Методы диагностирования технического состояния

Дата добавления: 2014-07-26 | Просмотров: 2003

Диагностирование технического состояния — состав­ная часть системы технического обслуживания и ремонта (ТО и Р) машин.

Диагностирование — процесс определения (распозна­вания) тех­нического состояния машин и оборудования.

Основные функции технического диагностирования:

· получение информации о факти­ческом состоянии эксплуатируемого объекта;

· обработка и анализ этой информации;

· принятие обоснованного решения.

Процесс диагности­рования делят на этапы:

1) проверка исправности и работоспособности машины в целом или ее составных частей;

2) поиск дефектов, из-за которых нарушалась исправность или работоспособность машины;

3) сбор исходных данных для прогнозирования работоспособ­ности машин на предстоящий период эксплуатации;

4) выдача рекомендаций о проведении мероприятий по ТО и Р.

Исправность или работоспособность машин и оборудо­ва­ния характеризуется параметрами технического состояния. При этом различают: функциональные параметры, характе­ризующие непосред­ственно работоспособность компрессора (произво­дитель­ность, ко­нечное давление, потребляемую мощность, КПД), и ресурсные параметры, характеризующие долговечность тех­нических систем компрессора (износо­стой­кость наиболее изнаши­ваемых деталей, прочность деталей, давление и расход масла и т. д.).

Кроме того, в технической диагностике параметры принято разделят на струк­турные и диагностические.

Структурные параметры непосредственно отражают состояние тех или иных элементов компрессора (износ поверхности детали, внутренние напряжения, микро- и макродефекты деталей и т. д.).

Диагностические параметры косвенно характеризуют струк­турные параметры по установленным между ними зависимостям. Так, например, интенсивность изнашивания деталей компрессора может характе­ризоваться температурой смазывающего масла, а также содержанием в масле продуктов изнашивания.

Связи между структурными и диагностическими пара­метрами устанавливаются в результате предварительной обра­ботки статистической информации о работе исправного изделия. При этом число диагностических параметров определяемых у современных машин и оборудования может быть достаточно велико и зависит только от уровня применяемой системы технической диагностики (СТД). Техническое обеспечение диагностирования может быть улучшено за счет применения микропроцессорной техники. Совмещение функций диагности­рования и управления в автоматизированной системе диагно­стики позволяет не только перейти к наиболее прогрессивной системе обслуживания и ремонта по техническому состоянию, но и оптимизировать работу систем с учетом их фактического состояния.

Среди многообразия методов, используемых для диагно­стирования параметров технического состояния машин и об­о­рудования, принято различать органолептические и инструментальные методы. Органолептические методы дают качественную оценку технического состояния; существенный недостаток этих методов – субъективизм оценки и зависимость оценки от опытности оценивающего. Инструментальные методы обеспечивают количественную оценку параметров технического состояния и предусматривают использование специальных приборов и инструментов, диагностических устройств и контроль­ных приспособлений. Достоверный диагноз и прогноз работоспособности машин и оборудования можно получить только в результате комплексного применения различных методов диагностики. При этом следует не забывать, что в большинстве случаев наиболее целесообразно, чтобы информация о параметрах технического состояния объекта была получена без его раз­борки.

Классификация методов диагности­ро­ва­ния параметров техни­ческого состояния компрес­соров представлена на рис.1.2.

Визуальный контроль (внешний или наружный осмотр) используют как при диагностировании изделия в целом, так и при дефектации деталей и сборочных единиц. Визуальный кон­троль позволяет выявить видимые трещины, локальные дефекты деталей вследствие изнашивания, неправильность сборки, осла­б­ле­ние крепления и т. д.

Проверка на слух основана на субъективном анализе разно­образных шумов, возникающих при работе компрессора и создаваемых его подвижными частями. В неисправном ком­прес­соре появляются дополнительные, несвойственные для исправ­ной работы компрессора, шумы, стуки, вибрации деталей, по харак­теру которых судят о возможных неисправ­ностях.

Проверка на ощупь основана на сравнении уровня нагрева отдельных элементов работающего компрессора. Этот метод позволяет выявить неудовлетворительное состояние поверхно­стей трения; неправильную установку масляных зазоров; низкое качество баббита; нарушение нормального смазывания; непра­виль­ную центровку деталей и узлов и т. д.

Общее представление о сущности и содержании инстру­ментальных методов диагностирования параметров тех­ни­­чес­­кого состояния компрессоров и другого холодильного обо­ру­до­вания можно получить, ознакомившись с соответству­ющи­ми материалами, представленными в учебной и специальной лите­ратуре [3, 15, 24].

Гидропневмоиспытания выполняют как для диагности­рования компрессора в целом, так и для дефектации его отдель­ных эле­ментов.

При гидропневмоиспытаниях выявляются трещины, порис­то­сти, неплотности прилегания сопрягаемых поверхностей и непо­движных разъемных соединений, неплотности корпусных деталей. Выполняется проверка на прочность.

Испытывают как детали компрессоров (например, блок-кар­теры), так и компрессоры в целом.

После сборки и холостой обкатки, например, поршневых компрессоров все компрессоры испытывают на плотность давле­нием воздуха.

Проверку компрессора на герметичность проводят в два этапа. Вначале покрывают стыки мыльным раствором, после чего в компрессор подается воздух под давлением. Для оконча­тельной проверки компрессор погружают в ванну с водой на 10 мин. Слой воды над погруженным компрессором должен быть не менее 300…500 мм. В компрессор подается воздух под давле­нием. Проверяют отсутствие пузырьков в местах соеди­нений и уплотнений деталей компрессора.

При испытании на плотность двухступенчатых компрес­соров воздух подают в полости всасывания высокой и низкой ступеней одновременно.

Виброакустическая диагностика основывается на сочетании двух последовательно выполняемых операций: регистрации вибра­ций и их анализе для выделения полезной диагностической ин­формации. Первая операция базируется на преобразовании меха­нических колебаний, чаще всего в электри­ческий сигнал. Анализ вибраций (вторая операция) необходим, так как измерительный преобразователь воспринимает колеба­ния, поступающие от всех механизмов работающей машины. Требуется разделение сигнала на составляющие компоненты, характеризующие состояние кон­кретной сборочной единицы или сопряжения.

Применение акустического метода базируется на исполь­зова­нии приборов, позволяющих объективно оценить и про­ана­ли­зи­ровать спектр шумов работающего компрессора.

Виброакустическая диагностика получила наиболее широкое применение при оценке состояния центробежных газоперекачи­вающих агрегатов (ГПА) природного газа с газотурбинным приво­дом, например ГПА-Ц-6,3. Работа по внедрению вибро­акусти­ческой диагностики делится на три основных этапа.

На первом этапе:

· выбирают необходимое и достаточное число точек измерений;

· выбирают необходимое и достаточное число контро­лируемых параметров вибрации;

· определяют измерительные схемы;

· периодически измеряют параметры вибрации на действующем оборудовании;

· выбирают метод и схемы обработки информации; проводят статистическую обработку массива пара­мет­­ров виб­рации.

На втором этапе:

· выбирают агрегаты для исследований из числа работающих агрегатов;

· периодически проводят регистрацию и анализ параметров вибрации контролируемых агрегатов;

· моделируют определенные дефектные состояния;

· создают банк характерных вибрационных диагно­стических признаков, определяющих наличие конкретных дефектов для агрегатов разных типов.

На третьем этапе проводят анализ развития диагно­стических признаков дефектных состояний в совокупности с анализом изме­нения наиболее важных эксплуатационных и режимных пара­метров.

Достоверность диагностирования не­посредственно зависит от правильности выделения составляющих спектра виб­рации, несущих информацию о состоя­нии того или иного элемента компрес­сора. Выделение составляющих спектра вибрации является сложной задачей. Так, например, основными источниками шума и вибрации поршневого герметичного компрессора являются колебания механического и газо­динамического происхождения, возникающие:

· вследствие остаточной неуравновешенности меха­низмов дви­жения, биений в зазорах, плохой обработки и смазывания пар трения;

· вследствие колебаний, связанных с процессом сжатия газа.

При изнашивании зазоры увеличиваются, изменяется характер смазывания и режим трения деталей, увеличиваются протечки через зазор в сопряжении цилиндр-поршень, что в целом приводит к изменению колебаний, а, следовательно, и уровней вибрации и шума компрессора.

Зависимости, связывающие структурные и диагностические параметры, должны учитывать эти изменения. Разделение при­нятого сигнала выполняется по параметрам колебательного про­цесса (амплитуде, частоте, времени и т. д.) и реализуется, как правило, с помощью электронной техники.

При диагностировании компрессоров обычно измеряется ча­стота колебаний до 30 кГц (чаще до 10 кГц), виброускорения до 1000 м/с². В качестве датчиков вибраций используются индукцион­ные и пьезометрические датчики. Последние более эффективны, так как имеют небольшие размеры и массу, высокую вибропрочность и термостойкость.

Конструктивная схема пьезометрического датчика дана на рис. 1.3. Корпус 1 датчика содержит два пьезоэлемента 6, разделенных токосъемной пластиной 3. Под влиянием механиче­ских напряжений в пьезоэлементе вырабатывается разность по­тенциалов. Давление на поверхности пьезоэлемента создается инерционной массой 2, которая поджимается упругим элементом 7. Датчик закреплен с помощью резьбового хвостовика 5 на диагностируемом объекте. Сигнал снимается с клемм 4. Первая собствен­ная частота датчика должна превышать измеряемую в 4…6 раз [3].

Для измерения акустических колебаний используют микро­фоны с диапазоном частот измерения от 5 до 1000 кГц (частота слышимого звука до 20 кГц). Для выделения сигналов, несущих диагностическую информацию, применяют фильтры.

Разработан ряд приборов, предназначенных специально для виброакустической диагностики компрессоров. Так, например, в УКРНИИГАЗе разработан прибор для измерения вибраций центробежной компрессорной установки с газотурбинным при­водом ГТК-10 [27]. Прибор работает в девяти узкополосных диа­пазонах от 17 до 30 Гц. Предложена методика экспресс оценки технического состояния, проведения дефектации основных узлов без разборки. Прибор представляет собой анализатор низкоча­стотной вибрации с дискретным выделением составляющих спектра, которые несут информацию о состояниях установки. Работает он в комплексе с индукционным датчиком типа MB. Индикация эффективного значения виброскорости в диапазоне измерения от 0,03 до 99,9 мм/с осуществляется на цифровом табло. Дефектация установки основана на количественном измерении одной или нескольких составляющих спектра, что позволяет качественно оценить техническое состояние агрегата. Дефектацию может про­водить сменный инженер компрессорной станции.

Рисунок 1.3 – Конструктивная схема пьезометрического датчика

Техническая диагностика на основе анализа проб смазочного масла находит широкое применение при оценке работоспособ­ности компрессорного оборудования, используе­мого при транс­портировании природного газа: поршневых ГПА, центробежных электроприводных ГПА, например, типа СТД-4000. Параметры технического состояния определяют без остановки и разборки машины.

При техническом диагностировании машин и агрегатов по анализу проб смазочного масла последовательно выполняют:

· периодический отбор проб масла из работающих ГПА, их регистрацию и отправку в лабораторию;

· лабораторный количественный анализ масла на химиче­ские элементы, характеризующие изнашива­ние деталей;

· интерпретацию результатов анализа и выдачу заклю­че­ния о состоянии узлов агрегата.

Анализируется содержание в масле железа, меди, олова, свинца, марганца и других элементов. Диапазон концентраций химических элементов — индикаторов износа составляет всего лишь 10 ^-4 … 10 ^-8 % поэтому для определения концентрации эле­ментов используют специальные методы тонкого анализа проб. Краткая характеристика некоторых из них приведена в табл. 1.1

На рис. 1.4 дана принципиальная схема реализации рассматри­ваемого метода диагностирования [6].

Элементами-индикаторами для газо­компрес­соров, например, являются:

· железо, марганец — характеризуют изнашивание деталей цилиндропоршневой группы, основным материалом для которых являются чугуны;

· медь, олово — характеризуют изнашивание кривошипно-шатунного механизма, вкладышей подшип­ников (материалы—баббиты Б83, БН), бронзовых втулок (БрАЖ9-4, БрО10Ф1).

Пробы масла отбирают через 300…400 ч работы. Масса пробы 30…50 г.

На рис. 1.5 показано измене­ние концентрации элементов-индикаторов в пробах масла.

Таблица 1.1 - Методы определения концентрации продуктов изнашивания в отработанном масле

Рисунок 1.4 – Принципиальная схема реализации метода диагностирования по анализу проб масла

Рисунок 1.5 – График изменения концентрации элементов-индикаторов в пробах

Увеличение концентрации меди и железа более чем в 3 раза (см. рис. 1.5, кривая 1) по сравнению с предельно допусти­мой было вызвано ненормальной работой пары коленчатый вал — подшипник скольжения, что привело к появлению задиров на сопряженных поверхностях. После ремонта (см. рис. 1.5, кривая 2) была обеспечена нор­мальная работа машины.

При­менение метода позволило уве­личить время эксплу­атации ГПА до среднего ремонта с 8000 ч (по нормативам) до 11 000 ч.

Метод дает возможность:

· учитывать индивидуальное состояние машины или агрегата для полного использования эксплуатационного ресурса, зало­женного в машине, что позволит удлинить межремонтные сроки и повысить качество проведения ремонта;

· заблаговременно информировать персонал об интенсив­ности изнашивания, превышающей допустимую, и пред­упреждать ава­рийные ситуации;

· контролировать качество ремонтных работ, уменьшать рас­ход запасных частей, затраты времени и труда.

С помощью ЭСА получены результаты, характеризующие ка­чественное и количественное содержание продуктов изнашивания в системе смазывания, а также данные о дисперсном составе частиц изнашивания, которые можно использовать при анализе принятой системы планово-предупредительного ремонта обору­дования.

Известно применение метода анализа проб масла при планово-профилактическом обслуживании поршневых компрес­­­сорных ус­тановок для транспортирования природного газа с приводом от газовых ДВС мощностью 75 кВт и выше. Фирмой «КОНТРАКТ-КОМПРЕШН» (США) разработана программа такого обслужи­вания [30]. В частности предлага­ются меры:

· по уменьшению температуры масла — объединение масляных охладителей с системой охлаждения двигателя;

· по уменьшению загрязнения масла — проверка и очистка всасывающих фильтров каждые 6 месяцев, замена масляных фильтров каждые 4…12 недель. Рекомендуется заменять масло в картерах двигателей один раз в год.

Отмечается, что программа технической диагностики позволяет увеличить срок службы, снизить простои и эксплуатационные затраты.

Анализ проб масла и дисперсный анализ продуктов изнашива­ния показал наличие трех характерных периодов эксплуатации электроприводных ГПА:

1) период приработки с высокой изнашиваемостью поверхностей трения;

2) период установившегося изнашивания с низкой изнашива­емостью;

3) период интенсивного изнашивания с повышенной изнашивае­мостью за счет вибрации и динамических нагрузок при увеличен­ных зазорах между сопряженными деталями.

Для элементного анализа продуктов изнашивания, накаплива­ющихся в масле, используют эмиссионные плазменные анализа­торы, дисперсный анализ проводят на анализаторах, например, типа ФС-112. Метод позволяет дифференцированно подходить к остановкам ГПА на ремонт и делать это только в период интен­сивного изнашивания, так как пуски и остановки отрицательно сказываются на работе пар трения из-за нарушения условий аэро­динамической смазки, что приводит к интенсивному изнашиванию вкладышей подшипников. Наиболее опасными являются аварий­ные остановки ГПА при перебоях электроснабжения.

Диагностирование по термо- и газодинамическим параметрам, а также с помощью локальных средств может применяться самостоятельно либо входить наряду с рассмотренными методами в комплексную систему диагностики. В качестве диагностических параметров используют, например, начальную или конечную температуры воздуха (газа), начальное или конечное давление воздуха (газа), начальную или конечную температуру хладагента и т. д.

Связи между диагностическими и структурными парамет­рами устанавливаются в результате предварительной обработки статисти­ческой информации о параметрах работающего исправ­ного комп­рессора (тестирование компрессора). Число диагно­стических пара­метров зависит от уровня системы технической диагностики и может быть достаточно велико. Так, система диагностики «Про­гноз-1» центробежных ГПА природного газа предусматривает измерение 52 параметров ГПА один раз в сутки. Собранная инфор­мация обрабатывается на ЭВМ. Опыт использования системы пока­зал: система в основном обеспечи­вает досто­верный диагноз те­кущего состояния ГПА и его изменение во времени.

Техническое обеспечение диагностирования может быть улуч­шено за счет применения микропроцессорной техники. Совмещение функций диагностирования и управления в автоматизированной системе диагностики позволит не только перейти к системе обслу­живания и ремонта по техническому состоянию, но и оптимизиро­вать работу систем компрессора с учетом его фактического состоя­ния. Комплексная система диагностики может обеспечить оценку технико-экономического состоя­ния компрессорных машин: про­изводительности, потребляемой мощности, КПД. Текущее со­стояние компрессора сравни­вается с гарантийным (паспорт­ным) состоянием, на основе чего определяются причины сниже­ния технико-экономических показателей компрессора, заранее планируются объем и характер последующего ремонта

Для оценки текущего состояния компрессора с успехом могут быть использованы индикаторные диаграммы, снима­емые, напри­мер, при испытаниях поршневых компрессоров. По диаграммам могут быть определены: индикаторное давление в рабочей камере компрессора, индикаторная работа и мощность, действительная объемная производительность, а также неисправ­ности и их при­чины.

На индикаторной диаграмме (рис. 1.6) в определен­ном масштабе по горизонтальной оси отложены объемы V вса­сываемого компрессором газа, а по вертикальной — соответ­ствующее им давление р. При движении поршня от точки 1 вправо газ всасывается в цилиндр компрессора. Точка 2 соответствует крайнему положению поршня — всасывание закан­чивается и всасывающий клапан закрывается. При движении поршня влево начинается сжатие, объем газа уменьшается и одновременно возрастает давление. В точке 3 при наибольшем давлении открывается нагнетательный клапан, давление несколько снижается, а затем почти не изменяется до точки 4, соответствую­щей другому крайнему положению поршня, концу нагнетания и за­крытию нагнетательного клапана. В начале движения поршня вправо давление в мертвом пространстве резко падает и в точке 1 создается разрежение, необходимое для открытия вса­сывающего клапана. Далее цикл повторяется. Сопоставление диаграмм, снятых с работающего компрессора, с эталонной «нормальной» диа­граммой позволяет по смещению характерных точек судить о воз­можных неисправностях и отклонениях (см. табл. 1.2).

Рисунок 1.6 – Индикаторная диаграмма компрессора

Таблица 1.2 – Характерные неисправности поршневого компрессора, определяемые по индикаторной диаграмме при испытании

Индикаторная диаграмма	Неисправность и ее причина	Способ устранения неисправности
	Запаздывание откры­тия всасывающего клапана из-за увели­ченного «мертвого» пространства	Уменьшить объем мертвого простран­ства за счет увеличе­ния толщины прокла­док в головке шатуна
	Запаздывание закры­тия клапана нагнета­ния. Неплотности клапана нагнетания	Отрегулировать кла­пан нагнетания. Устра­нить неплотности кла­пана
	Увеличенное сопро­тивление всасыва­ющего и нагнетатель­ного трубопроводов	Устранить сопротив­ление во всасывающем и нагнетательном тру­бопроводах
	Пропуски газа между поршнем и зеркалом цилиндра	Проверить состояние поршневых колец. Не­годные кольца заме­нить
	Неплотность всасы­вающего клапана во время хода сжатия	Притереть всасыва­ющий клапан и прове­рить его на плотность
	Слишком жесткие пружины клапанов	Заменить пружины

Примечание. Сплошная линия – фактическая диаграмма работающего компрессора; штриховая линия – эталонная «нормальная» диаграмма.

Индикаторные диаграммы снимают при полной нагрузке и ус­тановившемся режиме работы компрессора (обычно через 2 ч пос­ле пуска). Газовые компрессоры индицируют на азоте. Рекомендуется индицировать одновременно все цилиндры. Обязательно одновременное индицирование всех полостей одной ступени. Снимают не менее трех индикаторных диаграмм. На каждой отмечают время, номер и полость цилиндров, частоту вращения, давление, масштаб индика­торного устройства и марку поршня. По площади диаграммы, частоте вращения коленчатого вала компрессора и давлению определяют действительную объемную произво­ди­тель­ность компрессора (с учетом температурных по­правок).

Для снятия индикаторных диаграмм применяют пружинные индикаторы давления, а также электронные индикаторные уст­ройства. Применение последних наиболее целесообразно, если для обработки полученной информации применяют ЭВМ. В этом случае на ЭВМ могут быть возложены функции иден­тификации работы компрессора, получения количественных параметров, ха­рактеризующих его работу, а также выдачи диагностических сооб­щений с указанием причин неисправ­ностей и способов их устра­нения.

Ведущие компрессоростроительные фирмы оснащают многие модели машин встроенными электронными системами технической диагностики. Так, например, фирма «КОМПЭЙР» (Германия) разработала новый типоразмерный ряд «6000» винтовых стационарных моноблочных, шумоза­глу­шен­ных воздухоохла­жда­емых, маслозаполненных компрессоров для сжатия воздуха. Компрессоры оборудованы элект­ронным монитором, позволя­ющим определить вид неисправности.

Основными направлениями развития технического диагности­рования (ТД) компрессоров являются:

ü создание комплексных систем технической диагнос­тики (СТД), включающих как автоматизи­рованные, так и неавтомати­зированные средства диагностирования;

ü унификация СТД, создание многоцелевых диагности­ческих устройств;

ü широкое применение в СТД для решения задач диагности­рования средств вычислительной техники.

Одним из направлений совершенствования ТД является анализ степени влияния неисправностей конкретных узлов по мере их развития на эффективность работы агрегатов с одновременным привлечением статистического поузлового анализа отказов комп­рессора и учетом трудоемкости ремонтных работ. Для этого не­обходима информация о статистике отказов, позволяющая опреде­лить быстро изнашиваемые детали и узлы.

При ТД требуются:

· необходимое обеспечение средствами ТД,

· выявление структурных параметров, характеризу­ющих состояние механизма,

· определение диагностируемых параметров,

· установление количественных за­висимостей между диагностируемыми и структурными парамет­рами;

· разработка алгоритма диагности­рования.

В результате анализа статистических данных может быть до­казана целесообразность создания СТД, контролирующей значи­тельно меньшее число параметров деталей и узлов компрессора, изменения (неисправности) которых непосред­ственно влияют на состояние компрессора. Так, доказано, что высокая надежность работы СТД поршневых газомотор­компрес­соров природного газа может быть обеспечена при контроле состояния трех узлов компрессора: газораспре­делительных клапанов, уплотнительных уст­ройств поршня и штока.

Техническое диагностирование предопределяет более глубокие знания о работе механизма и износе его деталей, дополнительное техническое обеспечение и более высокую квалификацию обслуживающего персонала. Все это связано с экономическими затратами и в конечном счете со стоимостью компрессорного оборудования, поэтому немаловаж­ное значение приобретает оценка целесообразности создания СТД для того или иного вида оборудования, что достигается определе­нием необходимых условий проведения ТД.

Необходимость проведения ТД определяется наличием следу­ющих основных условий или событий.

Событие А — допустимость административного или случайного изменения режимов работы в процессе эксплуатации оборудования по нагрузке, например изменение конечного давления или произ­водительности компрессора. Такое изменение может быть учтено при проектировании компрессора, однако в большинстве случаев компрессоры рассчитываются на номинальное конечное давление.

Событие В — случайное изменение условий работы, приводя­щее к изменению параметров закона распределения отказов. Это могут быть изменения параметров рабочего тела: загрязненность газа, зависящая от концентрации, размеров и твердости механи­ческих включений, начальная температура газа, наличие жидкости и т. д.

Событие С — неравенство ресурса работы отдельных узлов Т_i полному ресурсу работы машины Т_м, вызывающее необходимость плановых периодических регламентных работ для замены быстро­изнашиваемых узлов и деталей, т. е.

Т_{i <} Т_м

Такими узлами являются, например, узлы уплотнений и рабочих клапанов и т. д. При наличии равно надежных узлов в компрес­соре отпадает необходимость в регламентных работах, в запасных частях и, следовательно, в ТД.

Событие D — вероятность безотказной работы детали, узла или компрессора в целом меньше вероятности истинности вывода ТД.

Если соответствующие условия выполняются, то соответ­ствую­щие каждому событию логические переменные (A, В, С, D) рав­ны единице, в противном случае — нулю.

Тогда целесообразность проведения технического диагности­рования (Е) можно представить в виде логического уравнения

.

При Е = 0 проведение ТД нецелесообразно, необходимость в ТД отсутствует. При этом условии D является определяющим, так как при низкой вероятности правильности вывода ТД увеличивается вероятность ложной информации о состоянии комп­рессора.

При Е =1 ТД становится целесообразным, причем необхо­димость в ТД возрастает о увеличением вероятности того, что

.

Таким образом, созданию СТД должен предшествовать техни­ко-экономический анализ, на основании которого необходимо либо осуществлять мероприятия, обеспечивающие Е =0, либо разрабатывать и применять в дальнейшем СТД.

Для выполнения условия Е=0 необходимы:

ü наиболее полный учет условий эксплуатации при создании механизмов;

ü повышение ресурса работы быстроизнашиваемых узлов и деталей, исключаю­щее регламентные работы;

ü повышение вероятности безотказной работы отдельных узлов и механизмов в целом.

В ряде случаев (например, для уникального компрес­сор­ного оборудования), когда разработка и проведе­ние рег­ламентных работ либо слишком трудоемки либо затруднительны по условиям эксплуатации, всегда Е = 1, что и предопределяет необходимость ТД.

Один из наиболее сложных и ответственных этапов при созда­нии СТД — разработка алгоритма диагностирования. При разра­ботке алгоритмов диагностирования используют матема­тические методы технической диагностики: статисти­ческие, матричные, логические, методы распознавания [3].

Современные системы технической диагностики базируются на широком использовании ЭВМ для сбора и переработки инфор­мации. Сокращение времени обработки информации и поиска при­чин неисправностей может быть достигнуто за счет создания на­дежных и «быстрых» алгоритмов поиска неисправностей. Хорошей основой таких алгоритмов являются таблицы причин неисправно­стей матричного типа (симптом — возможная причина), которые могут быть разработаны как для машины в целом, так и для от­дельных узлов. Степень проработанности таких таблиц опреде­ляет надежность поиска причин неисправностей.

Фирмой «Инджерсзл Рэнд компани» (США) разработана при­водимая здесь в сокращении таблица определения причин неис­правностей поршневых компрессорных машин разной мощности (табл. 5) [40].

Основная информация о симптомах и причинах неисправностей компрессоров, приведенная в табл. 6, пригодна для выявления неисправностей в компрессорных машинах других типов. Такую информацию можно использовать как для автомати­зированного поиска причин неисправностей, так и непосредственно операторами компрессорных станций Подобные таблицы определе­ния причин неисправностей разработаны для большинства типов компрессоров. В табл. 6 приведены основные причины неисправ­ностей роторных пластинчатых компрессоров.

Для каждой выявленной причины неисправности разработаны конкретные методы ее устранения. Так, в табл. 7 приведены воз­можные неисправности и методы их устранения для поршневых крейцкопфных компрессоров с оппозитным расположением ци­линдров, эксплуатируемых в составе стационарных компрессор­ных установок сжатия природного газа.

Одним из наиболее современных и перспективных направлений совершенствования алгоритмов диагностирования СТД является разработка диагностических «экспертных систем» [26]. Реализа­ция такого подхода полностью базируется на использовании ЭВМ при диагностировании. Диагностическая «экспертная си­стема» представляет собой пакет программ ЭВМ, в которых со­держится информация о взаимосвязи симптомов, возможных при­чин неисправностей и методов их устранения. Эта информация в большинстве случаев представляет собой правила вида:

«ЕСЛИ ((СИМПТОМ 1) И (ИЛИ) (СИМПТОМ 2) И (ИЛИ)...

... (СИМПТОМ п), ТО ((ДИАГНОЗ 1) И (ИЛИ) (ДИАГНОЗ 2) ...

... (ДИАГНОЗ т))».

Такие правила носят название «ситуация— действие». Для их создания с успехом можно использовать инфор­мацию, содержа­щуюся в таблицах, подобных табл. 5…7. Эф­фективность диагностических «экспертных систем» зависит от качества заложенных в них правил и числа данных правил. В связи с этим при создании экспертных систем должна быть предусмот­рена возможность наращивания базы используемых правил.