Публикация пресс-релизов Поиск по компании
Решения, технологии, стандарты Рынок, отрасль, люди Основы
Отменить подписку Подписка
Производители Системные интеграторы Дистрибьюторы
Продукты месяца Поиск по категории Добавить продукт
Добавить мероприятие
Добавить вакансию Специалисты по АСУ ТП, КИП Специалисты по электротехнике, энергетике Главные инженеры, технологи, электрики Менеджеры по продажам, консультанты, другое
Технические требования Публикация статей Публикация пресс-релизов Media Kit 2014
 


 

Решения, технологии, стандарты - статьи Ua.Automation.com

Портативные измерительные приборы и упреждающее техобслуживание оборудования, машин и механизмов
 
Ссылка на веб-сайт

Портативные измерительные приборы и упреждающее техобслуживание оборудования, машин и механизмов
Упреждающее техническое обслуживание — процесс измерений ключевых индикаторов на критически важном оборудовании и машинных установках в целях выявления их предстоящих неполадок, после чего определение сроков вывода такого оборудования из эксплуатации для капитального ремонта и полноценного обслуживания. Такой подход значительно более эффективен с финансовой и экономической сторон, вместо того, чтобы ожидать, когда неполадки и поломки заявят о себе в полный рост.
 
Упреждающее техническое обслуживание при уже составленном графике вывода из эксплуатации тестируемого оборудования позволяет инженерам-эксплуатационникам следующее: 

•    Минимизировать время в течении которого обслуживаемый объект выведен из эксплуатации
•    Максимально оптимизировать рабочее время обслуживающего персонала предприятия;
•    Всегда иметь под рукой запчасти, требуемые для ремонтов;
•    Минимизировать сам склад запчастей тем, что держать там только самое необходимое;

Для реализации программы упреждающего техобслуживания необходимо знать не только то, какое именно оборудование потребуется в перспективе ремонтировать, но также и причинно-следственные связи возможных поломок и неполадок. Регулярное использование портативного тестового инструментария для измерений ключевых индикаторов критически важных машин и механизмов помогает операторам вовремя обнаруживать корневые причины неизбежных в будущем поломок. 

Настоящая статья даёт понимание того, как применять нижеприведённый тестовый инструментарий для производства измерений, отслеживания по временной шкале текущего состояния технологического оборудования и выявления предстоящих поломок/сбоев:
Интегрирование аппаратно-программных средств

Программы упреждающего/инициативного техобслуживания варьируются от высоко сложных – с режимами непрерывного online мониторинга и автоматическим генерированием сигналов тревог – до программ offline, смысл которых в рутинных инспекционных проверках и тестов в ручном исполнении. Суть же заключается в том, что техники-эксплуатационники переориентируют свой тестовый инструментарий, традиционно используемый лишь для отладки неисправностей, на программы упреждающего техобслуживания через процедуры замеров рабочих параметров оборудования и машин.

Средства мониторинга также варьируются по своей сложности – от цифровых инфракрасных термометров до тепловизоров с высокой разрешающей способностью, от анализаторов вибрации до приборов тестирования качества генерируемой электроэнергии, включая целую сеть датчиков, постоянно установленных на оборудовании и заведённых в компьютерную сеть. Инструментарий для регистрации текущих параметров очень многочисленный и включает в себя как портативные цифровые мультиметры (DMM), токовые клещи, тестеры сопротивления изоляции, так и специализированные измерители для анализа цепей и обводок электродвигателей и машинных установок.
 
Краткий перечень измерений посредством портативного инструментария:
                            Оборудование          Ключевые индикаторы                               Измерения
 Источник бесперебойного   питания UPS/шкаф модульного   распределения питания, PDU
 • Прерывистое отключение
 • Прерывания работы
 Среднеквадратичное значение напряжения/   тока,  Частоты (Hz), соединения,   сопротивление, считывание регистрационных   данных во времени на предмет наличия   аномалий
 Трансформаторы  • Нагрев
 • Жужжание
 Температура, сопротивление на нейтральном   заземлении, баланс напряжения, тока, потеря   соединений
 Панели/коммутационные плата  • Прерывистое отключение
 • Предохранители горячих     цепей
 Баланс напряжения, тока,  считывание   регистрационных данных во  времени для   поиска  аномалий, потеря соединений,   температура
 Органы управления   (Преобразователи частоты,   отключения)  • Аномалии в работе
 • Изменения в системной         работе
 Баланс напряжения, тока, пусковой ток, падения   напряжения,  Сопротивление соединений,   считывание регистрационных   данных во   времени для поиска аномалий
 Панели освещения  • Мигающие огоньки
 • Жужжание
 Баланс напряжения/тока, пусковой ток, падения   напряжения,   Сопротивление соединений,   считывание регистрационных данных во   времени для поиска аномалий
 Двигатели и иное оборудование   (коробки передач, помпы,   вентиляторы, охладители,   кондиционеры, генераторы, etc)  • Нагрев
 • Прерывистое отключение
 • Шум
 • Видимая, либо             зарегистрированная       вибрация
 Пусковой ток, сопротивление заземления,   температура, перегрузка,   баланс тока/   напряжения, сопротивление, ёмкость   конденсатора   запуска  двигателя, механические   несоответствия,  дисбаланс,   ослабления   механических соединений, плохое состояние   подшипников
 
*Ключ: Инфракрасный термометр (IR), цифровой мультиметр (DMM), тестер сопротивления изоляции (IRT), токовые клещи (CM), тепловизор (TI), вмбромер (VIB).
Примечание: Настоящие рекомендации не приводят полный перечень портативного измерительного инструментария, необходимого для упреждающего техобслуживания.

Рекомендации специалистов по систематизации процедур измерений
 
Процедуры упреждающего техобслуживания практически не отличаются от тестов на наличие неисправностей. Вы ищете признаки потенциальных неисправностей, посему все ваши тесты будут иметь прямое отношение к режимам неисправностей тестируемых оборудования и машин.

1.    Для каждого типа оборудования необходимо чётко идентифицировать потенциальные неисправности и ключевые индикаторы его работы;
2.    Определить какие именно измерения способны снизить вероятность возникновения проблем;
3.    Определиться, как часто машины и механизмы требуют проведения на них измерений;
4.    Сбор и отслеживание результатов, наблюдение за тенденциями и инициирование ремонтов при необходимости;
5.    Интегрирование всех технологий и графиков упреждающего техобслуживания в единую компьютеризированную систему по отслеживанию данных с функциями обмена статистикой, историями, отчётами и рабочими заказами на тесты. При корреляции данных, содержащихся в сведениях о проведённых измерениях, рабочие условия эксплуатации тестируемых машин, оборудования и механизмов должны быть вновь проанализированы и сведены в формат установленной отчётности.
 
Тестирование сопротивления изоляции заземления
 
Внимание: Перед тестированием кабельных разводок и двигателей, отсоедините все электронные органы управления — ненадлежащее задействование приборов для тестирования высокого напряжения может уничтожить эти органы.

 
Регулярное осуществление нижеприводимых тестов на сопротивление изоляции на нагрузках и соединениях поможет выявить неизбежные поломки оборудования.

•    Тестирование линий заземления и цепей нагрузки на стартере определяет уровень сопротивления стартера относительно земли, каналы цепей, готовые вот-вот отстыковаться и состояние нагрузочных кабельных каналов, подсоединённых к обмоткам двигателя и стартера.
•    «Красные флажки»: устройство переменного тока может безопасно работать при не менее 2 Мегаома относительно земли, устройство постоянного тока безопасно работает при не менее чем 1 Мегаом заземления.
•    При измерениях сопротивления 3-х фазного двигателя между нагрузочными ногами стартера, вы должны убедиться в наличии высокого сопротивления, после чего проводить подобного рода измерения уже между фазами.
Примечание: Тесты на сопротивление изоляции заземления, проводимые соответствующим прибором (ITR), требуют обязательной отстыковки от источников питания всех узлов оборудования и его компонентов, а также кабелей, т.е. всего того, что вы намереваетесь тестировать. Держите в голове эти требования при планировании своего рабочего времени.
 
Температура
 
 
Инфракрасные термометры представляют собой низко стоимостные варианты мониторинга состояния оборудования, тем самым появляется возможность быстрой и частой диагностики  его специфических узлов и компонентов, причём тогда, когда само оборудование находится в рабочем режиме. Используйте свои познания о вверенном вам оборудовании для определения ключевых «горячих мест», которые требуют особого внимания. После получения данных по температурным измерениям, сравните эти показатели и установленными эксплуатационными пределами и продолжайте наблюдать за тенденциями.  

Например, стоит сканировать на температуру корпуса подшипников на двигателях, переключатели на панелях предохранителей, а также все кабельные соединения по всему периметру оборудования. Для оптимизации измерений посредством пирометров постарайтесь осуществлять их (измерения) на как можно близком расстоянии от объекта, при этом убедитесь, что на результаты тестов не влияют отражения от поверхности. Регулярно проводите компенсацию излучающей способности прибора. 
 
Тепловизионное обследование машин и механизмов
 
Приборы для тепловизионного обследования представляют собой ключевой инструмент для программ упреждающего техобслуживания. Вы можете применять их для быстрых режимов измерений и сравнивания тепловых сигнатур по каждому участку тестируемого оборудования, не прерывая работу самого этого оборудования.
 
 
Посредством тепловизоров вы обретаете способность быстро обследовать значительно большую площадь, чем делать это пирометром, тем самым немедленно видеть, как температуры различных участков соотносятся друг с другом.
 
Если температура или тепловые шаблоны явно отличаются от предыдущих, то необходимо задействовать иные технологии техобслуживания – анализы вибраций, тестирование кабельных цепей двигателя, воздушный ультразвук, анализ смазочных ингредиентов – всё для понимания сути проблем, а также времени, что потребуется на их устранение и последующего внесения тестируемого оборудования в обновлённый график техобслуживания.  

Примеры применений теплового обследования:

•    Мониторинг и измерения характеристик температур подшипников, а также общего состояния полостей в больших двигателях и иного оборудования с узлами вращения;
•    Идентификация “горячих участков” или “холодных участков” в электронном оборудовании;
•    Идентификация утечек и определение уровней жидкости в герметичных сосудах и цистернах;
•    Обнаружение прорех изоляции в технологических трубопроводах и иных процессах, где имеются изоляционные покрытия;
•    Обнаружение неисправных контактов и соединений в электросетях высокого напряжения;
•    Локализация перенапряжённых прерывателей электро цепей в блоках распределения электроэнергии;
•    Идентификация плавких вставок, которые уже достигли, либо близко к своему уровню максимальной токовой ёмкости, либо имеют ненадлежащую изоляцию;
•    Идентификация проблем в электро выключателях;
•    Регистрация температурных показаний технологических процессов.

Тестирование вибраций
 
 
После того как сбор данных был завершён, они должны быть проанализированы для выявления источников, местоположения и уровня опасности проблем. Данные по вибрации обычно собираются посредством электронного устройства сбора данных и акселерометра. Регистрация данных измерений осуществляется через установку акселерометра возле каждого положения подшипников вдоль системы приводов. При этом должен использоваться наиболее соответствующий текущей обстановке метод крепления приборов (например, магнитная плита или монтажная прокладка). В обязательном порядке требуется убедиться, что сенсоры смонтированы правильным образом, чтобы поступающие от оборудования данные тестов были максимально достоверными.

Подсказки:

•    Поместите сенсор как можно ближе к подшипнику или на прочный конструктивный элемент, на котором и покоится сам подшипник;
•    Положение сенсора должно быть параллельно или перпендикулярно полу. Старайтесь следить за этим насколько это возможно;
•    Избегайте монтажа сенсора на тонких поверхностях (как то веерные кожухи) и охлаждающие вентиляторы;
•    Не проводите измерений параметров подшипника со станины машины или с изготовленной основы;
•    Прикрепите сенсор к чистой, плоской, чисто металлической поверхности – насколько это возможно. Тонкие поверхности краски, грязи, масла или иных субстанций понижают как силу крепления магнита, так и высокочастотные показатели от сенсора; •    Если это возможно, проводите измерения на обоих концах двигателя;
•    Для получения последовательных данных по временной шкале, очень важно поместить акселерометр в точно такое же место на машине, как вы это и делаете всегда при производстве измерений;
•    При производстве измерений не путайте места уплотнения подшипников с местоположением помп. 

Вибрация привода может меняться в зависимости от нагрузки и температуры двигателя. Исключением из этого правила являются машины со смещёнными карданными валами. Рекомендуется, чтобы тестирование вибраций осуществлялось тогда, когда машина работает в устойчивом положении и при стандартных рабочих температурах. Тестирование машин, всё ещё пребывающих в «холодном» состоянии не рекомендуется, поскольку в этом случае вибрационные сигнатуры будут отличаться от аналогичных сигнатур в обычном рабочем режиме, т.к. температура влияет на  центровку валов и рабочие зазоры как результат расширения материалов при нагреве. В случае насосов,- кавитация, заглатывание воздуха или давление нагнетания повлияет на результаты тестов на вибрацию. Поэтому насосы не должны быть тестируемы при закрытых выпускных клапанах; однако, если требуется их тестировать в условиях рециркуляции, то рециркуляционный клапан должен быть частично закрыт, чтобы присутствовало обычное давление нагнетания. 
 
Тестирование сопротивления
 
Внимание: Тестирование сопротивления должно осуществляться при отключённом электропитании. В противном случае измерительный прибор  или цепь измерений будут выведены из строя.  
Используйте цифровой мультиметр для проверки сопротивления по большинству электро соединений. Показатели чрезмерного сопротивления указывают на деградацию этих соединений, что может вызвать понижение питающего напряжения, внезапные отключения и в перспективе выход технологического оборудования из строя.
•    Цифровые мультиметры с высоким разрешением (DMMs) также способны измерять сопротивление по всему периметру реле или контактов прерывателей цепи. Сопротивление повышается при деградации контактов;
•    Пирометры также способны выявить соединения с высокими показателями сопротивления, которые появляются на экране прибора в виде «горячих точек» в сравнении с соединениями в хорошем состоянии.
 
Особенности DMM: Большинство DMMs проводят измерения до 0.1 ohm, а некоторые измеряют до величины 300 megohm. Для точных измерений низких значений сопротивления обязательно задействуйте функцию REL прибора, тем самым вы устраняете сопротивление его щупов.
 
Постоянный и переменный токи

Внимание: после измерений токов посредством DMM, не забудьте установить тестовые щупы на положение измерения напряжения перед тем, как измерять само напряжение.
По мере своего старения нагрузки постепенно увеличивают показатели тока. Регулярные измерения тока помогут отслеживать уровень надёжности тестируемого оборудования. Применяйте либо токовые клещи, либо мультиметр в комбинации стоковыми клещами для измерений показателей постоянного и переменного токов.  
 
Дисбаланс напряжения
 
Дисбаланс напряжения на чуть более 2% может понизить работоспособность машин и механизмов и стать причиной их преждевременного отказа. Применяйте DMM для проверок напряжения между фазами на предмет падения его (напряжения) значений на защите и коммутационных панелях т.е устройствах, через которые поступает электропитание от важного технологического оборудования  Дисбаланс напряжения можно рассчитывать по следующим формулам:
 
Среднее значение volts = (ph1 volts ph2 volts ph3 volts)/3
Процент дисбаланса напряжения на ph1= ((ph1 усреднённое значение)/среднее значение напряжения) x 100
Примечание: Падение напряжения по предохранителям и переключателям также может свидетельствовать о дисбалансе двигателя и как следствие выделение от него избыточного тепла. Перед тем, как считать, что вы выяснили суть проблемы, обязательно несколько раз проверьте температуру двигателя посредством бесконтактного термометра.
 
Дисбаланс тока
 
Другой причиной перегрева оборудования может являться дисбаланс тока. Используйте токовые клещи или токовые клещи переменного тока совместно с DMM для проверки утечки тока на каждой из 3-х ног. Для расчёта среднего значения тока, суммируйте показатели тока от всех 3-х ног и разделите на три. После этого получите процент дисбаланса, вычитая действующее значение тока на одной ноге  от усреднённой величины amps, после чего разделите на усреднённое значение и умножьте на 100. Более 10% дисбаланса уже является проблемой. 
 
Среднее значение amps = (ph1 amps ph2 amps ph3 amps)/3
Процент дисбаланса на ph1 = ((ph1 среднее amps)/среднее amps)) x 100
 
Пусковой ток
 
Если электромотор работает не надлежащим образом или же неожиданно сработала (отключилась) плата управления, проверьте параметры пускового тока при запуске мотора при помощи токовых клещей или DMM с такой функцией. Значение пускового тока может превышать 12-ти кратную величину от стандартной, что значительно выше, чем на то рассчитан предохранитель, рассчитанный на предотвращение перегрузок электроцепи. Оценка характеристик пускового тока основывается на сравнении полученных показателей пускового тока во времени в отношении конкретного электромотора. 
 
Безопасность и Требования к Измерительному Инструментарию
 
Перед тем, как использовать цифровой мультиметр (DMM) или же иной тестовый инструментарий для упреждающего техобслуживания, необходимо учесть имеющие место ограничения в характеристиках приборов, что вы намереваетесь применять, а также и меры безопасности, составляющие важнейшую часть ваших работ. 

•    Выбирайте такой мультиметр (DMM),который рассчитан на 1000 V CAT III/600 V CAT IV, а также токовые клещи на 600 V CAT III;
•    Относительно DMMs, пользуйтесь такими, что имеют функцию расчётов среднеквадратичного значения (rms), измерений сопротивления на 0.1 ohms или менее, ёмкости до 9999 microfarads, и частоты. Если вам требуется регистрация всех данных измерений во времени, то применяйте DMM с функцией регистрации данных/событий, Min/Max показателей, при этом прибор должен иметь достаточную память, батарейное питание с «долгой жизнью», оптический разъём и прикладное ПО для загрузки данных измерений на ваш ПК;
•    В отношении обычных промышленных и коммерческих электродвигателей применяйте тестеры сопротивления изоляции с минимальным выходом 500 V и возможностями измерений сопротивления до нескольких gigohms.
•    Определите насколько близко на безопасном расстоянии вы можете отстоять от тестируемого оборудования при измерениях его температурных показателей и имейте это в виду при расчётах положения пирометра с соответствующими х-ками. Показатель расстояния до пятна 50:1 позволяет получать точные результаты измерений с дистанции 2.4 метра, в зависимости от излучающей способности объекта измерений;
•    Убедитесь в том, что уровень напряжения на тестовых пробниках соответствует среде, в которой эти измерения осуществляются. Тестирование сопротивления изоляции обычно требует наличия высоковольтных пробников, что поставляются в комплекте с определёнными моделями DMM.
•    Если стоит задача проведения живых измерений в трёхфазной среде, то необходимо иметь соответствующее персональное защитное оборудование, при этом используйте метод тестирования по трём точкам (см. ниже). При этом по возможности, удерживайте одну руку в кармане для предотвращения перетекания тока через ваше тело. 
 
Метод тестирования по 3-м точкам:

1.    Тестируйте знакомую вам «живую» цепь.
2.    Тестируйте конкретную электроцепь.
3.    Ещё раз протестируйте «живую» цепь.

Следуя этим правилам, вы имеете возможность убедиться, что ваш прибор работает надлежащим образом до и после проведения измерений, а также что сама электроцепь «живая».
 
Ссылка на веб-сайт