Метод оценки технического состояния машин

Стеценко А.А., Бедрий О.И., Долгов Е.А., Стеценко О.А., «НТЦ «Диагностика», г. Сумы

(www.vibration.ru)

 Машины состоят из отдельных составных частей (двигателя, редуктора, насоса, компрессора и др.). Составные их части состоят из элементов (подшипники, ротор, уплотнения, трубопроводы, проточная часть, зубчатые передачи, электромагнитные системы и др.). Кроме того, имеются строительные конструкции, системы охлаждения и смазки, управления и контроля. Отказ или неправильный режим работы какой-либо составной части или системы приводит к нарушениям нормального функционирования машины в целом. Поэтому обычно при контроле технического состояния машин применяется системный подход. При оценке технического состояния машин необходимо решить задачи:

 а) как должна функционировать машина?

 б) как она функционирует в данный момент?

в) почему произошли отклонения от нормального функционирования?

 Решение этих задач требует комплексного подхода. Для этого необходимо объединить усилия различных специалистов: конструкторов, строителей, механиков и технологов, специалистов по трению и износу, по контролю показателей назначения и автоматическому регулированию, по техническому надзору и ремонту, по неразрушающему контролю и вибродиагностике, по надежности и безопасности. Система мониторинга и диагностики машин должна быть связана с другими системами, см. рис. 1. Оценка технического состояния составных частей машин должна проводиться с учетом их режима работы, анализа обеспечения показателей надежности и безопасности. На предприятии должна существовать  система связанных баз данных, на основании которых производится оценка технического состояния машин в конкретный момент времени (диагностика), прогнозируется остаточный ресурс составных частей до ремонта (прогнозирование) и определяется причина преждевременного вывода машин из эксплуатации (генетика), а также анализируется обеспечение показателей надежности и безопасности.  Для комплексного решения задач на предприятии необходим стандарт «Порядок проведения обследования оборудования, обеспечение безопасной его эксплуатации и проведения ремонта по состоянию». Этот стандарт дополнит ДСТУ 3160-ДСТУ 3163, ДСТУ 2826 и «Систему технического обслуживания ремонта технологического и теплоэнергетического оборудования химических предприятий Министерства промышленной политики Украины» (ее рекомендуется использовать на предприятии и других отраслей).

 Все программное обеспечение и нормативные документы предприятия должны разрабатываться на единой платформе. Новые разработки должны разрабатываться для решения конкретных задач и быть связаны с действующими нормативными документами и программным обеспечением. Они их должны дополнять и не снижать требования национальных стандартов. При сборе и обработке данных не последнюю роль играет человеческий фактор. Поэтому технический уровень всех специалистов должен отвечать современному уровню, так как ошибка одного, как и ошибки в алгоритмах программ, в инструкциях и правилах приводит к принятию неправильного коллективного решения (ошибаются все).

 Одной из задач НТЦ «Диагностика» является создание на предприятиях опорных пунктов мониторинга и диагностики насосно-компрессорного и другого оборудования (машин), организация ремонта его составных частей по состоянию, повышение надежности и обеспечение безопасной эксплуатации. С опорными пунктами организовывается постоянная связь с помощью электронной почты, что позволяет оперативно оказывать консультации и совершенствовать систему контроля качества функционирования машин и ремонта, путем обработки полученной информации от опорных пунктов.

 При эксплуатации машины для оценки технического состояния ее составных частей используются вибрационные методы и проводится контроль изменения основных показателей режима работы. Так как значение вибрации составных частей машин зависит от режима работы и состояния опорных конструкций, то при анализе ее изменений необходимо это учитывать.

 НТЦ «Диагностика» классифицировал основные виброакустические источники составных частей компрессорного и насосного оборудования и разработал новый способ диагностики механизмов по изменению интенсивности основных виброакустических источников (А.С. N 1559761, патент Украины N 13540,  G01 N 7/00).

 Колебания, регистрируемые виброакустическим датчиком, установленным в контрольной точке, представляют собой суперпозицию колебаний от различных виброакустических источников. Каждый виброакустический источник имеет свой спектр, который надо выделить из общего и для оценки его интенсивности определить суммарный уровень. Интенсивность виброакустических источников определяется мощностью возбуждения, которая зависит от конструктивных параметров составных частей компрессорного или насосного агрегата и от их расположения, от технологических дефектов, от технического состояния их кинематических пар и элементов проточной части, режима работы и точки измерения параметров виброакустических сигналов. Конструктивные параметры и дефекты составных частей агрегата влияют не только на уровень вибрации, но и на перераспределение энергии между различными частями составляющих спектра.

 Значение параметра виброакустического сигнала в определенном диапазоне (узкополосном, третьоктавном и более широком) не позволяют достаточно точно оценить интенсивность основных виброакустических источников в контрольных точках, так как сравниваются и анализируются лишь отдельные спектральные оставляющие спектра. В узкополосном спектре этих составляющих большое число (от 800 и более), что значительно затрудняет анализ результатов измерения.

 Предложенный способ оценки интенсивности основных виброакустических источников заключается в установлении для них интегральных характеристик, т.е. позволяет представить информацию в сжатом виде. Эти характеристики определяют при обработке усредненного (или мгновенного, максимального) узкополосного спектра виброакустических сигналов от датчиков, установленных в наиболее информативных контрольных точках, путем выполнения таких операций:

 - выделение и суммирование усредненных дискретных составляющих спектра (среднеквадратических или мгновенных, пиковых значений) параметра вибрации (виброскорости, виброускорения, вибросмещения) для каждого виброакустического источника периодических и квазипериодических колебаний с учетом характерных его особенностей;

 - идентификация непрерывных (сплошных) составляющих усредненного (или мгновенного) спектра параметра вибрации по совокупности признаков и выделение, при необходимости, информативных частотных диапазонов с непрерывным спектром;

 - суммирование только усредненных уровней составляющих непрерывного спектра в выбранном информативном диапазоне.

 Для определения интенсивности виброакустического источника непрерывного спектра допускается определять интегральную характеристику путем исключения дискретных и существенных узкополосных и широкополосных экстремумов спектра в интересующем частотном диапазоне и суммирования оставшихся составляющих спектра.

 Для идентификации частотных составляющих спектра используют различные методы отключения, исключения или выделения виброакустических источников. Выбирают наиболее информативные контрольные точки для определения вибрационных характеристик, проводят специальные испытания агрегата и определяют скоростную, режимную, контурную и смазочную вибрационные характеристики, определяют резонансные частоты, которые необходимо разделить по происхождению на механические и аэродинамические и т.д. При анализе и обработке узкополосного спектра используют характерные особенности виброакустических источников составных частей агрегата:

 - частоты дискретных составляющих спектра, связанные с частотой вращения (основные и полуторные гармоники частоты вращения, ее субгармоники, гармоники основных лопаточных и зубцовых частот, а также их боковые частоты, которые возникают при модуляции: колебания на основной частоте вращения или других частотах, например, колебания, связанные с частотой срыва потока и др.);

 - узкополосные и широкополосные локальные экстремумы спектра (колебания, передающиеся от рядом работающих источников вибрации или составных частей агрегата, частот, связанных с автоколебаниями и гистерезисными явлениями, критические частоты валопровода, резонансные частоты агрегата, связанные с колебаниями механических систем и изменениями их параметров, а также с колебаниями столбов газа или жидкости в трубопроводах и каналах проточной части, следует учитывать боковые частоты, связанные с модуляцией резонансных колебаний, например, собственных колебаний лопаток рабочего колеса колебаниями на основной частоте вращения или пульсациями потока и др.);

 - типичные (регрессионные) зависимости интенсивности виброакустических источников от конструктивных и газодинамических параметров;

 - корреляционную связь между различными параметрами и характеристиками составных частей компрессорного агрегата.

 Виброакустическими источниками, имеющими малую интенсивность по сравнению с другими источниками, или замаскированными более интенсивными, обычно пренебрегают, при условии, что это не повлияет на надежность более раннего обнаружения дефекта. В противном случае необходимо использовать методы выделения этих источников.

 Методика и алгоритмы определения интенсивности виброакустических источников изложены в государственных стандартах Украины (ДСТУ 3160-95 - ДСТУ 3163-95), которые были разработаны «НТЦ «Диагностика» в развитие стандартов ИСО 2372, норм VDI2056 (Германия) и серии стандартов ИСО 7919. Они успешно были использованы и для других машин (насосов, электродвигателей, паровых и газовых турбин, зубчатых передач). На основе их разработаны и внедрены системы мониторинга и диагностики машин / 1-12/. 

 Оценка технического состояния составных частей машин производится путем сравнения текущих вибрационных характеристик и основных показателей режимов работы с базовыми. Такой подход дает значительные преимущества по сравнению с другими методами, так как объединяются методы параметрической и виброакустической диагностики. Используется метод, который позволяет оценить изменения не только отдельных составляющих спектра и общих уровней параметров вибрации в определенном частотном диапазоне, а изменение интенсивности конкретных виброакустических источников и информативных составляющих узкополосного спектра. При этом методе ненужно проводить порядковый и кепстральный анализ, использовать метод огибающей.

 Для оценки технического состояния составных частей применяются четыре критерия, как и в стандартах ИСО: хорошо (зона А); приемлемо (зона В); допустимо (зона С); недопустимо (зона Д).

 По результатам сравнения текущих вибрационных характеристик (виброскорости, виброускорения, вибросмещения) и показателей режима работы с базовыми составляется паспорт технического состояния основных элементов каждой составной части компрессорного агрегата и выявляются существенные их изменения (зона С и Д).

 Неисправности и дефекты машин (связанные с износом кинематических пар и проточной части, с дефектами монтажа и сборки, с  дисбалансом движущихся частей, с неблагоприятными режимами работы и т.д.) определяются по изменениям вибрационных характеристик и показателей режима работы. Для этого используются диагностические словари и специально построенные графики (диаграммы), функциональные и регрессионные зависимости.

 По существенным изменениям составляющих узкополосного спектра, интенсивности основных виброакустических источников и показателей режима работы определяют перечень наиболее вероятных неисправностей и дефектов, устанавливаются основные причины их возникновения и дополнительные диагностические признаки для уточнения диагноза (сокращение перечня возможных дефектов, после проведения дополнительных обследований объекта). Метод исследования причин вибрации машин основан на методе последующего исключения, позволяющего из группы возможных причин выделить те, которые наиболее вероятны. На основе предварительного анализа результатов стандартного и расширенного вибрационных обследований текущих и предыдущих, ремонтной и эксплуатационной документации исключаются из дальнейшего рассмотрения причины, которые не могут вызвать изменений вибрации. Детальный анализ других позволяет определить причины, а не следствие. Например, при отказе агрегата можно постоянно менять составную часть, можно элемент, а нужно найти и устранить причину преждевременного отказа машины.

 Для этой цели также используется:

а) статистика отказов экспериментальной и/или контролируемой машины (исключаются маловероятные отказы);

б) результаты опроса обслуживающего персонала:

 - когда и при каких обстоятельствах была обнаружена повышенная вибрация (после монтажа, после капитального или текущего ремонта, в процессе эксплуатации, вибрация возникла скачком или постепенно, были оставлены после капитального ремонта какие-либо дефекты и т.д.);

 - какие приняты меры по обеспечению безопасности агрегата (он остановлен, оставлен в эксплуатации, ограничен по нагрузке и т.д.);

 - какие имеются наблюдения за характером вибрации (она зависит от нагрузки, не зависит от нагрузки, внезапно возникает и исчезает, возникает при определенных условиях, преобладает в определенных точках и т.д.);

 - какие работы по ремонту агрегата или регулировке его режима работы предшествовали появлению вибрации;

в) результаты анализа отклонения значений основных показателей режима работы от указанных в регламенте (начального и конечного давления газа или перекачиваемой жидкости, а также их температуры, производительности и мощности агрегата, стабильности частоты вращения ротора, температуры масла для смазки подшипников, характеристик масла, наличие продуктов износа и воды в масле и др.) за время изменения технического состояния;

г) результаты анализа нестационарности сигнала на оборотной частоте и учета только тех неисправностей, которые связаны с определенной оценкой нестационарности (стационарная, квазистационарная, нестационарная; внезапное изменение – скачек, изменение значения при изменении режима нагрузки, изменение при изменении скорости потока перекачиваемой жидкости или сжимаемого газа, а также других его характеристик и показателей режима работы проточной части, медленный или быстрый монотонный рост, повышение изменения на установившихся режимах работы);

д) результаты анализа показателей аппаратуры бесконтактного измерения колебаний ротора (при ее наличии);

е) результаты изменения технического состояния составных частей объекта (оценка нескольких обследований).

 Для оценки технического состояния подшипников качения составных частей компрессорного оборудования, обрабатываются узкополосные спектры с целью обнаружения информативных частот возбуждения в них колебаний, по которым устанавливается перечень их неисправностей с учетом оценки уровня их колебаний. При необходимости дополнительно оценивается пик-фактор сигнала и коэффициент эксцесса. При оценке технического состояния подшипников анализируются колебания на их собственных частотах (основные и модулированные колебания).

 Диагностические правила постоянно усовершенствуются по мере сбора информации о конкретном объекте контроля. Вначале используются все известные диагностические признаки, а после пополнения статистического материала устанавливаются правила по качественным изменениям наиболее информативных вибрационных характеристик и показателей режима работы для конкретных отказов или группы отказов. После получения эталонных вибрационных характеристик и информативных показателей режима работы для всех основных классов состояния объектов (для возможного перечня его отказов при изменении режима работы и структурных параметров, характеризующих его техническое состояние) диагностику можно будет проводить путем сравнения текущих наиболее информативных диагностических параметров с эталонными и определять с определенной вероятностью возможные классы состояния объекта (т.е. определять характер отказа и перечень возможных дефектов с определенной вероятностью). 

 Разработка полустационарной системы диагностического обслуживания оборудования предприятия включает несколько этапов работы.

 Первый этап – изучение объектов контроля и разработка программ и методики их периодического обследования. До проведения обследования машин необходимо изучить их основные технические характеристики, собрать данные для составления кинематических схем и уточнения точек контроля вибрации, определить перечень основных отказов, уточнить перечень и предельные значения структурных параметров (геометрических параметров деталей и параметры их взаимного расположения), а также основные контролируемые показатели их режима работы и диапазоны их изменения (газодинамические характеристики, характеристики сжимаемой или перекачиваемой среды, характеристики масла для уплотнения и смазки).

 Второй этап – проведение обследования объектов и разработка рекомендаций по снижению виброактивности их составных частей и оптимизации режима их работы. Очень важно до разработки системы мониторинга и диагностики устранить конструктивно-технологические дефекты, дефекты монтажа и ремонта, а также неблагоприятные режимы работы объекта и его привода. Для оценки технического состояния составных частей объектов определяются базовые вибрационные характеристики для каждой точки их контроля и четырех зон оценки технического состояния. Составляется паспорт технического состояния составных частей объектов и по существенным изменениям текущих вибрационных характеристик от базовых, а также по результатам анализа основных показателей режима работы определяется объем ремонта и разрабатываются рекомендации по оптимизации режима работы. При необходимости оцениваются виброшумовые (включая инфра- и ультразвук) воздействия на работающих и разрабатываются мероприятия по их защите.

 Третий этап – обучение технического персонала заказчика и контроль основных показателей надежности. Разрабатывается программа и методика оперативной диагностики и передается заказчику. Даются рекомендации по приобретению технических средств диагностики. Проводятся периодические обследования оборудования совместно с техническим персоналом заказчика. После каждого обследования составляется паспорт технического состояния объектов и определяется, при необходимости, объем ремонтных работ. По ремонтной документации изучается характер и частота отказов каждого объекта, и оцениваются основные показатели надежности (наработка на отказ основных элементов составных частей объекта и объекта в целом, средний ресурс до среднего и капитального ремонта). При проведении обследования объекта собирается информация о технических осмотрах и ремонтах его составных частей, о выявленных дефектах и об аварийных ситуациях, по результатам контроля прочности основных деталей методом неразрушающего контроля. При необходимости уточняются базовые вибрационные характеристики.

 Четвертый этап - разработка программного обеспечения для мониторинга и диагностики оборудования заказчика и обучение его персонала. Для установления критериев отказов и предельных состояний составных частей  объектов необходимо для них установить номенклатуру основных требований, исключая зависимые и неконтролируемые требования. Для каждого требования необходимо составить перечень признаков проявления нарушения работоспособности и определить метод его выявления (основными или дополнительными средствами виброакустической и параметрической диагностики, методами неразрушающего контроля, экспериментально-расчетными методами, органолептическими методами).

 Пятый этап – совершенствование системы диагностического обслуживания и разработка рекомендаций по дальнейшему повышению надежности, безопасности и эффективной работы объектов. Для решения задач последнего этапа необходима постоянная связь между разработчиками системы и заказчиками с целью обобщения и анализа опыта, уточнения базовых характеристик, определения поправок на режим работы, разработки и внедрения новых решающих правил диагностики.

 При оценке технического состояния составных частей объектов на предприятии решаются следующие задачи:

 - определяется соответствие параметров технического состояния объектов контроля нормативным значениям;

 - выявляются существенные изменения от нормальных показателей функционирования объекта контроля, и определяется причина ухудшения его работоспособности;

 - определяется дополнительный ресурс эксплуатации до следующего обследования составных частей объекта или ресурс их эксплуатации до вывода в ремонт или списание;

 - оцениваются показатели надежности составных частей объектов и разрабатываются мероприятия по их улучшению;

 - оценивается степень безопасности эксплуатации объектов контроля.

 В общем случае, перечень работ, выполняемых при техническом диагностировании и испытании объектов контроля, включает в себя:

 - ознакомление с проектной, строительно–монтажной и эксплуатационной документацией с целью выявления отклонений от проектных решений по узлам и элементам составных частей объектов;

 - внешний осмотр состояния узлов и элементов действующих объектов, опрос обслуживающего персонала о работе машины и ее техническом обслуживании;

 - диагностические измерения параметров и испытания объектов;

 - анализ результатов технического диагностирования и подготовка заключения о техническом состоянии объекта контроля (отдельных составных частей и объекта в целом).

 Оценка технического состояния составных частей объектов контроля производится:

- при периодическом виброконтроле (ежесуточно обслуживающим персоналом и контролируется механиком установки);

- при стандартном обследовании на установившемся (плановом) режиме работы (экспертами - персоналом отдела технического надзора, через 600-1000 часов работы, до и после ремонта);

- при стандартном расширенном обследовании (экспертами отдела технического надзора);

- при проведении специального вибрационного исследования  (экспертами отдела технического надзора, совместно с технологами и другими привлеченными специалистами);

- при дефектации элементов (при разборке и ремонте, механиками и привлеченными специалистами).

 Назначенный ресурс для ремонтопригодных составных частей объекта последовательно (по этапам) увеличивается по мере выработки начального или очередного назначенного ресурса на основании:

 а) уточнения характера и условий эксплуатации парка однотипных объектов;

 б) накопления статистики и анализа характера отказов однотипных объектов;

 в) результатов периодического контроля технического состояния составных частей объекта по вибрационным характеристикам и основным показателям режима их работы;

 г) результатов контроля прочности основных деталей (в соответствии с требованиями ТУ на ремонт и документации Изготовителя) методами неразрушающего контроля (капиллярный - цветной, магнитный, ультразвуковой) и пневматическими или гидравлическими испытаниями;

 д) своевременной заменой изношенных деталей, имеющих предельное состояние по ТУ;

 е) устранение причин отказов;

 и) отработкой составных частей агрегата по катастрофическим отказам.

 Безопасность эксплуатации объекта контроля в пределах назначенного ресурса контролируется опытом эксплуатации всего парка однотипных объектов. Особое внимание должно уделяется объектам, которые максимально опережают по наработке остальной парк и работают при больших динамических и статических нагрузках.

 При периодическом контроле технического состояния подшипников составных частей машин обслуживающий персонал регистрирует в эксплуатационном журнале вибрационные характеристики (общие средние квадратические значения виброскорости и виброускорения) и оценивает техническое состояние по нормативных значениям, см. табл. 1. Ему также рекомендуется регистрировать в специальном журнале сведения о работе его составных частей и о контроле прочности ответственных деталей, см. табл. 2 и 3.

 В случае оценки технического состояния «еще допустимо» (зона С) или «недопустимо» (зона Д), а также при внезапном изменении виброскорости и виброускорения (скачки) при установившемся режиме работы или постоянном росте их значения обслуживающий персонал вызывает специалистов отдела технического надзора, как и в случае изменения показателей режима работы (при отсутствии регулирующих воздействий). Если вибрационные характеристики существенно изменились при изменении режима работы, то в первую очередь рекомендуется обеспечить благоприятный режим работы машины. Для этого необходим анализ состава сжимаемого газа или перекачиваемой жидкости, а также характеристик масла (для смазки и уплотнений).

 Состояние составной части объекта при оперативной диагностике оценивается как нормальное:

- при отсутствии низкочастотной вибрации с интенсивностью более 0,5 мм/с (уровня субгармоник и экстремумов в диапазоне частот 0,30-0,48 от оборотной частоты);

- при отсутствии внезапного и необратимого изменения общего уровня виброскорости на 1 мм/с в двух и более точках;

- при отсутствии непрерывного роста общего уровня виброскорости за относительно небольшое время (1-3 суток) на 2 мм/с в любой из точек;

- при отсутствии существенного изменения спектральных составляющих виброскорости и виброускорения (гармоник оборотной частоты, основных и боковых лопаточных и зубцовых частот, полуторных частот, а также непрерывных (сплошных) составляющих и локальных экстремумов спектра).

 Внезапным изменением вибрации (скачком) является мгновенное (за доли секунды) необратимое изменение уровня на величину не менее 1 мм/с.

 При техническом состоянии какой – либо составной части объекта контроля «недопустимо» (зона Д) по нормативным вибрационным характеристикам он выводится из эксплуатации. Оценка технического состояния по базовым вибрационным характеристикам высокого уровня более жесткая и не сразу удается достигнуть приемлемого результата. Иногда следует изменить некоторые значения базовых характеристик, если при этом будут выполняться требования по надежности. Очень важно устранить внеплановые отказы их элементов, которые как правило вызывают вторичные повреждения и дополнительные затраты на ремонт. При оценке технического состояния «допустимо» (зона С) целесообразно провести расчет остаточного ресурса до критического значения вибрации (зона Д).

 После проведения ремонта эксперт заносит в базу данных все выявленные дефекты и основные показатели режима работы машины,  проводит анализ изменений основных показателей надежности (наработку на отказ основных элементов составных частей и средний ресурс до капитального ремонта), показателей безопасности и результаты неразрушающего контроля. При ухудшении показателей надежности базовые характеристики необходимо ужесточить, а при их обеспечении некоторые значения базовых характеристик можно увеличить.

 Эксперт, используя информацию о дефектах и причинах неисправностей, о дополнительных признаках и о методах выявления неисправностей, при необходимости составляет программу расширенного стандартного обследования или специального вибрационного обследования объекта, а также программу обследования элементов составных частей объекта при их разборке, которая согласовывается в установленном на предприятии порядке.

 Расширенное обследование объектов контроля проводится  при уточнении причин нарушения нормального функционирования объекта и выявления скрытых дефектов, до и после ремонта с целью:

- сбора статистических данных (необходимых для построения регрессионных зависимостей и определения эталонных характеристик для конкретных дефектов и отказов составных частей объектов контроля);

- выявления резонансов и контроля изменения значений резонансных частот;

- исследования переходных режимов и нестационарных процессов.

 При ознакомлении с документацией необходимо определить соответствие зазоров и натягов в подшипниках, а также центровок по полумуфтам рекомендуемым значениям. В тех случаях, когда изменение вибрации локализуется на одном подшипнике или части фундамента, или консольной части ротора составной части агрегата, рекомендуется построение контурной характеристики вибрации (анализ изменения ее векторов и фаз).

 При пуске и остановке агрегатов целесообразно регистрировать и анализировать зависимости первых трех гармоник оборотной частоты (вектора и фазы) от скорости вращения ротора.

 При расширенном обследовании рекомендуется проведение следующих работ:

- измерение и анализ фазы колебаний в информативных точках;

- анализ орбиты и положения вала, при наличии штатной системы контроля вибрации вала (сигнал можно записать с ее выхода на анализатор);

- определение скоростной характеристики (при выбеге или разгоне машины);

- исследование влияния основных показателей режима работы объекта на его вибрационные характеристики;

- снятие и анализ контурной вибрационной характеристики;

- проведение расчетов и исследований на ЭВМ с помощью специальных программ, позволяющих проводить моделирование; 

- анализ и обработка осциллограмм вибрационного процесса, записанных в информативных точках совместно с сигналом таходатчика;

- анализ трендов вибрационных характеристик и показателей режима работы с целью оценки остаточного ресурса до капитального ремонта и/или изучения нестационарности процессов;

- анализ характеристик масла для уплотнения и смазки, а также наличия и вида в нем продуктов износа кинематических пар;

- анализ характеристик перекачиваемой жидкости или сжимаемого газа;

- анализ температуры поверхности составных частей объекта;

- проведение ресурсных испытаний объекта для оценки основных показателей надежности.

 Перед проведением ремонта объекта целесообразно провести измерение фазы и амплитуды виброскорости первой и второй гармоники оборотной частоты на корпусах подшипников (и шейке вала, если установлена штатная аппаратура контроля) и проанализировать их изменение после проведения ремонта. По анализу фаз в различных точках контроля объекта можно выявить ряд дефектов, которые не позволяет обнаружить анализ амплитуд спектра. Также рекомендуется анализ скоростных характеристик до и после ремонта.

При наличии штатной аппаратуры контроля относительных колебаний вала анализ его орбиты в подшипниках и среднего положения, также значительно расширяет возможности диагностирования объекта.

 Анализ осциллограмм, особенно поршневых машин, позволяет также расширить возможности их диагностирования.

 Для оценки технического состояния проточной части турбомашин очень важно сравнение текущих значений газодинамических и энергетических характеристик с приведенными в паспорте (для насоса и кавитационной).

 Контроль и анализ температуры поверхности объектов позволяет также установить причину вибрации на гармониках частоты вращения.

 Вибрационное исследование объектов проводят с целью изучения влияния различных факторов (показателей режима работы и определенных структурных показателей) на вибрационные характеристики с целью получения режимных или эталонных вибрационных характеристик, а также для выяснения и устранения причин повышенной вибрации составных частей объекта.

Одной из важных задач является определение собственных частот различных элементов и разработка рекомендаций по их отстройке от вынужденных, а также уменьшение температурных деформаций и устранение трения в кинематических парах. Трение влияет на значение критической частоты ротора (она увеличивается). Поэтому важно сравнить расчетные ее значения и экспериментальные.

 Для обеспечения работоспособности объектов и предупреждения повышенной вибрации их составных частей необходимо проводить профилактические мероприятия. Рекомендуется при остановке и разборке машины контролировать  дефектацию деталей и соблюдение технологии ремонта составных частей машин, а также качество их повторного монтажа. 

 Механики оборудования и ответственные специалисты отдела технического надзора должны следить за своевременным проведением вибрационных и прочностных обследований составных частей объектов контроля.

 После проведения вибрационного обследования и обработки на ЭВМ данных эксперт отдела технического надзора предоставляет механику оборудования следующую информацию:

- паспорт технического состояния обследованных составных частей объекта по нормативным и базовым вибрационным характеристикам, с выявленными существенными изменениями текущих их значений от нормативных и базовых;

- паспорт технического состояния подшипников качения и заключение о их состоянии (перечнем обнаруженных дефектов);

- перечень возможных неисправностей и их причин, с указанием перечня возможных дефектов и, при необходимости, рекомендаций по проведению расширенного обследования, а также расчет остаточного ресурса до критического уровня вибрации;

- результаты анализа отклонений текущих значений контролируемых параметров режима работы объекта от номинальных.

 Для оценки и контроля основных показателей надежности и остаточного ресурса ответственных деталей, которые периодически должны проверяться по прочности методами неразрушающего контроля, механики оборудования в ремонтном журнале фиксируют:

- отказы ответственных деталей составных частей оборудования;

- общую наработку объекта в целом и наработку его составных частей (общую и после среднего и капитального их ремонта, а также после последнего вибрационного обследования);

- перечень замененных ответственных деталей при ремонте составной части объекта и остаточный ресурс остальных.

 Рекомендуется отделу технического надзора, на основании справок механиков оборудования, ежегодно составлять отчет о надежности оборудования и объеме проведенных вибрационных и прочностных обследований, с рекомендациями по повышению надежности и безопасности эксплуатируемого оборудования.

ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ОЦЕНКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ

Результаты виброконтроля и оценки технического состояния насосного (компрессорного) агрегата.

 Цех __________ Установка _____________

Сведения о работе составных частей насосного (компрессорного) агрегата

Сведения о контроле прочности ответственных деталей

Список литературы

 1. Бондаренко Г.А., Морозов В.Н., Стеценко А.А., Крылов Э.Б. Исследование влияния режима работы плавающих уплотнений на динамику ротора//Работы по созданию нового эффективного холодильного и компрессорного оборудования: Тематич. сб. тр./ ВНИИхолодмаш. М.1989. С.134-142.

 2. Стеценко А.А., Федоренко Н.Д., Наумов Е.Д.,  Петров В.В. Совершенствование методов контроля вибрационного состояния центробежных компрессоров. // Материалы 8 Всесоюзной научно-технической конференции «Создание компрессорных машин и установок, обеспечивающих интенсивное развитие отраслей топливно-энергетического комплекса.» Сумы.1989. С.351-354 .

 3. Иванов Н.И., Стеценко А.А., Зубарева Т.Ю., Петров В.В. Интенсивность основных виброакустических источников центробежных компрессоров// Расчет, исследование, конструирование и технология изготовления  компрессоров: Тематич. сб. тр./ ВНИИкомпрессормаш. Сумы. 1991. С.50-62.

 4. Бондаренко Г.А., Стеценко А.А. Вибрационное  обследование центробежного компрессора высокого давления установки УКСП-16/500 для сайклинг-процесса// Вопросы расчета и исследования центробежных компрессоров  сверхвысокого давления. Сборник трудов. - М.: ВНИИкомпрессормаш.1990. С.24-32.

 5. Стеценко А.А., Бондаренко Г.А. Система мониторинга  и диагностики центробежных компрессоров. // Международный симпозиум. Потребители  - производители компрессоров и компрессорного оборудования: Санкт-Петербург. 1997. С.212-215.

 6. Стеценко А.А., Бедрий О.И., Беззубцев Р.А., Стеценко О.А . Оценка технического состояния составных частей компрессоров. // Труды 2-й всеукраинской научно-практической конференции по охране труда: Национальный институт охраны труда, Киев, 1997 г., с. 286-296.

 7. Стеценко А.А., Бедрий О.И., Беззубцев Р.А., Стеценко О.А. Оценка качества производства и технического состояния составных частей компрессорного оборудования. // Министерство образования Украины. Харьковский Государственный технический университет радиоэлектроники. / Сборник научных трудов международной научно-технической конференции «Современные приборы, материалы и технологии для технической диагностики и неразрушающего контроля промышленного оборудования. Элементная база и комплектующие для приборов НК. Подготовка специалистов в сфере неразрушающего контроля и технической диагностики» 16-19 марта 1998 г. Харьков. С.209-214.

 8. Стеценко А.А., Бедрий О.И., Беззубцев Р.А., Стеценко О.А. Организация технического обслуживания оборудования АО «МНПЗ» по фактическому состоянию. // Технология ремонта машин, механизмов и оборудования (Ремонт - 99) / Материалы 7-й международной конференции 25 – 27 мая 1999г. Алушта, с. 133. 

 9. Стеценко А.А., Анищенко Б.В., Бедрий О.И., Стеценко О.А. Снижение вибрации трубопроводов поршневых компрессоров АО «МНПЗ». // Современные проблемы машиностроения: Материалы международной научно-технической конференции (научные чтения, посвященные 105 годовщине П. О. Сухого). / Под ред. д.т.н., профессора Шагиняна А.С. В 2 т. – Гомель, ГГТУ, 2000 г., т. 1. С. 208-211.

 10. Стеценко А.А., Кожемяко О. В. Мониторинг и диагностика оборудования АО «МНПЗ» // Нефтепереработка и нефтехимия. Научно- технические достижения и передовой опыт: Информационный сборник. Выпуск 11, М. 1999 г. С.48-53.

 11. Стеценко АА. Бедрий О.И., Долгов Е.А., Стеценко О.А. Обеспечение безопасной эксплуатации насосно-компрессорного оборудования.

 12. Стеценко АА. Бедрий О.И., Долгов Е.А., Стеценко О.А. Система мониторинга и диагностики насосно-компрессорного оборудования ОАО «ЛУКОЙЛ – Одесский НПЗ»