Диагностика состояния оборудования

Современная диагностика позволяет выявлять дефекты за 3-6 месяцев до того, как они станут опасными. Все это время, от обнаружения неисправности до ее устранения, можно постоянно отслеживать динамику состояния (приработка или стабильное состояние, либо быстрая деградация дефекта) и корректировать свои планы по подготовке ремонта. Это позволит устранить неисправность именно тогда, когда это будет связано с минимальным ущербом для производства, а риск аварии не выйдет за границу приемлемого. Как это происходит на практике, рассмотрим на простом примере. Он не выдуман и не позаимствован из учебников, он из реальной жизни.

"Осталось" понять, какой именно физический параметр позволит настолько хорошо и наглядно отобразить состояние подшипника. Слово "осталось" взято в кавычки с намеком на определенный профессиональный сарказм: грамотно подобрать подходящий параметр под каждую возможную неисправность – т.е. то, что "осталось" – как раз и является в диагностике наиболее сложной частью технологии.

"Простые и понятные" параметры (например, температура подшипника) позволяют обнаружить неисправность только непосредственно перед самой аварией и не оставляют никакого резерва времени на то, чтобы подготовиться и провести ремонт планово. По этим параметрам можно, в лучшем случае, организовать только аварийную защиту: экстренное отключение оборудование, когда оно уже заведомо начнет разрушаться.

Полноценную информацию, позволяющую заблаговременно предвидеть и предотвращать опасные ситуации, сегодняшняя диагностика черпает, в основном, из анализа динамических сигналов: вибрации и тока двигателя. По этим сигналам можно достаточно достоверно судить о состоянии подшипников, шестерен, неуравновешенности роторов, несоосности валов, межвитковых замыканиях и других дефектах электрических машин. Кроме того, динамику состояния при использовании этих методов можно достаточно хорошо прогнозировать.

Однако если посмотреть, например, что "Википедия" пишет о вибродиагностике, можно обнаружить, что к недостаткам метода относят "сложность выделения вибрационного сигнала обусловленного наличием неисправности, что требует глубокого применения методов корреляционного и регрессионного анализа". Не будем сейчас вдаваться, в чем заключаются эти методы: уже из того, что необходимость их применять относится к "проблемной стороне" вибродиагностики, очевидно, что они достаточно сложны в своей теоретической части и нетривиальны в практическом применении. Авторы "Википедии" просто хотели подчеркнуть, что диагностические параметры и признаки дефектов в вибрационном сигнале "спрятаны" ("зашифрованы") настолько, что совсем неочевидно, как их извлечь. Аналогичная ситуация – и в токовой диагностике (диагностике по току двигателя).

Можно, конечно, попытаться применить "простенький" прибор – виброметр. Вместо сигналов колебаний он показывает "число", которое можно сравнить с нормами из документации машины или стандартов. Такой подход кажется технически грамотным и правильным, но на самом деле он относится к категории "удобство вместо реальности": виброметр может "спасти" машину только от разрушений, вызванных высокой вибрацией, и только в редких случаях – от аварий, которые происходят, например, из-за заклинивания подшипников.

Никто не гарантирует, что вибрация будет обязательно повышаться всякий раз при появлении любого дефекта. Иногда она остается низкой до самого момента разрушения узла, что можно показать на следующем примере.

24 декабря 2005 г. был закончен ремонт вентилятора, при ремонте заменены подшипники, заказчик планировал провести балансировку рабочего колеса. Приглашенный специалист провел диагностирование и обнаружил, что вибрация ниже нормы (СКЗ виброскорости в пределах 3 мм/с), балансировка не требуется. Однако когда диагност проанализировал не только уровни, но и спектры вибрации, он обнаружил кое-что интересное. Ему "не понравилось" появление в спектре частоты 112 Гц.

Анализ показал, что причиной появления частоты 112 Гц может быть перекос подшипника (вероятнее всего – неправильный монтаж, поскольку все подшипники заменили во время ремонта). Диагност рекомендовал заказчику разобрать подшипниковый узел и проверить состояние подшипника. Заказчик отказался, сославшись на то, что "все подшипники новые". Тогда диагност предложил компромиссный вариант: следующее обследование провести не по графику (через месяц), а через 10 дней, 3 января 2005 г.

3 января диагност обнаружил, что аварийное состояние узла заметно уже без всякого прибора: высокая вибрация, "раскачивавшая" весь вентилятор, на крышке подшипника высокочастотный "зуд", как от бормашины.

Данный пример показывает важность диагностирования оборудования не только во время эксплуатации, но и после ремонтов. Даже если персонал квалифицированный, а запчасти качественные, все равно возможны некоторые неприятности. Кроме того, от чего часто страдают машины, которые ремонтируют без необходимости, написано выше.