Ultrazvuková diagnostika ložisek a mazání
„Celkem 60 až 80 % všech selhání ložisek (ať již katastrofických, funkčních nebo počínajících) je způsobeno problémy mazání, a to jak špatnou volbou maziva, jeho špatnou aplikací, znečištěním maziva nebo jeho degradací“, uvádí studie americké společnosti NORIA Corporation, která se specializuje na problematiku mazání v průmyslu.
Správná funkce ložisek je závislá zejména na správném mazání, jsou však i další parametry uložení, které ovlivňují jejich životnost. Pro provozní diagnostiku ložisek se používá řada metod a příslušných nástrojů. Uveďme například ultrazvukovou diagnostiku, vibrační diagnostiku, tribodiagnostiku a termografickou diagnostiku. Každá z těchto metod, podporovaná vyspělou měřicí technikou, přináší určité údaje o provozním stavu ložisek. Z hlediska včasné detekce vznikajících problémů je výhodná ultrazvuková diagnostika, protože umožňuje zachytit problematické stavy ložisek již v jejich počátku, kdy je možné vhodnou údržbou předejít jejich selhání.
Jak funguje ultrazvuková diagnostika ložisek
Mechanická zařízení produkují široké spektrum zvuků v akustické i ultrazvukové oblasti. Jedním z hlavních faktorů, který ovlivňuje nadměrné opotřebení, je tření. A právě valivé tření je zdrojem ultrazvuku v pásmu kolem 30 kHz. Zaměřením se na toto úzké pásmo můžeme ultrazvukem detekovat změny v chodu ložisek pomocí malých změn intenzity ultrazvuku a změn v jeho celkovém charakteru.
Změny intenzity ultrazvuku, vyjádřené v dB, se posuzují podle údajů analogového měřidla nebo digitálního displeje ultrazvukového detektoru. Charakter ultrazvuku se hodnotí v akustickém pásmu, do kterého se ultrazvukový signál transformuje pomocí heterodynního obvodu ultrazvukového detektoru. Takto zpracovaný signál má diagnostický technik k dispozici ve sluchátkách pro subjektivní posuzování. Objektivní hodnocení charakteru ultrazvuku je možné při digitálním zpracování pomocí spektrální analýzy.
Průvodce diagnostikou ložisek
Ultrazvuková diagnostika poskytuje včasné varování před poruchou ložisek, odhaluje nedostatečné mazání, brání přemazání a může se používat pro diagnostiku rychloběžných i pomaloběžných ložisek. Existují tři základní metody vyhodnocení ultrazvukového signálu:
1. Komparační – porovnáváním stejných ložisek a uložení se vyhodnocují vzájemné změny, je to jednoduchá a rychlá metoda.
2. Trendová – vyhodnocení změn amplitudy ultrazvukového signálu v čase s možností využití programu Ultratrend DMS™.
3. Analytická – využití spektrální analýzy s použitím programového nástroje pro vyhodnocování stavu ložisek v programu UE Spectralyzer™.
Prvním krokem je stanovení základní úrovně ultrazvukového signálu ze srovnání hodnot měření stejných ložisek z hlediska potenciálních rozdílů v amplitudě a kvalitě zvuku. To se provede tak, že zkušební technik udělá referenční bod na krytu ložiska nebo mazací armatuře a dotýká se v tomto referenčním bodě kontaktní sondou (stetoskopem) ultrazvukového detektoru. Přitom nastaví přístroj na frekvenci 30 kHz a upraví úroveň citlivosti tak, aby bylo slyšet zvuky ložiska zřetelněji a hodnoty intenzity na měřidle nebo displeji se dostaly do potřebného rozsahu, pokud je výchozí amplituda ultrazvuku buď příliš vysoká nebo příliš nízká. Pak srovnává tuto základní hodnotu s ostatními ložisky.
Zvýšení intenzity ultrazvuku o 8 dB nad základní hodnotu značí stav před poruchou ložiska nebo jeho nedostatečné mazání. Tento ultrazvukový projev je provázen širokopásmovým šumem, který se charakterem podobá velkému úniku plynu. Nárůst intenzity ultrazvuku o 12 dB udává právě začátek poruchového stavu a bude znít poměrně hrubě. Změna na 16 dB značí pokročilý stav poruchy, přičemž zvětšení na 35 až 50 dB upozorňuje na fatální poruchu. Po otestování řady ložisek a nastavení základní úrovně se data zaznamenají. Ty se pak se srovnávají s budoucími měřenými hodnotami a sledují se vývojové tendence a provádí analýzy.
Přístrojová technika pro ultrazvukovou diagnostiku
Americká společnost UE Systems je průkopníkem v oblasti průmyslové ultrazvukové diagnostiky již od roku 1973 a její výrobky jsou známé v celém průmyslovém světě. Ruční ultrazvukové detektory značky Ultraprobe zahrnují celou řadu modelů od jednoduchých analogových indikátorů ultrazvuku až po sofistikované digitální ultrazvukové analyzátory pro komplexní posuzování stavu průmyslových zařízení. Přístroje Ultraprobe se dodávají v sadách určených pro detekci ultrazvuku šířícího se jen vzduchem nebo jen materiálem konstrukcí, případně v sadách kombinovaných. K dispozici jsou také provedení pro detekci ultrazvuku na velké vzdálenosti nebo naopak pro sledování velmi malých netěsností nablízko. V nabídce jsou i provedení jiskrově bezpečná.
Pro ultrazvukovou diagnostiku mazání je určený speciální analogový přístroj Ultraprobe 201. Je to praktický nástroj pro přímou kontrolu mazání, který se jednoduše nasadí na mazací pistoli. Je vybavený kontaktní sondou s magnetickým upínáním pro zajištění konstantních měřicích podmínek. Má jednoduché použití, 8 nastavitelných stupňů citlivosti a LED sloupcový ukazatel.
Ultraprobe 9000 je pokrokový digitální ultrazvukový detektor s pamětí a dokumentačním programovým vybavením Ultratrend DMS™. Pistolové provedení s přehledným displejem a rotačním ovladačem zaručuje snadné a pohodlné použití. Paměť dat umožňuje zaznamenat hodnoty až ze 400 měřicích míst. Výměnné skenovací a kontaktní moduly typu TriSonic a řada dalšího příslušenství umožňují provádět diagnostiku všech typů včetně kontroly ložisek a jejich mazání.
Nejvyšším modelem je přístroj Ultraprobe 15000, který představuje kompletní digitální kontrolní systém pro ultrazvukovou diagnostiku. V pistolovém provedení s velkým barevným dotykovým grafickým displejem nabízí tento přístroj rozsáhlé možnosti vlastního snímání ultrazvuku pomocí speciálních snímacích modulů, záznam sejmutého signálu do paměti a jeho analýzu přímo v přístroji. Ultraprobe 15000 je navíc vybavený bezkontaktním měřením teploty, laserovým zaměřováním detekovaného místa a digitálním fotoaparátem. Přístroj má několik přednastavených režimů pro všeobecnou diagnostiku, pro kontrolu úniků, pro diagnostiku ventilů a odvaděčů kondenzátu, pro posuzování ložisek a pro detekci elektrických výbojů. Ve spolupráci s programy Ultratrend DMS™ a UE Spectralyzer™ tak představuje dokonalý prostředek pro komplexní diagnostiku strojů a zařízení.
Průmyslová ultrazvuková diagnostika je silný nástroj pro preventivní a prediktivní údržbu. Diagnostika ložisek a jejich mazání patří k základním diagnostickým úlohám. Při hodnocení ultrazvukové diagnostické techniky z hlediska návratnosti vložených prostředků se dochází k překvapivě krátkým dobám návratnosti. A to je mnohdy rozhodující argument pro její pořízení.
628
