post

Termográfia

Termográfia

A termográfiai vizsgálatok elméleti alapjai

Az elektromágneses sugárzásnak rendkívül széles spektruma van. Az ember számára a látható fény alegfontosabb. A Nap sugarainak kb 50 %-a látható fény, kb 30%-a az infravörös: tartomány.  Állatvilág igen változatos, pl. a csörgőkígyó az infravörös tartományban „lát”. „Amit kispórolt belőlünk a természet, azt a mérnökök lehetővé tették”

A hő terjedésének három formája létezik:

Hővezetés: Hő egy közeg egyik – magasabb hőmérsékletű – részéből annak másik, hidegebb része felé áramlik, a közeget alkotó részecskék elmozdulása nem számottevő. A gázoknál ez a mozgás rendezetlen.

Hőszállítás: A részecskék rendezett mozgása révén jut tovább a hő.

Hősugárzás: Elektromágneses sugárzás útján jut el a hő az egyik helyről a másikra, ennek viselkedése hasonló a fényhez.

Egy test sugárzással szembeni viselkedése

A hőenergia és az infravörös tartomány jellemzése

A hő nem más, mint az anyagi molekulák mozgási energiájának átlagértéke. A gázokban a molekulák rendszertelen mozgást végeznek, egymásnak és a teret határoló falnak ütközve. Ütközéskor a mozgási energiájukból veszítve, hőenergia keletkezik.
A szilárd testekben a rácspontok körüli rezgés formájában nyilvánul meg, ahol a kitéréssel arányos a hőmérséklet. Tovább növelve a hőmérsékletet, az atom kiszakad a rácskötésből, az anyag folyadékfázisba megy át.
A folyadékokban az atomok, molekulák már szabadabban mozognak, megnő a szabad úthossz, de még nem annyira, mint a gázhalmazállapotú fázisban.

Ha zárt térben két különböző hőmérsékletű test van, megindul közöttük a hőcsere. Ha érintkeznek, hővezetéssel, ha nem hősugárzással törekednek a kiegyenlítődésre.
Egyensúlyra való törekvés: a térben minden helyen azonos hőmérséklet alakuljon ki (homogén hőeloszlás).
A hőenergia, amennyiben nincs beavatkozás, mindig a magasabb hőmérsékletű helyről áramlik az alacsonyabb hőmérsékletű hely irányába (hőtan II. főtételének egyik megfogalmazása). Ez a hő kinetikai értelmezése.

Az infravörös tartomány elhelyezkedése az elektromágneses spektrumban:

 

Az infravörös sugárzás két tartományra osztható: Közép –IR (3-8 μm), Távoli –IR (8-15 μm) A mérések során a közeli termográfiában 0,7 μm-től a 12 μm tartományban vizsgálódunk.

 

Lényeges különbség a két tartomány felhasználásában van:

A közép-IR-t használó műszer képes üvegen át is érzékelni a hőmérsékletet, viszont az atmoszféra hatásaira rendkívül érzékeny.
A távoli-IR üvegen át nem érzékeli a hőmérsékletet, viszont az atmoszféra hatásaira alig érzékeny, a gyakorlatban sokkal könnyebben használható.

 

A testek sugárzására vonatkozó törvények

A különböző test különböző sugárzási tulajdonságokkal bírnak. Ideális sugárzó a fekete test:
A fekete test rendelkezik a legnagyobb hősugárzással, az emisszivitása (~100% azaz ε~1) (elnyelő képessége is ennek a legnagyobb).
A fekete testen kívül termodinamikailag megkülönböztetünk még szürke, illetve színes testeket.

A Termográfia elméleti háttere

A termográfia hősugárzás detektálásán alapuló, képi megjelenítéssel dolgozó hőmérséklet mérő eljárás. Termografikus felvételek készítése során egy tárgy által kibocsátott infravörös sugárzást alakítunk át képpé, és azt ún. hamis-szín képpel jelenítünk meg. A tárgy és az általa kibocsátott sugárzás között szoros összefüggés van, a sugárzás függ:

  • a vizsgált tárgy felületi hőmérsékletétől,
  • a felületi tulajdonságaitól és
  • a környezet tulajdonságaitól.

Mérési eredményt befolyásoló legfontosabb tényezők:

  1. a tárgy emissziós tényezője
  2. környezeti hőmérséklet és a környezet tulajdonságai
  3. a vizsgálandó tárgy távolsága a mérőműszertől
  4. relatív páratartalom
  5. egyéb tényezők (hősugárzó tárgy a vizsgálandó tárgy közelében, reflexió, légkör csillapítása)

 

A tárgy emissziós tényezője:

Az egyik legfontosabb paraméter a tárgy emissziós tényezője, röviden a tárgy azon tulajdonsága, amely megmutatja, hogy az abszolút fekete testhez képest milyen mértékű energiát képes kibocsátani. A legtöbb test emissziós tényezője 0,1 és 0,99 közötti értéktartományba esik. A polírozott, fényes
felületek 0,1 , míg a matt oxidált felületeké lényegesen nagyobb, 0,8-0,99.

 

Környezeti hőmérséklet és a környezet tulajdonsága

Ez a paraméter a tárgyban tükröződő környezet, valamint a tárgy és a mérőműszer közötti közeg saját sugárzását küszöböli ki.

 

Távolság és a relatív páratartalom

A sugárzás hatása a távolsággal arányosan csökken az elnyelődés hatására, ezért különösen nagy távolságoknál kell figyelembe venni. Az elnyelődés mértéke szintén függ a relatív páratartalomtól is.

 

Termográfia alkalmazási területei:

Ipari felhasználások:

  • Villamos rendszerek
  • Gépészeti rendszerek
  • Építészeti rendszerek
  • Kohászati rendszerek
  • Minőségi ellenőrző rendszerek

Polgári felhasználások:

  • Gyógyászati rendszerek
  • Mezőgazdaság
  • Hulladék kezelés
  • Geológia
  • Tűzoltóság

Katonai, határvédelmi, rendészeti felhasználások:

  • Éjjel látó készülékek
  • Hőkövető rakéták
  • Infra reflektorok

VILLAMOS RENDSZEREK

  • Kötéshibák
  • Fázis asszimmetriák
  • Túlterhelt rendszerek
  • Melegedések
  • Hibásan működő alkatrészek
  • Gépészeti meghibásodásra utaló jelek

GÉPÉSZETI RENDSZEREK

  • Csapágyhibák (csak durva hibák)
  • Gépbeállítási problémák
  • Kenetlenség, szorulások
  • Rendellenes melegedés
  • Kazánok vizsgálata
  • Szigetelések vizsgálata
  • Villamos motorok túlterheltsége
  • Kondenzátorok, gőzleválasztók
  • Gőzszerelvények működése

ÉPÍTÉSZETI RENDSZEREK

  • Hő hidak kimutatása
  • Hőszigetelés vizsgálat
  • Nyílászárók beépítési hibái
  • Beázások
  • Falban lévő vezetékék dugulása, repedése
  • Egyéb
post

Rezgésdiagnosztika

Rezgésdiagnosztika

                

Rezgésdiagnosztika értelmezése:

Ez az összeállítás a szerkezetek állapotának megítélésénél alkalmazott rezgésdiagnosztikai módszerekkel – mint a roncsolásmentes szerkezeti vizsgálatok egyik speciális területével – foglalkozik.

Minden szerkezeti elem, vagy teljes szerkezet működését rezgésjelenségek, zajok fellépése jellemzi. Függvénye a pillanatnyi állapotnak, működésmódnak és információtartalma – kellő ismeretek birtokában – meghatározó mind az elhasználódás mértékének, mind a működési rendellenességek megítélése során.
A rezgésvizsgálat vagy rezgésdiagnosztika az egyik legkorszerűbb karbantartási rendszer. Alkalmazásával a szerkezet leállítása és megbontása nélkül bármikor megállapítható a kérdéses egység vagy szerkezet pillanatnyi állapota, károsodásának mértéke, várható élettartama, majd ezek alapján egy esetleges beavatkozás szükségessége és ennek időpontja az üzemeltetés függvényében. Ennek segítségével tervezhetővé válik maga a karbantartási folyamat is.

A rezgés egy egyensúlyi helyzetéből ellentétes irányokba kitérő testnek, anyagi részecskének vagy fizikai jelenségnek (pl.: villamos feszültségnek) periodikus ingadozásaiból álló változása, illetve e változásnak egy mozzanata. Lehet csillapítatlan, amikor például a kitérés állandó vagy csillapított, ahol e változás az idő függvényében csökken. E megfogalmazáson túl a jelenség lehet aperiodikus is, amelynek időbeli lefolyása elvileg minden periodicitástól mentes. Maga a rezgés leírható a kitérés (s), a sebesség (v) vagy a gyorsulás (a) időbeli változásával. A periodikus rezgés legegyszerűbb esete a tisztán szinuszos rezgés. A rezgésjellemző alatt általában azt a fizikai mennyiséget értjük, amely erősségére utal.

Méréstechnikai okokból ez a kitérés, sebesség vagy gyorsulás lehet. Bármelyikük a frekvenciával és a fázisszöggel kiegészítve az idő függvényében a jelenséget egyértelműen leírja. A kitérést választva a kisfrekvenciájú összetevők kerülnek előtérbe. A gyorsulásmérés pedig inkább a nagyobb frekvenciájú összetevőket emeli ki. Alkalmazása kiegyensúlyozatlanság kimutatása, kis légrésű forgó gépek, továbbá szerszámgépek esetén szokásos. Ez utóbbiaknál ugyanis a megmunkált felület mérete, alakhűsége és felületminősége meghatározza a megengedhető kitérést.
A rezgéssebesség a rezgés energiatartalmával van kapcsolatban. Gépállapot, épületkárosodások elbírálására és kimutatására, továbbá például földrengések erősségének mértékére egyértelműen jellemző. Az élő szervezetre gyakorolt hatás szempontjából a rezgésgyorsulás mérvadó, de bizonyos esetekben a gépészeti gyakorlat is alkalmazza, például gördülőcsapágyak állapotellenőrzésénél.

Rezgéserősség:

A gép jellemző pontjain (minden csapágyházon a tér három főirányába mérünk) mért effektív rezgéssebességi értékek legnagyobbika. Ez az érték képezi az alapját az ISO 2372 (vagy azzal gyakorlatilag azonos nemzeti és nemzetközi szabványok) szerinti állapotminősítésnek.
A következő táblázatok az e szabvány szerinti minősítési és értelmezési osztályokat mutatja. A gépeket nagyság és egyéb jellemzők alapján sorolják az egyes csoportokba.

    

 

 

 

post

Lézeres tengelybeállítások

Lézeres tengelybeállítások

A gyártási minőség javulása és a termelékenység növelése érdekében alapvető követelmény a gyártó gépek telepítési és üzemi paramétereinek precíziós beállítása, folyamatos ellenőrzése és szükség szerinti korrekciója.

Ha ezeket a beállításokat nem végezzük el, akkor a működés közben a tengelyekben erők, feszültségek, erős rezgések léphetnek fel. Ezek a hatások kopáshoz, törésekhez vezetnek és csökkentik a gép élettartamát.

A tengelybeállítási hibák leggyakoribb okai:

  • a gyártás hibái
  • terhelések okozta deformációk
  • hőmérséklet által létrehozott deformációk
  • a tengelykapcsolók hibái
  • a tengelyek befeszüléséből származó hibák
  • a hosszú tengelyek lehajlása
  • a gépsúly alatt bekövetkező lehajlások

Tengelybeállítási problémák

A géprezgések és az ebből adódó tönkremenetel egy jellegzetes csoportját alkotják a forgógépek tengelybeállítási problémái. Egy termelési folyamatban a gépek általában nem önmagukban működnek, hanem egymással összekapcsolva, gépláncot alkotva elégítenek ki valamilyen igényt.

Az egymással egy vonalban elhelyezett gépek összekapcsolását tengelykapcsolókkal oldják meg, ezért a gépek egymáshoz viszonyított helyzetének beállítása – egy egyenesre való felfűzése – mellett nagy figyelmet kell fordítani magára a nyomaték átvivő, összekötő elemekre, a tengelykapcsolókra is.

A gépek meghibásodásával foglalkozó szakemberek statisztikai adatai szerint a tönkremenetel legtöbbször a kopás, illetve a kiegyensúlyozatlanság miatt áll elő. Ezeket a hibaokokat szorosan követi a tengelybeállítás hiányából, vagy a tengelykapcsolók valamely hibájából fakadó üzemzavar.

 

A tengelykapcsolók hibái

A gyártás hibáit a pontosság szigorításával és a tűrések növelésével lehet javítani. A terhelés és a hőmérséklet okozta hibákat jobb konstrukciós kialakítással lehet kiküszöbölni. Az esetlegesen még fellépő tökéletlenségeket a tengelyek és tengelykapcsolók beállításával lehet megszűntetni.

A hibásan elkészített vagy összeszerelt tengelykapcsolóknál a tengely deformációt szenved. ennek következtében a csapágyakra körbeforgó terhelés adódik, melyet a keltett rezgések alapján ki lehet mutatni. A tengelykapcsolók háromféle hibáját különböztetjük meg:

  • síkütés
  • radiális ütés
  • osztáshiba

Síkütés:

A tengelykapcsoló homlokán axiális irányban mérhető ki. Ez olyan esetben áll elő, amikor a tengelykapcsoló homloksíkja nem merőleges a geometriai forgástengelyre.

A jól beállított, de ilyen tengelykapcsolóval szerelt tengelyek rugalmas deformációt szenvednek. Üzemelés közben ebben a deformálódott helyzetükben forognak tovább.

 

Radiális ütés:

vagy másik nevén külpontosság, a tengelykapcsoló henger felületén mérhető radiális irányú hiba

Ha két gépet ilyen tengelykapcsoló köt össze, akkor itt is rugalmas deformációt szenvednek és alakjukat megtartva forognak körbe.

Az ilyen módon összekapcsolt tengelyek deformációja többszörösére növeli a csapágyak igénybevételét. Különösen nagyméretű, merev gépeknél okoz gyors tönkremenetelt.

Osztáshiba:

a tengelykapcsolók fogainak, dugóinak, lamelláinak, vagyis az egymásba kapcsolódó részeinke az egyenlőtlen elosztása.

Ennek következtében az erő és a nyomaték átvivő elemek nem egyenlően részesülnek a terhelésben. Az ilyen típusú hiba a tengelykapcsoló tönkremeneteléhez vezethet, illetve üzemelés közbeni mechanikus rezgések keletkezhetnek.

 

A tengelybeállítás hibái

A gyakorlatban a géplánc tengelyei különféle helyzeteket vehetnek fel. Az ideális helyzet, vagy más néven egybeesés, amire mindig törekszünk, de tökéletesen nem tudjuk megvalósítani.

A kapcsolódó tengelyek helyzete alapján megkülönbözetünk:

  • párhuzamossági eltérést
  • metsződést
  • kitérést
  • belső beállítási hibát

Párhuzamossági eltérés: párhuzamossági hibáról akkor beszélünk, ha két gép geometriai értelmben vett forgástengelyei párhuzamosak ugyan, de nem esnek egybe:

Metsződés: metsződés esetén a geometriai értelemben vett forgástengelyek nem párhuzamosak egymással, hanem szöget zárnak be. A metsződés lehet a tengelykapcsoló szimmetriai síkjában, de azon kívül eső ponton is:

Kitérés: esetén a kapcsolódó tengelyek egyben párhuzamosan és szögben is eltérnek az ideálistól. A gyakorlatban a legtöbb esetben ilyen összetett módon (térben) jelentkeznek a tengelybeállítási hibák.

 

Tengelykapcsoló hiba kimutatása rezgésdiagnosztikával

Az egytengelyűség ellenőrzése és beállítása

Mivel a tengelybeállítási hibák leggyakrabban “kitérő” tengelyhelyzetként jelennek meg, a gépcsoportok beállítását

  • a vízszintes és
  • függőleges síkban is el kell végezni

A vízszintes mozgatás elcsúsztatással a függőleges pedig alátétlemezekkel történik.

Gépláncok esetében a beállítást mindig a munkagépnél kell kezdeni, a munkagép ugyanis általában a legnehezebb, így hozzá képest a hajtóművet, illetve a hajtóműhöz képest a villamos motort egyszerűbb mozgatni.

 

Szöghiba jellegzetes rezgésspektruma

Párhuzamossági hiba jellegzetes rezgésspektruma

Tengelybeállítási hibák megengedhető értékei

PRÜFTECHNIK ROTALIGN  lézeres mérőeszköz működése

 

A lézeres műszerrel precízen beállított tengelykapcsolókkal

  • csökkennek a rezgések,
  • csökken az energiafelhasználás,
  • növekszik a csapágyak és a tengelytömítők élettartama,
  • növekszik a tengelykapcsoló élettartama stb.
  • A lézertechnológián alapuló műszerek magas fokú precizitást és egyszerűbb mérést/beállítást nyújtanak a konvencionális módszerekhez. képest

 

Modern műszerrel gyorsan és megbízhatóan megállapíthatjuk a következő hibákat

  • a tengelykapcsolók párhuzamossági hibája,
  • a tengelykapcsolók szöghibája,
  • a tengelykapcsolók párhuzamossági és szöghibájának kombinációja,
  • kardán-hajtások beállítása,
  • a horizontális gépek tengleykapcsolóinak hibája,
  • a vertikális gépek tengelykapcsolóinak hibája,
  • a hőtágulás hatását a berendezésre – “Thermal offset”,
  • a talpazat elasztikus deformációjának hatását – “Soft check”,
  • több összekötött tengelykapcsoló hibáját – “Machine train”.

 

A “puha láb” jelenség

Függőleges tengelyek beállítása

 

post

Ultrahangos szivárgásvizsgálat

Ultrahangos szivárgásvizsgálat

Az ULTRAPROBE 9000 műszer segítséget nyújt a preventív és prediktív karbantartások tervezéséhez.
Ez a többfunkciós ultrahangos műszer alkalmas egyszerű lég- és gázrendszerek szivárgásvizsgálatára, de alkalmas elektromos és mechanikus rendszerek hibafelderítésére is.

ULTRAPROBE alkalmazási területei:

  1. SZIVÁRGÁSVIZSGÁLAT

Ezzel a módszerrel légnemű anyagok szivárgását vizsgálhatjuk mind nyomás, mind vákuum alatt, csövek, szelepek, gépalkatrészek esetén.

Mi gerjeszt ultrahangot a résen?

Amikor egy gáz nyomás alatt kiáramlik egy résen, egy nyomás alatti lamináris áramlásból alacsonyabb nyomású turbulens áramlás keletkezik ( 1. Ábra).

A turbulencia széles tartományú hangot generál, melyet „fehér hangnak” neveznek. Ebben a hangban vannak ultrahang összetevők, melyet a műszer érzékel.
Vákuum rendszerben is ugyanígy keletkezik ultrahang azzal a különbséggel, hogy a vákuumszivárgás kisebb intenzitású, mint a nyomás alatti rendszerben keletkező hang ugyanolyan áramlás mellett. Ennek az oka, hogy a turbulencia a vákuumrendszeren belül keletkezik, nem az atmoszférában.

1.Ábra

Milyen gáz szivárgása észlelhető a műszerrel?
Bármilyen gázszivárgás észlelhető, mert a műszer a gáz által okozott turbulenciát méri.

Az Ultraprobe műszerrel pneumatikus rendszerek, nyomás alatti kábelek, légfék rendszerek, tartályok, csövek, tömítések, turbina kiömlések, vákuum kamrák, anyagmozgató rendszerek, sűrített levegővel üzemelő termelő berendezések is vizsgálhatók.


GYAKORLATBAN:

Amikor a kompresszorok üzemórája megnövekszik, sziszegés hallatszik a rendszeren, csapoknál, kézi szerszámoknál, gyors csatlakozóknál, gépek belsejéből.
Ajánlatos a rendszert a sűrített levegővel vagy vákuummal működő gépekkel együtt félévente átvizsgálni, mert az alábbi táblázatok alapján a rendszer vesztesége éves szinten súlyos milliókba kerül, amit a rendszeres méréssel és karbantartásokkal nagymértékben csökkenteni lehet !

  1. CSAPÁGYAK ELHASZNÁLÓDÁSI VIZSGÁLATA

Csapágyak ultrahangos vizsgálata megbízható módszer azok állapot felmérésére. Az ultrahang alacsony rezgésfrenvenciánál figyelmeztet a közeledő hőmérséklet-emelkedésre.
Csapágyak esetén az ultrahangos vizsgálattal az alábiiak deríthetők fel:

  1. Kezdődő csapágyfáradási hiba
  2. Felületi kopások
  3. Kenőanyag hiánya vagy többlete.

Golyós vagy görgős csapágyak fáradása felületi deformációkkal jár, ami ultrahang hullámok kibocsátását okozza. A kezdeti állapothoz képesti 12-50 szeres amplitudó növekedés kezdődő csapágyhibát jelez. Ha a kezdeti ultrahang jelszinhez képest 12 dB zajnövekedés mérhető, akkor ez a bizonyítéka a kezdődő öregedésnek.
Ezt eredetileg a NASA fedezte fel golyóscsapágyakon végzett kisérleteivel. Megállapították, hogy az amplitudó növekedése előbb jelzi a kezdődő hibát, mint a melegedés vagy a vibráció.

Az ultrahangos vizsgálattal a kezdődő csapágygolyó egyenetlenségek hamarabb kimutathatók, mint a hagyományos rezgésmérésekkel. A műszer hallható hanggá alakítja az ultrahangokat és a gyakorlott szakember különbséget tud tenni a jó és a rossz csapágyhangok között. A jó csapágy hangja surrogó, sziszegő, a ropogós vagy durva hang jelzi a csapágyhibát. Egy megrongálódott golyó kattogó hangot ad, az egyforma durva hang rongálódott futópályát vagy golyót jelez. A hangos surrogó hang jelzi a kenés hiányát.

 

  1. ELEKTROMOS ÍV, KISÜLÉS, NYOMKÖVETÉS

Három alapvető elektromos probléma detektálására alkalmas az Ultraprobe 9000:
Ívképződés: amikor az áram a levegőn keresztül halad, mint pl. a villám.
Kisülés (Korona): amikor az elektromos vezetőben a feszültség átlépi a küszöbértéket, akkor körülötte a levegő ionizálódik, kék vagy lila színben izzik.
Nyomkövetés: mikor az áram követi a megrongálódott szigetelést.
Legtöbb esetben az Ultraprobe 9000 műszert közép és nagyfeszülségen használják a fenti esetek kiderítésére.

Amikor az áram szökik a nagyfeszülségű vezetéken vagy „átugrik” egy elektromos kapcsolón, megzavarja a körülötte levő levegő molekulákat és ultrahangot generál. Ez legtöbbször ropogó, sülő hangot ad, néha pedig búgásként hallatszik.
Tipikus alkalmazások: szigetelések, kábelek, kapcsolók, relék, transzformátorok stb.