собой портативные системы с каналами измерения вибрации и скорости вращения машин. В недоступные точки контроля измерительные преобразователи устанавливаются стационарно, а кабели выводятся в коммутаторы, размещаемые в доступных для периодического подключения анализатора помещениях. Однако, для ответственных машин, особенно тех, для которых длительность прогноза безаварийной работы ограничена, поставляются и стационарные системы диагностики и прогноза, рис.11.

Рис.11 Стационарная система мониторинга и диагностики КПА-1В

К наиболее перспективным направлениям развития превентивной диагностики, над которыми постоянно работает Ассоциация, являются:

  • повышение достоверности диагноза и прогноза состояния в существующих системах, переход на формирование диагноза и прогноза машины в целом;
  • расширение номенклатуры контролируемых процессов в машине (дополнительно тока и температуры) с соответствующим увеличением числа диагностических параметров;
  • расширение объектов применения превентивной диагностики, и в первую очередь, создание систем диагностики для машин возвратно-поступательного действия, высокооборотных компрессоров и газотурбинных двигателей;
  • создание нового поколения технических средств и программного обеспечения для превентивной диагностики оборудования.

Для проведения исследований по указанным и другим направлениям развития диагностики Ассоциация выпускает специальные системы компьютерного измерения и анализа различных процессов, см. рис. 12.

Рис.12 Переносной комплекс АВС-41 для измерения, записи и анализа сигналов на базе компьютера

5. Практическая работа и обучение.

Развитие методов и средств диагностики невозможно без проведения всего комплекса взаимосвязанных исследовательских работ, разработок технических средств и диагностического программного обеспечения, участия в создании АСУ предприятий, практической работы на предприятиях-заказчиках, подготовки специалистов, поддержки заказчиков, обмена опытом. Всеми этими работами и занимаются предприятия Ассоциации. Так, практические работы по виброналадке и превентивной диагностике роторного оборудования выполняют отдел обслуживания в г. Санкт-Петербурге и предприятия Ассоциации в Москве, Нижнем Новгороде, Екатеринбурге, Череповце и Хабаровске.

Широкое внедрение технологий перевода оборудования на обслуживание и ремонт по фактическому состоянию невозможно без подготовки специалистов по вибродиагностике. Эту работу Ассоциация ведет совместно с Северо-западным учебным центром, г. Санкт-Петербург, с которым сотрудничают ведущие специалисты России, а также ряд региональных учебных центров.

Начиная с 2000 года в центре прошли подготовку и повысили квалификацию около 500 специалистов из десяти отраслей промышленности России и других стран. Практические занятия проводились на стендах исследовательской лаборатории Ассоциации ВАСТ с использованием последних достижений ведущих производителей технических средств и диагностического программного обеспечения.

В настоящее время подготовка специалистов в области вибрационного контроля и диагностики регламентирована международными стандартами по сертификации специалистов в области неразрушающего контроля (ЕN473 и ISO 9712), правилами аттестации Госгортехнадзора РФ (ПБ 03-440-02), а также стандартами по сертификации специалистов в области контроля состояния и диагностики машин (ISO 18436)

Аттестацию специалистов по вибрационному контролю в рамках стандартов по неразрушающему контролю проводят аккредитованные Госгортехнадзором и/или другими надзорными организациями экзаменационные центры, а обучение - учебные центры. С 2005 года вводится в действие международный стандарт ГОСТ.Р.ИСО 18436 (части 1 и 2) в области сертификации специалистов по контролю состояния машин и диагностике, а также система добровольной сертификации услуг и персонала в области вибрационных испытаний и вибрационной диагностики.

Северо-западный учебный центр проводит подготовку и повышение квалификации специалистов по вибрации в соответствии с требованиями стандартов и в области неразрушающего контроля, и контроля состояния машин и диагностики, а также взаимодействует с основными аккредитованными центрами сертификации (аттестации).

При обучении по требованиям Госгортехнадзора наибольшее влияние уделяется вопросам контроля вибрации машин и их виброналадке, при обучении по программам, предложенным стандартами в области контроля состояния и диагностики машин, наибольшее внимание уделяется вопросам превентивной диагностики и долгосрочного прогноза состояния машин.

Ежегодно Северо-западный учебный центр выпускает научную, учебную и учебно-методическую литературу, используемую в учебных заведениях России и стран СНГ.


Copyright (с) 2004 Барков А.В., все права защищены.
Копирование, перепечатка и распространение допускается только с разрешения автора.


Ассоциация ВАСТ,
Россия, 198207, C-Петербург, пр. Стачек, д. 140

e-mail: vibro@vast.spb.su
тел. в России: +7 (812) 327-5563

Вернуться на Статьи,публикации, описания