Раскройте здоровье активов: вибрационный анализ для раннего обнаружения проблем и экономии на обслуживании

Вибрационный анализ — это процесс измерения и анализа вибрационных паттернов ваших активов. Это один из самых эффективных способов держать оборудование в рабочем состоянии дольше, снижая общие затраты на обслуживание.

Изменения в вибрационных паттернах могут указывать на то, что актив несбалансирован, имеет дефект подшипника или выходит из строя. Современные вибрационные датчики достаточно чувствительны, чтобы улавливать тонкие изменения вибраций, позволяя техникам обнаруживать проблемы на ранней стадии и устранять их до возникновения поломок.

Мы подробно рассмотрим, как работает вибрационный анализ, и разберем наиболее распространенные подходы.

Что такое вибрация?

Вибрация — это возвратно-поступательное движение, или колебание, объекта вокруг его положения равновесия. Строка гитары вибрирует, когда вы ее дергаете; двигатель также вибрирует во время работы.

Нормально, чтобы приводные двигатели вибрировали во время работы — в определенной степени. Однако чрезмерная вибрация может сигнализировать о зарождающейся проблеме в оборудовании. Изогнутые валы, десальнированные детали и несбалансированные активы могут вызывать аномальные вибрации. Инженеры по надежности диагностируют эти проблемы, анализируя вибрационные паттерны.

Каковы характеристики вибрации?

У вибрации три важные характеристики:

• Амплитуда
• Частота
• Направление

Каждая характеристика предоставляет важную информацию о состоянии актива.

Амплитуда (также называемая смещением) относится к величине вибрации. Чем больше амплитуда, тем больше колебания. На волновой форме амплитуда обычно измеряется пик-пик.

Амплитуда — хороший способ измерить тяжесть; более высокая амплитуда может указывать на более серьезную проблему.

Частота относится к количеству циклов, которые вибрирующий объект совершает в секунду. Частота измеряется в герцах.

Направление относится к движению вибрирующего объекта. Направление может быть осевым или радиальным, например.

Как измеряется вибрация?

Аналитики вибраций обычно используют портативные вибрационные анализаторы и беспроводные вибрационные датчики вместе с программным обеспечением для мониторинга состояния, чтобы измерять уровни и частоты вибрации. Самые передовые программы вибрационного анализа также используют искусственный интеллект.

Наиболее распространенный тип акселерометра — пьезоэлектрический датчик, который преобразует физические вибрации в электрические сигналы. Эти сигналы записываются как вибрационные данные. Программное обеспечение затем организует и анализирует данные, либо как волновую форму, либо как быстрое преобразование Фурье (БПФ/FFT).

В зависимости от завода, техникам может понадобиться установить беспроводные вибрационные датчики, которые измеряют вибрационные данные в реальном времени. Некоторые предприятия предпочитают маршрутный вибрационный мониторинг с использованием портативного вибрационного анализатора, такого как VibXpert II от Pruftechnik.

После сбора вибрационных данных следующим шагом является анализ.

Как работает вибрационный анализ?

Вибрационный анализ берет вибрационные данные и делает их понятными, чтобы команды технического обслуживания могли действовать и выполнять необходимые ремонты. Существует несколько способов анализа вибрационных данных: спектральный анализ и анализ волновой формы.

Что такое спектральный вибрационный анализ?

Спектральный анализ берет вибрационные данные и «декомпозирует» их, позволяя техникам изучать каждый компонент отдельно. Вместо рассмотрения общего уровня вибрации, спектральный анализ представляет вибрационные сигналы в частотной области.

Спектральный анализ — отличный способ точно определить местоположение дефекта машины. Компоненты машины вибрируют на разных частотах при поломке. Подшипники, например, склонны вибрировать на более высоких частотах, когда они неисправны.

Модальный анализ использует программное обеспечение для создания визуального отображения частотных откликов актива. Некоторые команды используют анимацию для создания визуальной карты всех различных мод вибрации.

Что такое анализ волновой формы вибрации?

Анализ волновой формы отображает вибрационные сигналы во временной области. Простая синусоида, например, отображает уровни вибрации во времени. Это отличный способ получить общую картину вибрационных событий и выявить тревожные аномалии.

Анализ волновой формы может сказать, насколько серьезны вибрации. Он также может точно указать, когда происходит самая экстремальная вибрация. «Пики» волновой формы указывают на ударные события. Изучение волновой формы может сказать, в какой точке рабочего цикла происходят эти ударные события.

Техники также смотрят на RMS (среднеквадратичное значение) для определения интенсивности вибраций. RMS измеряет общую энергию, вызванную вибрациями вашего актива. Это полезная метрика для оценки тяжести проблемы.

Методы вибрационного анализа машин

Вибрационный анализ — одна из самых эффективных техник для выявления дефектов во вращающемся оборудовании. При правильном выполнении вибрационный анализ может помочь командам идентифицировать неисправности машин на ранней стадии, чтобы команды обслуживания могли незамедлительно проводить ремонт.

Давно заводы используют вибрационный анализ как часть стратегии профилактического обслуживания. Сегодня все больше операций используют вибрационный анализ как ключевую часть подхода к предиктивному обслуживанию и мониторингу состояния.

Что может обнаружить вибрационный анализ?

Вибрационный анализ подобен системе раннего предупреждения для вашего завода. Современные вибрационные датчики тонко настроены; они улавливают крошечные изменения в вибрации, указывающие на дефект машины.

Четыре самых распространенных дефекта во вращающемся оборудовании:

• Неравновесие
• Десальнированность
• Дефекты подшипников
• Ослабление

Если не устранять, эти проблемы могут превратиться в серьезные неприятности, вызывая остановки или снижение производительности. Вот тут и приходит на помощь вибрационный анализ.

Вибрационный анализ выявляет первые признаки неравновесия, десальнированности, дефектов подшипников или ослабления. Это означает, что команды обслуживания могут планировать ремонт, когда это удобно. Это также означает, что проблемы не разрастаются до неподконтрольных масштабов.

Примеры вибрационного анализа

Почти любая операция может извлечь выгоду из вибрационного анализа. Автомобилестроение, производство, нефть и газ — все используют вибрационный анализ для поддержания бесперебойной работы своих операций.

Что такое вибрационный анализ в обслуживании?

Команды технического обслуживания используют вибрационный анализ для выявления ранних признаков неравновесия, ослабления, дефектов подшипников или десальнированности.

Большинство операций сегодня работают в условиях плотного производственного графика, без запаса на простой или снижение выпуска. Типичный завод также имеет гораздо больше критических активтов, чем в прошлом. В то же время большинство команд сталкиваются с кадровым дефицитом.

Все это означает, что сейчас важнее чем когда-либо держать активы в бесперебойной работе. Вибрационный анализ помогает командам следить за новыми и развивающимися неисправностями машин. Это также хороший способ создать запас в вашем графике обслуживания, выявляя неисправности достаточно рано, чтобы устранить их в наиболее удобное время.

Часто техники обслуживания собирают данные во время своих маршрутов с использованием портативных вибрационных анализаторов. Затем эти вибрационные измерения анализируются внутренними инженерами по надежности или внешними сервисами мониторинга состояния, такими как предлагаемые Fluke Reliability.

Распространенные примеры вибрационного анализа

У каждого вращающегося актива есть стандартная вибрационная «подпись». Когда эта подпись меняется, это признак того, что что-то не так.

Приводные активы, такие как насосы и воздушные компрессоры — отличные кандидаты для вибрационного анализа. Установка вибрационного датчика на ваши насосы и компрессоры поможет вам уловить ранние признаки неприятностей и nip it in the bud (подавить в зародыше).

Инструменты вибрационного анализа достаточно чувствительны, чтобы улавливать тонкие признаки неприятностей. Большинство из них интуитивно понятны в использовании, даже для людей без технической подготовки.

Что такое вибрационный датчик?

Датчики измеряют и записывают ускорение, скорость и частоту вибрации. Ваши техники могут устанавливать вибрационные датчики практически на любой актив или компонент, который вы хотите мониторить.

Беспроводные датчики могут непрерывно собирать вибрационные данные и передавать их в реальном времени, чтобы вы никогда ничего не упустили. Вы также можете запрограммировать большинство датчиков на оповещение, когда уровни вибрации превышают определенный порог.

Что такое вибрационный анализатор?

Вибрационные анализаторы — это обычно комбинированные приборы: они часть датчик, часть компьютер. Вибрационные анализаторы оснащены пьезоэлектрическими акселерометрами для измерения уровней вибрации. Они также анализируют эти данные и отображают их. Некоторые вибрационные анализаторы могут диагностировать неисправности машин и вести пользователей через ремонт.

Что такое вибрационный мониторинг?

Вибрационный мониторинг использует датчики и аналитику данных для постоянного контроля за вашими наиболее критическими активами. Большинство заводов не имеют персонала для ручного мониторинга всего оборудования. Использование сети вибрационных датчиков и анализаторов гарантирует, что вы будете в курсе проблем и максимально эффективно используете свои ограниченные ресурсы.

Вибрационный анализ в мониторинге состояния

Мониторинг состояния отслеживает общее здоровье вашего оборудования с помощью датчиков и аналитики данных. Его цель — улавливать новые неисправности машин, пока они еще малы и управляемы. При правильном выполнении мониторинг состояния может предупредить вас о признаках проблемы за недели, а даже месяцы до того, как они превратятся в проблему.

Вибрационный анализ — ключевая часть любой стратегии мониторинга состояния. Выявляя крошечные изменения в уровнях вибрации, вибрационный анализ помогает командам опережать проблемы.

Мониторинг состояния зависит от датчиков, ПО и инструментов IIoT для сбора и анализа данных. Большинству команд потребуется некоторое обучение для внедрения программы мониторинга состояния, но инструменты по-прежнему интуитивно понятны в использовании.

Это надежный подход для команд с ограниченной экспертизой или для заводов, работающих с ограниченным бюджетом. И, конечно, это отличный способ для любого увидеть больше результатов в плане времени бесперебойной работы и большей надежности.