Omówione poniżej przykłady są wynikiem za-harmonogramowanych inspekcji, a poprzez brak reakcji na zaobserwowane symptomy w wybranych przykładach można zaobserwować także skutki oraz poprawność metod.
- Uszkodzone łożyska – detekcja problemów
- łożysko silnika
Badanie stanu łożysk za pomocą ultradźwięków oparte jest na dwóch czynnikach, odczycie pomiaru w dB i analizie dźwięku (w słuchawkach lub nagranego w programie Spectralyzer). Zmiana decybeli w czasie mówi nam o wzroście tarcia wewnątrz łożyska. Dodatkowo można stworzyć linie trendu dla danego łożyska, dokonując kolejnych pomiarów w czasie. Mówi nam to, kiedy łożysko powinno być smarowane i jak szybko poziom tarcia zaczyna nam w nim rosnąć prowadząc do uszkodzenia.
Pomiar ultradźwiękowy uszkodzonego łożyska. Opracowanie własne
Problem z łożyskiem może być również jednoznacznie potwierdzony za pomocą analizy drgań.
Analizując wibracje, oraz natężenia ultradźwięków, zdiagnozowano początki uszkodzenia łożyska. Po pierwszych symptomach, czyli wzroście ultradźwięków o 8dB próbowano zgodnie z praktykami dosmarować łożysko, jednak pomiar w kolejnych miesiącach pokazał, że łożysko już na tym etapie było uszkodzone.Postępujące uszkodzenie pokazują wyraźnie ostatnie pomiary.
Analiza obwiedni przyspieszenia dla uszkodzonego łożyska. Opracowanie własne
Uszkodzone łożysko. Opracowanie własne
1.2.łożysko pompy oraz stwierdzone niewyosiowanie
Dźwięki uszkodzeń łożysk są różne z racji natury uszkodzenia,jednak te typowe są bardzo charakterystyczne i łatwo je odróżnić od prawidłowej pracy. Jeżeli chcemy badać w ten sposób stan łożysk, wystarczy przejść z detektorem w odpowiednio dobranych odstępach czasu i „słuchać” dźwięku łożysk w poszukiwaniu tych charakterystycznych dla stanów uszkodzenia.
Pomiar ultradźwiękowy uszkodzonego łożyska. Opracowanie własne
Dodatkowo co warto wiedzieć większość problemów elementów wirujących, jest generowanych przez drgania o częstotliwościach, które są dokładnie związane z prędkością obrotową danego elementu. Te częstotliwości mogą występować dokładnie co jeden obrót na minutę, lub harmonicznie co 2x, 3x itp.
Patrząc na wykresy drgań łożyska znajdującego się na pompie widzimy, dominujące piki na częstotliwościach 1x, 2x i 4x RPM. Ponieważ piki te układają się identycznie zarówno na wykresie drgań poziomych jak i pionowych możemy mówić o drganiach promieniowych. Tego typu drgania są typowym objawem niewyosiowania liniowego.
Analiza widmowa drgań FFT. Stwierdzone niewyosiowanie i wczesne problemy z łożyskiem. Opracowanie własne
1.3. łożysko wolnoobrotowe prażni wstępnej
Do pomiaru urządzeń wolnoobrotowych powinniśmy używać częstotliwości w zakresie 20-25 kHz. Dodatkowo dla tego typu łożysk poziomy alarmów muszą być obniżone. Dzięki temu kiedy pojawia się uszkodzenie, będzie ono wyraźnie słyszalne i widoczne w przebiegu czasowym nagranego pliku dźwiękowego. Co należy podkreślić dla łożysk w zakresie 1-20 rpm informacja o uszkodzeniu może pojawić się przy 0dB.
Dla badanej prażni wstępnej na przestrzeni kilku lat nagrano różne fazy od wartości bazowej po założeniu nowego łożyska do jego uszkodzenia.
Pomiar ultradźwiękowy dobrego łożyska. Opracowanie własne
Pomiar ultradźwiękowy pierwszych symptomów uszkodzenia. Opracowanie własne
Pomiar ultradźwiękowy uszkodzonego łożyska. Opracowanie własne
Jako ciekawostkę załączono również wykres drgań z okresu, w którym za pomocą ultradźwięków stwierdzono już pewne symptomy uszkodzenia. W przypadku drań nie widać niczego niepokojącego. Co warte podkreślenia był tu używany akcelerometr o czułości 100 mV/g. Firma dopiero w późniejszym czasie zaopatrzyła się w bardziej czułe akcelerometry (500 mV/g).
Wykres drgań. Opracowanie własne
Uszkodzone łożysko. Opracowanie własne
1.4. panewka tostera
Łożyska ślizgowe można badać pod kątem defektów, słuchając dźwięku, jaki wydają podczas pracy. Poziom tarcia jest zwykle zbyt niski, by przeprowadzić dla niego linię trendu, jednak pojawienie się nawet delikatnych uszkodzeń natychmiast usłyszymy podczas inspekcji. Gdy łożysko jest sprawne, nie będzie generować sygnału ultradźwiękowego lub będzie generować bardzo słaby sygnał.
Uszkodzona panewka tostera. Opracowanie własne
Pomiar ultradźwiękowy uszkodzonej panewki. Opracowanie własne
2. Uszkodzona zębatka
Na podstawie pomiarów ultradźwiękowych został wykryty niepokojący dźwięk. Trudno było jednoznacznie stwierdzić co jest tu problemem, ale znając dźwięki i inne wykresy łożysk można było przypuszczać że problem może dotyczyć czegoś innego, z dużym prawdopodobieństwem mogły to być zębatki.
Przebieg czasowy pomiarów ultradźwiękowych. Opracowanie własne
Pobrano też próbkę oleju do pomiaru. Na jej podstawie określono, że ze względu na krytycznie podniesioną zawartość żelaza oraz wysoki indeks PQ olej nie kwalifikuje się do dalszej eksploatacji. Dodatkowo stwierdzono, że żelazo pochodzi z metalurgii układu olejowego, najpewniej z uszkodzenia wału lub kół zębatych i zalecono przeprowadzenie inspekcji tych elementów podczas wymiany oleju.
Analiza oleju. Wycinek raportu z badań. Opracowanie własne
Dokładniejszą analizę przeprowadzono również używając pomiarów drgań. W przypadku podejrzenia problemów z przekładnią należało doszukiwać się pojawienia się wstęg bocznych oraz harmonicznych, które pozwalają dokładnie zidentyfikować element maszyny gdzie pojawia się usterka.
Autorzy:
Pan Paweł Łęciński
BEU Predictive Maintenance Subject Matter Expert and
Reliability Lead Poland, Hungary and Romania
Pan Jerzy Halkiewicz
Regional Manager – UE Systems Poland
Zapraszamy do przeczytania kolejnych części:
Diagnostyka Część 1 z 4
Diagnostyka Część 3 z 4
Diagnostyka Część 4 z 4
