Критерии относительной температуры
В качестве примера набора критериев нагрузки, основанных на росте температуры в качестве контрольного параметра можно указать следующее:
РЕКОМЕНДУЕМЫЙ до 10 градусов С превышения над базовым уровнем
СРЕДНИЙ УРОВЕНЬ 10 градусов С до 20 °C превышения над базовым уровнем
ТЯЖЕЛЫЙ 20 градусов С до 40 градусов С превышения над базовым уровнем
КРИТИЧЕСКИЙ при 40 градусов С превышения над базовым уровнем
Ориентировочные температуры должны быть основаны на данных о температуре, которые были определены на производствах аналогичных рассматриваемому или в группах оборудования или деталях, установленных на таких же узлах. Базовая температура должна быть основана на исторических или полученных в результате статистической обработки результатах измерений температуры на аналогичных объектах или группах машин, которые находятся в идеальном состоянии.
Критерии абсолютной температуры
Тепловизор может применяться для выявления аномалий механической системы, используя критерии абсолютного максимума допустимой температуры и основываясь на опубликованных данных. Имеются две группы критериев: материал и конструкция. Критерии, связанные с материалом, используются там, где важна целостность самого материала и он является объектом мониторинга. Критерии, связанные с конструкцией, используются там, где целостность конструкции является объектом основного внимания и на нее направлен мониторинг.
Критерии, связанные с конструкцией, должны быть всегда предпочтительны по сравнению с критериями, которые связаны с материалом, поскольку в первые уже, как правило, включены материальные критерии. В конструкционных критериях учитываются быстродействие, режим эксплуатации, надежность и производительность, а не только целостность материала.
Когда используются материальные критерии при оценке нагрева нескольких смежных узлов системы, в качестве сигнала тревоги должен использоваться элемент, материал которого имеет наиболее низкое значение опасной температуры.
В большинстве машин, самое низкое значение опасной температура будет у смазки. В качестве максимально допустимой температуры должна быть установлена температура, выше которой вследствие потери качества смазки будет происходить потеря жизненно важных элементов машины. Такое снижение характеристик материала может быть быстрым (например, вязкость) или происходящим длительно (истощение присадок). Такие критерии, как правило, скорее относят к конструкционным, чем к основанным на свойствах материала. Вследствие этого возникает потребность установления специфических критериев для конкретного оборудования, несмотря на возможность использования общих смазочных материалов.
Во многих случаях инфракрасный тепловизор не может непосредственно измерять поверхности важных компонентов. Тщательная и хорошая оценка должны выполняться в реальных полевых измерениях температуры при любой степени важности технических характеристик.
Критерии оценки профиля
Оценка профиля – это процесс сравнения разницы температур и участков по поверхности. При выполнении оценки любой сложности абсолютная и местная температуры и профиль должны быть определены для двух ключевых условий: «как новая» и «как недопустимая». Оценкой серьезности ситуации является последующий процесс определения положения режима работы оборудования между этими двумя условиями.
Ключевыми параметрами оценок профиля являются температурные градиенты, изменения профилей, исторические изменения, локальные разницы абсолютных температур, расположение аномалий или профиль характеристик по отношению к ним.
Интервалы исследования
Интервалы исследования должны быть определены на основе данных о скорости развития ожидаемой неисправности и поведения температуры, как репрезентативного признака неисправности. Определение интервала исследования в первую очередь необходимо для прогноза надежности, а не выявления неисправности.
Интерпретация изображений
С точки зрения техники, интерпретация термограммы по существу представляет собой процесс сравнения абсолютной температуры и температурного профиля на установке, оборудовании, агрегате, производстве с критериями технического обслуживания.
Когда термография используется для мониторинга эксплуатационного режима машины и условий работы к моменту проведения каждого обследования должны быть известно в деталях, насколько сильно зависит изменение профиля температуры от режима работы. Знание конструкции машины имеет важное значение для понимания нагрузки на деталь, которая вносит основной вклад в профиль температуры.
Когда термография используется для оценки режима работы машины, важно, что машина рассматривается как целое и что каждое изображение анализируется как часть серии, а не как уникальное изображение локального состояния.
Тепловидение – очень мощный метод для сравнения результатов с другими методами мониторинга режима. Оно чрезвычайно полезно для оказания помощи при решении вопросов со смазкой, когда она зависит от температуры, оно может указать положение источника и степень влияния тепловых аномалий, а также эффективность циркуляции в регулирующих и охлаждающих системах.
Знание конструкции, процесса обработки, монтажа, режима работы и неисправностей, вызванных ремонтом, и их термических признаков имеет первостепенное значение для успешного обследования машин и выбора конструктивных решений с использованием термограмм. Это знание имеет гораздо большее значение, чем знание конкретной техники, ее области применения и ограничений.
Пример исследования: Привод мельницы. Несоосность
Недавнее исследование было посвящено проверке привода мельницы на золотом руднике, состоящего из мотора, трехвального редуктора, подшипников и шестерен передачи. Все подшипники были подшипниками качения, а подшипники шестерен привода мельницы были двухрядными сферическими роликовыми подшипниками.
Двигатель Подшипники Редуктор Подшипники шестерни привода
Предполагалось, что температура промежуточного вала редуктора (B) в нормальном состоянии будет несколько выше (от 1 до 2 градусов С), чем скоростного вал (А) и умеренно выше (от 3 до 5 C) по сравнению с низкоскоростным валом (C), так как при двойном зацеплении за единицу времени выделяется больше тепла. В данном случае среднее увеличение температуры составило 8,5 градусов С по сравнению с низкоскоростным валом и приблизительно 3,5 градуса С по сравнению с высокоскоростным валом, что было расценено, как превышение нормы.
Превышения температуры и профили указывают на смещение осей мотора и редуктора, смещение между редуктором и шестерней привода мельницы и смещение между шестерней привода мельницы и корпусом привода. В парах мотор-редуктор и редуктор-привод мельницы в результате смещений концы валов плавают в корпусе редуктора, захватывая вал промежуточных шестерен. Разница температур в 10,3 градуса С по шестерне привода мельницы также расценена как чрезмерная и указывает на серьезное нарушения зацепления шестерен.
Несоосность, нагруженность шестерен и бедственное положение подшипников полностью подтвердились при помощи анализа вибрации. После капитального ремонта и повторного выравнивания трансмиссии удалось снизить температуру до приемлемого уровня.
Рис. 1 Двигатель и редуктор. Вал входной
Рисунок 2. Редуктор со стороны входного вала
Рисунок 3. Редуктор со стороны мотора
Рисунок 4. Редуктор со стороны мельницы
Рисунок 5. Корпус подшипников шестерни и привода мельницы
Пример обследования: охладитель турбинного масла
Два охладителя турбинного масла одинаковой конструкции показали, что у одной из турбин были проблемы с охладителем масла. Существующее низкое тепловыделение не указывает на проблему, связанную с потоком масла, воды или обеих жидкостей, так как обе машины работают в идентичных условиях. При одинаковых условиях и качестве масла турбина №2 работает с существенно более высокой вибрацией, обусловленной снижением вязкости масла вследствие более высокой рабочей температуры.
