Mentenanţă cu ultrasunete

Tehnologii

de Mircea Badut

Mentenanţă cu ultrasunete

Încă de la începuturile ei, revista T&T - Tehnică și Tehnologie a încercat să scoată subiectul mentenanţei din conul ei de relativă şi nemeritată umbră. (Chiar şi eu am scris în ultimul deceniu câteva articole de fond care încă îmi par demne de lecturat: „Mentenanţa - de la teorie la practică” (T&T-5/2014); „Reiterări de(spre) mentenanţă" (T&T-1/2013); „Mentenanţă în timp real şi mentenanţă prin monitorizarea stărilor” (T&T-3/2009).)

Aplicări ale tehnologiei ultrasonice

Toată lumea ştie că ultrasunetele sunt unde sonore având frecvenţe superioare celor pe care le putem percepe direct cu urechea. Ceva mai puţin cunoscut este faptul că există o mulţime de situaţii în care diverse piese/componente sau agregate/dispozitive din cadrul instalaţiilor/echipamentelor industriale emit astfel de unde, iar uneori felul în care sunt emise aceste ultrasunete ne pot da indicii privind funcţionarea normală sau anormală a respectivelor repere/agregate. Însă, înainte de a prezenta câteva situaţii pentru care există soluţii moderne cu tehnologie ultrasonică, vă propun să ne imaginăm că suntem angajaţi ca responsabili cu menţinerea funcţionalităţii şi că primim în dotare un dispozitiv portabil care poate recepţiona local unde ultrasonice şi ni le poate cumva reda, vizual (grafic/luminos) sau prin transpunere în spectrul audibil. Deci suntem gata să mergem la treabă.

Inspecţii mecanice

Avem o mulţime de echipamente mecanice care se pot monitoriza folosind ultrasunetele (acţionări cu motoare electrice, compresoare, reductoare, angrenaje, cutii de viteze, etc.) şi aceasta deoarece multe probleme ce apar în exploatare pot avea semnături în domeniul undelor ultrasonice – precum fenomenul de cavitație din pompe, pierderile de presiune de la supapele compresoarelor sau lipsa unui dinte de la un angrenaj – şi pot fi detectate şi diagnosticate folosind dispozitive de mentenanţă specifice. Amplificarea neliniară a semnalului ne permite să izolăm sursele şi să evaluăm cantitativ/calitativ stările. Mai mult, dacă dispozitivele permit schimbarea/filtrarea frecvenței (prin heterodinarea semnalului), utilizatorii pot recunoaşte rapid sunetele semnificative sau le pot învăţa cu uşurinţă. 

De exemplu, la supape (din compresoare sau din alte agregate/instalaţii cu fluide sub presiune) pot să apară scurgeri sau blocaje, iar cu ajutorul aparatului ultrasonic putem să verificăm starea direct, în timpul funcționării. Spre deosebire de supapele care lucrează corect şi care sunt relativ silențioase, supapele cu scurgeri determină o mișcare turbulentă a fluidului la trecerea din zona cu presiune mare în zona cu presiune mică. Desigur că zgomotul ambiant (care poate fi destul de substanţial în mediul real) ar putea constitui un impediment pentru monitorizarea cu ultrasunete, însă dacă avem în dotare un aparat foarte sensibil şi cu frecvențe selectabile, atunci putem verifica toate tipurile de supape, indiferent de condiţiile de lucru. De altfel, întrucât inspecția supapelor la compresoare folosind tehnologia aceasta a avut un succes remarcabil, mulți producători de analizoare pentru motoare își echipează instrumentele cu porturi de intrare ultrasonice.

De asemenea, tijele de supape se pot inspecta cu ultrasunete, pentru a afla dacă ele produc scurgeri de fluid în atmosferă. Reţinem că orice gaz (aer, oxigen, azot, etc.) care trece printr-un orificiu generează turbulențe, iar acestea produc unde sonice de înaltă frecvență, detectabile prin simpla scanare a zonei de test cu un echipament ultrasonic. Mai mult, scurgerea prezintă o amprentă sonoră tipică, ce se poate pune în evidență prin intermediul căștii/difuzorului audio sau prin semnalul indicat pe afişaj/ecran. Pentru situaţiile în care zgomotul ambiental este problematic, dispozitivul de monitorizare poate fi echipat cu o sondă de cauciuc ce restrânge și focalizează câmpul de recepție al instrumentului, protejând în același timp echipamentul de interferențe ultrasonice.

Un alt exemplu interesant îl constituie inspectarea oalelor de condens (folosite pentru eliminarea condensului din instalaţiile cu abur). Şi vom observa că tot mai mulţi producători de oale de condens recomandă inspectarea cu tehnologie ultrasonică, ea fiind una dintre cele mai rapide şi mai sigure metode de detecție a defectelor. Prin conversia în domeniul audio a semnalelor ultrasonice emise de o oală de condens, un astfel de dispozitiv permite utilizatorilor să audă în căști/difuzor sau să vadă pe display starea reală a oalei de condes chiar în timpul funcționării. Purjările, țăcăniturile repetate, problemele cauzate de supradimensionări sau blocajele care apar pe linii sunt defecte ușor de detectat. Într-o instalaţie de transfer termic, cu fluxuri şi stări complexe, abilitatea de acordare a frecvenței de scanare de la dispozitivul de monitorizare cu ultrasunete îngăduie operatorului să facă ușor distincția între condens și abur.

Întreţinerea şi monitorizarea lagărelor

Implicarea tehnologiei ultrasonice la mentenanţa lagărelor permite detectarea eventualelor defecte încă din stadii incipiente, cu mult înainte de a fi detectate prin metode tradiționale. Cu ajutorul unui dispozitiv cu ultrasunete, operatorul uman poate asculta calitatea sunetului produs de rulment, simultan cu vizualizarea modificărilor în amplitudine a semnalului provenit din lagăr. Astfel ni se oferă posibilitatea de a detecta, de a localiza şi de a urmări evoluția unui defect la elementele mecanice aflate în mișcare. Mai mult, un astfel de dispozitiv poate fi integrat în soluţiile existente (software+hardware) de analiză a vibrațiilor.

  • Dispozitivul Ultraprobe 201 Digital Grease (www.uesystems.eu)   

Pe măsură ce nivelul de lubrifiere din lagăr scade, intensificarea frecării va produce zgomot în spectrul ultrasonic. Un dispozitiv de monitorizare, precum Ultraprobe 201 Grease Caddy, poate fi ataşat cu uşurinţă la pompa de ungere sau poate fi purtat la centură. El transformă ultrasunetele în sunete din spectrul audio, astfel încât operatorul poate asculta şi recunoaşte sunetele produse de lagăr chiar în timp ce injectează lubrifiant. Astfel, operatorul va identifica uşor momentul în care trebuie să oprească ungerea. Şi întrucât supralubrifierea este una dintre cele mai frecvente cauze ale defectării lagărelor, anumite dispozitive ultrasonice (precum Ultraprobe 2000 sau Ultraprobe 401 Digital Grease Caddy) sunt dotate cu un indicator care semnalează nivelul specific de lubrifiere.

Schimbătoare de căldură, boilere şi condensatoare

Tehnologia de monitorizare cu ultrasunete poate localiza rapid scurgerile de fluid din instalaţii. Fitinguri, robineți, flanșe, toate sunt ușor de scanat pentru a identifica şi evalua scurgerile. În plus, operarea în domeniul frecvențelor înalte permite operatorilor de mentenanță să localizeze eventuale defecte chiar și în medii foarte zgomotoase.

  • Dispozitivul Ultraprobe 401 Grease Caddy (www.uesystems.eu)

Tubulaturile condensatoarelor și ale schimbătoarelor de căldură se pot testa prin trei metode: 

  • vacuum: tuburile sunt scanate pentru a detecta sunetul specific aerului ce pătrunde în țevi; 
  • presiune: se recurge la teste suplimentare realizate când echipamentul nu este în funcțiune, prin suflarea aerului sub presiune în jurul pachetului de tuburi și prin identificarea sunetului specific scurgerilor; 
  • ultraton: este o metodă unică ce constă din utilizarea unui emiţător puternic de unde ultrasonice în interiorul schimbătorului şi respectiv din scanarea tubului cu un dispozitiv de monitorizare, care va pune în evidență scurgerile.

Inspecţii electrice

Arcul electric (la închiderea/deschiderea circuitelor electrice) și descărcările tip Corona (cauzate de ionizarea aerului care înconjoară conductoare electrice de înaltă tensiune) emit ultrasunete la locul producerii lor, astfel că un dispozitiv de monitorizare ultrasonică le poate localiza cu uşurinţă. (Semnalul produs este asemănător unui sfârâit sau bâzâit. Ca și în cazul detecției scurgerilor de gaz/aer, cu cât instrumentul este mai aproape de locul în care are loc fenomenul electric, cu atât intensitatea semnalului este mai mare).

Cu această tehnologie se pot testa/monitoriza cu succes: separatoare, întreruptoare, transformatoare, comutatoare, relee, cutii de joncțiune, linii de alimentare, izolatoare și alte echipamente electrice.

Încheiem cu un gând de viitor: putem presupune că verificarea/monitorizarea cu ultrasunete se va putea angaja pentru o multitudine de sisteme mecanice prin compararea cu profile ultrasonice specifice funcţionării normale (memorate anterior) şi prin detectarea/localizarea eventualelor semnale suspecte apărute în exploatare şi că vor exista situaţii în care cuplul unealtă-om să fie înlocuit de triada senzor-automat-algoritm, adică o perspectivă SmartFactory pentru mentenanţă.


Accept cookie

www.ttonline.ro utilizează fişiere de tip cookie pentru a personaliza și îmbunătăți experiența ta pe Website-ul nostru.

Te informăm că ne-am actualizat politicile pentru a integra în acestea și în activitatea curentă a www.ttonline.ro cele mai recente modificări propuse de Regulamentul (UE) 2016/679 privind protecția persoanelor fizice în ceea ce privește prelucrarea datelor cu caracter personal și privind libera
circulație a acestor date. Înainte de a continua navigarea pe Website-ul nostru, te rugăm să aloci timpul necesar pentru a citi și înțelege conținutul Politicii de Cookie.

Prin continuarea navigării pe Website-ul nostru confirmi acceptarea utilizării fişierelor de tip cookie conform Politicii de Cookie. Îți mulțumim pentru acest accept și nu uita totuși că poți modifica în orice moment setările acestor fişiere cookie urmând instrucțiunile din Politica de Cookie.