Zastosowanie technologii ultradźwiękowej w strukturach Zakładów Tłuszczowych Kruszwica – część 3 z 4

113

Na załączonej analizie widać harmoniczne równe wielokrotności częstotliwości generowanej przez zębatkę. Mamy zaznaczone cztery harmoniczne. Przy każdej z nich występują wstęgi boczne, co pozwala przypuszczać, że mamy do czynienia z uszkodzeniem zębów. Również analiza oleju pokazała, że w próbce widoczne są cząsteczki. Odległość między harmonicznymi to 16312 cyklów/minutę. Ze wzoru:

GMF=T x RPM , gdzie:

GMF – częstotliwość defektu zębatki

T- liczba zębów

RPM – obroty na minutę

wiedząc, że urządzenie pracuje z prędkością 1491 rpm i znając odległość międzyharmonicznymi częstotliwości generowanych przez zębatkę przekładni można stwierdzić, która z nich jest uszkodzona.

T=GMF:RPM

T=16312:1491=11

Z powyższego wzoru, wynika, że uszkodzona zębatka posiada 11 zębów.

Korzystając z dokumentacji techniczno-ruchowej potwierdzono, że uszkodzonym elementem jest wałek atakujący. Po otwarciu przekładni, dane te się potwierdziły.

Wytarte zęby na wałku atakującym przekładni. Opracowanie własne

3. Uszkodzone zwoje silnika

Pomiary ultradźwiękowe mogą być również wykorzystywane do analizy problemów elektrycznych. Badania te nie dostarczą wiedzy, czy mamy problem z upływem prądów do łożyska czy uszkodzonymi uzwojeniami (chociaż doskonale słychać charakterystyczne częstotliwości elektryczne), ale zainicjują użycie innych metod bardziej dedykowanych do silników.

Przebieg czasowy problemów natury elektrycznej w silniki AC. Opracowanie własne

Problemy te będę też widoczne przy analizie drgań (2xFL i harmoniczne).

Widoczne na obwiedni przyspieszenia problemy z uzwojeniami silnika AC. Opracowanie własne

W przypadku problemów z grzaniem uzwojeń dobrze sprawdzi się też podczerwień.

Jako ostatnie z racji częstotliwości badań przeprowadzono badanie MCA, które potwierdziło problemy w obwodach silnika, co widać na załączonych wykresach.

4.Praca transformatora

Inspekcja urządzeń elektrycznych jest sprawą bardzo ważną z punktu widzenia bezpieczeństwa co się tyczy zarówno maszyn jak i ludzi. Bezpieczeństwo jest bardzo ważne również przy samych pomiarach zwłaszcza, że bardzo często badania muszą być przeprowadzane pod napięciem. Jednym z takich przykładów jest badanie transformatora, które może być przeprowadzone z bezpiecznej odległości. Dzięki pomiarom ultradźwiękowym w połączeniu z termowizją można wykrywać szerokie spektrum problemów natury elektrycznej i wcześnie im zapobiegać.

a) dobry
Zdjęcie oraz termogram dobrze pracującego transformatora

Pomiar ultradźwiękowy właściwej pracy transformatora. Opracowanie własne.

b) wyładowania łukowe

Zdjęcie oraz termogram transformatora. Zaobserwowane wyładowanie łukowe

Pomiar ultradźwiękowy wyładowań łukowych transformatora. Opracowanie własne.

5. Szczelność układu skraplacza

Określenia szczelności rur w układzie można zrobić na kilka sposobów. Może być to w otoczeniu medium, metodą prądów wirowych lub za pomocą pomiarów ultradźwiękowych.

W przykładzie porównanie rur skraplacza przy ciśnieniu 8 mmHg przy użyciu pomiarów ultradźwiękowych oraz użycie metody prądów wirowych

Pomiar ultradźwiękowy dla szczelnej rury skraplacza. Opracowanie własne.

Pomiar ultradźwiękowy nieszczelnej rury skraplacza. Opracowanie własne.

Pomiar skraplacza za pomocą metody prądów wirowych. Opracowanie własne

6. Zjawiska hydrauliczne

6.1. Kawitacja

Podczas pomiaru pompy zaobserwowano bardzo burzliwy (turbulenty) przepływ cieczy charakteryzujący się dużą złożonością. Wykryte zjawisko to kawitacja.

Głównym czynnikiem wpływającym na występowanie kawitacji jest temperatura cieczy. Nie bez znaczenia są równieżprędkość cieczy, kształt powierzchni z jaką się styka oraz mogące występować w niej zanieczyszczenia.Co warto wiedzieć, lokalny spadek ciśnieniastatycznego prowadzić może do wrzenia cieczy (im ciśnienie to jest niższe, tym niższa temperatura wrzenia) i tworzenia się pęcherzyków gazu. Kiedy ciecz opuści obszar szybkiego przepływu, ciśnienie statyczne ponownie rośnie, a wtedy pęcherzyki zapadają się i często gwałtownie implodują.Wszystko to powoduje, że kawitacja jest gwałtownym i najczęściej bardzo niepożądanym zjawiskiem, a powstające w ten sposób fale uderzeniowe powodują mikrouszkodzenia m.in. wirników pomp czy zaworów znacząco skracając czas ich eksploatacji.


Przebieg czasowy pomiarów ultradźwiękowych. Opracowanie własne

Uszkodzenie wirnika w wyniku kawitacji. Opracowanie własne

6.2.młot wodny

Podczas rutynowych badań wychwycono i zarejestrowano bardzo ciekawy dźwięk. Pierwszym wrażeniem mierzącego było, że ktoś stukał młotkiem o rury. Dalsze obserwacje wykluczyły jednak czynnik ludzki, a jak się później okazało „znaleziskiem” tym był tak zwany młot wodny (water hammer). Zjawisko to może występować w naszych instalacjach, gdy mamy problemy z odwadniaczami a gromadzony w rurach kondensat nie jest właściwie odprowadzany. Co warto wiedzieć prędkość pary w rurociągu to przeważnie od 20 do 30 m/s. Jeżeli nagromadzone krople wody zostaną rozpędzone do takiej prędkości, będą się poruszać w naszym systemie. Każda zmiana kierunku biegu instalacji będzie skutkować uderzeniami o dużej energii kinetycznej, której towarzyszyć będą charakterystyczne dźwięki (uderzenie młotem).

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 2 z 4
Diagnostyka Część 4 z 4