Monitorowanie stanu za pomocą ultradźwięków to technika utrzymania oparta na stanie, która nasłuchuje dźwięków o wysokiej częstotliwości (około 20 kHz do 100 kHz) generowanych przez tarcie, turbulencje i wyładowania elektryczne, aby wykryć usterki na długo zanim staną się słyszalne lub widoczne.
Ponieważ te sygnały ultradźwiękowe pojawiają się na najwcześniejszym etapie rozwijającego się problemu, ultradźwięki dają zespołom utrzymania jeden z najdłuższych czasów ostrzegawczych spośród metod inspekcyjnych. Działają jednocześnie na trzy bardzo różne tryby awarii: nieszczelności sprężonego powietrza i gazów, wczesne defekty łożysk i smarowania oraz łukowanie, śledzenie i koronę elektryczną.
Ten przewodnik wyjaśnia, jak działa każdy tryb detekcji, jak wyglądają dane i jak włączyć ultradźwięki do programu utrzymania opartego na danych.
Ludzki słuch kończy się w pobliżu 20 kHz. Powyżej tej granicy powstaje zaskakująca ilość aktywności maszyn i procesów, która generuje dźwięk, którego po prostu nie słyszymy. Turbulentny przepływ powietrza przez drobną nieszczelność, metal-metal kontakt gdy łożysko traci warstwę smarującą, oraz jonizacja powietrza wokół defektu wysokiego napięcia emitują krótkofalowe ultradźwięki.
Instrument ultradźwiękowy używa czujnika i techniki zwanej heterodynacją, aby przesunąć tę niesłyszalną pasmo w dół do zakresu, który technik może usłyszeć przez słuchawki i zmierzyć w decybelach.
Dwie drogi przenoszenia mają znaczenie. Przenoszone powietrzem ultradźwięki rozchodzą się w powietrzu i są idealne do wykrywania nieszczelności i wyładowań elektrycznych, które można skanować z dystansu. Przenoszone przez strukturę ultradźwięki rozchodzą się przez metal i rejestruje się je za pomocą sondy kontaktowej dotykającej obudowy łożyska lub przekładni. Zrozumienie obu dróg przenoszenia pozwala jednemu przenośnemu narzędziu objąć pneumatykę, urządzenia wirujące i rozdzielnice podczas jednej trasy inspekcyjnej.
Sprężone powietrze jest jednym z najdroższych mediów na hali produkcyjnej, a nieszczelności to największa ukryta strata. Nieszczelność tworzy turbulencję, a turbulencja promieniuje szerokopasmowe ultradźwięki, które skaner odbiera z kilku metrów, nawet przez hałas fabryczny. Ponieważ technika jest kierunkowa, inspektor może precyzyjnie zlokalizować konkretne złącze, sprzęgnięcie lub wąż, które przecieka.
Przykład obliczeniowy. Załóżmy, że rutynowe skanowanie wykrywa dziesięć nieszczelności, z których każda ma równoważny otwór około 3 mm przy 6 bar (około 90 psi). Otwór tej wielkości przepuszcza rzędu 1 litra na sekundę wolnego powietrza, więc dziesięć nieszczelności marnuje około 10 L/s.
W ciągu roku pracy trwającego 6 000 godzin to mniej więcej 216 000 m³ sprężonego powietrza. Jeśli wytworzenie 1 m³ sprężonego powietrza kosztuje około 0,02 EUR w energii elektrycznej, te dziesięć nieszczelności cicho pochłania około 4 300 EUR rocznie, i działają niezależnie od tego, czy linia cokolwiek produkuje.
Jedno popołudnie wykrywania nieszczelności ultradźwiękami zwykle znajduje tyle nieszczelności, że wielokrotnie zwraca koszt instrumentu.
Przebieg pracy jest prosty: skanuj po ustalonej trasie, zanotuj każdą lokalizację nieszczelności i poziom w decybelach, zgłoś zadanie naprawcze, a potem ponownie zeskanuj po naprawie, aby potwierdzić spadek odczytu. Śledzenie tej straty w czasie również bezpośrednio zasila rozmowy o ogólnej efektywności wyposażenia (OEE), ponieważ niestabilne ciśnienie powietrza wynikające z niezarządzanych nieszczelności powoduje mikrostopy i spadki prędkości urządzeń połączonych z linią.
Ultradźwięki często są pierwszą technologią ostrzegającą o zawodzącym łożysku, wcześniej niż analiza drgań i znacznie wcześniej niż pomiar temperatury. Gdy łożysko toczne zaczyna się pogarszać, film smarujący się przerzedza, a nierówności na powierzchniach metalowych zaczynają wchodzić w kontakt. Ten kontakt generuje tarcie i drobne uderzenia, które objawiają się jako rosnący poziom decybeli ultradźwięków i zmiana jakości dźwięku słyszalna przez słuchawki.
Praktyczny program ustala bazowy odczyt dB dla każdego łożyska, gdy wiadomo, że jest ono w zdrowym stanie. Wzrost rzędu 8 dB ponad poziom bazowy często sygnalizuje początek problemu ze smarowaniem, a wzrost około 16 dB lub więcej sugeruje zaawansowane tarcie lub uszkodzenia mechaniczne. Ponieważ skala decybelowa jest logarytmiczna, wzrost o 8 dB nie jest małą poprawką; reprezentuje znaczny skok emitowanej energii i jest wiarygodnym wczesnym wskaźnikiem.
Ultradźwięki to także najlepszy dostępny sposób potwierdzenia prawidłowego smarowania. Nasmaruj łożysko słuchając, a poziom dB spadnie z powrotem w kierunku poziomu bazowego w momencie przywrócenia filmu smarującego. Przestań smarować, gdy dźwięk przestanie się poprawiać. To zapobiega klasycznemu błędowi nadmiernego smarowania, które wypycha uszczelnienia i samo w sobie jest jedną z głównych przyczyn przedwczesnej śmierci łożysk.
To mocno wiąże ultradźwięki z rutynami autonomicznego utrzymania prowadzonymi przez operatorów oraz z szerszym przejściem od utrzymania reaktywnego do proaktywnego . Każde wczesne wykrycie poprawia też twoje wskaźniki niezawodności MTBF i MTTR , przesuwając naprawy z krzywej awarii.
Usterki elektryczne w rozdzielnicach, transformatorach i izolatorach jonizują otaczające powietrze, a ta jonizacja emituje ultradźwięki. Inspektorzy rozróżniają trzy sygnatury. Korona to stałe, niżejenergetyczne wyładowanie pojawiające się powyżej około 1 000 woltów i brzmiące jak ciągłe skwierczenie. Śledzenie jest przerywane i często podąża po zabrudzonej powierzchni, brzmiąc jak nieregularne prychanie. Łuk to gwałtowne wyładowanie o ostrym, trzaskającym charakterze i jest najbardziej pilne do działania.
Badanie ultradźwiękowe przenoszone powietrzem sprzętów elektrycznych pod napięciem jest cenne, ponieważ można je wykonać z bezpiecznej odległości i przez kratki obudów bez otwierania paneli, zmniejszając narażenie na łuk elektryczny.
Uzupełnia też termografię w podczerwieni: wiele uszkodzeń wyładowczych emituje ultradźwięki zanim wygeneruje wystarczająco dużo ciepła, aby kamera termiczna je zobaczyła, więc obie metody razem wykrywają więcej niż każda z osobna. Wprowadzenie tych ustaleń do ustrukturyzowanego FMEA pomaga uszeregować, które wykrycia wyładowań wymagają natychmiastowego wyłączenia, a które zaplanowanej naprawy.
Ultradźwięki się opłacają, gdy są powtarzalną trasą, a nie jednorazowym polowaniem. Dobry program obejmuje kilka dyscyplin:
Dane z trasy są znacznie bardziej użyteczne, gdy żyją w tym samym systemie co inne informacje o utrzymaniu. Zastosowanie analizy Pareto do zarejestrowanych ustaleń szybko pokazuje, które linie i klasy zasobów generują większość strat, dzięki czemu ograniczone godziny inspekcji idą tam, gdzie zwrot jest najszybszy. Ultradźwięki stają się wtedy jednym z wejść do szerszej strategii utrzymania opartego na stanie, która obejmuje także analizę drgań i termografię.
Ultradźwięki mówią, że wada się zaczyna; nadal potrzebujesz systemu, który na to zareaguje i udowodni, że działanie zadziałało. Tutaj Fabrico pełni rolę fundamentu danych w czasie rzeczywistym.
Gdy trasa zgłosi łożysko przekraczające próg lub nieszczelność na kolektorze sprężonego powietrza, znalezisko staje się zleceniem pracy w systemie Fabrico CMMS , powiązanym z dokładnym zasobem, z technikiem, częściami zamiennymi i harmonogramem prewencyjnym śledzonymi w jednym miejscu.
Fabrico jest budowane w UE z lokalizacją danych w UE, więc historia utrzymania pozostaje zgodna z regulacjami.
Fabrico także łączy konsekwencje tych usterek na hali z rzeczywistością produkcyjną poprzez monitorowanie OEE w czasie rzeczywistym , w tym wizję komputerową maszyn, które nie mają PLC.
Nienaprawiona nieszczelność powietrza, która powoduje zadławienie linii, lub łożysko zmierzające ku awarii, objawiają się jako spadek dostępności i prędkości w danych OEE, co konkretyzuje biznesowy przypadek naprawy.
Fabrico nie wykonuje pomiaru ultradźwiękowego samodzielnie i nie twierdzi, że oferuje gotowe modele predykcyjne; jest to warstwa rejestracji i monitorowania gotowa do zastosowań terenowych, która zamienia każde znalezisko ultradźwiękowe w śledzone, weryfikowalne działanie.
Są komplementarne, a nie konkurencyjne. Ultradźwięki zazwyczaj wykrywają najwcześniejsze zmiany tarcia i smarowania, dając najdłuższe ostrzeżenie, podczas gdy analiza drgań lepiej diagnozuje konkretną wadę (bieżnia wewnętrzna, bieżnia zewnętrzna lub koszyk), gdy uszkodzenie już się rozwinie. Wiele zespołów niezawodności używa ultradźwięków jako niskokosztowego wczesnego alarmu na szerokiej trasie, a następnie stosuje szczegółową analizę drgań na zasobach wskazanych przez ultradźwięki.
Podstawowe wykrywanie nieszczelności i smarowanie na słuch można szybko opanować i często wykonują to operatorzy w ramach swoich rutyn. Interpretacja subtelnej jakości dźwięku łożysk i klasyfikacja wyładowań elektrycznych wymaga więcej szkolenia i doświadczenia. Powszechnym podejściem jest pozwolić przeszkolonym operatorom obsługiwać proste, wysokoseryjne zadania, a certyfikowanego analityka pozostawić do wezwań diagnostycznych.
To zależy od krytyczności i obciążenia zasobu. Przeglądy nieszczelności sprężonego powietrza często wykonuje się kwartalnie, ponieważ nieszczelności pojawiają się ponownie, gdy złącza się poluzowują. Krytyczne łożyska na urządzeniach ciągłych mogą być sprawdzane co miesiąc, a nawet co tydzień, podczas gdy rozdzielnice elektryczne zwykle inspektuje się w zaplanowanym interwale zgodnym z kalendarzem utrzymania. Analiza trendów danych w czasie pokaże, czy twój interwał jest odpowiedni.
Gotowy, aby zamienić każde znalezisko ultradźwiękowe w śledzone zlecenie pracy i zobaczyć jego rzeczywisty wpływ na produkcję? Zarezerwuj demo Fabrico, aby zobaczyć, jak monitorowanie OEE w czasie rzeczywistym i CMMS gotowy do użycia w terenie dają Twojemu programowi monitorowania stanu pojedyncze źródło prawdy.
Zaloguj
Blog
