ГОСТ Р ИСО 29821-1-2015 Контроль состояния и диагностика машин. Ультразвуковой контроль. Часть 1. Общее руководство

     8 Руководство по сбору данных

8.1 Общие положения

В промышленности для сбора данных применяют несколько методов. В последнее время конструкция ультразвуковых детекторов становится все более сложной, а способ субъективного прослушивания с записью данных вручную заменяют на использование систем, позволяющих записывать, хранить и анализировать собранную информацию в соответствии с программами управления данными, включая спектральный анализ сигнала. Это позволяет идентифицировать изменения в состоянии контролируемого оборудования и при необходимости принимать безотлагательные меры.

Метод ультразвукового контроля рассматривают как часть программы контроля состояния машин, если он применяется в соответствии с [4]. Метод могут также рассматривать как основной или вспомогательный способ диагностирования и прогнозирования, если он применен в соответствии с [2] и [3].

8.2 Сравнительный анализ

При начальном введении программы контроля важно иметь возможность идентифицировать аномалии в работе машин, особенно те, что связаны с тем или иным отказом. Наиболее употребительным методом анализа является сравнительный. Он удобен, если для данной машины еще не определен базовый уровень и еще только предстоит определить точки контроля, не имея критерия их выбора. Подобно всем другим методам, степень надежности полученной информации зависит от применяемых средств измерений, образования и опыта работ персонала в области ультразвукового контроля.

Сравнительный анализ может быть количественным или качественным. Во многих приложениях чаще используют количественный метод, в котором состояние контролируемого узла машины определяют по уровню сигнала, выраженному в децибелах. Результат измерений сравнивают с аналогичным результатом, полученным для другого узла, или с базовым уровнем.

Однако зачастую количественный анализ данных для определения состояния машины не требуется. Так, в случае утечек сжатого воздуха и электрических разрядов достаточно обнаружить само наличие ультразвука, поскольку в нормальном состоянии машины источники ультразвука данной природы отсутствуют.

Типичным примером качественного метода является случай, когда несколько электрических устройств работают при одном и том же напряжении и при одной и той же нагрузке, и на одном из устройств начинают наблюдать электрические разряды, сопровождающиеся излучением ультразвуковых волн. В таком случае появление ультразвука обычно рассматривают как признак ухудшения технического состояния. При этом оценка характера демодулированного звука даст больше информации о степени развития аномалии, чем изменение уровня сигнала. Анализ аудиосигнала позволит идентифицировать характер условий образования ультразвука. В данном примере если качественный анализ позволяет локализовать источник по изменениям уровня сигнала в разных точках измерений, то количественный анализ позволяет судить о степени развития повреждения.

В каждом конкретном случае применения метода от персонала потребуется установить свой набор критериев для уровней ухудшения состояния. Например, утечка сжатого воздуха, характеризуемая весьма низким уровнем ультразвука, может не требовать проведения ремонтных работ, пока уровень не повысится до некоторого предельного значения. Обычно утечка воздуха со скоростью порядка 1·10 м/с немедленного принятия мер не требует, в отличие от утечки со скоростью порядка 100 см/с.

8.3 Метод базового уровня

При анализе структурного ультразвука наиболее распространенным методом является количественный с использованием базового уровня. Особенно он уместен при регулярном контроле элементов критичных машин с последующим диагностированием. Когда последовательно проводимые наблюдения выявляют тенденцию к повышению уровня ультразвука или изменение его характера, осуществляют сравнение с базовым уровнем. Обычно это позволяет выявить зарождение повреждения на ранней стадии до проведения основных работ по техническому обслуживанию и до наступления катастрофических последствий. Базовый уровень может включать в себя некоторый заданный уровень ультразвука, а также ряд характерных образцов сигнала во временной или спектральной области для анализа характера ультразвукового сигнала. Сравнение с характерными образцами позволяет обнаруживать существенные изменения ультразвукового сигнала еще до того, как они скажутся на его общем уровне.

________________

Такие характерные образцы во временной области обычно называют сэмплами, а в спектральной - спектральными масками.

8.4 Сбор данных

При сборе данных руководствуются следующими правилами:

- оператор должен обладать достаточными знаниями в области конструирования и теории работы узлов машин, чтобы иметь возможность обнаружить неисправность или аномалию в их функционировании (примеры показаны в таблице 2);

- возможности применяемых средств измерений должны быть достаточными, чтобы удовлетворить требования раздела 7;

- данные могут быть сохранены в устройстве записи прибора и затем перенесены в компьютер или записаны вручную в журнале;

- данные должны включать в себя всю информацию, обеспечивающую надежное воспроизведение результатов измерений, в том числе дату и время обследования, описание объекта контроля, описание источника ультразвука и указание его местоположения, значения уровней ультразвука, рекомендации по обслуживанию;

- детали и узлы, подвергшиеся ремонту или замене, должны быть обследованы заново, чтобы убедиться в их пригодности для нормальной работы машины.

8.5 Критерии оценки

Наиболее общая форма критерия оценки - через приращение уровня сигнала, в дБ.

При проведении мероприятий по контролю состояния машин с использованием метода ультразвукового контроля критерии оценки должны быть установлены оператором, проводящим контроль, его организацией или заказчиком. Обычно их устанавливают на основе опыта и накопленных данных об ультразвуковом излучении конкретных машин и их узлов. Ввиду большого числа практических приложений метода, различающихся разным способом оценки данных, в настоящее время невозможно установить единый критерий для всех возможных применений в промышленности. Поэтому для каждой категории оборудования в соответствии с его назначением устанавливают собственные критерии оценки с учетом критичности оборудования, его конструкции, рабочих условий, базового уровня и особенностей технического обслуживания.

Таблица 2 - Типичные виды неисправностей и критерии оценки

Критерии оценки обычно основывают на истории изменения данных (количественный метод с использованием базового уровня). Это дает возможность установить скорость ухудшения состояния контролируемого объекта и помочь выбрать время и объем проведения корректирующих мероприятий, позволяющих продлить срок службы машины. Так, по увеличению уровня ультразвука можно судить об ухудшении условий работы подшипника. В этом случае корректирующим мероприятием может быть добавление смазки в подшипник. Другими примерами могут служить наблюдение за увеличением общего уровня ультразвука наряду со спектральным анализом электрического сигнала, в результате чего может быть принято решение об останове машины, или контроль увеличения общего уровня вследствие утечек в пневмосистеме, способных привести к ухудшению рабочих характеристик машины или к росту энергопотребления.