Nastava 06 - Tehnicka dijagnostika

8/2/2019 Nastava 06 - Tehnicka dijagnostika

1/32

Odtampano 2011-01-12

6. Tehnika dijagnostika

Sadraj

6. TEHNIKA DIJAGNOSTIKA .................. 1SADRAJ .... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16.1 UVOD.... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36.2 STANJE I PROMENE STANJA OBJEKTA.... . . . . . . . . . . . . 46.3 POSTUPCI TEHNIKE DIJAGNOSTIKE .. . . .. . . . .. . . . . .. 4

6.3.1 Subjektivni postupci tehnike dijagnostike................. 46.3.2 Objektivni postupci dijagnostike................................11

6.4 POGRENO FUNKCIONISANJE KOJE SE MOEDIJAGNOSTIFIKOVATI PREKO TEMPERATURE ..216.4.1 Oteenje leajeva ...................................................... 216.4.2 Otkaz sredstava za hlaenje i podmazivanje............. 216.4.3 Pogreno stvaranje toplote......................................... 216.4.4 Taloenje nepoeljnih materijala............................... 216.4.5 Oteenje izolatora ..................................................... 216.4.6 Greke elektrinih komponenti ................................. 21

6.5 POGRENO FUNKCIONISANJE KOJE SE MOEDIJAGNOSTIFIKOVATI PREKO BUKE ILI VIBRACIJA

21

6.6

PRA

ENJE STANJA MAZIVA.... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

6.7 OCENA STANJA I PROGNOZIRANJE PONAANJA NAOSNOVU DIJAGNOZE .... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . 276.7.1 Alternativna ocena .............. ............. .............. ............ 276.7.2 Granice stanja............................................................. 276.7.3 Prognoza preostalog perioda korienja ...................286.7.4 Metode prognoziranja ................................................286.7.5 Greka dijagnoze ........................................................ 29


2/32

ODRAVANJE - Prilaz projektovanju i upravljanju2

6.8 LITERATURA .... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296.9 PITANJA ZA PROVERU ZNANJA .. . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . 296.10PRILOZI... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . 306.11 OVO UBACITI NEGDE .... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . .31

6.11.1 Tehnika ispitivanja bez razaranja Impulsni radar malesnage............................................................................31


3/32

5 Tehnika dijagnostika 3

6.1 Uvod

Termin DIJAGNOSTIKA, odnosno, dijagnoza, se javio, najpre umedicinskim naukama, gde ima iroko znaenje. Potie od grke rei

"diagnosis", koja oznaava prepoznavanje (zaklju

ivanje) i (pr)ocenjivanje.

U poslednjih nekoliko decenija, pojam tehnika dijagnostika je prodro u svegrane tehnike, posebno u elektrotehniku i mainstvo. Pod tim pojmom sepodrazumevaju sve mere koje slue za ocenu stanja maine, ureaja,opreme i slino, bez rastavljanja / demontae ili razaranja. Mogue jeponekad odreeni sklop izvaditi iz maine i ispitati na ispitnom dijagnostikom stolu.

Pojam stanje je opisan sledeim osobinama:

stanje U RADU, stanje U OTKAZU, sigurnost i bezbednost, kvalitet funkcionisanja i dr.

Ocena stanja dijagnostikovanog objekta se definie graninim vrednostimaodgovarajueg parametra ili karakteristike. Vrednosti koje sukarakteristine za normalno funkcionisanje sistema su uslovljeneprojektom sistema, nainom izrade, nainom funkcionisanja i uslovima ilipromenom uslova okruenja (design, production technology, operational,change of condition - DPTOCC). Uporeivanjem utvrenih vrednostiposmatranog parametra (vrednostima karakteristinim za normalnofunkcionisanje) sa propisanim graninim vrednostima, stvara se osnova zadonoenje odluke da li posmatrani deo / objekat ispunjava projektovanufunkciju cilja ili je potrebno izvriti odgovarajuu aktivnost podeavanja

odravanja.Primena mera dijagnostike slui za:

permanentnu ili periodinu dijagnozu.

Kod permanentne dijagnoze, ureaji za dijagnostiku su ugraeni u objekatposmatranja (ili su "samo" povezani sa objektom posmatranja), sa ciljemkontinualnog praenja odabranih karakteristika, odnosno parametara.


4/32


Periodino dijagnostikovanje je znatno ee, poto je potrebno posedovatisamo jedan ureaj (ili mali broj ureaja) za dijagnostiku za sve objekte kojisu predmet ispitivanja.

6.2 Stanje i promene stanja objekta

Stanje objekta se opisuje odreenim skupom parametara (karakteristika),koji treba da vre projektovanu funkciju, pri odreenim uslovima i uodreenom vremenskom periodu. Te karakteristike, u zavisnosti odosnovne namene posmatranog sistema, mogu biti: protok fluida, naponstruje, nivo buke, vibracije leaja, debljina zida nekog suda, radnatemperatura itd. Promene parametra, najee, vode sniavanju stepenafunkcionalnosti objekta, a u duem vremenskom periodu to moe dadovede i do potpunog prekida vrenja projektovane funkcije - otkaza.

U optem sluaju, parametri mogu biti sa:

konstantnim (monotonim), rastuim ili iznenadno dejstvujuim

uticajem na stanje posmatranog objekta.

6.3 Postupci tehnike dijagnostike

Osnovni postupci tehnike dijagnostike su:

subjektivni i objektivni

6.3.1 Subjektivni postupci tehnike dijagnostike

U subjektivne postupke tehnike dijagnostike spadaju:

ispitivanje uma i buke, vizuelna i optika ispitivanja i ispitivanja mirisa.

Ispitvanje uma i buke

Ovo je jedan od najstarijih postupaka dijagnostike. Vrlo esto se javljaistrovremeno treperenje i vibracija mainskih elemenata koja nose odreenidijagnostiki sadraj podatak. Ovo se moe subjektivno ulom sluha,opaati i ocenjivati, odnosno dijagnostifikovati stanje elementa. Npr. voza


5/32


automobila moe pomou sluha oceniti stanje prenosnog mehanizma iliispravnost rada motora, a takoe moe ustanoviti isticanje vazduha izpneumatika.

S obzirom da su umovi i buka esto neujni za ljudsko ulo sluha, koristese i tzv. tehniki (industrijski) stetoskopi.

Stetoskop je veoma osetljiv ureaj za oslukivanje. Tihi zvuci se njime

pojaavaju, tako da ih je mogu

e registrovati ljudskim sluhom. Ovajinstrument je pogodan za preventivno odravanje svih vrsta mehanikih i

elektrinih ureaja, poto se pomou njega moe brzo locirati mesto izvoruma ili buke. Pomou njega je mogue locirati otkazali leaj ili oteenizupanik. Stetoskop je takoe mogue koristiti i pri lociranju mestaisticanja gasa iz suda pod pritiskom.

Vizuelna i optika ispitivanja

Najvaniji i najpouzdaniji instrument za subjektivna dijagnostikaispitivanja je ljudsko oko, jer razlikuje svetlost po boji, intenzitetu i teksturipovrine od koje se svetlost odbija (sjajna ili mat povrina). Kako oko imasvojih ogranienja, esto se prilikom vizuelne inspekcije koriste i pomagala,kao to su ogledala, lupe, mikroskopi. Najee korieni dijagnostikipostupak je endoskopija.

Endoskopija predstavlja korienje posebnog ureaja (endoskopa) zaposmatranje nepristupanih mesta bez demontae ili razaranja. U prakse seesto mogu sresti razliiti nazivi za endoskop, kao to su: boroskop,fibreskop, periskop i slino. Endoskop se posebno koristi prilikomosmatranja delova maina u mranim prostorima, npr. ozubljenje ureduktorskim kutijama, cilindri motora, unutranjost sudova pod pritiskomi slino.


6/32


Postoje prenosni i fiksni endoskopi.

Endoskopi su tanki, najee fleksibilni, optiki instrument, koji omoguavakorisniku da posmatra elemente koji su, iz nekog razloga, zaklonjeni nekompreprekom.

Prenik endoskopa varira od 5, pa sve do 50 mm, a duina moe biti od 100mm, pa sve do 10 metara. Endoskopi duine preko 1m su napravljeni takoda je njihov transport olakan.

Navedene dimenzije endoskopa variraju u zavisnosti od funkcije i vrsteendoskopa. Postoje dve vrste endoskopa: kruti i fleksibilni. Slika koja se vidi

kod KRUTOG ENDOSOKOPA je jasna i otra (to nije sluaj saFLEKSIBILNIM ENDOSKOPIMA. Uveliavanje je mogue do 10 puta, takoda je mogue otkriti i najmanje pukotine. Endoskope treba koristiti u tokumirovanja maine.

Fibreskopi su minijaturni fleksibilni instrumenti za ispitivanjeunutranjosti zakrivljenih cevi, oblikovanih upljina i mehanizama. Oni sesastoje od vinilom prevuene, veoma fleksibilne metalne cevi na ijim se


7/32


krajevima nalazi po jedan okular, od kojih jedan prenosi sliku dokontrolora, a drugi slui za osvetljavanje. Na oba kraja okulara nalaze seoptiki sistemi, promenljivi fokusni sistem objektiva na zavrnom delu, ifokusni uveava na delu kroz koji se posmatra. Dugme za regulisanjesoiva i otrine na udaljenom delu nalazi se kod okulara (blizu oiju).Svetlost iz prilino jake svetlosne kutije "sprovedena" je kroz svetlosni kabeldo konektora na unutranjem delu prolaza svetlosti kod okulara. Tako

preneta slika sastoji se iz mnogo hiljada zasebnih komponenti vlaknastogkaraktera. Rezultujua slika se stoga prikazuje kao visoko kvalitetnaodtampana ilustracija u tonovima.

Posebno visok kvalitet slike dobijene fibreskopom, prima se zahvaljujuipreciznim staklom ovijenim vlaknima koja se koriste, kao i posebnompanjom koja je uloena u izradu, montiranje, pakovanje i obraduinstrumenta.

Mogu prenik je od nekoliko milimetara pa do praktino beskonanog.Zahvaljujui relativno malim dimenzijama slike koja se formira na okularu,fibreskopi su jedini instrumenti koji se koriste za posmatranje detalja kojisu dimenzija od 250 mm ili manje.


8/32


Ogledala za posmatranje nepristupanih delova

Ogledala za posmatranje i kontrolu slue za unutranju kontrolu veihpredmeta koja poseduju unutranju upljinu i za posmatranje inae,nedokuivih delova svih vrsta ureaja i maina.

Ureaji za posmatranje unutranjosti cevi i rezervoara

Posmatra unutranjosti cevi je jednostavan instrument velikih mogunosti,koji slui za posmatranje unutranjosti manjih cevi (ili buotinn) i rupa.


9/32


Moe se koristiti za posmatranje unutranjosti cevi prenika od 5 do 32mm, a duine do 200 m.

Alenov posmatra unutranjosti upljine cevi se sastoji od male, lake sondei uveliavajueg stakla. Na kraj u sonde nalazi se minijaturna sijalica koja senapaja iz rukohvata u kome su smetene baterije. Zaseban dodatak saogledalom od 45 dodaje se na sondu sa sijalicom.

Alenov posmatra

unutranjosti rezervoara je minijaturni optikiinstrument koji se koristi za posmatranje unutranje povrine kotlova,

posuda, itd. srednje veliine, kroz mali otvor prenika 50 mm.

Instrument je dugaak do 920 mm, a prenik mu je do 44 mm. Naspoljnjem delu se nalazi prizma za skeniranje i sijalica od 18 W.

Ispitivanja prodiranja (penetracije)

Mogue nevidljive otvore u delovima maina (kao npr. risevi, pore,pukotine, rascepe i sl.) nije mogue uvek locirati niti okom, niti pomoniminstrumentima (lupe i sl.). Zbog toga se koriste odgovarajue tenosti - tzv.

penetranti za prodiranje u unutranjost tih otvora. Najee su to specijalneboje.

Prodirai (boje) omoguuju jednostavan, jeftin ali i veoma siguran nainotkrivanja prisustva povrinskih naprslina i greaka na delovima maina.Koriste se na sledei nain. Element se prvo oisti od masnoe i nanese seboja. Potreban je kratak vremenski period da potrebna koliina boje prodreu pukotinu, a zatim se viak boje ukloni, element osui i doda mu serazvija. Svaka naprslina e se pokazati kroz razvija.


10/32


Ukoliko se koriste fluorescentne boje, neophodno je nanetu boju osvetlitiultraljubiastom svetlou, da bi se otkrile naprsline. I boja i razreiva semogu nabaviti u vidu spreja. Na taj nain je mogue uoiti, golim okom,pukotine veliine 0,025 m.

Magnetni tok

Koristi se da bi se uoile nepravilnosti magnetnog toka kod elemenata ukojima se javljaju nepravilnosti u strukturi materijala (pukotine, risevi,nehomogenost i dr.).

Koriste se esto postupci sa:

magnetnim prahom i magnetnom gumom.

koji se nanose na povrinu ispitivanog dela. Prah se nanosi u suvom stanjuili rastvoren u tenosti. Zbog boljeg kontrasta, prah, odn. tenost se estooboji fluorescentnom bojom. Pod uticajem magnetnog polja, du strujnicase rasporeuje magnetni prah. Pukotine presecaju strujnice i magnetni prahse na povrini elementa rasporedi oko pukotine.

Kod postupka sa gumom se koristi kao indikator tena, na sobnojtemperaturi nestvrdnuta masa silikon - kauuk koja sadri fine esticemagneta. estice se pod dejstvom magnetnog polja kreu i rasporeuju okomesta na povrini gde postoje nepravilnosti (pukotine i dr.). Ovravanjemase se izvodi razliitim katalizatorima. Indikator za otkrivanje grupisanihmagnetnih estica je snaan svetlosni izvor sa odgovarajuim optikimureajima za poveanje.

Ispitivanje boje

esto se na osnovu boje elementa moe dijagnostifikovati stanje objekta.Npr. ako etkice elektromotora vernie javlja se plav odsjaj.

Takoe se primenjuje kod dijagnosticiranja temperature, o emu e bitikasnije vie rei.

Ispitivanje mirisa

esto se ulo mirisa koristi u dijagnostici,ali za kvalitativne ocene stanja, jerje gotovo nemogue vriti kvantitativna merenja mirisa. Npr. usled


11/32


pregrevanja mainskih delova ili elektrinih proboja instalacije, javljaju seintenzivni, razliiti mirisi na osnovu kojih je mogue postaviti dijagnozu.

6.3.2 Objektivni postupci dijagnostike

6.3.2.1 Merenja pogonskih parametara

Najei objektivni dijagnosti

ki postupci su vezani za odre

ivanje:

temperature, broja obrtaja / ugaone brzine, pritiska, obrtnog momenta, optereenja / snage, buke, vibracija, stepena iskorienja, vremena, jaine struje,

magnetnog fluksa itd. . .

Merenje temperature

Jedan od najvanijih pogonskih uslova za veinu tehnikih sistema jetemperatura, koja treba, za odreene podsisteme, odnosno, podsklopove idelove, da bude u odreenim granicama. Npr. potrebno je merititemperature radnih fluida (ulja, vode i sl.) u sistemu, temperature delova(leajeva, vratila, ozubljenja i sl.) da bi se blagovremeno uoile promene kaoprvi znak poremeaja u sistemu. U procesnoj industriji, u elektranama, kodvelikih brodskih motora i agregata, na livnikim postrojenjima, sistemimaza transport cevima i sl. temperaturske dijagnoze se izvode permanentno.

Za merenje temperatura je razvijen niz specijalnih ure

aja.

Temperaturske indikatorske trake (merne trake)

Plastine samolepive trake kod kojih, kada temperatura povrine na koje sunalepljene dostignu odreeni nivo, indikatorski panel na ploi potamni(pocrni). Trake se mogu upotrebiti za indikaciju pojedinane ili razliitihtemperatura unutar nekog domena.


12/32


Upotreba:

da obezbedi dokaz izlaganja prekomernim temperaturama, da otkrije temperaturne anomalije, da meri temperaturne gradijente.

Ovakve trake mogu da se veoma lako nalepe na mesta potencijalnihtemperaturskih izvora otkaza (poremeaja temperature). Porasttemperature je jasno uoljiv posmatrau.

Elektronski termometri (portabl)

Instrument se sastoji od male sonde u obliku "olovke" snabdevenetoplotnim senzorima (osetljivim poluprovodnikim elementima) povezanihfleksibilnim kablom sa indikatorskom jedinicom depnog formata. Pogodanje za merenje temperatura vrstih, tenih ili gasovitih tela ili povrina.

Upotreba za:

merenje temperature leaja, otkrivanje "toplih mesta" ispitivanje (provera) sistema za kondicioniranje vazduha za

rashlaivanje i zagrevanje, merenje temperatura cevi i sudova, utvrivanje gradijenta i uzroka temparaturskih tragova.

Temperaturske sonde

Temperaturske sonde, termo-parovi i otporni termometri razliiti poveliini i izvedbi, ugraeni u pogonu na strateki vanim (za temperaturu)takama, mogu dati upozorenje (signal) o temperaturnim anomalijama prenego izazovu otkaz. .

Termometarski pitolji

Termometarski pitolj je runi instrument za precizno merenje povrinsketemperature bilo kod predmeta, u pokretu ili statinog, bez dodira povrine;sve svoje radne delove sadri u sebi i radi na baterije. Moe da meritemperature bilo koje tenosti i vrstog materijala - plastike, hemikalija,metala, gume, keramike, vlaknastih materijala, stakla. Kada se pitolj uperiu odreen predmet, daje (oitava) temperaturu nezavisno od udaljenostipredmeta. Udaljenost sa koje se vri merenje, moe biti od 150 mm pa


13/32


nadalje, pod uslovom da se predmet, ija se temperatura meri, moe videti.U neke posebne svrhe, instrument se moe koristiti i na udaljenostima od12 do 100 mm, a u stanju je da meri i sasvim male grejne ta ke od 2,5 mmna elektronskim razvodnim tablama i slino.

Postoji nekoliko modela ovog termometra, a svaki je programiran da meritemperature odreenog dijapazona od 20C do 1650C. Ovaj instrumentolakava sprovoenje intervencija planiranog odravanja, kao i mesta na

kojima je dolo do nekih temperaturnih poremeaja. On moe meriti,opasne, pokretne, naponom nabijene, te objekte do kojih se ne moe lakodosegnuti ili dotai, sve ono, dakle, to se ne moe meriti ostalim metodamaiz razloga neekonominosti, nepraktinosti ili opasnosti.

Upotreba:

skeniranje povrina za "grejne take" - (otkazi provodnika ilispoljno oblaganje),

kontrolu visokih pei (i kotlova) i temperature u cevima, temperaturnih otkaza na mainama, radu na cevima za leita,

radu na glavnim (provodnikim) cevima, elektrinim instalacijama, motorima, transformatorima, proveri sistema procesa, odravanju temperature grejnih elemenata, temperature topljivih metala, oitavanje temperatura profila.

Merenje broja obrtaja

Takoe, vrlo vaan pogonski parametar kod svih maina sa rotncionimdelovima je broj obrtaja. Npr. kod hidrostatikih prenosnika pad brojaobrtaja najee znai da postoje mesta isticanja radnog fluida, tj. padapritiska itd.

Razvijen je itav niz ureaja za merenje broja obrtaja, tzv. tahometara: bez kontakta (svetlosnim snopom), sa kontaktom (razliiti dodaci) merenje obimne brzine...

Ovi ureaji su opte namene. Za motore SUS su razvijeni specijalnielektronski merai broja obrtaja.


14/32


Merenje pritiska

Najea kontrolna merenja u mainstvu su merenja pritiska radnih fluida(ulje, para, voda i sl.) sa ciljem utvrivanja stanja sistema ili sklopova. Zavelike agregate (dizel i sl.) koristi se permanentno merenje pritiska saelektronskim pisaem.

Merenje koliina / protokaVrlo esto je potrebno meriti ponaanje protoka odreenog fluida. Za tusvrhu su razvijeni odgovarajui ureaji na principu zapreminskog(komornog) i turbinskog protokomera.


15/32


Merenje obrtnog momenta

Vrlo vaian parametar kod prenosnika snage, elektromotora, motora SUS,generatora itd. je obrtni moment, koji treba da se kontrolie bezzaustavljanja sistema. Najee se izvodi periodino. Koriste se i ispitnistolovi za dugotrajna ispitivanja.

Merenje snage / optereenjaIzvode se najee preko merenja obrtnog momenta i ugaonog ubrzanja,prema:

t

MP

Koristi se najee kod motora SUS, elektromotora, generatora i sl. Padsnage je znak da su opale neke radne karakteristike u sistemu.

Merenje buke

Merenje vibracija

S e n z o r i z a m e r en j e v i b r a c ij a a k c e le r o m e t r i

Mesto i postupak montae, odnosno, postavljanja senzora za merenjevibracija, moe biti od izuzetnog znaaja za krajnje rezultate merenja.Ukoliko je izabran pogrean senzor, postavljen na pogreno mesto ilipogreno montiran, moe se desiti da, uprkos postojanju vibracija kojeukazuju na predstojei otkaz, senzor pokae da ne postoje kritine

vibracije.Senzori se prave uglavnom od keramikog ili kvarcnog kristala. Kvarcnisenzori se koriste kada se zahteva stabilnost procesa merenja tokom duegvremenskog perioda i kada je potrebno, gotovo potpuno, eliminisati uticajtemperature na izmerene vrednosti. Keramiki senzori se koriste zamerenje niih frekvencija i manje zahtevnih merenja po pitanju tanosti.


16/32


Pored sposobnosti merenja vibracija zahtevanom preciznou, senzorimoraju posedovati sposobnost da podnose uslove okoline u kojoj efunkcionisati visoka temperatura, prljavtina, agresivna isparenja ilikontakt sa agresivnim materijama i slino.

Ukoliko se od senzora zahteva da daju podatke visoke tanosti ipouzdanosti, senzori moraju biti redovno kalibrisani, kako bi se korisniciuverili da su podaci dobijeni sa senzora tani (senzori koji rade u uslovima

visoke temperature ili povremenih jakih udara, mogu izgubiti svojuinicijalnu tanost). Na tritu je mogue pronai ureaje koji proizvodevibracije nivoa 1g (g ubrzanje 9,81 N/ms2) na zadatoj frekvenciji i ukolikose senzor postavi na taj ureaj, a ne daje ove vrednosti, oigledno da jepotrebno izvriti kalibraciju tog senzora.

Poslednja stvar koju je potrebno uzeti u obzir, kada su senzori u pitanju, jenain postavljanja senzora na merno mesto. Postoje etiri osnovna nainapostavljanja: pomou klina, lepljenjem, pomou magneta i runo(pridravanje senzora tokom procesa merenja ovo vai samo za mobilne,rune ureaje). Prilikom postavljanja senzora, potrebno je voditi rauna daje mesto na koje se senzor postavlja, isto i ravno. Eventualno moe da se na

to mesto nanese neko mazivo sredstvo (silicijumova mast ili ak i sredstvona bazi pelinjeg voska) koje poboljava prenoenje visokofrekventnogsignala sa ureaja na senzor.

Merenje vremena

Veina merenih parametara sistema zavise od vremena, odn. vremenske sufunkcije. Zbog toga je potrebno meriti vreme. Za te svrhe koriste sekonvencionalni i specijalni hronometri. Pored uobiajenog merenjavremena potrebno je meriti i trenutke vremena, odn. kratke intervale, kaonpr. taka (trenutak) paljenja smee kod motora SUS i sl.

6.3.2.2 Ispitivanje nusproizvodaitav niz dijagnostikih postupaka je zasnovan na ispitivanjima (merenjimai analizi) nusproizvoda procesa rada sistema. Npr. probleme habanja itroenja je mogue analizirati merenjem ukljuaka u ulju, parametresagorevanja je mogue oceniti na osnovu sastava dimnih gasova itd.


17/32


Spektrometrija ulja

Ovo je jedna od najznaajnijih metoda za utvrivanje procesahabanja/troenja delova u sistemu. Iz procesa, tj. maine, ureaja,instalacije itd., se uzima uzorak ulja i utvruje se koncentracijaodgovarajuih metalnih primesa (zbog troenja delova) koje se javljaju uvidu suspenzije ili taloga u ulju.

Poznato je vie metoda, kao to su npr. emisiona spektroskopija, i atomska absorpciona spektroskopija.

Obe ove metode omoguuju odreivanje koliine primese Fe, Cr, Cu, Ni, Al,Ag, Mg, Si, Sn, Ti i dr.

Emisiona spektroskopija

Kod ove spektroskopije se javlja prenoenje energije svetlosnog snopa naslobodne atome koji se kreu. Preneta energija dovodi elektrone atoma uviu "orbitu" oko atoma, a u toj orbiti su elektroni nestabilni i oni tee da sevrate u niu orbitu, ali to mogu uiniti tek kada se oslobode vika energije.Koliina energije koje treba da se oslobode elektroni je konstantna strogodefinisana i specifina za svaki pojedini element i svaki specifian prelazak(definisan orbitama izmeu kojih se javlja prelazak) i emituje se na tanoodreenoj talasnoj duini. Spektralni postupak se sastoji u stvaranjuatomskog spektra od niza diskretnih spektralnih linija. Intenzitetspektralnih linija daje potrebne informacije o koliini prisutnih primesa(materija). Da bi podaci bili registrovani, potrebna je fotografska ploa, aoitavanje se izvodi galvanometarskim itaem (fotometrom).


18/32



19/32


Atomska absorpciona spektroskopija

Postupak se razlikuje od emisione spektroskopije po tome to je potrebnoatomiziranje, ali ne kretanje. Temperaturno podruje je 2200 do 3100 K.Uzorak ulja se zatamni pre analize metilsobutilketonom i pomea savazduh-acetilenom ili kiseonik-acetilenom i zapali. Kroz ovaj plamen sezrai svetlo iz primarnog izvora. Pri postojanju odreenih elemenata(primesa) u ulju, javlja se svetlosna absorpcija (opet na karakteristinojtalasnoj duini), koja se moe meriti fototehniki, slino kao kod emisionespektroskopije.

Mogue je odrediti trend koncentracije prisutnih metalnih estica uvremenu rada maine / elementa kvantitativno i kvalitativno.

Najee se koristi kod vozila, aviona i dizel-lokomotive.

Primena radioaktivnih izotopa

Ovim postupkom se takoe mogu utvrditi primese nastale usled troenjadelova. Izotopi se primenjuju kao indikatori. Oni se na odreeni deo, kojiposmatramo, nanose galvanizacijom ili na neki drugi nain. Troenjem se,zajedno sa osnovnim materijalom,odnosi i izotop koji zrai radioaktivno, aiji intenzitet predstavlja meru troenja dela. Merenje zraenja se obinoizvodi Geigerovim brojaem.

Pored merenja primesa izotopa u sistemu za podmazivanje, mogue jemerenje radloaktivnosti vriti na obeleenim delovima postavljanjem sondena zid kuita i sl. Za aluminijumske legure se koristi najee izotop Zn65, aza eline legure Cr51, Ir92 i Co60. Koristi se za dijagnosticiranje kliznihpovrina, aura i leajeva avionskih, brodskih i dr. motora itd.

6.3.2.3 Izvedbe merenja

Praenje temperatura

Pored opisanih ureaja koriste se termistori, termokrede i boje, ICdetektori, bimetalni ekspanzioni senzori, termospojevi (constantan, alumel,chromel i dr.), otporni senzori, nekontaktni senzori (kao to su optikipirometar, radijacijski pirometar, kamera za skaniranje IC zracima).


20/32


Termospojevi su vrlo osetljivi (do 40 uV/C temperaturske razlike) i tani- do 0,5 C. Koriste se za merenja visokih temperatura (Cu/Con - 300C,chromel/alumel - 700C).

Otporni senzori (trake) su realtivno neosetljivi na promenu temperature,jer se otpor menja samo za 0,003/C. Termistori su poluprovodnikielementi, kod kojih se otpor brzo menja s promenom temperature (oko 10puta su osetljiviji od metalnih senzora).

Termoboje, termokrede i ploice slue za praenje povrinskihtemperatura. Boje, krede i papiri menjaju boju pri poznatim, unepreddefinisanim temperaturama. Postoje indikatori sa povratnim i nepovratnimbojama (za indikaciju maksimalne dostignute temperature). Ploiceindikuju temperaturu topljenjem. Tanost merenja ovim indikatorima jeoko 2% ili 5C (u podruju 40-1400C, sa koracima 3C pri donjoj i 30C prigornjoj granici)

Beskontaktni senzori su zasnovani na korienju Stefan Boltzmann-ovog zakona

4TeE

jer se temperatura povrine odreuje pomou emitovane energije e, koja semenja sa apsolutnom temperaturom tela.

Optiki pirometar. Na temperaturama oko 500C znatan deo radijacijese nalazi u vidljivom delu spektra. Kod optikih pirometara se koristi ovajfenomen - boja povrine posmatranog tela se uporeuje sa zagrejanimvlaknom. Da bi temperatura bila oitana, sa grekom od 2%.

Radijacijski pirometar. Termospojevi su od olovnog sulfida i slue zamerenje emitovane energije sa povrine ili u odreenom frekventnomopsegu (npr. IC). Merni opseg je 50 do 4000C,s tanou od 2%.

Kamera za skaniranje IC (toplotnih) zraka, slui za pregled vidnog

polja, a termoprofil se prikazuje na TV monitoru. Merni opseg je 20 do2000C, a mogu se meriti i vrlo male vrednosti, od 0,1 C.


21/32


6.4 Pogreno funkcionisanje koje se moedijagnostifikovati preko temperature

6.4.1 Oteenje leajeva

Oteenja delova leaja (kotrljajnih tela, prstenova i dr) dovode do porastastvaranja toplote na povrini kuita leaja. Senzori postavljeni na kuitu

otkrivaju ove promene.

6.4.2 Otkaz sredstava za hlaenje i podmazivanje

Otkriva se po porastu temperature na odgovarajuim povrinama usistemu.

6.4.3 Pogreno stvaranje toplote

Pogreno sagorevanje u peima, kotlovima, motorima SUS i sl. dovodi doneravnomernog rasporeda temperatura na kuitima. Termobojama i ICskaniranjem se te promene brzo uoavaju.

6.4.4 Taloenje nepoeljnih materijala

U cevnim sistemima se esto javlja kamenac, u kotlovima i loitima pepeoili praina, produkti korozije i sl. Otkrivaju se skeniranjem temperature naodreenim povrinama.

6.4.5 Oteenje izolatora

Lako otkrivaju IC kamerama. Npr. pukotine u vatrostalnoj oblozi livnikihpei pokazae pri tom hladne ili pregrejane take.

6.4.6 Greke elektrinih komponenti

Loi prikljuci, vodovi, kontaktni otpori izazivaju pojavu vika toplote.Otkrivaju se IC kamerama.

6.5 Pogreno funkcionisanje koje se moedijagnostifikovati preko buke ili vibracija


22/32


6.6 Praenje STANJA maziva

U uljnim rezervoarima (kadama) najee se ugrauju tzv. ispusnimagnetni epovi iji je zadatak prikupljanje magnetnih primesa, koje suznak troenja i habanja odreenih delova u sistemu.

Ispitivanje maziva obuhvata ispitivanje nataloenih primesa, lebdeeprimese i stanje ulja.

Nataloene estice se mogu skupiti na filterima i magnetnim epovima.

Na filterima se koliina nataloenih primesa moe utvrditi posredno,merenjem pada pritiska na filteru.

Lebdee estice se utvruju spektrometrijskom i ferografskom analizom.Spektrometrijske analize ulja daju samo informacije o koliini nataloenogmaterijala i sadraja taloga, ali ne i informacije o veliini estica.

Ferografska analiza slui za ispitivanje koncentracije, veliina i oblikaestica na osnovu taloenja iz uzorka ulja.

Stanje ulja daje dosta informacija o uzroku, npr. kada ulje peni to je znak daje u pitanju nedostatak aditiva protiv stvaranja pene, uz prejako mukanje

ili tok preko prepreke pod pritiskom ili pojave estica deterdenata zapranje sistema za podmazivanje; pojavu emulzije izaziva voda; tamnu bojuizaziva oksidacija ili previsoka temperatura, produkti sagorevanja i sl.

U ulju se u periodu uhodavanja sistema koliina estica metala smanjuje svremenom. U toku normalne eksploatacije koliina, sastav, veliina i oblikestica su pribliino konstantni. Promene u ulju ukazuju na promenuodreene komponente u sistemu. Pri habanju delova obino se javljajuravne estice, a kod rezanja i abrazivnog habanja spiralne. Kod zamoramaterijala se javljaju vee ugaone estice.

Otkrivanje mesta isticanja (curenja)

Najprostiji postupak otkrivanja mesta isticanja je sa vodom i sapunicom.Pravilnom primenom se mogu otkriti isticanja i do 1 cm 3/s.

Pogodna je tehnika otkrivanja isticanja ultrazvukom. Pri isticanju fluidakroz pukotinu, usled unutranjeg ili spoljanjeg pritiska, javlja se zvukfrekvencije 40-80 Hz. Za detekciju ovog zvuka razvijen je veliki brojjednostavnih, runih instrumenta na baterije. Ovi ureaji brzo i lakootkrivaju propustljivost vazduha ili gasa u sistemima pod pritiskom i


23/32


vakuumom. Svaka propustljivost koja bi se mogla otkriti u vodenoj kupki ilirastvoru sapuna, tehniki se moe mnogo bre i preciznije otkriti ovimultrazvunim detektorom. Indikacije se mogu oitati na skali ili uti putemprenosnih slualica. Osetljivost: Mesto proputanja moe se otkriti krozmali otvor od 0,25 mm pri pritisku manjem od 70.000 Pa na prostoruod 14 m, ili 0,05 mm pri pritisku manjem od 14.000 Pa.

Praenje vibracija i bukeMetode i tehnike merenja i analize vibracije i buke su najrasprostranjenije umainskoj tehnici. Slue za dijagnostiku uleitenja, osovina, vratila,ozubljenja, kavitacije i dr. Praenjem buke se mogu dijagnosticirati istiparametri kao i pri merenju vibracija, ali se ee analiziraju vibracije, jer suone uzrok buke (zvuka).

Praenje korozije

Postoji vie tehnika za praenje korozije, kao to su: polarizaciona otpornostmerena sondom, merenje napona izmeu posmatranog objekta i referentneelektrode, otkrivanje nastanka vodonika pomou tankozide slepe cevi ukoju se uvlai vodonik.

Otkrivanje pukotina

Inicijalne pukotine mogu izazvati tee pojave otkaza (lomove, deformacije,ljutenje i dr.) delova maina. Ove pukotine su najee nevidljive. Da bibile otkrivene postoji vie tehnika:

penetracijom boje u pukotine, ispitivanjem magnetskog toka, ispitivanjem elektrine otpornosti, ispitivanje vrtlonih stanja,

ispitivanje ultrazvukom, radiografska ispitivanja.Penetriranje bojama i ispitivanje magnetskog toka su opisani ranije.

Ispitivanje elektrine otpornosti. Usled pojave pukotine na povrinidolazi do poveanja elektrlne otpornosti izmeu dve sonde koje imajukontakt s povrinama. Ova tehnika se koristi i za otkrivanje i merenjedubine pukotine.


24/32


Ispitivanje vrtlonih stanja. Pomou indukcionog kalema postavljenogna povrinu dela, mogu se indukovati vrtlona stanja u materijalu.

Ispitivanje ultrazvukom. Tehnika bazira na svojstvu ultrazvuka da seodbije od bilo koje povrine na svom putu. Pukotine se razlikuju odspoljanjih povrina ispitivanog dela zbog razlike u frekvenciji odbijenogultrazvuka (0,2 - 10 MHz). Slui za otkrivanje pukotina u zavarenimspojevima i sl.

Radiografska ispitivanja. Greke (pukotine) se fotografiu X ili gama-zracima iz radioaktivnog izvora i posebnim fotografskim materijalom.Otkrivaju se i promene debljine od 2%. Mana je jer se mora vritidemontaa dela koji se ispituje, kao i sprovoenje mera odgovarajuezatite radnika.

Minijaturni otkriva naprslina na baterije idealan je za upotrebupriljubljivanjem i testiranje bez oteenja. On omoguuje brzo i preciznolociranje strukturalnog ili fizikog nedostatka, te meri debljinu zida naveini materijala.

Instrument koristi puls-eho tehniku. Ultrazvuno pulsiranje prenosi se na

radni materijal putem pretvaraa, koji se priljubi uz spoljni deo togmaterijala. Taj titraj (puls) se kree kroz materijal i odbija se od naprsline ili

susedne oplate. Vremenski interval izmeu titraja, koji je napustiopretvara i odbijenog titraja (odziv) koji se regtstrovao u pretvarau,predstavlja debljinu ili dubinu naprsline. Taj vremenski interval se meri ipretvara u talas koji se projektuje na ekranu odreene katodne cevi.Dijapazon upotrebe: od 5 mm do 15 mm na metalu.

Merenje debljine zida. Dijametarski mera debljine zida je minijaturnidigitalni pokazivaki ultrazvuni instrument, projektovan za brzoodreivanje bez oteenja, debljine na eliku ili aluminijumu, sa moguimmodifikacijama za primenu na ostalim materijalima. Poto je za njegov raddovoljan pristup samo jednoj strani materijala koji se meri, on je stoga

idealan za merenje predmeta, ne pomerajui ga. Mereni materijal nijepotrebno iskljuiti iz svoga rada u vreme merenja, ak i ako je njegovatemperatura povrine nia od -10C ili do +500C. Posebna obukarukovaoca nije potrebna. Instrument meri debljine od 1,2 do 300 mm sastepenom greke od 1mm na celom rasponu.

Primena:

merenje univerzalne debljine zida,


25/32


debljine elinih ploa, stepen razjedene i korodirane povrine debljine zida cevi, nagrienost na zavojima (cevi), debljinu nagrienosti ili naslaga, debljinu zidova na spremitima pod pritiskom (kontejnerima

pod pritiskom), debljinu cisterni za benzin i ostalih sudova.

Stroboskopija. U snopu stroboskopske svetlosti, rotacioni, titravi ivibrirajui mehanizmi ine se statinima ili se navode da izgleda kao dasvoje funkcije vre sporije nego inae. Ovo omoguuje da se delovi upokretu posmatraju dok je kompletan ureaj u radu. Greke se mogu takootkriti, to bi inae bilo nemogue dok je maina u pogonu.

Merenje vibracija. Tokom rada, rotacione maine proizvode vibracije.Senzori prikljueni na statine i pokretne delove maine u stanju su dahvataju i mere te vibracije, te njihove razliite karakteristike. Ukolikovibracije pokau neka odstupanja od onoga to se smatra za njihnormalnim, to je onda upozorenje za mogui otkaz. Upotrebom vibracionoganalizatora, mogu se otkriti tani uzroci tih promena. Ovakav metod

provere i registrovanja omoguuje da se unutranji rad maine prati iprocenjuje precizno. ak i pukotina debljine vlasi kose na rotacionom deluturbine moe da dovede do promena u vibracijama.

Neutronska radiografija

Posmatrani deo sistema se zrai (bombarduje) neutronima iz neutronskoggeneratora. Pri zraenju dolazi do sudaranja neutrona i atomabombardovanog materijala, pri emu neutroni gube deo svoje kinetikeenergije. Ovi gubici zavise od masenog odnosa neutrona i atoma. Vei suukoliko je element materijala ozraenog dela laki. Neutroni koji izlaze izozraenog dela se otkrivaju neutronskim detektorom. Detektori su

snabdeveni specijalnim filmom ili specijalnim ekranom koji reaguju naneutronsko zraenje i postaju radioaktivni. Osvetljenost filma zavisi odgubitaka energije izlaznih neutrona. Na osnovu slike moe se izvestizakljuak o stanju ispitivanog dela. Znaaj postupka je u mogunostidijagnosticiranja organskih materijala koje sadre vodonik i teke metale.Velika primena je kod aviona i u elektronici (dijagnostika izolacija,plastinih i gumenih delova itd.).


26/32


Holografija

Holografija je fotografski postupak bez soiva, pomou koga je mogueoptike talase rekonstruisati na odreenom mestu u prostoru da bi seutvrdile amplitude i raspodela faza. Da bi se dobio hologram potrebna jekoherentna svetlost - vremenski i prostorno. Vremenska koherentnostpokazuje u kome vremenskom iznosu moe jedan deo svetlosti da se uspori,a da pri tome sa neusporenim delom jo ima primetnu interferencu.Prostorna koherentnost pokazuje da li izmeu dve razliite prostorne take,sa istim vremenskim protokom iz svetlosnog izvora, postoji fazna zavisnostizmeu talasa.

Holografija se koristi za dijagnostiku maina i delova uporeivanjem dvastanja iz dva razliita vremenska trenutka, pri promeni optereenja (npr.natpritisak ili potpritisak, zamor na savijanje i torziju, vibracije pri merenjukrutosti maina i dr.), za utvrivanje poremeaja lepljenih i zavarenihspojeva, spojeva razliitih materijala (metal-guma), u avionskoj industriji,kontroli kvaliteta maina u procesu proizvodnje itd.

Termografija

Termografija je specijalna metoda za merenje raspodele temporatura napovrini delova ili sistema. Bazira na principu toplotnog zraenja, kojezavisi od temperature na povrini posmatranog dela. Sva tela ija jetemperatura via od apsolutne nule (-273,15C ili 0K) emituju uinfracrvenom (IC) podruju elektromagnetsku energiju u obliku fotona.Koliina emitovanih fotona je funkcija temperature. Odreivanjetemperature se izvodi daljinskim snimanjem. Optikim sistemom se snimipovrina dela / sistema i fokusiraju se IC zraci na detektor koji snimaemitovane fotone i pretvara ih u odgovarajue elektrine signale. Ovi signalise pojaavaju i slue za upravljanje elektronskog zraenja. Na visokimfrekvencijama se na ekranu dobija slika temperaturske raspodele, koja se

moe fiksirati fototehniki (uraditi fotografija). Na taj nain se dobija"toplotna slika" ili termogram. Obino se prave crno-beli termogrami, a uposlednje vreme i u kolor tehnici.

Termografija se koristi za optimizaciju temperatura, upravljanje procesima,energetske studije, kontrolu izolacije, kontrolu tampanih ploa iintegrisanih kola, termiko optimiranje konstrukcije, lokalizaciju greaka uodlivcima i otprescima itd.


27/32


6.7 Ocena stanja i prognoziranje ponaanja naosnovu dijagnoze

Da bi se mogla izvesti dijagnoza stanja (i zatim prognozirati ponaanje)potrebno je odrediti granice dijagnosticirane veliine (parametra,karakteristlke, mere id.). Ocena granica se u principu moe lzvesti na dvanaina:

alternativna ocena, i prognoza preostalog perloda korienja.

6.7.1 Alternativna ocena

Uporeivanjem merenih vrednosti stanja sa postavljenim graninimvrednostima se utvruje / ocenjuje alternativno - sistem je funkcionalan (tj.moe da nastavi da radi) ili sistem nije funkcionalan. Odluka se donosi naosnovu ovih alternativa - ili e sistem nastaviti da se koristi ili e sepreduzeti odgovarajue aktivnosti odravanja. Ova ocena moe biti verbalnaili poredbena.

Prognoza preostalog perioda korienja (ili rezerveupotrebljivosti)

Na osnovu izmerenih parametara stanja sistema, prognozira se zavisnostparametara stanja od perioda korienja, tj. promena stanja do oekivanihpojava otkaza. U oba sluaja je porebno odrediti granine vrednostiparametara stanja.

6.7.2 Granice stanja

Pri dijagnosticiranju maina granice stanja, koje su od posebnog interesa,odnose se prvenstveno na stanja oteenja (habanje, istroenost, zamor,piting i dr. ). Kriterijumi za utvrivanje granica su:

tehniko-tehnoloki (proizvodni, montani i dr.), ekonomski (cena zamene, rizika i dr.),sigurnosno-bezbednosni, ergonomski i dr.

Npr. tehniko-tehnoloki kriterijumi mogu biti zazor sklopa vratila i leaja,debljna termiki obraenog sloja vratila, bacanje, naprezanja i st.Ekonomisti uzimaju u obzir trokove izrade / opravke (reparature) izamene dela itd. Sigurnost i bezbednost se moraju razmatrati u skladu sa


28/32


moguim posledicama pojave otkaza. Ergonomski aspekti se u poslednjevreme sve vie analiziraju zbog odnosa ovek - maina (npr. buka ivibracije, potrebna snaga pri opsluivanju itd.).

Najee se uzima u obzir vie kriterijuma pri oceni granica. Granice semogu odrediti na osnovu:

empirijskih iskustava / postupaka, eksperimentalnih istraivanja, ispitivanja na ispitnim stolovima teorijskih prorauna.

6.7.3 Prognoza preostalog perioda korienja

Na osnovu poznavanja perioda korienja (veka) objekta posmatranja idostignutih vrednosti parametara stanja, mogue je ekstrapolacijompostaviti prognozu ponaanja parametra (npr. oteenje) u budunosti.

Prognoza rezerve korienja se, u principu, moe postaviti na osnovudirektnog parametra stanja (istroenost) ili indirektnog (npr. pritisak ulja isl.).

Jasno je da postoji odreeno podruje rasipanja krive oteenja za isteelemente u vremenu, zavisno od radnih reima i uslova okoline (npr.kvalitet obrade, montaa, odravanje, varijacije uslova okoline i dr.).

6.7.4 Metode prognoziranja

Prognoziranje ponaanja parametra je mogue na dva naina (metode):

na osnovu srednje statistike vrednosti toka habanja, i na osnovu pojedinane vrednosti toka habanja.

Prognoza na osnovu srednje vrednosti

Primenjuje se kada nije poznat (ili je nedovoljno poznat) pojedinani tokhabanja konkretnog elementa ili sklopa. Prognoza bazira na izmerenojvrednosti stanja u trenutku ispitivanja.

Prognoza na osnovu pojedinanog toka habanja

Ovu prognozu je mogue dati ako postoje informacije o ispitivanju jednogelementa / sklopa.


29/32


6.7.5 Greka dijagnoze

Greka dijagnoze moe nastati iz dva razloga:

greka usled utvrivanja stanja i greka usled ocene stanja.

Greke usled utvrivanja stanja mogu biti npr. zbog:

netanosti merenih ureaja, greke oitavanja, uslova dijagnosticiranja i dr.,

a greke usled ocene stanja:

netanost utvrivanja granica stanja zbog stohastikih uticaja, subjektivne greke ocene, nepotovanje propisanih uslova ispitivanja i sl.

6.8 Literatura

6.9 Pitanja za proveru znanja1. Tehnika dijagnostika2. Subjektivni postupci tehnike dijagnostike3. Objektivni postupci tehnike dijagnostike4. Endoskopija


30/32


6.10 Prilozi


31/32


6.11 Ovo ubaciti negde

6.11.1 Tehnika ispitivanja bez razaranja Impulsni radarmale snage

Tehnika je razvijena u SAD (US Depertment of Transportation), poetkom2000. godine, kao rezultat potrebe ispitivanja strukture noseih elemenatadrvenih mostova, kojih u SAD ima oko 40 000. Na sledeoj slici je prikazanrazvijen ureaj postupak koji je posluio za obuavanje, i ljudi i ureaja, upostupcima interpretacije primljenog signala, odnosno, u postupcimaprepoznavanja nepoeljnih elemenata strukture drveta (pukotine, vorovi,natruli delovi...).

Prenosni ureaj emituje impulsni signal, koji se, usled razliite gustinepojedinih strukturnih delova materijala drveta, odbija (u veoj ili manjoj

meri) i vraa se do ureaja, iji ga prijemni deo prihvata i interpretira inakon toga formira 3D model unutranje strukture materijala. Nanarednim slikama je prikazan jedan segmet primljenog signala iinterpretacija jednog dela poprenog preseka snimljenog materijala.


32/32


Naredne slike prikazuju interpretaciju unutranjosti laminatnih segmenata,koji su namerno oteeni, odakle se moe videti da je na slici indikovanoprisustvo otvora i pukotina.

Nastava 06 - Tehnicka dijagnostika

Documents

Transcript of Nastava 06 - Tehnicka dijagnostika