Разблокируйте состояние активов:анализ вибрации для раннего обнаружения проблем и экономии на обслуживании

Анализ вибрации — это процесс измерения и анализа моделей вибрации ваших активов. Это один из наиболее эффективных способов продлить срок службы вашего оборудования и одновременно снизить общие расходы на техническое обслуживание.

Изменения в характере вибрации могут указывать на то, что актив несбалансирован, смещен или имеет неисправность подшипника. Современные датчики вибрации достаточно чувствительны, чтобы улавливать малейшие изменения вибраций, что позволяет техническим специалистам своевременно выявлять проблемы и устранять их до того, как они приведут к поломке.

Мы углубимся в то, как работает анализ вибрации, и рассмотрим некоторые наиболее распространенные подходы.

Что такое вибрация?

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

Вибрация во время работы в определенной степени является нормальным явлением для моторизованных объектов. Однако чрезмерная вибрация может указывать на проблему, возникшую в вашем оборудовании. Погнутые валы, несоосные детали и несбалансированные активы могут вызывать аномальные вибрации. Инженеры по надежности диагностируют эти проблемы, анализируя характер вибрации.

Каковы характеристики вибрации?

Вибрация имеет три важные характеристики:

• Амплитуда
• Частота
• Направление

Каждая характеристика предоставляет важную информацию о состоянии активов.

Амплитуда (также называемая смещением) относится к величине вибрации. Чем больше амплитуда, тем сильнее колебания. Амплитуда сигнала обычно измеряется от пика к пику.

Амплитуда — хороший способ измерения серьезности; более высокая амплитуда может указывать на более серьезную проблему.

Частота означает количество циклов, которые вибрирующий объект совершает в секунду. Частота измеряется в герцах.

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

Как измеряется вибрация?

Аналитики вибрации обычно используют портативные анализаторы вибрации и беспроводные датчики вибрации вместе с программным обеспечением для мониторинга состояния для измерения уровней и частот вибрации. Самые передовые программы анализа вибрации также используют искусственный интеллект.

Наиболее распространенным типом акселерометра является пьезоэлектрический датчик, который преобразует физические вибрации в электрические сигналы. Эти сигналы записываются как данные вибрации. Затем программное обеспечение организует и анализирует данные либо в виде сигнала, либо в виде быстрого преобразования Фурье, либо БПФ.

В зависимости от завода техническим специалистам может потребоваться установка беспроводных датчиков вибрации, которые измеряют данные о вибрации в режиме реального времени. Некоторые предприятия предпочитают выполнять измерение вибрации на основе маршрута с помощью портативного анализатора вибрации, такого как VibXpert II от Pruftechnik.

После сбора данных о вибрации следующим шагом является анализ.

Как работает анализ вибрации?

Анализ вибрации собирает данные о вибрации и анализирует их, чтобы группы технического обслуживания могли принять меры и произвести необходимый ремонт. Существует несколько различных способов анализа данных о вибрации:анализ спектра и анализ формы сигнала.

Что такое спектральный анализ вибрации?

Спектральный анализ берет данные о вибрации и «разлагает» их, позволяя техническим специалистам изучать каждый компонент отдельно. Вместо рассмотрения общих уровней вибрации спектральный анализ представляет сигналы вибрации в частотной области.

Спектральный анализ — отличный способ точно определить место неисправности машины. Компоненты машины вибрируют с разной частотой, когда они выходят из строя. Подшипники, например, имеют тенденцию вибрировать на более высоких частотах, когда они неисправны.

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

Что такое анализ вибрации формы сигнала?

Анализ формы волны отображает сигналы вибрации во временной области. Например, простая синусоидальная волна отображает уровни вибрации с течением времени. Это отличный способ получить общую картину вибраций и выявить любые тревожные аномалии.

Анализ формы сигнала может сказать вам, насколько сильны вибрации. Он также может точно определить, когда происходит самая сильная вибрация. «Пики» сигнала указывают на шоковые события. Изучение формы сигнала может сказать вам, в какой момент рабочего цикла происходят эти шоковые события.

Технические специалисты также смотрят на RMS (среднеквадратическое значение), чтобы определить интенсивность вибраций. RMS измеряет общую энергию, вызванную вибрациями вашего оборудования. Это полезный показатель для оценки серьезности проблемы.

Методы анализа вибрации оборудования

Анализ вибрации — один из наиболее эффективных методов выявления дефектов вращающихся механизмов. Если все сделано правильно, анализ вибрации может помочь командам выявить неисправности оборудования на ранней стадии, чтобы бригады технического обслуживания могли сразу же произвести ремонт.

Уже давно предприятия используют анализ вибрации как часть стратегии профилактического обслуживания. Сегодня все больше и больше предприятий используют анализ вибрации как ключевую часть подхода к прогнозному техническому обслуживанию и мониторингу состояния.

Что можно обнаружить с помощью анализа вибрации?

Анализ вибрации — это своего рода система раннего предупреждения для вашего предприятия. Сегодняшние датчики вибрации точно настроены; они улавливают малейшие изменения вибрации, указывающие на неисправность машины.

Четыре наиболее распространенные неисправности вращающихся машин:

• Дисбаланс
• Несовпадение
• Неисправности подшипников
• Свободность

Если их не остановить, эти проблемы могут перерасти в серьезные головные боли, вызывающие простои или снижение производительности. Вот тут-то и пригодится анализ вибрации.

Анализ вибрации выявляет первые признаки дисбаланса, смещения, неисправности подшипников или ослабления крепления. Это означает, что ремонтные бригады могут планировать ремонт тогда, когда им удобно. Это также означает, что проблемы не выходят из-под контроля.

Примеры анализа вибрации

Анализ вибрации может принести пользу практически любой операции. Автомобильная, производственная и нефтегазовая отрасли используют анализ вибрации для обеспечения бесперебойной работы своей деятельности.

Что такое анализ вибрации при техническом обслуживании?

Бригады технического обслуживания используют анализ вибрации для выявления ранних признаков дисбаланса, ослабления крепления, неисправностей подшипников или смещения.

Большинство предприятий сегодня работают по жесткому производственному графику, без каких-либо простоев или падения производства. Типичный завод также имеет гораздо больше важных активов, чем раньше. В то же время большинство команд сталкиваются с нехваткой рабочей силы.

Все это означает, что как никогда важно обеспечить бесперебойную работу активов. Анализ вибрации помогает командам быть в курсе новых и развивающихся неисправностей оборудования. Это также хороший способ внести некоторую выгоду в ваш график технического обслуживания, выявляя неисправности достаточно рано, чтобы устранять их в любое удобное время.

Часто специалисты по техническому обслуживанию собирают данные во время своих маршрутов, используя портативные анализаторы вибрации. Затем эти измерения вибрации будут проанализированы штатными инженерами по надежности или внешними службами мониторинга состояния, например, предлагаемыми Fluke Reliability.

Общие примеры анализа вибрации

Каждый вращающийся актив имеет стандартную вибрационную «подпись». Изменение подписи означает, что что-то не так.

Моторизованные устройства, такие как насосы и воздушные компрессоры, являются отличными кандидатами для анализа вибрации. Установка датчиков вибрации на насосах и компрессорах поможет вам обнаружить первые признаки неисправности и пресечь их в зародыше.

Инструменты анализа вибрации достаточно чувствительны, чтобы уловить малейшие признаки неисправности. Большинство из них интуитивно понятны даже для людей без технического образования.

Что такое датчик вибрации?

Датчики измеряют и записывают вибрационное ускорение, скорость и частоту. Ваши специалисты могут установить датчики вибрации практически на любой объект или компонент, который вы хотите контролировать. 

Беспроводные датчики могут непрерывно собирать данные о вибрации и передавать их в режиме реального времени, так что вы никогда ничего не пропустите. Вы также можете запрограммировать большинство датчиков так, чтобы они предупреждали вас, когда уровень вибрации превышает определенный порог.

Что такое анализатор вибрации?

Анализаторы вибрации, как правило, представляют собой составные приборы:частично они представляют собой датчик, частично — компьютер. Анализаторы вибрации оснащены пьезоэлектрическими акселерометрами для измерения уровней вибрации. Они также анализируют эти данные и отображают их. Некоторые анализаторы вибрации могут диагностировать неисправности машины и помогать пользователям в ремонте.  

Что такое мониторинг вибрации?

Мониторинг вибрации использует датчики и анализ данных, чтобы постоянно следить за наиболее важными активами. На большинстве заводов нет персонала, который мог бы вручную контролировать все оборудование. Использование сети датчиков и анализаторов вибрации гарантирует, что вы будете в курсе проблем и максимально эффективно используете свои ограниченные ресурсы.

Мониторинг состояния и анализ вибрации

Мониторинг состояния отслеживает общее состояние вашего оборудования с помощью датчиков и анализа данных. Его цель — выявлять новые неисправности машин, пока они еще небольшие и управляемые. Если все сделано правильно, мониторинг состояния может предупредить вас о признаках проблемы за несколько недель или даже месяцев до того, как они перерастут в проблему.

Анализ вибрации является ключевой частью любой стратегии мониторинга состояния. Выявляя малейшие изменения уровня вибрации, анализ вибрации помогает командам опережать проблемы.

Мониторинг состояния зависит от датчиков, программного обеспечения 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 ограниченным опытом или для заводов, работающих с ограниченным бюджетом. И, конечно же, это отличный способ для каждого увидеть больше результатов с точки зрения бесперебойной работы и большей надежности.