nerovnoměrně jhem

Kontrolně inspekční
činnost v údržbě
objektivní a subjektivní metody
nedestruktivní defektoskopie
Cíle kontrolně inspekční činnosti
zjištění technického stavu objektu
(diagnóza)
Dělení kontrolně inspekční činnosti
Subjektivní prohlídky (vizuální prohlídky)
Směnové (zápisky uživatelů do knihy provozu stroje)
Týdenní (provádí vrchní vedoucí objektu – předání
ústně mechanikovi stroje)
Odborné prohlídky prováděné technikem v určeném
časovém intervalu
Objektivní metody prohlídky
Využití metod technické diagnostiky
Monitorování provozu strojů periodické, průběžné
1
Metody technické diagnostiky – subjektivní a
objektivní
Objektivní diagnostické metody:
Objektivní diagnostické metody využívají
moderní měřící techniku a výsledkem je
skutečná hodnota provozního parametru.
(výkon – 50 KW, 100 KW) objektivně
konkrétní hodnota, subjektivně pocit
rozdílu zrychlení
Subjektivní diagnostické
metody:
zejména jednoduché metody
spjaty s historií technické
diagnostiky
pozorování typických vnějších
projevů strojů
rozhoduje subjektivní vyhodnocení
pracovníka
potřeba kvalifikovaného a
zkušeného pracovníka
mnoho metod se uplatňuje i v
současnosti a vhodně doplňuje
moderní měřící metody
v některých případech v praxi
zcela nenahraditelné
Kontrola podvozku železničních vagónů
Objektivní metoda
Objektivní metoda – analýza ultrazvukového a infračerveného spektra při průjezdu
vlaku vhodně rozmístěnými senzory
Subjektivní metoda
Subjektivní metoda – poklep kladívkem a hodnocení rezonance (uvolněné
spojení, začínající únavový lom
2
Subjektivní diagnostické metody
mohou sloužit jako diagnostické metody souhrnné, které dávají
v případě potřeby impuls pro další důkladnou objektivní diagnostiku
nelze tyto metody však přeceňovat, protože jsou značně závislé na
zkušeném a kvalifikovaném pracovníkovi, který je realizuje
Využití lidských smyslů:
Zrak
Sluch
Čich
Hmat
Chuť
Subjektivní posouzení technického stavu
subjektivně jako řidič nebo spolujezdec
horší stav vozovky (tlumiče, pérování, vůle …)
přenos vibrací do volantu (v závislosti na rychlosti vozidla)
nerovnoměrnost brzd, kopání brzd
přímý směr jízdy (geometrie, pneumatiky …)
rampa (manžety, brzdy, výfuk, podběhy, pneumatiky …)
3
Manžety a těsnění
Karoserie
4
Motor
Posouzení některých produktů stroje - exhalace
Barva výfukových plynů
traktorového nebo
vozidlového vznětového
motoru svědčí do určité míry
o jeho technickém stavu.
Černý kouř - je způsoben v naprosté většině případů nedostatkem vzduchu při hoření
paliva (znečištění vzduchového filtru, zvýšení dodávky paliva vstřikovacím čerpadlem,
špatný funkce vstřikovačů …)
Světlý kouř vznětového motoru bývá způsoben nízkou teplotou motoru. Zůstane-li
barva kouře stejná i po zahřátí motoru, je to zpravidla známkou vnikání chladicí
kapaliny do spalovacího prostoru.
Kouř modravého zabarvení u vznětového i zážehového motoru je vždy známkou
zvýšeného spalování oleje, který vniká do spalovacího prostoru netěsnými pístními
kroužky nebo vodítky ventilů.
5
Kontrola kouřivosti spalovacího motoru
příklad vizuální kontroly kouřivosti spalovacího motoru ukazuje na
další nedostatek, projevující se u některých subjektivních
diagnostických metod
vizuální kontrolou nelze v tomto případě klasifikovat příčinu a
rozsah příslušné poruchy. Někdy však ani nelze, jako je tomu u
černého kouře, kvalitativně určit, o jakou poruchu jde
přesto však má vizuální kontrola kouřivosti oprávněné místo v
systému diagnostiky spalovacího motoru jako jeden ze
souhrnných diagnostických signálů, přinášejících informaci
kontinuálně a bez jakýchkoliv nákladů
Je-li této informace vhodně využito, může přinést pouze zisk v
podobě včasného pokynu k detailní přesné diagnostické prověrce
a tím i včasnému odstranění poruchy
Předběžná vnější prohlídka diagnostikovaného stroje
mnohdy odhalí poruchy, které by se jinak měřicími přístroji velmi
obtížně zjišťovaly
Únik oleje i v nepatrné míře vytváří spolu s usazeným prachem velmi
dobře viditelnou stopu na povrchu příslušného strojního prvku
(netěsnostmi ve skříních, mechanismech a spojovacích částech
potrubí).
Vizuální kontrola se dále soustřeďuje na prohlídku přístupných
povrchů významných součástí s cílem nalézat případné trhliny, zjevné
deformace, poškození povrchové úpravy a korozi.
Trhliny na očištěném povrchu lze snáze zpozorovat pomocí lupy a při
podezření lze použít tzv. kapilární zkoušku, založenou na principu
kapilárního vzlínání kapalin s nízkým povrchovým napětím do jemných
vlasových trhlinek a pórů. Při zpětném výstupu z trhlinek a pórů pak
kapalina indikuje ve vhodném záchytném prostředí místo, velikost a
rozsah poruchy.
• povrch již ve styku s olejem (očistit a nakřídovat)
• súdánská červeň v nízkovizkozním oleji nebo petroleji
• fluorescenční kapalina – ultrafialové světlo – vadná místa světélkují
6
Tlakové nádoby a tlumiče pérování
Mezi vizuální způsoby kontroly patří rovněž prověrka těsnosti
tlakových nádob, zásobníků vzduchu, prvků soustavy vzduchových
brzd, spojovacích potrubí, hadic apod. Únik vzduchu se zde indikuje
pomocí vodního roztoku mýdla nebo saponátu, nejlépe ve spreji.
Roztok se nanese na podezřelé místo, kde se při netěsnosti objeví
bublinky.
Kontrola mýdlovým roztokem je vhodná i v některých jiných případech
zjišťování netěsností. Tímto způsobem lze velmi citlivě zjistit i malé
začínající netěsnosti chladiče a celé chladicí soustavy
spalovacího motoru. Je ovšem třeba vypustit chladicí kapalinu a do
vnitřních prostorů soustavy přivést tlakový vzduch.
Vadná funkce tlumiče pérování motorového vozidla se výrazně
projevuje nerovnoměrným opotřebením vzorku pneumatiky v podobě
pravidelných vln na jejím obvodu. Tento vizuální projev signalizuje
potřebu detailní diagnostické prověrky tlumičů.
Obdobně lze snadno indikovat velkou nebo malou sbíhavost
předních, případně zadních kol vozidla podle typického vzhledu
opotřebení vzorků pneumatiky. Při nesprávně nastavené sbíhavosti se
na vzorku vytváří obrazně řečeno "srst", směřující při velké sbíhavosti
dovnitř a při malé nebo záporné sbíhavosti vně vozidla.
Subjektivní diagnostické metody
jednoduchým vizuálním způsobem
lze mnohdy kontrolovat vnější
projevy i poměrně složitých
vnitřních změn mechanismů
v žádném případě subjektivní
metoda nemůže nahradit detailní
diagnostickou prověrku ani
objektivní pravidelnou aplikaci
souhrnné diagnostické metody
vizuální subjektivní kontrola však
umožní v mezidobí těchto
přesnějších prověrek odhalit
intenzívnější průběh opotřebení
a vyvolá tak potřebu včasného
přesnějšího měření
7
Technická stetoskopie
v rozsahu slyšitelné
frekvence lze akustické kmity
vybuzené činností
opotřebených mechanismů
snímat a využívat k diagnóze
přímo nebo pomocí
jednoduchého přístroje,
technického stetoskopu
1 - koncovky do uší 3 - rezonanční komora
2 - pryžová hadice 4 - dotykový vlnovod
dotykový vlnovod je pevně
spojen s membránou
rezonanční komory, která
mívá seřiditelnou velikost
vnitřního prostoru a tím i
možnost změny vlastní
frekvence. Je tak umožněno
alespoň částečně potlačit
rušivé vlivy nežádoucích
frekvencí a orientovat se na
akustické impulsy vyvolané
hledanou poruchou
Odposlouchávání akustických projevů pracujícího
pístového spalovacího motoru
1
2
3
1. oblast ventilů
2. oblast pístu
3. oblast klikového hřídele motoru
8
Vyhodnocení stetoskopie motoru
Vůle hlavních ložisek - nevýrazné kovové údery v oblasti uložení hřídele
v bloku. Zvuky jsou dobře znatelné při zvýšeném zatížení motoru nebo při
velmi malé frekvenci otáček, kdy již spalovací motor pracuje
nepravidelně.
Vůle ojničních ložisek - méně intenzivní údery než u ložisek hlavních.
Nejlepší slyšitelnost je při malém zatížení motoru a při náhlém
vzrůstu otáček při tzv. chodu naprázdno. Postupné vyřazování
jednotlivých válců z činnosti umožňuje rozpoznat, které ložisko má
zvýšenou vůli.
Vůle pístu ve válci - odposlechem stetoskopem obtížně zjistitelná.
Přestože dotykovou jehlou stetoskopu jsou snímány akustické vlny v
oblasti pohybu pístu, lze tyto vlny obtížně odlišit od zvuků způsobených
ostatní činností motoru. (Je-li podezření na velkou vůli pístu, nalije se do
válce otvorem pro svíčku nebo vstřikovač menší množství hustého
motorového oleje, klikový hřídel se ručně protočí a potom se motor spustí.
Zmizí-li dříve zjištěné akustické projevy, podezření je potvrzeno.
Vůle v uložení pístního čepu - zvonivý kovový zvuk při chodu motoru
naprázdno. Zvuk připomíná údery malého kladívka na kovadlinu. Při
zvyšování otáček motoru se zvuk ještě zvýrazní.
Vůle zdvihátka v pouzdře - klepání. Údery se vzhledem k převodovému
poměru na vačkový hřídel opakují s poloviční frekvencí ve srovnání s
frekvencí zvuků ostatních (klepání může být též způsobeno velkou vůlí
mezi ventilovou tyčkou a vahadlem - v tomto případě však příznaky zmizí
po správném seřízení vůle).
Samozápaly směsi u zážehových motorů se projevují zvonivým
kovovým zvukem a po ochlazení motoru zmizí. Podobně je
tomu u detonačního průběhu hoření směsi, kde však projev
zmizí při použití benzínu s vyšším oktanovým číslem nebo i
pouhým obohacením směsi.
Stetoskop se používá i u dalších strojních skupin:
• převodovky
• rozvodovky
• ložiska pojezdových kol
Přesnost diagnózy je však velmi malá, zejména při nevýrazné, postupně
narůstající poruše.
Diagnóza není vyjádřena kvantitativně a nelze tedy ani na tomto podkladě
vyslovit prognózu.
9
Vizuální prohlídka
Zpravidla se používá před všemi ostatními.
Vyžaduje dobrou zrakovou schopnost
pracovníka.
Citlivost metody ovlivňuje jakost povrchu a
intenzita osvětlení.
Metoda přímá – nevyžaduje nákladnou
techniku
(čistý povrch, 60 cm prostoru, 500 lux, kvalifikace
pracovníka EN 473, měřidla).
Metoda nepřímá – nepřístupné povrchy
(k
osvětlení a přenosu obrazu se používají speciální zařízení endoskopy)
Technická endoskopie
v některých případech poruch vnitřních částí mechanismů lze použít
metodu vizuálního posouzení poškozeného objektu pomocí k tomu
určeného přístroje, tzv. endoskopu
Boroskopy – pevný tubus - Aby byla zajištěna univerzálnost použití,
jsou zpravidla nabízeny endoskopy od průměru sondy 0,9 mm
v délkách od několika centimetrů až po 1,6 metru.
Fibroskopy – ohebný tubus - Na rozdíl od boroskopů, které mají
pevný tubus, je tubus fibroskopů ohebný a tvoří jej svazek optických
vláken (až 200000). Průměr tubusu se obvykle pohybuje v rozpětí 2
(ultratenké třeba i 0,5 mm) až 13 mm a může mít ohebný inspekční
konec, který je ovládán dálkově. Výjimku tvoří ultratenké fibroskopy,
které ohebnou koncovku nemívají.
Videoskopy - Videoskopy jsou v podstatě ohebné endoskopy, kde je
do inspekčního konce zabudován CCD snímač. Z hlediska kvality
obrazu, funkcí sloužících k jeho optimalizaci, možností vyhodnocování a
měření a šířkou aplikačních možností dnes patří mezi nejlepší technické
endoskopy. CCD snímače mají rozlišení kolen 440000 pixelů. V případě
ultratenkých videostopů s průměrem 3,9 mm 290000 pixelů.
10
Boroskop
Endoskop s pevným tubusem
1 – okulár
2 – tubus
3 – objektiv
4 – světelný zdroj
5 – zkoumaný objekt
Boroskop
Základní části endoskopu jsou:
soustava čoček, okuláru a objektivu
dále pak tubus různé délky podle povahy a velikosti zkoumaného objektu
součástí objektivu je též intenzívní zdroj světla, zpravidla nízkonapěťová
halogenová žárovka
objektiv bývá vzhledem k požadované univerzálnosti vyměnitelný, a je
tak umožněno pozorování různými směry pod různým zorným úhlem
pozorovat poškozený objekt lze ve všech případech, kdy se k němu podaří
s objektivem proniknout, a to bez ohledu na světelné podmínky
11
Videoskop (fibroskop)
V běžné strojírenské praxi je však použití endoskopu značně
omezeno, protože konkrétní provedení různých převodovek, rozvodovek,
spojkových a klikových skříní je zpravidla natolik kompaktní, že zde pro
tubus endoskopu nebývá místo. Mnohdy by však bylo možno problém
řešit malou konstrukční úpravou včetně vhodných vstupních otvorů.
Protože s použitím endoskopu zatím konstrukce zpravidla nepočítá,
využívají se různé nalévací a odvzdušňovací otvory skříní převodovek při
prověrce ozubených kol a zasouvacích mechanismů, běžné kontrolní
otvory při prověrce spojek, otvory pro svíčku nebo pro vstřikovací ventil
při prověrce opotřebení pístů apod.
Běžné jsou již typy využívající malou televizní kameru s přenosem na
obrazovku včetně fotografického dokumentárního záznamu zkoumaného
objektu.
Možnost širšího využití technické endoskopie se jeví v souvislosti s
rozvojem optiky světlovodných vláken. Svazek speciálních skleněných
vláken, z nichž každé je opatřeno reflexním obalem, dokáže přenést
světelný obraz na vzdálenost 6 m s ještě postačující intenzitou 15%
vstupního světelného toku (není třeba zdroj světla na konci tubusu,
omezená schopnost přenosu detailů).
Například: vlákna o průměru 0,02 mm ve svazku o průměru 6 mm
přenášejí obraz, který je svojí kvalitou srovnatelný s obrazem
přenášeným průmyslovou televizí
12
Objektivní diagnostické metody (metody TD)
Metody technické bezdemontážní diagnostiky
Vibrodiagnostika
Tribodiagnostika
Termodiagnostika
Akustická diagnostika apod.
Metody nedestruktivní technické diagnostiky
Rentgen
Ultrazvuk
Kapilární
Magnetické práškové
Tenzometrické metody
Tahový a tlakový dynamometr
Objektivní diagnostické metody –
interval zkoušek
Odborné prohlídky prováděné subjektem
Metody technické diagnostiky
dány vyhláškou
predikce zbytkové životnosti objektu
Doporučení softwarovým vyhodnocením
měření
13
Nedestruktivní
defektoskopie
14
Obsah
Vizuální prohlídky
Kapilární metody
Magnetické práškové metody
Ultrazvukové metody
Radiodefektoskopické metody
Infračervené metody
Optická holografie
Kapilární nedestruktivní
defektoskopie
Fyzika
Povrch kapalin je jakoby pokryt
tenkou pružnou vrstvou – kulový
tvar (bez vnější síly)
Povrchové napětí a kapilární jevy
souvisí s kohezí (vzájemné působení
přitažlivých sil molekul
Kapilární metody jsou založeny na
vzlínavosti a smáčivosti detekční
kapaliny (penetrantu)
Pouze povrchové vady.
15
Možné použití pro všechny materiály
kromě porézních a materiálů
reagujících s penetrantem
Penetrant – schopnost závisí na
viskozitě povrchovém napětí,
smáčivosti a nosném prostředí
Technologický postup
Očištění povrchu součásti (voda, pára, mechanické,
chemické apod.)
Nanesení detekční kapaliny a její působení (štětcem,
stříkáním, ponořením, tlakový, vakuový způsob,
10 – 15 minut bez zaschnutí)
Odstranění přebytečné detekční kapaliny (nutno
oparně, aby zůstala ve vadách detekční kapalina)
Nanesení vývojky (vychází z jejich vlastností, štětcem,
stříkání – lepší citlivost metody)
Sledování výsledku zkoušky, vyhodnocení (provádí se
hned (velké vady) a po nějaké době 5 -20 min. (malé
vady))
Odstranění všech látek z povrchu součásti
16
Metody
Barevné indikace – bílé pozadí a červené
indikace – přírodní nebo umělé světlo.
Metody fluorescenční – zelená nebo
žlutozelená barva indikace, tmavé okolí
vady – ultrafialové světlo
Indikace
Liniové (souvislé x přerušované)
Okrouhlé indikace (plynové dutiny)
Shluk tečkovitých indikací
Rozptýlené indikace
Falešné indikace
17
Magnetická metoda prášková
Fyzika
Lze použít pouze pro feromagnetické materiály (lze je
zmagnetizovat)
Trhlina musí být na povrchu nebo těsně pod povrchem
(povrch může být natřen barvou)
Trhlina musí být kolno na magnetické pole
(ve směru průchodu elektrického proudu)
Detekce se děje na základě rozptylového toku
Využívá se stejnosměrná (větší hloubka – 5 – 10 mm)
magnetizace i střídavá magnetizace (hloubka
do 2 mm, ale lepší kopírování členitého povrchu)
B – magnetická indukce (Tesla) – hustota
magnetického toku
H – intenzita magnetického pole (A/m) –
síla magnetického pole
18
Trhlina kolmá k magnetickému toku nebo
souběžná s elektrickým proudem
Rozptylový tok
19
Techniky magnetizace
Magnetizace přímým průchodem proudu –
cirkulární
Magnetizace pomocným vodičem – cirkulární
Magnetizace cívkou – podélná
Magnetizace elektrickým jhem - podélná
Technologický postup
Příprava zkoušeného předmětu – odstranění cizích látek
z povrchu (špína, rez, nátěr)
Magnetizace zkoušeného předmětu – podle odpovídající
normy – pozor na zkušební úsek
Nanesení zkušebního prostředku – prášek (černý,
červený) nebo suspenze – zpravidla během
magnetování
Inspekce zkoušené plochy – UV světlo (1000 µW/mm2)
nebo obyčejné světlo (500 lux) – kontrastní látka
Registrace indikací a jejich posouzení
Demagnetizace a čištění
20
Falešné indikace
Vznikají:
při velké změně tloušťky,
v okolí elektrod,
při přesycení magnetickým tokem,
na rozhraní austenitu a feritu,
na rozhraní tepelně zpracovaného pásma.
Ověření:
demagnetizace a nová zkouška,
jiná zkouška NDT,
metalografdickým výbrusem.
Ultrazvuková metoda
Fyzika
Jedná se o mechanické vlnění
(podélné –
příčné – ohybové – objemové – povrchové)
21
Základní vztahy
Rychlost šíření c – podélná vlna
• Ocel 5920 m/s
• Hliník 6300 m/s
• Plexi 2730 m/s
Rychlost šíření c – příčná vlna
• Ocel 3250 m/s
• Hliník 3140 m/s
Frekvence f – 1/T
Vlnová délka λ
c
λ=
f
Odraz a lom – pokud vlnění narazí na
rozdílné prostředí tak se část odrazí
a část prochází dále
Vlnění se popisuje hustotou energie
(závisí na čtverci amplitudy vlny), intenzitou
(množství energie na kolmou plochu) a
akustickým tlakem (je úměrný amplitudě
rychlosti a akustického impedance)
Interference – šíří-li se více vlnění
dochází k jejich skládání – stojaté
vlnění (bod s nulou a maximální výchylkou –
dvě stejné vlnění proti sobě)
22
Metody ultrazvukové defektoskopie
Metoda průchodová –
vlnová délka UZ vln musí být
menší než nejmenší požadovaná zjistitelná vada.
Materiály o velkém útlumu
Materiály se špatným odrazem
Lepené spoje
Nutný přístup z obou stran
Metoda odrazová – je nejpoužívanější a k vysílání a
přijímání se využívá stejná sonda.
Rezonanční metoda
– do materiálu se vysílají vlny
s proměnnou frekvencí až se
při stojaté vlně dostane do
rezonance – používá se pro
kontrolu lepených spojů,
dvojitosti plechů apod.
Nepravé indikace
echa, která nejsou způsobena defektem,
ale příčinou je geometrický tvar zkoušence
Zkoušení v imerzním prostředí
konstantní akustická vazba i pro členité
součástky
různé vstupní úhly – možnost současného
prozvučování z více úhlů
imersní prostředí – např. voda
23
Imersní zkoušení
24
Radiodefektoskopické metody
V principu je to prozáření zkoušence
vhodným zdrojem a vyhodnocením
zeslabení záření po jeho průchodu.
Za prozařovaným předmětem vzniká plošný
obraz na fotocitlivém materiálu.
Hlavní přednost radiografie
spočívá v zobrazení výsledků
v reálném čase.
Je průkazná pro povrchové i vnitřní
prostorové vady.
Méně průkazná je pro vady plošné (trhliny,
studené spoje apod.)
Ionizující záření je lidskému organismu
nebezpečné. Práce s ním musí být povolena
SÚJB.
25
Rentgen
Rentgenové záření je ionizující elektromagnetické
záření, proud fotonů, o energii řádově desítek až
stovek kV.
Typické rozmezí vlnových délek je 10-12 µm.
Uměle lze rentgenové záření získat v rentgenové
trubici dopadem urychlených elektronů na anodu
rentgenky. Vysokonapěťový zdroj vytváří napětí
řádově desítek až stovek kilovoltů.
Anoda musí být dostatečně chlazená, neboť přibližně
99% příkonu se přemění na teplo a pouze 1% na
rentgenové záření.
Využívá se např. v rentgenové strukturní a spektrální
analýze, v lékařství, radiační chemii a defektoskopii.
Rentgenová kabina slouží k zajištění
bezpečnosti obsluhy přístroje (laboratoře a
rentgenové kobky). Kobky jsou konstruovány
takovým způsobem, aby nedocházelo
k průniku záření ani v místech zámků a klik,
nebo okolo vstupních dveří. Všechna taková
pracoviště podléhají schválení úřadem pro
jadernou bezpečnost. Někdy se rentgeny
umísťují ve
speciální kabině, která je
z olověného plechu
příslušné tloušťky
plátované ocelovým
plechem.
26
PŘENOSNÝ RTG PŘÍSTROJ
27
Izotopový defektoskopický kryt
Infračervená defektoskopie
Vlnové délky 0,75 až 104 µm.
Lze zkoušet materiál jakéhokoliv druhu – i
plasty.
Hodí se pro kontroly teplot pod 1000 K (vyšší
teploty jsou již ve viditelném spektru).
Vada způsobuje změnu tepelného toku nebo
zvýší vyzáření tepla.
Při použití kamer se hovoří o termovizi.
Je potřeba správně nastavit emisivitu materiálu.
28
Měření teploty - emisivita
Materiál
Emisivita je intenzita vyzařování
(zářivá schopnost) předmětů, která je
závislá na materiálu a zejména jeho
povrchových vlastnostech.
Asfalt
Emisivi
ta
0,95
Beton
0,95
Cihla
0,90
Přírodní dřevo
0,94
Guma
0,95
Oxidovaný
hliník
Kůže
0,30
Oxidovaná měď
0,95
Mosaz
0,50
Oxidovaná ocel
0,80
Oxidované
olovo
Sklo
0,50
Grafit
0,85
Voda
0,93
0,98
0,85
Měřící technika - teploměry
Běžné a
kontaktní
teploměry
Kontaktní teploměr MiniTemp
Bezkontaktní
teploměr
Phototemp
MX6 s
kontaktní
sondou
Bezkontaktní teploměr ProfiTemp ST 80 XB
29
Kontrolně inspekční
činnost v údržbě
objektivní a subjektivní metody
nedestruktivní defektoskopie
30