Metody badań diagnostycznych stanu maszyn, konstrukcji i ich elementów

1. Stymulacyjne (wizualne) i bierne

1. endoskopowe - wgląd do wnętrza maszyny. Metoda ta umożliwia obserwację wad, najczęściej nieruchomych elementów maszyn.

2. holograficzne

3. penetracyjne - metoda ta polega na pokryciu penetrantem badanej powierzchni. Kolejne kroki to pokrycie sprayem, wytarcie i natrysk wywoływaczem. Uzyskany wynik można sfotografować.

4. magnetyczne

• proszkowe - polega na wytworzeniu pola magnetycznego na powierzchni badanego materiału. W przypadku występowania wad w materiale pojawiają się zafalowania pól magnetycznych.

5. radiografia - polega na prześwietleniu badanego elementu. Stosowana np. do badania cystern.

• rentgenowska

• izotopowa

- neuronowa

6. ultradźwiękowa - badaną cześć maszyny prześwietla się falą ultradźwiękową. Metodę tę wykorzystujemy:

• z zastosowaniem dwóch głowic nadawczej i odbiorczej - fala wysłana przez nadajnik przechodzi przez element badany, wykrywając ewentualne wady i trafia do głowicy odbiorczej.

• z zastosowaniem jednej głowicy nadawczo-odbiorczej. W tym przypadku fala ultradźwiękowa przechodzi np. przez blachę, odbija się i wraca do głowicy, która jest jednocześnie i odbiornikiem, i nadajnikiem.

7. emisja akustyczna - występowanie relaksacji naprężeń, dyslokacji powoduje wyzwolenie energii, której następstwem są drgania. Metoda ta umożliwia pomiar amplitudy, energii impulsowej, liczby zdarzeń w czasie.

2. Badanie produktów zużycia (c.d. metod stymulacyjnych i biernych)

1. za pomocą wkładów filtracyjnych

2. za pomocą korków magnetycznych (przechwytywanie dużych, magnetycznych cząstek zużycia w oleju)

3. ferrografia - metoda polega na pobieraniu próbek oleju zawierających zanieczyszczenia i następnym ich rozkładzie w polu magnetycznym. Następnie próbki te sortuje się od największej do najmniejszej. Podczas obserwacji pod mikroskopem można stwierdzić jakie produkty zużycia występują przy określonym zużywaniu.

4. analiza spektralna oleju

5. zliczanie cząstek

3. Diagnostyka termiczna

1. termografia (termowizja) - analiza elementów w podczerwieni. Badając dany element wykrywamy miejsca cieplejsze, które są jednocześnie miejscami obarczonymi błędem.

Termografia stosowana jest również dla ruchomych elementów.

2. termometria - umożliwia pomiar temperatury.

4. Diagnostyka wibroakustyczna

1. drgania - analiza drgań związanych z funkcjonowaniem maszyn za pomocą czujników mechanicznych i bezkontaktowo.

• względne

• absolutne

2. hałas - analiza hałasu

3. pulsacja mechaniczna - analiza pulsacji medium w przestrzeniach roboczych maszyn

4. emisja akustyczna - odbiór i analiza fal akustycznych w materiale generowanych przez naturalny rozwój mikrouszkodzeń

Ogólny podział diagnostyki:

1. konstrukcyjna i emisyjna - badanie prototypów

2. kontrolna - związana z produkcją i remontem

3. eksploatacyjna

4. procesu przemysłowego - zagadnienie dotyczy pozytywnego przebiegu procesu

Współczynnik gotowości

=
T_o - czas obsługi, T_u - czas użytkowania

Przyczyny generowania zjawisk wibroakustycznych w maszynie

1. Niewyrównoważenie - występuje wówczas gdy oś centralna główna nie pokrywa się z osią obrotu

Dla układu o 1 stopniu swobody możemy zapisać

P = m_n ω² r , gdzie m_n - masa wyrównoważona

ω_n = 2Пf_n

Stany niewyrównoważenia można podzielić na:

1. statyczne - w przypadku wirnika mającego małą rozpiętość masa niewyrównoważona leży w płaszczyźnie środka ciężkości wirnika

2. quasi-statyczne

3. momentowe - występowanie dwóch mas rozłożonych na przeciwległych końcach i powodujących występowanie dwóch sił odśrodkowych

4. dynamiczne - oś centralna i bezwładności są ustawione skośnie w stosunku do siebie

Niewyrównoważenie określamy za pomocą wzoru:

, gdzie m_w - masa wirnika

[e] = [mm]

B = m_n ω² r

Prędkość środka masy niewyrównoważonego wału pkreślamy za pomocą wzoru:

V_c = e ω_n

1

4

---