« ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ТЕХНИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ ». Грядущие вопросы : 1. Техническая диагностика и прогнозирование ресурса оборудования. Основные понятия и определения. - презентация

1 « ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ТЕХНИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ »

2 Грядущие вопросы : 1. Техническая диагностика и прогнозирование ресурса оборудования. Основные понятия и определения. 2. Тестовое и функциональное диагностирование. 3. Параметры диагностирования. 4. Экономические аспекты технической диагностики.

3 1. Техническая диагностика и прогнозирование ресурса оборудования. Основные понятия и определения Техническая диагностика – отрасль научно - технических знаний, сущность которой составляют теория, методы и средства обнаружения и поиска дефектов объектов технической природы. Под дефектом следует понимать любое несоответствие свойств объекта заданным, требуемым или ожидаемым его свойствам. Обнаружение дефекта есть установление факта его наличия или отсутствия в объекте. Поиск дефекта заключается в указании с определённой точностью его местоположения в объекте. Основное назначение технической диагностики состоит в повышении надежности объектов на этапе их эксплуатации, а также в предотвращении производственного брака на этапе изготовления объектов и их частей.

4 Любой технический объект после проектирования проходит две основные стадии « жизни » – изготовление и эксплуатацию. Требования, которым должен удовлетворять изготовленный ( новый ) или эксплуатируемый объект, определяются соответствующей нормативно - технической документацией. Неисправное и неработоспособное техническое состояние, а также техническое состояние неправильного функционирования объекта могут быть детализированы путем указания соответствующих дефектов, нарушающих исправность, работоспособность или правильность функционирования и относящихся к одной или нескольким составным частям объекта, либо к объекту в целом.

5 2. Тестовое и функциональное диагностирование Тестовое диагностирование - задание с известным решением, предназначенное для проверки качества системы. Особенности решения задач диагностирования определяются, в первую очередь, особенностями объектов. В технической диагностике принято выделять два класса объектов : дискретные и аналоговые. Для дискретных объектов одной из основных задач технической диагностики была и остается задача построения тестов. Функциональное диагностирование может осуществляться как непрерывно, так и периодически или эпизодически. При функциональном диагностировании необходимо четко определить : – понятия исправности, работоспособности, правильности функционирования по отношению к конкретным функциям и условия применения объекта ; – типы и перечни дефектов, подлежащих обнаружению и поиску при диагностировании ; – распределение задач диагностики по периодам жизненного цикла объекта ; – алгоритм функционального диагностирования и его виды ; – глубину функционального диагностирования ; – средства ( аппаратурные, программные, автоматические или ручные, специализированные или универсальные, внешние или встроенные ) функциональной диагностики.

6 3. Параметры диагностирования При определении технического состояния объекта выбор параметров диагностирования является важнейшей задачей. Здесь следует учитывать различные взаимосвязи между структурными и функциональными параметрами, используемые для целей диагностирования. При решении задачи выбора параметров диагностирования в сложных ситуациях определяют возможный набор параметров. С этой целью строят структурно - следственные схемы сборочной единицы или системы, представляющей собой граф - модель, увязывающую в единое целое основные элементы диагностируемого объекта, характеризующие их структурные параметры, перечень характерных неисправностей и параметры диагностирования. Структурно - следственная схема газораспределительного механизма как объекта диагностирования

7 Важнейшим этапом процесса диагностирования является постановка диагноза. Общая оценка работоспособности диагностируемого объекта в целом производится по выходным параметрам, на основании которых ставится общий диагноз « работоспособен » или « не работоспособен » (« да », « нет »). При втором варианте для определения потребности в ремонтно - регулировочных операциях локализация конкретной неисправности требует более глубокого диагноза. Оценка работоспособности объекта одним диагностическим параметром сводится к сравнению номинальных, текущих и предельных его значений. Измерение электрических и магнитных величин. Электроизмерительные приборы класс устройств, применяемых для измерения различных электрических величин. В группу электроизмерительных приборов входят также кроме собственно измерительных приборов и другие средства измерений меры, преобразователи, комплексные установки.

8 Амперметр переменного тока Вольтметр переменного тока Омметр Мультиметр ( тестер )

9 Основные методы измерения электрических величин - непосредственной оценки и сравнения ( дифференциальный, нулевой, замещения, противопоставления, совпадения ). В зависимости от способа получения сигналов измерительной информации средства измерения электрических величин делятся на аналоговые и цифровые. Электрическая цепь представляет собой соединенные источники электрической энергии и нагрузок, по которым протекает электрический ток. При определенных допущениях цепь можно рассматривать как состоящую из сосредоточенных линейных элементов – резисторов, конденсаторов, катушек индуктивности и т. п. Для оценки электрических свойств цепи необходимо измерять параметры ее компонентов. Параметром резистора является сопротивление, конденсатора – емкость, катушки индуктивности – индуктивность. В зависимости от объекта измерений, требуемой точности результата, диапазона рабочих частот, допустимого напряжения на измеряемом объекте, применяют различные методы измерений. Наибольшее применение при измерении параметров линейных элементов получили метод вольтметра - амперметра, метод непосредственной оценки и мостовой метод.

10 Время как диагностический параметр. Время, равно как и частота, в последнее время все шире используется в качестве диагностического параметра в различных технических средствах диагностики ( ТСД ). Как физическая величина, время проявляется в моментах и интервалах, количественными оценками которых являются соответственно дата момента времени и длительность интервала времени. В качестве диагностических параметров используются как однократные моменты времени – моменты времени единичных, неповторяющихся событий, так и многократные моменты времени – моменты потока событий. ВЛАГОМЕТРИЯ. Содержание влаги в материалах ( или влажность ) часто становится важным экономическим фактором как для производства, так и для торговли. Например, цена сырья указывается по отношению к его весу. Чем больше влажность, тем тяжелее, а значит, и тем дороже материал. С другой стороны, вещества с более высокой влажностью после обработки часто дают меньший выход, что приводит к увеличению стоимости конечного продукта. Таким образом, сегодня анализ влажности является одним из наиболее важных анализов для входного и выходного производственного контроля.

11 Для того чтобы определять влажность с абсолютной точностью, надо научиться считать отдельные молекулы вещества. Однако необходимое измерительное оборудование повысило бы стоимость этого метода до небывалых размеров. Компромиссом между дороговизной и требуемой точностью измерений являются многочисленные методы определения влажности, разработанные для практического применения. Некоторые из них основаны на принципах термогравиметрии, которые иначе можно было бы назвать « тестированием потерь влаги при сушке ».

12 Основными методами измерения влажности твердых тел и жидкостей, а также благонаполнения полостей элементов конструкций являются химические, физические и физико - химические методы. Многочисленные методы измерения влажности и определения влагосодержания ( заполнения микро полостей ) подразделяют на прямые, в основе которых лежит разделение на влагу и « полностью обезвоженный » ( сухой ) остаток, и косвенные, когда влажность ИО определяется по изменению параметра того или иного физического свойства, функционально связанного с влажностью. Электрофизические методы влагометрии основаны на зависимости свойств ИО – удельной электрической проводимости, диэлектрической проницаемости, тангенса угла диэлектрических потерь и др. – от количества влаги в них. Наибольшее распространение получили кондуктометрический, диэлектрический, емкостный метод и метод полной проводимости. При реализации кондуктометрического метода оценка влажности осуществляется по результатам изменения электрического сопротивления ( объемного или поверхностного ) или проводимости ИО на постоянном токе или токе промышленной частоты. Диэлектрический метод измерения влажности предполагает оценку влагосодержания по диэлектрической проницаемости и тангенсу угла диэлектрических потерь влажных материалов в широком диапазоне частот – от звуковых до СВЧ.

13 Измерение параметров вибрации. Вибрация ( лат. Vibratio колебание, дрожание ) механические колебания. Вибрация колебание твердых тел. О вибрации также говорят в более узком смысле, подразумевая механические колебания, оказывающие ощутимое влияние на человека. В этом случае подразумевается частотный диапазон 1,61000 Гц. Понятие вибрация тесно связано с понятиями шум, инфразвук, звук. Измерение параметров вибрации. Диагностирование состояния и оценка степени опасности повреждения на основе данных контроля вибрации – один из наиболее эффективных методов повышения надежности оборудования. Выбор диагностических параметров вибрации зависит от типа исследуемого оборудования, амплитудного и частотного диапазонов измеряемых колебаний. В низкочастотном диапазоне чаще измеряют параметры виброперемещения, в среднечастотном – виброскорости, а в высокочастотном – виброускорения. Однако такое деление является условным и часто возникает необходимость измерять виброперемещения в высокочастотном диапазоне, а виброускорения – в низкочастотном. В зависимости от спектрального состава, распределения уровней вибрации во всем диапазоне частот и во времени, а также от нормирования допустимого уровня измеряют амплитудные, средние или средние квадратические значения. Измерение вибраций

14 Измерение шума. Шум беспорядочные колебания различной физической природы, отличающиеся сложностью временной и спектральной структуры. Первоначально слово шум относилось исключительно к звуковым колебаниям, однако в современной науке оно было распространено и на другие виды колебаний ( радио -, электричество ). Для количественной оценки шума используют усредненные параметры, определяемыми на основании статистических законов. Для измерения характеристик шума применяются шумомеры, частотные анализаторы, коррелометры и др. Уровень шума чаще всего измеряют в децибелах. Сила звука в децибелах : Разговор : 4045 Офис : 5060 Улица : 7080 Фабрика ( тяжелая промышленность ): Цепная пила : 100 Старт реактивного самолёта : 120 Вувузела : 130 Измеритель уровня шума Testo 816

15 Для измерения акустического шума, Стивеном Орфилдом ( Steven Orfield ), была основана в Южном Миннеаполисе « Лаборатория Орфилд » (Orfield Laboratories). Чтобы достичь исключительной тишины, в комнате использованы стекловолоконные акустические платформы толщиной в метр, двойные стены из изолированной стали и бетон толщиной в 30 см. Комната блокирует 99,99 процентов внешних звуков и поглощает внутренние. Эта камера используется многими производителями для тестирования громкости своих продуктов, таких как клапаны сердца, звук дисплея мобильного телефона, звук переключателя на приборной панели автомобиля. Также ее используют для определения качества звука.

16 4. Экономические аспекты технической диагностики В условиях современной российской энергетики, когда % основного силового оборудования достигло проектного срока службы, основной задачей диагностики ( кроме предотвращения аварий ) становится продление срока службы оборудования вплоть до полной выработки его реального ресурса. При этом на первый план выходят методы диагностики, которые обеспечивают контроль текущего состояния оборудования на месте его установки, под рабочим напряжением и, желательно, в процессе нормальной эксплуатации. Основным вопросом, на который должна ответить диагностическая система, является возможность или невозможность дальнейшей безопасной эксплуатации оборудования. Затраты на обслуживание и ремонт являются одним из важнейших эксплуатационных показателей любой технической системы. Их минимизация в тех случаях, когда система является ремонтопригодной, практически невозможна без эффективного контроля состояния системы. Ресурс технических объектов является важной технико - экономической характеристикой. Фактически ресурс должен быть согласован с оптимальными значениями срока службы. К сожалению, в большинстве отраслей назначенный ресурс не достигает значений, оптимальных с экономической точки зрения, а по ряду изделий средний фактический ресурс оказывается меньше назначенного.

17