ВВЕДЕНИЕ. для студентов специальностей 240801 «Машины и аппараты

СТУПИН А.В.

ДИАГНОСТИКА И КОНТРОЛЬ

ОБОРУДОВАНИЯ

Курс лекций

для студентов специальностей 240801 «Машины и аппараты

химических производств» и 130603 «Оборудование

нефтегазопереработки» всех форм обучения

Комсомольск-на-Амуре 2008

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.. 4

1. ОСНОВЫ ТЕОРИИ ТЕХНИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ.. 5

1.1. Основные понятия и определения в области технической диагностики. 5

1.2. Виды технического состояния. Контролируемые параметры.. 6

1.3. Системы технического диагностирования. 7

1.4. Алгоритм диагностирования. 9

1.5. Модели объектов диагностирования. 9

1.6. Диагностическое обеспечение. 10

2. ДЕФЕКТОСКОПИЯ.. 11

2.1. Виды и методы неразрушающего контроля. 11

2.2. Магнитный неразрушающий контроль. 12

2.3. Оптический неразрушающий контроль. 12

2.4. Дефектоскопия проникающими веществами (течеисканием) 13

2.5. Капиллярные методы неразрушающего контроля. 13

2.6. Методы радиоволнового неразрушающего контроля. 15

2.7. Методы теплового неразрушающего контроля. 15

2.8. Электрические методы неразрушающего контроля. 16

2.9. Методы вихретоковой дефектоскопии. 16

2.10. Радиационные методы неразрушающего контроля. 17

2.11. Акустические методы неразрушающего контроля. 18

3. Виброакустическая диагностика машин и оборудования.. 20

3.1. Назначение и сущность виброакустической. 20

3.2. Структура системы виброакустического диагностирования. 22

3.3. Возбуждение колебаний в механических системах. 23

3.4. Представление виброакустического сигнала. 26

3.5. Выделение диагностической информации. 28

3.5.1.Общие сведения. 28

3.5.2. Фильтрация. 29

3.5.3. Выделение огибающей (детектирование) 29

3.5.4. Стробирование. 31

3.6. Связь технического состояния машин и оборудования. 33

3.6.1. Колебания на роторной частоте и ее гармониках. 33

3.6.2. Влияние состояния контактирующих поверхностей на виброактивность машин и оборудования 36

3.7. Источники вибрации химических установок. 37

3.7.1. Пульсирующий поток жидкости (газа) 37

3.7.2. Гидродинамические источники вибраций. 38

3.7.3. Механические источники вибраций. 38

3.7.4. Электромагнитные источники вибраций. 38

3.8. Параметры промышленного шума. 39

4. УЛЬТРАЗВУКОВОЙ НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ.. 40

4.1. Основные понятия и определения. 40

4.2. Аппаратура для ультразвукового контроля. 41

4.2.1. Ультразвуковые дефектоскопы.. 41

Классификация ультразвуковых дефектоскопов. 41

Структурная схема импульсного ультразвукового дефектоскопа. 42

Ультразвуковой дефектоскоп УД2-12. 43

4.2.2. Стандартные образцы.. 44

4.3. Измеряемые характеристики выявленных дефектов. 44

4.4. Схемы контроля. 46

4.4.1. Эхометод. 46

4.4.2. Теневой метод. 48

4.4.3. Временной теневой метод. 49

4.4.4. Зеркально-теневой метод. 49

5. ВИДЫ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПОВРЕЖДЕНИЙ.. 50

5.1. Общие сведения. 50

5.2. Водородное изнашивание. 53

5.3. Абразивное изнашивание. 54

5.4. Гидроабразивное (газоабразивное) изнашивание. 56

5.5. Кавитационное изнашивание. 56

5.6. Гидроэрозионное (газоэрозионное) изнашивание. 58

5.7. Усталостное изнашивание. 59

5.8. Изнашивание при фреттинге. 60

5.9. Изнашивание при заедании. 61

5.10. Окислительное изнашивание. 62

Вопросы по экзамену. 64

Вопросы для самоконтроля. 64

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ... 65

Список основной учебной и учебно-методической литературы.. 65

Список дополнительной учебной, учебно-методической и научной литературы.. 66

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время установки химических и нефтехимических производств укрупняются и усложняются. Вследствие этого каждый час простоя оборудования становится дороже, определить причины неудовлетворительной работы или неполадки оказывается сложнее. По мере укрупнения промышленных систем возрастают общие расходы энергии и материалов, что вызывает крайнюю необходимость раннего обнаружения неполадок и правильной их диагностики как с точки зрения повышения надежности производства, так и сточки зрения снижения производственных затрат. Диагностика и контроль неполадок позволяет:

– уменьшить вероятность возникновения внезапных отказов оборудования или опасных остановок производства, подрывающих экономику предприятия;

– предотвратить появление несчастных случаев с персоналом;

– облегчить техническое обслуживание технологического оборудования.

При обнаружении и диагностике неполадок решаются следующие задачи:

– обнаружение зарождающейся неисправности;

– раннее обнаружение ненормального состояния объекта диагностирования;

– определение в реальном масштабе времени причин неудовлетворительной работы объекта диагностирования;

– предсказание тенденции изменения процесса в сторону нарушения его нормального течения;

– выбор оптимального образа действия с целью исправления ненормального состояния;

– диагностика причины неисправности оборудования после ее возникновения.

Достижение эксплуатационной надежности требует дорогостоящих программ технического обслуживания, а также надежного, а, следовательно, и более дорогого оборудования. Любая система обнаружения неполадок, позволяющая использовать менее дорогостоящее оборудование, увеличивающая работоспособность установок и (или) снижающая эксплуатационные расходы, заслуживает серьезного внимания. Следовательно, обнаружение и диагностика неполадок технологического оборудования имеет определенное экономическое значение, как при проектировании, так и во время эксплуатации оборудования.

Трудность обнаружения и диагностики неполадок во многом зависит от природы самой неполадки. Полностью неудовлетворительная работа части оборудования обычно обнаруживается сравнительно легко, хотя в таких случаях предприятию уже может быть нанесен значительный экономический ущерб. Обнаружить зарождающееся, или скрытое, нарушение нормальной эксплуатации, приводящее к постепенному ухудшению характеристик процесса, более трудоемко. Раннее обнаружение нарушений нормальной эксплуатации подразумевает следующее:

– предупреждение внезапной неисправности оборудования;

– сбор информации о неудовлетворительной работе;

– улучшенное планирование технического обслуживания;

– обеспечение более высокой автоматизации технологического процесса.

Обнаружение зарождающихся неисправностей должно начинаться с усовершенствования приборного оснащения и технического обслуживания, а также с организации системы управления производством Технику обнаружения нарушений нормальной эксплуатации технологического оборудования с помощью ЭВМ можно рассматривать как резервирование системы управления без привлечения каких-либо существенных дополнительных затрат.

Возможность обнаружения отклонений от нормальных условий эксплуатации очень важно обеспечивать уже на стадии проектирования. Неисправности измерительных приборов и ключевого вспомогательного оборудования, например, насосов и компрессоров, часто могут быть предотвращены, если будут распознаны ранние признаки приближающейся поломки.

Изучение дисциплины позволяет дать общее представление о целях, объектах и методах обнаружения и диагностики неполадок в химических установках и другом технологическом оборудовании.

Целью дисциплины является изучение теоретических основ и практических методов обнаружения и диагностики неполадок технологического оборудования химических и нефтехимических производств.