Dołącz do czytelników
Brak wyników

Prewencja

15 marca 2021

NR 1 (Styczeń 2021)

Diagnostyka – rodzaje badań diagnostycznych wykorzystywanych w przemyśle

0 126

Od dziesięcioleci – i słusznie – niespodziewane awarie urządzeń mechanicznych przestały być traktowane jak nieszczęśliwe wypadki. Większość wciąż występujących nagłych awarii jest spowodowanych złą obsługą, niewłaściwym utrzymaniem maszyny, a w szczególności brakiem prewencji lub poprawnej diagnostyki. Niewiele przypadków wciąż można pozostawić nieszczęśliwie stochastycznej naturze zjawiska kumulacji naprężeń zmęczeniowych. 

Diagnostyka maszyn i urządzeń dostarcza informacji o ich faktycznym stanie – najważniejszej informacji dla kluczowych decyzji podejmowanych przez osoby odpowiedzialne za utrzymanie ruchu. Bez dokładnej  informacji o kondycji chronionych i utrzymywanych w ruchu obiektów, zarówno zapobieganie awariom, jak i optymalne planowanie remontów jest mrzonką, a utrzymanie ruchu nie tylko pochłania nadmierne koszty, ale też okazuje się nieskuteczne.  
Badania diagnostyczne maszyn i urządzeń dzielą się na badania nieniszczące i niszczące. Chociaż pojęcie badań nieniszczących (NDT) nie jest stosowane do badania stanu maszyn wirnikowych, to badania zjawisk fizycznych będących nośnikiem informacji o stanie maszyn mają również charakter bezinwazyjny. Z praktycznego punktu widzenia badania niszczące nie mają zastosowania na etapie utrzymania i eksploatacji maszyn. To neutralność i minimalna ingerencja w strukturę przy zachowaniu wysokiej skuteczności są atutem najistotniejszym z punktu widzenia właściciela maszyny czy urządzenia. Badania niszczące wykonywane są na urządzeniach nowych lub projektowanych, w celu certyfikacji czy udowodnienia rzeczywistej wytrzymałości obiektów technicznych uzyskanej przed zniszczeniem. Mają charakter diagnozy prewencyjnej mającej zastosowanie dla pozostałych urządzeń tego samego typu. 
W dalszym ciągu omówione będą wyłącznie badania nieniszczące i bezinwazyjne mające zastosowanie w codziennej eksploatacji maszyn i urządzeń. 

Diagnostyka ustrojów stałych metodami NDT

Badania NDT służą do wykrywania pęknięć, uszkodzeń, ale również zużycia korozyjnego lub erozyjnego stałych obiektów technicznych. Najdostępniejszym rodzajem badania diagnostycznego obiektów jest badanie wizualne (VT). Nadawanie badaniom wizualnym statusu metody i wydawanie certyfikatów do oceny obiektów tą metodą okazuje się uzasadnione, ponieważ wiele usterek urządzeń ciśnieniowych i konstrukcji, ale również poważnych awarii maszyn, może być wykrytych dzięki wnikliwej i – co najważniejsze – częstej obserwacji. Na etapie eksploatacji wizualnie można zdiagnozować początkową fazę wycieku ze skorodowanego zbiornika, wżery korozyjne czy tworzące szybko postępujący karb nowo powstałe pęknięcia spawów. Zarówno wynikające z przeciążenia braki nitów, poluzowanie śrub, jak i krytyczne wibracje oraz wycieki smaru z łożysk maszyn wirnikowych mogą być wykryte przez tanie badania wizualne. Badania VT mają też zastosowanie podczas odbiorów nowych urządzeń. Błędy wykonania konstrukcji czy główne wady nowych spawów mogą być zidentyfikowane przez wprawne oko specjalisty. Z punktu widzenia diagnostyki badania wizualne mają wciąż niedoszacowaną wartość. Łatwość ich przeprowadzenia i brak konieczności zakupu drogiego sprzętu czyni je jednymi z najskuteczniejszych. Uzbrajające oko inżyniera urządzenia endoskopowe o podstawowych funkcjach stały się obecnie na tyle tanie, że łatwo mogą znaleźć zastosowanie nie tylko do badań wnętrz zbiorników, ale też sprawdzą się w diagnostyce stanu technicznego zaworów tłoków i cylindrów silników i kompresorów. Endoskop pozwala również na obejrzenie stanu zębów kół zębatych i ocenę stopnia ich zużycia. Systematyczny, codzienny obchód kluczowych ciągów produkcji i obserwacja krytycznych elementów, zbiorników i maszyn może pomóc w wykryciu usterek we wczesnej fazie.
Nie wszystkie usterki można zobaczyć, a najbardziej niebezpieczne mogą się okazać te, których wizualnie nie da się wykryć. Do diagnostyki rurociągów, zbiorników i spawów używa się również badań radiograficznych (RT). Takie badania na pewno nie mogą być wykonywane codziennie. Badania rentgenowskie lub przy użyciu promieniowania gamma wykonywane są dla krytycznych połączeń na etapie odbioru, a podczas eksploatacji – głównie po naprawach. Badania RT pozwalają na wykrycie wad przetopu, pęcherzy gazów, pęknięć i zanieczyszczeń spawów. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rys. 1. Kilka typowych błędów połączeń spawanych zidentyfikowanych przy pomocy badań RT

Diagnostyka przy pomocy badań RT pozwala na wykrycie pęknięć i erozji na etapie eksploatacji. Krytyczne urządzenia, jak ekrany kotłów parowych, a szczególnie miejsca spawań i narażone na erozję kolana, rurociągi pary świeżej i kolektory parowe, wymagają regularnej kontroli. Ich diagnostyka chroni nie tylko pieniądze, ale może też uratować ludzkie życie. Badanie za pomocą wysokoenergetycznego promieniowania polega na naświetlaniu kliszy przez badany materiał – różnice w pochłanianiu promieniowania różnych rodzajów materiału pozwalają na wykrycie jego wszelkich nieciągłości.
Do diagnozowania stanu ścian rurociągów i zbiorników używa się również badań ultradźwiękowych (UT i UTT) oraz wykonuje się regularną diagnostykę metodą magnetyczno-proszkową (MT). Metoda magnetyczno-proszkowa pozwala na dużo szybsze i bezpieczniejsze zdiagnozowanie stanu długich odcinków oraz krytycznych łącz bez narażania osób postronnych na promieniowanie, tam gdzie rurociągi są dostępne od zewnątrz. Metoda sprawdza się świetnie również w przypadku rur grubościennych. Pole magnetyczne wytworzone przez silny elektromagnes zamienia fragment badanego rurociągu w magnetyczny rdzeń, którego linie pola układają na powierzchni rozpuszczone w nośniku opiłki w r...

Dalsza część jest dostępna dla użytkowników z wykupionym planem

Przypisy