страница - 130
3.9.10. Вибродиягностика
Физический | Измеряемые параметры вибрации | Область эффективного применения | ||||||||||
принцип; преобразователь | абсолютной | относительной | Динамическая сила, Н | Частота, Гц | Энергетика | Нефтс химия | Авиакосмос | Виды продукции | ||||
Перемещение, мкм | Скорость, мм/с | Ускорение, м/с2 | Перемещение, мкм | Скорость, мм/с | Ускорение м/с2 | |||||||
Пьезоэлектрический | ОД - 100 | 0,2 - 2000 | ю-6 - 106 | - | - | - | 5 • IQ3 - 106 | 0,3 -5-Ю4 | + | + | + | Датчики вибрации и удара |
Вихрето-ковый | 0,1 - 3-Ю3 | 0,1 - 3-Ю3 | ю-3 - 104 | 0 - Ю4 | + | + | Измерите ли, регистраторы и анализато ры | |||||
Индукционный | 0,1 - 2-Ю6 | 0,02 - 104 | ю-5 - 103 | 0,03 -5-Ю3 | + | + | Контроль но-сигна-льная и виродиаг-ностичес-кая аппаратура | |||||
Оптический (в т.ч. лазерный) | з • ю-2 - 106 | Ю-2 . 105 | До 106 | 1 - 105 | Оборудование для вибрационных и ударных испытаний | |||||||
Целя использования
Выявление дефектов типа нарушения сплошности - обнаружение поверхностных трещин размером 0,1 - 1,0 мкм.
Определение физико-механических свойств - усталость материалов, степень окисления поверхкости, износ.
Определение динамических характеристик - контроль зарождения и роста трещин.
Области использования
Контролируемые материалы - металлы.
Объекты контроля и технологические операции - износ подшипников, механическая обработка металлов.
Диагностика - выявление зарождающихся дефектов в напряженных конслрухциях.
Примеры - подшипники, авиационная техника.
Ограничения
По технологичности - требуется плотный контакт системы детектирования электронов с поверхностью объекта или размещение объекта и этой системы в вакууме.
По расшифровке - необходимо идентифицировать сигналы от окисных пленок и дефектов.
Другие ограничения - существенно влияние загрязнении на поверхности объекта.
По чувствительности и/или разрешению - метод не чувствителен к внутренним дефектам объекта.
Родственные методы контроля - акусти-коэмиссионный метод.
3.9.10. ХАРАКТЕРИСТИКИ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ
Данные об основных параметрах современных средств и методов неразрушающего контроля приведены в табл. 3.9.1 - 3.9.10 (см. с. 390 - 399).
Глава ЗЛО
ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ КОНТРОЛЯ И ТЕХНИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ
1. ИНТЕЛЛЕКТУАЛИЗАЦИЯ МЕТОДОВ и средств контроля и технической ДИАГНОСТИКИ (ТД)
В основе решения диагностических задач лежит прежде всего оптимальный выбор физического явления, дающего наиболее объективную информацию о параметре диагностирования. Важнейшей проблемой становится не фиксация дефекта как уже возникающего отклонения от нормируемого параметра, а исследование и регистрация физических и дру-
гих эффектов, предшествующих времени перехода материала или изделия в "дефектное" состояние. Акустическая эмиссия, механо-эмиссия, возникающее при деформациях диэлектриков и металлов ачектромагнитное излучение в диапазоне от радиоволнового до жесткого рентгеновского излучения, включая весь промежуточный диапазон видимого, инфракрасного и ультрафиолетового излучений, демонстрируют далеко не использованные физические возможности создания нового уровня интеллектуальных средств контроля и ТД.
Интеллект диагностики начинается прежде всего с правильного выбора физического эквивалента, наиболее адекватного изучаемому явлению, характеризующему работоспособность объекта. На основе этого должна проектироваться диагностическая технология. Для решения этой проблемы используются датчики на базе микроэлектронной технологии, построенные на основе самых различных физических явлений.
Широкая номенклатура преобразователей и сенсоров требует обоснованного выбора оптимального варианта использования их на практике, согласования с исследуемыми параметрами и функциями управления объектов контроля.
Интеллектуализация современных методов контроля и ТД связана с их интенсивной компьютеризацией, широким использованием встроенных персональных и мини-ЭВМ, разработкой большого ряда алгоритмов тестового и функционального диагностирования. Стали нормой перевод диагностической информации в двух- и трехмерное изображение с последующей обработкой в реальном масштабе времени, амплитудофазочастотная обработка многомерного сигнала, реконструктивная томография, томосинтез и т.д. Это потребовало введения в аппаратуру множества специальных процессоров.
Переход на экспертные диагностические системы, многомашинные испытательные комплексы для крупных промышленных объектов - актуальнейшая проблема научно-технического прогресса (НТП).
2. РАЗРАБОТКА ЕДИНОЙ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ ТЕХНИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЭДЫ
С увеличением масштаба НТП, постоянными стихийными бедствиями (землетрясения, цунами, смерчи и т.п.), бурным ростом экологических проблем регионов все более необходимой становится неразрывная взаимосвязь методов и средств определения состояния крупных промышленных объектов и окружающей среды.
Диагностирование объектов даже с приближенной точностью не может быть выполнено без исследования основных воздействующих факторов.
ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ КОНТРОЛЯ
401
Чем более крупное по масштабам событие ожидается, тем более комплексной должна быть физическая диагностика с полным набором различных по сути и принципам взаимодействия используемых полей и излучений. Нельзя ограничивать виброакустической диагностикой прогнозирование землетрясений. Изменение электромагнитньгх излучений, связанных с накоплением энергии Земли, исследование распределения теплового поля, уровня воды, газового анализа и многие другие сопутствующие (предшествующие) явления и геофизические поля должны быть изучены, зарегистрированы и сориентированы на принятие важнейшего заключения о достоверности появляющейся аномалии окружающей среды. Постоянный или периодический выездной мониторинг территории с помощью стацио- нарных и передвижных диагностических станций, лабораторий, спутников, аэрофотосъемки и т.д. должен накапливать статистический многофункциональный материал, после математической обработки которого можно принимать окончательные организационные решения по обеспечению безопасности людей и сооружений.
Диагностика экологической обстановки территории должна стать неотъемлемой частью жизни и развития всех предприятий региона. Необходима прямая системная ее связь с диагностикой оборудования и всех рабочих мест внутри предприятия. Очень важно признать, что многие измерительные каналы, алгоритмы диагностирования, методы и устройства преобразования информации, используемые физические* эффекты и технические средства идентичны при диагностировании предприятия и окружающей среды. Они должны быть унифицированы и системно спроектированы для решения общей задачи обеспечения безопасности людей и работоспособности всех объектов производственного процесса.
В то же время наглядно прослеживается развитие диагностических систем и устройств для исследования микрообъектов в связи с бурным развитием микроэлектроники, биотехнологии и других направлений НТП. Микротомография, рентгенотелевизионная микроскопия, михротомоскопия, микроэндоскопия и прочие важнейшие разделы интроскопии будут помогать проводить исследования и создавать новые* материалы и объекты на микроуровне. Диапазон объектов контроля и диагностирования не ограничен ни по нижнему, ни по верхнему пределу геометрического размера, и это должно учитываться при создании единого оптимизированного и экономически обоснованного ряда приборов и систем НК.
3. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ДИАГНОСТИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ.
Технические средства контроля и ТД включают в себя аппаратурную часть, про-
граммное обеспечение и эксплуатационно-техническую документацию. К сожалению, разработкам необходимой технологической документации, методикам, исследованию оптимальных процедур контроля и ТД уделяется явно недостаточное внимание. Контрольно-диагностические операции следует рассматривать как важнейший, обеспечивающий качество технологический предел со всеми вытекающими из этого выводами. От правильного выбора контроля в большой степени зависит эффективность конечного результата - долговременная работоспособность объектов при минимальных затратах. В качестве примера можно привести широко применяющийся до сих пор метод испытания труб большого диаметра с помощью гидропрессов, для которого строят специальные цехи и многотонное испытательное оборудование.
В то же время автоматизированный ультразвуковой дефектоскоп позволяет выявить дефекты с большей достоверностью, чем гидроиспытания, при этом затраты на контроль уменьшаются в сотни раз. Алгоритмы испытаний должна формировать диагностическая технология, с тем чтобы определить что и как следует применять. Именно технология должна минимизировать диагностические параметры, методы и средства, обеспечивающие достоверность определения аномального события.
Можно утверждать, что нет ни одного безошибочного метода контроля. Могут встречаться непредвиденные условия эксплуатации, поэтому диагностические технологии должны быть "избыточными" в отношении применения комплекса различных по физической сути методов и приемов контроля, которые бы дополняли друг друга для обеспечения максимальной гарантии качества изделия. Технология должна предусматривать спектр различных конструкций контрольно-диагностических приборов - от ручного до автоматизированного исполнения при рациональном сочетании их применения в процессах производства, испьгганий и эксплуатации объектов. Она должна иметь библиотеку алгоритмов и программ диагностирования, выполненных применительно к конкретным изделиям, операциям и задачам обнаружения дефектов. Самый важный момент - принятие решения о несоответствии изделия предъявляемым требованиям и прекращении его эксплуатации или производства - должен быть особо отмечен и научно обоснован в технологии. Фундаментом этого решения является предварительно набранный статистический материал.
Диагностические технологии необходимо предварительно опробовать, они не могут содержать неразумных требований в виде "не допускаются никакие виды дефектов", должны работать только на опережение, надежно рас-
содержание:
[стр.Введение] [стр.1] [стр.2] [стр.3] [стр.4] [стр.5] [стр.6] [стр.7] [стр.8] [стр.9] [стр.10] [стр.11] [стр.12] [стр.13] [стр.14] [стр.15] [стр.16] [стр.17] [стр.18] [стр.19] [стр.20] [стр.21] [стр.22] [стр.23] [стр.24] [стр.25] [стр.26] [стр.27] [стр.28] [стр.29] [стр.30] [стр.31] [стр.32] [стр.33] [стр.34] [стр.35] [стр.36] [стр.37] [стр.38] [стр.39] [стр.40] [стр.41] [стр.42] [стр.43] [стр.44] [стр.45] [стр.46] [стр.47] [стр.48] [стр.49] [стр.50] [стр.51] [стр.52] [стр.53] [стр.54] [стр.55] [стр.56] [стр.57] [стр.58] [стр.59] [стр.60] [стр.61] [стр.62] [стр.63] [стр.64] [стр.65] [стр.66] [стр.67] [стр.68] [стр.69] [стр.70] [стр.71] [стр.72] [стр.73] [стр.74] [стр.75] [стр.76] [стр.77] [стр.78] [стр.79] [стр.80] [стр.81] [стр.82] [стр.83] [стр.84] [стр.85] [стр.86] [стр.87] [стр.88] [стр.89] [стр.90] [стр.91] [стр.92] [стр.93] [стр.94] [стр.95] [стр.96] [стр.97] [стр.98] [стр.99] [стр.100] [стр.101] [стр.102] [стр.103] [стр.104] [стр.105] [стр.106] [стр.107] [стр.108] [стр.109] [стр.110] [стр.111] [стр.112] [стр.113] [стр.114] [стр.115] [стр.116] [стр.117] [стр.118] [стр.119] [стр.120] [стр.121] [стр.122] [стр.123] [стр.124] [стр.125] [стр.126] [стр.127] [стр.128] [стр.129] [стр.130] [стр.131] [стр.132] [стр.133] [стр.134] [стр.135] [стр.136] [стр.137] [стр.138] [стр.139] [стр.140] [стр.141] [стр.142] [стр.143] [стр.144] [стр.145] [стр.146] [стр.147] [стр.148] [стр.149] [стр.150] [стр.151]