TEHNICI DE MENTENANȚĂ PREDICTIVĂ

Transcription

1 1 TEHNICI DE MENTENANȚĂ PREDICTIVĂ

2 Tehnici utilizate: Termografia Analiza fluidului de ungere (tribologie) Detectarea zgomotului ultrasonic Analiza vibraţiilor Metode specifice sistemelor electrice Măsurarea impedanţei complexe Analiza spectrului de armonici al curentului de fază Măsurarea rezistenţei de izolaţie 2

3 Transmiterea căldurii Conducţia este transferul căldurii în corpurile solide şi se bazează pe mişcările moleculare Convecţia este modul curent de transmitere a căldurii în corpurile lichide şi gazoase, inclusiv la limitele lor, la contactul cu alte faze Radiaţia este caracterizată prin transferul termic prin radiaţie electromagnetică din gama infraroşu 3

4 Analiza temperaturii Cu contact cu senzori electrici și neelectrici (termorezistoare, termocupluri, cu dilatare, etc.) Fără contact termografie (vizualizarea și măsurarea energiei termice) Se bazează pe faptul că orice corp, cu temperatura peste 0 K (-273,15 C) emite energie termică sub formă de radiație infraroșie 4

5 Energia incidentă energia termică provenind de la un corp îndepărtat Energia Incidentă = Energia Absorbită + Energia Transmisă + Energia Reflectată Energia ce se dorește a fi citită utilizând un dispozitiv de vizualizare a imaginii termice Energia ce trece printr-un corp expus la o sursă termică îndepartată Energia reflectată de un corp expus la o sursă termică îndepartată Absorbită Reflectată Transmisă 5

6 Dacă Energia reflectată = Energia transmisă = 0 Energia incidentă = Energia absorbită Corp negru (Black body) Vantablack (vertically aligned carbon nanotube arrays) 99,96% Emisivitatea ε ε = W obj W bb 6

7 Emisivitatea ε Măsură a capacității unui material/corp de a radia energia absorbită ε=1 pentru un corp negru ε<1 pentru un corp oarecare Material ε Material ε Aluminum foil 0.03 Limestone 0.92 Aluminum, anodized 0.9 Asphalt 0.88 Brick 0.90 Marble (polished) Paint (including white) Paper, roofing or white 0.89 to to 0.86 Concrete, rough 0.91 Plaster, rough 0.89 Copper, polished 0.04 Silver, polished 0.02 Copper, oxidized 0.87 Silver, oxidized 0.04 Glass, smooth (uncoated) 0.95 Snow 0.8 to 0.9 Ice 0.97 Water, pure

8 Radiația termică, pentru o anumită valoare a temperaturii, are loc la diferite frecvențe (legea lui Planck). C Culoare 480 Rosu stralucitor 580 Rosu inchis 730 Rosu spre portocaliu 930 Portocaliu 1100 Portocaliu spre galben 1300 Galben pal spre alb > 1400 Alb 8

9 Aparate de măsură Portabile Ușor de utilizat Informațiile furnizate: - Măsoara temperatura? - În ce domeniu? - Eroarea Baterii Interfața Software de transfer al informațiilor 9

10 Termometre cu infraroșu Domeniu de temperatură -30 C to 500 C Acuratețe infraroșu ±1% din citire sau ±1 C Repetabilitate: ±0.5% sau ±1ºC Line-scannere de temperatură Lucrează pe principiul scannerului, cu determinarea punctelor de temperatură diferită Camere de termoviziune Prezintă harta termică a echipamentului supravegheat/testat Pirometre optice 10

11 Pentru motoarele electrice Ventilație blocată Suprasarcină Alimentare nesimetrică Termograma și profilul variației temperaturii la o ventilație corespunzătoare 11

12 Termograma la alimentare simetrică Termograma la alimentare nesimetrică o fază nealimentată Cutia cu borne - termograma Faza 2 este nealimentataă 12

13 Echipament electric Contactoare Fuzibile 13

14 Pentru lagăre Suprasarcini Mediul de lucru Gaze Praf Umiditate Termograma a două lagăre: unul deteriorat datorită umidității și unul fără probleme 14

15 Tribologia Domeniu multidisciplinar al ştiinţelor tehnice, definită ca ştiinţa care studiază şi oferă soluţii pentru procesele de frecare, uzură şi ungere. Se ocupă cu: - fenomenele mecanice, fizice şi chimice ce au loc la contactul suprafeţelor aflate în mişcare relativă - elaborarea teoriilor şi metodelor de evaluare ale acestor fenomene - studierea utilizării lubrifianţilor, aditivilor, acoperirilor - studierea metodelor de prelucrare a suprafeţelor active cu plasmă, chimico-termice, laser, prin radiaţie şi alte tehnologii de prelucrare, care permit creșterea rezistenţei la uzură 15

16 Apariția uzurii În cazul elementelor aflate în mișcare apare uzura Depinde de starea suprafețelor și forțele exercitate Uzură adezivă (de adeziune) sudare & rupere Uzură abrazivă (de abraziune) particule dure Uzură corozivă (de coroziune) factori chimici Uzură de oboseală solicitări ciclice Uzură de impact impact compus 16

17 Analiza lichidului de ungere / răcire Prezența unor particule metalice: prin spectrometrie. Indicator al unei uzuri Aciditatea: oxidare datorită temperaturilor înalte, particule de apă sau utilizarea îndelungată Vâscozitatea: poate fi modificată la contaminarea cu funingine sau datorită oxidării Diluarea: la motoarele termice poate reprezenta o problemă la sistemul de injectie. Se măsoară prin cromatografie. 17

18 Prezența unor particule metalice Devine importantă cunoașterea componenței chimice ale diferitelor subansamble 18

19 Prezența unor particule de o anumită dimensiune 19

20 Aciditatea TAN reprezintă cantitate de hidroxid de potasiu necesară (în mg) pentru neutralizarea acidului dintr-un gram de ulei și indică potențialul problemelor de coroziune legate de lubrifiantul utilizat 20

21 Vâscozitatea Analiza comparativă a vâscozităţii uleiului prelevat şi a unei mostre de ulei nefolosit constituie una din metodele de determinare a gradului de uzură O vâscozitate ridicată poate împiedica pătrunderea uleiului în zone critice, reducându-se capacitatea de ungere a acestora Măsurarea vâscozității se realizează fie la 40 C (pentru uleiuri industriale conform ISO 3448), fie la 100 C (pentru uleiuri de motor conform SEA J300). 21

22 Program de analiză a uleiului de ungere Analiza echipamentului: Construcție și funcționare Mediu de lucru Inspecție a stării generale Istoricul echipamentului Modul și locul de prelevare a mostrelor de lubrifiant 22

23 Auditarea lubrifiantului Modul de manipulare Modul de stocare Alegerea furnizorului Alegerea lubrifiantului 23

24 Semnătura lubrifiantului Prelevarea și analiza de mostre (de 3 ori într-un interval scurt de timp) Evaluarea echipamentului Prelevarea de mostre Testarea Stocarea datelor Realizarea raportului 24

25 Monitorizarea Monitorizarea de rutină Stabilirea procedurii de analiză Frecvența de monitorizare Testarea propriu-zisă Analiza datelor Raportarea 25

26 Monitorizarea zgomotului ultrasonic (Ultrasunete) Ultrasunetele sunt vibrații mecanice cu frecvențe mai mari de Hz. Ultrasunetele se propagă sub formă de undă elastică În funcţie de mediul în care se formează, ultrasunetele sunt caracterizate de următoarele proprietăţi: viteza de propagare în solide este diferită în funcţie de tipul undei şi de calitatea materialului intensitatea ultrasunetului este cantitatea de energie acustică care trece în unitatea de timp prin unitatea de suprafaţă reflexia şi refracţia ultrasunetului se produce datorită faptului că are lungimea de undă mică şi se propagă în linie dreaptă. O discontinuitate în mediu produce reflexia sau refracţia undelor ultrasonic atenuarea undelor ultrasonice apare în toate mediile reale de propagare. Ea este provocată de absorbţie şi difuzie 26

27 Tehnicile de monitorizare ale zgomotului ultrasonic lucrează în domeniul de frecvenţe între 20 şi 100 khz. Monitorizarea zgomotului de fond Testarea materialelor Detectarea scurgerilor în sisteme hidraulice/pneumatice Monitorizare și diagnoză în sisteme mecanice/electrice 27

28 Monitorizarea zgomotului de fond Fiecare echipament/spațiu de lucru trebuie să corespundă normelor în ceea ce privește zgomotul de fond produs Este necesară monitorizarea permanentă a acestuia Detectarea scurgerilor de fluid Scurgerea unui fluid printr-un orificiu mic va determina un răspuns frecvențial în înaltă frecvență 28

29 Testarea materialelor Are la baza expunerea la ultrasunete a unui material/echipament și măsurarea răspunsului acestuia Răspunsul depinde de raportul impedanței acustice între două materiale 29

30 Monitorizare și diagnoză în sisteme mecanice/electrice Monitorizarea și diagnoza lagărelor/rulmenților, de exemplu: controlează și dirijează evoluția uzurii în funcție de intensitatea sau modificarea sunetului emis de acestea permite o lubrifiere corespunzătoare Detectarea arcului electric, a descărcărilor Corona sau străpungerea izolației electrice : Se scanează echipamentul electric, după care se orientează căutarea spre zona cu zgomot specific 30

31 Sisteme de măsură Instrumente structurale: permit realizarea măsuratorilor prin contact direct cu echipamentul de monitorizat Instrumente tip airborne : permit realizarea măsuratorilor atât prin contact direct cât și de la distanță Analogice Sunetele de înaltă frecvență sunt transferate în gama audio și apoi transmise unui sistem audio Digitale Datele pot fi achiziționate, stocate, prelucrate și vizualizate 31