Вибрационный контроль (ВК) - эффективный метод неразрушающего контроля, основанный на анализе параметров вибрации работающего оборудования. Метод позволяет отслеживать фактическое состояние промышленных агрегатов и своевременно выявлять отклонения в работе насосных установок, вентиляторов, систем охлаждения, отопления и другого оборудования.
Согласно ГОСТ Р ИСО 7919‑1‑99, измерение вибрационных показателей даёт возможность оценить техническое состояние объекта, выявить неисправности и определить остаточный ресурс оборудования.
Изменения в работе оборудования возникают под действием внутренних или внешних факторов, порождающих статические, динамические или вибрационные нагрузок. Источники вибрации и шумов обычно имеют механическое, магнитное или аэродинамическое происхождение.
Механические колебания порождаются несбалансированными вращающимися опорами, зубчатыми передачами, щёточно‑коллекторными узлами и вызывают вибрации с кратными частотами. Магнитные колебания обусловлены изменениями электромагнитных усилий в воздушном зазоре электромагнитных систем. Аэродинамические колебания возникают из‑за движения деталей в механизмах.
Для диагностики по ГОСТ ИСО 10816‑1‑97 анализируют три ключевых параметра:
Чтобы выявить причины вибраций, проводят частотный анализ, который позволяет определить все частотные составляющие колебаний. Существует три основных метода такого анализа.
Гармонический анализ - наиболее точный, но трудоёмкий способ. Он требует одновременного использования датчика вибрации и фотоэлектрического или лазерного датчика для определения частоты вращения вала.
Полосовое выделение частот - более простой метод, использующий интегрированные полосовые фильтры. Фильтр пропускает только те частоты, которые соответствуют его характеристикам. Путем регулировки положения фильтра можно выделить нужные частотные составляющие.
Перестраиваемые фильтры, применяемые в большинстве виброизмерительных приборов, автоматически изменяют частоту пропускания. Изменения фиксируются самописцем в виде диаграммы, отображающей конкретные частотные составляющие и их долю в общем вибрационном фоне.
Выделенные частотные составляющие делят на три группы. Гармоники - пики на частотах, кратных частоте вращения; указывают на неуравновешенность, несоосность или ослабление соединений. Несинхронные составляющие - частоты, не кратные частоте цикла; свидетельствуют о дефектах подшипников и ремней. Субгармоники располагаются ниже частоты вращения и могут указывать на вихри в масляном клине подшипника, избыточное трение между деталями, повреждения ременной передачи или ослабление соединений.
Гармоники считаются наиболее значимыми составляющими. Совпадая с частотами определённых элементов, они могут усиливаться и становиться источником акустического шума, передающегося другим механизмам.
Диагностика любым вибрационным методом (пик‑фактор, эксцесс, ударные импульсы, огибающая высокочастотной виброактивности) проходит в три этапа.
На подготовительном этапе разрабатывают критерии, подтверждающие наличие отклонений на проверяемом объекте. Затем проводят диагностические мероприятия в соответствии с выбранным методом ВК. На заключительном этапе анализируют результаты: обрабатывают данные с оценкой остаточного ресурса безопасного функционирования оборудования и возможности его дальнейшей эксплуатации.
Методы ВК широко используются в российской промышленности - в машиностроении, металлургии, транспортной и нефтегазовой отраслях. С помощью современных виброметров, виброанализаторов и стационарных вибросистем удаётся выявлять:
Популярность ВК объясняется рядом существенных преимуществ. Метод позволяет локализовать колебания в местах повреждений и обеспечивает высокую информативность вибрационных данных. ВК даёт возможность выявлять скрытые дефекты на самой ранней стадии, при этом не требуется останавливать производство или разбирать оборудование. Кроме того, процедуры контроля занимают минимум времени.
Грамотная организация диагностики и корректный выбор виброизмерительного оборудования гарантируют получение точных и информативных результатов.