Задачи осмотра

Использование любого из органолептических методов всегда начинается с внешнего осмотра объекта, что дает не только информацию о техническом состоянии, но и позволяет обеспечить безопасность проводимых работ. Осмотр является первым в списке органолептических методов, который начинает диагностирование и заканчивает его визуальным подтверждением поставленного диагноза.

В нормативно-технической документации предписывается проведение осмотра как основного источника получения информации о состоянии оборудования. Осмотр является составной часть любого комплекса диагностирования, проводится при приёмке смены, при подготовке ремонта, при появлении необычного шума и повышенной вибрации механизма.

По назначению осмотры разделяются на: эксплуатационные; специализированные; экспертные (технический осмотр). Виды осмотров отличаются друг от друга объёмом обследования, формой регистрации и использованием результатов.

Задача эксплуатационного осмотра – выявление повреждений (дефектов) и поиск неисправностей оборудования при проведении технического обслуживания в сроки, регламентированные эксплуатационной документацией и регистрация результатов осмотров в эксплуатационной документации. Проводится эксплуатационным персоналом при проведении регламентного технического обслуживания.

Специализированный осмотр проводится в объёмах определяемых методической документацией по техническому диагностированию ‑ его основной задачей является определение технического состояния оборудования для планирования сроков технического обслуживания, ремонта оборудования, поиска неисправностей. Выполняется специалистами ремонтных служб предприятия или специализированных предприятий во время ревизий и наладок оборудования.

Технический (экспертный) осмотр проводится представителями уполномоченных специализированных (экспертных) организаций. Срок и объём осмотра определен нормативно-правовыми актами по охране труда или организационно-методическими документами по проведению экспертного обследования. Его задачей является определение соответствия технического состояния, качества монтажа, ремонта, модернизации и условий эксплуатации оборудования требованиям безопасности, с целью определения возможности дальнейшей эксплуатации. Данный вид осмотра проводится в обязательном порядке при вводе машины в эксплуатацию.

Одной из разновидностей осмотра является наблюдение – периодический осмотр мест возможных повреждений элементов, деталей, узлов оборудования с целью регистрации развития повреждений или поведения элементов системы (возникновение деформации, вибрации, ослабление крепежа, ударов и т.п.) во время работы оборудования.

Процесс осмотра, как и все технологические операции, имеет три стадии: подготовительную, рабочую и завершающую.

Подготовительная стадия осмотра включает:

  • предварительный обзор места установки оборудования;
  • опрос эксплуатационного персонала, а при необходимости представителей монтажных, наладочных и других предприятий, участвующих в проведении работ на данном оборудовании, о ранее обнаруженных неисправностях, проведенных заменах деталей и т.п.;
  • подготовку технических средств и регистрационных форм, инструктаж лиц, участвующих при производстве работ.

Рабочая стадия – выполнение заранее разработанного алгоритма детального осмотра элементов оборудования.

Технология проведения осмотров представляет собой систему приемов, применяемых для достижения поставленной цели (диагностирования) и проводимых в определенной последовательности с учетом вида обследуемого оборудования и конкретных условий эксплуатации. Процесс осмотра, как метода технического диагностирования, можно представить в виде следующего алгоритма (рисунок 47).

Рисунок 47 – Алгоритм технического диагностирования при осмотре

Рисунок 47 – Алгоритм технического диагностирования при осмотре

В зависимости от конструктивных особенностей оборудования последовательность проведения операций (алгоритм) осмотра может быть различной. Тем не менее, каждый специалист, проводящий осмотры, интуитивно составляет алгоритм осмотра, основываясь на своем опыте и знании обследуемого оборудования.

Разработку методики проведения осмотров целесообразно начинать с определения диагностических признаков, регистрируемых методами и средствами осмотров, путем анализа конструкции оборудования и условий его эксплуатации.

Порядок проведения осмотров оборудования основывается на последовательном обследовании элементов оборудования по кинематической цепи их нагружения, начиная от привода до исполнительного элемента. Для этого изучается конструкция оборудования, состав и взаимодействие его составных частей.

Вначале проводится общий внешний осмотр оборудования и окружающих его объектов. Общий осмотр нельзя смешивать с предварительным обзором места установки оборудования. В процессе предварительного обзора специалист бегло знакомится с местом установки оборудования для того, чтобы решить вопрос — каким методом и в каких границах должен быть проведен осмотр. При общем же осмотре изучается картина состояния оборудования. Общий осмотр может носить самостоятельный характер и применяется при регламентируемых нормативными документами периодических осмотрах оборудования эксплуатационным персоналом.

Под детальным, понимается тщательный осмотр конкретных элементов оборудования. Детальный осмотр в зависимости от требований соответствующих нормативных и методических документов, проводится в определенном объёме и порядке. Во всех случаях детальному осмотру должен предшествовать общий осмотр.

Общий и детальный осмотр могут проводиться при статическом и динамическом режиме оборудования. При статическом режиме элементы оборудования осматриваются в неподвижном состоянии. Оборудование при этом может разбираться (частично или полностью) или не разбираться. Осмотр оборудования в статическом режиме при частичной разборке носит название ревизии. Осмотр оборудования при динамическом режиме производится на рабочей нагрузке, холостом ходу и тестовых нагружениях (испытаниях).

Правильный выбор режима осмотра оборудования позволяет определить диагностические признаки проявления возможных неисправностей. Осмотр оборудования при включении или остановке механизма направлен, в основном, на контроль качества затяжки резьбовых соединений, проверку отсутствия трещин корпусных деталей, целостности соединительных элементов. В рабочем режиме дополнительно проверяется биения валов, муфт, утечки смазочного материала, отсутствие контакта подвижных и неподвижных деталей.

При осмотре могут быть применены три основные способа: концентрический; эксцентрический; фронтальный.

При концентрическом способе (рисунок 48) осмотр ведется по спирали от периферии элемента к его центру, под которым обычно понимается условно выбранная точка. При эксцентрическом способе (рисунок 49) осмотр ведется от центра элемента к его периферии (по развертывающейся спирали). При фронтальном способе (рисунок 50) осмотр ведется зигзагообразным перемещением взгляда по площади элемента от одной его границы к другой.

Рисунок 48 – Концентрический способ осмотра детали

Рисунок 48 – Концентрический способ осмотра детали

Рисунок 49 – Эксцентрический способ осмотра детали

Рисунок 49 – Эксцентрический способ осмотра детали

Рисунок 50 – Фронтальный способ осмотра детали

Рисунок 50 – Фронтальный способ осмотра детали

Постоянного правила применения того или иного способа не существует. При выборе способа учитываются конкретные обстоятельства. Так, осмотр помещения, где установлено оборудование, рекомендуется обычно проводить от входа в него, т.е. концентрическим способом. Осмотр элементов круглой формы целесообразно вести от центра к периферии (эксцентрическим методом). Фронтальный осмотр лучше применять, когда осматриваемая площадь очень обширна, и её можно разделить на полосы.

Во время проведения осмотра проводятся черновые записи результатов. Каждый осматриваемый элемент оборудования должен иметь запись о результатах осмотра. Фотоснимки, зарисовки должны быть дополнением к записи. Записи ведутся в последовательности проведения осмотра и их форма должна максимально соответствовать форме отчётного документа. Зарисовки мест повреждений выполняются на заранее подготовленных чертежах и эскизах элементов оборудования.

При проведении фотосъёмки указываются номера кадров в строке соответствующей записи. По видам фотосъёмка делится на ориентирующую (рисунок 51), обзорную, узловую и детальную. Ориентирующая фотосъёмка должна запечатлеть общую картину расположения оборудования на фоне окружающей местности или помещения.

Рисунок 51 – Пример ориентирующей фотографии

Рисунок 51 – Пример ориентирующей фотографии

Обзорная фотосъемка непосредственно фиксирует место проведения осмотра более крупным планом (рисунок 52).

Рисунок 52 – Пример обзорной фотографии

Рисунок 52 – Пример обзорной фотографии

Узловая фотосъемка запечатлевает отдельные «узлы» – наиболее важные места оборудования, фиксируемые при осмотре, проводится с нескольких точек, в максимальном масштабе в зависимости от условий. Детальная фотосъёмка применяется для фиксации отдельных выявленных дефектов элементов или деталей оборудования, например, трещин, вмятин, зазоров и т. д. (рисунки 53).

Рисунок 53 – Пример узловой (а) и детальной (б) фотографии при осмотре редуктора механизма подъёма разливочного крана

(а)

Рисунок 53 – Пример узловой (а) и детальной (б) фотографии при осмотре редуктора механизма подъёма разливочного крана

(б)

Рисунок 53 – Пример узловой (а) и детальной (б) фотографии при осмотре редуктора механизма подъёма разливочного крана

В зависимости от целей и условий съёмки указанные виды фотографий могут быть выполнены панорамным и метрическим способом, а также методом масштабной фотографии (рисунок 54).

Рисунок 54 – Пример узловой (а) и масштабной (б) фотографии

(а)

Рисунок 54 – Пример узловой (а) и масштабной (б) фотографии

(б)

Рисунок 54 – Пример узловой (а) и масштабной (б) фотографии

Завершающая стадия заключается в дополнительном осмотре элементов оборудования для уточнения, ранее полученных результатов и их регистрации в отчётных формах.

Регистрационные формы – это документы с определенным порядком записи результатов опроса, собственно осмотра и дополняющие их графические изображения деталей и объекта в целом: рисунки, эскизы, чертежи, фотоснимки и т.п. На графических изображениях должны обозначаться: точка начала осмотра и его направление, места расположения обнаруженных дефектов и повреждений. Необходимость заполнения регистрационных форм обусловлена ограниченным объёмом «оперативной» информации воспринимаемой человеком.

Идентификация дефектов и повреждений – отнесение неисправностей к определенному классу или виду (усталость, износ, деформация, фреттинг – коррозия и т.п.). Идентифицируя дефект или повреждение, зная его природу специалист в дальнейшем может определить причины появления неисправности и степень влияния на техническое состояние оборудования. Идентификация выявленных дефектов и повреждений осуществляется путём сравнения их характерных признаков с известными образцами или описаниями, которые для удобства пользования собираются и систематизируются в иллюстрированных каталогах. Образцы с характерными повреждениями и дефектами обычно хранятся в специализированных лабораториях.

Формализация результатов проведения осмотра осуществляется протоколом осмотра. В протоколе осмотра отражается то, что специалист имел возможным обнаружить при осмотре, в том виде, в котором обнаруженное наблюдалось. Выводы, заключения, предположения специалиста о причинах возникновения дефектов и повреждений остаются за рамками протокола и обычно оформляются отдельным актом или отчётом. Не заносятся в протокол и сообщения лиц о ранее обнаруженных отклонениях, а также произошедших до прибытия специалиста изменениях обстановки. Такие сообщения оформляются самостоятельными протоколами.

Протокол осмотра выполняется в текстовой, табличной или смешанной форме. Табличные протоколы обычно применяются для записи результатов постоянно повторяющихся осмотров отдельных элементов оборудования (например, при эксплуатационном осмотре, наблюдении и т.п.). Текстовые протоколы составляются при технических (экспертных) осмотрах в основном для расследования происшедших аварий или детального изучения состояния объекта.

К составлению протокола осмотра надо подходить с учётом того, что, в конечном счёте, он будет выступать в качестве самостоятельного документа. В этих целях протокол составляется краткими фразами, дающими точное и ясное описание осматриваемых объектов. В протоколе употребляются общепринятые выражения и термины, одинаковые объекты обозначаются одним и тем же термином, каждый объект называется одним и тем же термином на протяжении всего протокола. Описание каждого объекта осмотра идёт от общего к частному (вначале дается общая характеристика осматриваемого оборудования, его расположение на месте осмотра, а затем описывается состояние и частные признаки), с тем, чтобы индивидуализировать элементы, отличить от подобных. Полнота описания объекта определяется предполагаемой его значимостью и возможностью сохранения данных. Фиксируются все имеющиеся признаки дефектов и особенно те, которые могут быть со временем утрачены. Каждый последующий объект описывается после полного завершения описания предыдущего. Объекты, связанные между собой, описываются последовательно, с тем, чтобы дать более точное представление об их взаимосвязи. Количественные величины указываются в общепринятых метрологических величинах. Точность измерения определяется характером объекта. Не допускается употребление неопределенных величин («вблизи», «в стороне», «около», «рядом», «почти», «недалеко»). В протоколе отмечается факт обнаружения каждого из следов и предметов, в отношении каждого объекта указывается, что было с ним сделано, какие средства, приёмы, способы были применены. Описание противоречивых обстоятельств в самостоятельный раздел протокола не выделяется. При описании оборудования и отдельных его элементов в протоколе делаются ссылки на планы, схемы, чертежи, эскизы и фотографии. Каждый осматриваемый элемент оборудования должен иметь отдельную запись о результатах его осмотра. Выводы протокола должны содержать информацию о наличии и характере дефектов, а при невозможности его установления о необходимости последующего проведения идентификации.

Осмотр – ответственный этап диагностики и контроля технического состояния, который должен базироваться на тщательно разработанной технологии проведения и требованиях метрологии к проведению измерений. Одним из главных факторов при проведении осмотров является идентификация обнаруженных повреждений. Правильная организация проведения осмотра позволяет сократить время простоя оборудования и обеспечить достоверность получаемых результатов.

Визуальный осмотр как метод контроля состояния оборудования широко используется при поведении осмотров и ревизий механизмов и оборудования. Этот метод позволяет, как прямым путём обнаружить неисправность, так и косвенным подтвердить наличие повреждения или дефекта. Необходимо отметить отсутствие приборов и средств, способных реализовать функции, выполняемые человеком при визуальном осмотре. Отличительной особенностью визуального осмотра являются трудности при формализации процесса и решения задачи распознавания.

Визуальный осмотр проводится исходя из возможностей человеческого зрения. Основным недостатком человеческого глаза является то, что при малой освещенности ему не помогают лучшие оптические приборы. Чаще всего осмотр проводится в условиях худшей освещенности, чем при дневном свете. Значения освещенности для выполнения визуального осмотра – 1000…2000 лк. Человеческий глаз эффективно приспосабливается к различной освещенности, глазу требуется от 10 до 15 минут для адаптации к изменению освещенности. Зрение позволяет воспринимать форму, цвет, яркость и движение предметов. Человек около 90% информации получает благодаря зрению.

На расстоянии наилучшего зрения (25 см) нормальный человеческий глаз способен различить две точки, отстоящие одна от другой на 0,07 мм. В условиях оптимального освещения при хорошей контрастности человек способен оценить размер порядка 40 мкм. Порог остроты зрения при нормальной яркости объекта соответствует примерно 1′. Оптимальное условие различения объекта происходит при 30…40′. Наибольшую чувствительность глаз имеет по отношению к волнам, лежащим в середине спектра видимого света – 500…600 нм. Этот диапазон соответствует излучению желто-зеленного цвета.

Необходимо отметить субъективность восприятия зрительной информации. Человек видит то, что знает. Незнакомые, неопознанные мозгом предметы остаются вне поля зрения. Поэтому важнейшим вопросом является определение диагностических, различаемых особенностей осматриваемой поверхности. По отношению к металлическим деталям таким диагностическим признакам соответствуют: цвет, форма, сплошность, шероховатость поверхности.

Трещины – это разрывы, преимущественно двухмерного характера. Ограничивающие поверхности трещин часто располагаются перпендикулярно к поверхности детали.

Абразивный износ – участки с повышенной шероховатостью вдоль направления действия абразива.

Цвета побежалости – дефект поверхности в виде пятнистой (от жёлтого до синевато-серого цвета) окисной плёнки.

Пятна ржавчины – дефект поверхности в виде пятен или полос с рыхлой структурой окисной плёнки.

Вмятины – дефект поверхности в виде произвольно расположенных углублений различной формы, образовавшихся вследствие повреждений и ударов поверхности.

Риска – дефект поверхности в виде канавки без выступа кромок с закругленным или плоским дном, образовавшийся от царапания поверхности металла. Могут быть тонкими и широкими.

При трении и изнашивании возникает ряд явлений и процессов, повреждающих и разрушающих поверхности деталей.

Схватывание при трении – явление местного соединения материалов сопряженных поверхностей вследствие взаимодействия молекулярных сил.

Перенос металла – явление, состоящее в местном соединении материалов сопряженных поверхностей, последующем его отрыве и переходе материала на другую поверхность.

Заедание – процесс возникновения и развития повреждений поверхностей трения вследствие схватывания и переноса материала.

Задир – повреждение поверхности в виде широких и глубоких борозд в направлении скольжения.

Царапание – образование углублений на поверхности трения в направлении скольжения при воздействии выступов твёрдого тела или твёрдых частиц с рабочей поверхностью детали.

Отслаивание – отделение с поверхности трения материала в форме чешуек.

Выкрашивание – отделение с поверхности трения материала, приводящее к образованию углублений на поверхности трения.

Сложным является не только распознавание характера повреждения, но и построение логических причинно-следственных цепочек появления повреждений.

Основные задачи, решаемые при визуальном осмотре: определение причин и характера разрушения и износа деталей по виду поверхности износа или излома; обнаружение трещин корпусных деталей, опор или основания; контроль поступления смазочного материала либо отсутствие подтеканий масла; контроль биений валов, муфт, затяжки резьбовых соединений. Подтекания масла – признак определяющего избыток смазки, неисправность уплотнений или ослабление резьбовых соединений. Биения вала возникают при повреждениях подшипников, а биения муфт свидетельствуют о повреждениях муфт или о неправильной центровке валов.

Колебания масляной или водной пленки, появление пузырей в местах соединений деталей – результат ослабления резьбовых соединений. На это указывает и появление порошка красного цвета (окиси железа), появляющегося в местах относительного перемещения деталей из-за насыщения поверхностных слоев металла кислородом, при воздействии растягивающих напряжений. Наличие чёткой разделительной линии между корпусом механизма и фундаментом, определяет необходимость затяжки резьбовых соединений.

К визуальным методам может быть отнесен и метод диагностирования редукторов по значению «мёртвого хода». При неподвижном выходном вале проворачивают входной до выбора зазоров в зубчатых передачах и по значению угла поворота входного вала судят о степени износа зубьев.

К недостаткам визуальных методов можно отнести: малую вероятность обнаружения мелких поверхностных дефектов, зависимость результатов осмотра от субъективных факторов и условий контроля. Тем не менее, простота методов контроля, малая трудоёмкость, возможность осмотра больших площадей и достаточная информативность делает их незаменимыми при контроле технического состояния оборудования. Данные методы предваряют оценку технического состояния, использование методов неразрушающего контроля, являясь основным аргументом наличия повреждений либо дефектов.

Для осмотра в динамическом режиме используется, стробоскопический эффект для «остановки» вращающейся осматриваемой поверхности. Известны механические и электронные стробоскопы. Человеческий глаз сохраняет зрительное восприятие в течение приблизительно 0,1 секунды. Поэтому, при наблюдении быстровращающихся или колеблющихся тел глаз не может уловить последовательность изменения фаз процесса. Наблюдатель в этом случае «видит» как одно целое всю область пространства, ограниченную крайними положениями тела. Если колеблющееся или вращающееся тело освещать очень короткими (по сравнению с периодом обращения тела) вспышками так, чтобы зрительное восприятие за промежутки между вспышками не успевало пропадать, то глаз будет воспринимать процесс не в реальной последовательности фаз, а в той последовательности, в которой он наблюдает процесс в моменты времени, «остановленные» светом. Например, при освещении периодическими вспышками вращающегося предмета точно через промежутки времени, равные периоду вращения, глаз будет фиксировать предмет всегда в одном и том же положении, и наблюдателю предмет покажется остановившимся. Это явление используется для осмотра быстровращающихся деталей, определения истинной частоты вращения, для различения биений муфт, валов.

Аппарат, создающий периодические вспышки, называется стробоскопом. Конструкция стробоскопа представляет собой газосветную лампу, помещенную в центре светоотражательного рефлектора. Включение лампы происходит от генератора электрических импульсов с регулируемой частотой (рисунок 55). Стробоскоп позволяет проводить измерения сдвига фаз колебаний относительно отметки на вращающемся неуравновешенном роторе. Такое использование стробоскопа находит широкое применение при балансировке роторов на балансировочных станках и в собственных подшипниках.

Рисунок 55 – Стробоскоп модели TMRS 1 фирмы SKF

Рисунок 55 – Стробоскоп модели TMRS 1 фирмы SKF

Одной из технологических проб, важных при изготовлении инструмента, при анализе материала детали, является искровая проба, позволяющая приблизительно определить сорт стали по картине искр образца материала и шлифовального круга, которые определяются главным образом химическим составом шлифуемого сплава (рисунок 56). Более точный ответ можно получить при проведении химического, спектрального анализа либо применив другие методы физического исследования.

Рисунок 56 – Форма и интенсивность искр, образующихся при заточке

Рисунок 56 – Форма и интенсивность искр, образующихся при заточке: 1 – железа; 2 – конструкционной стали; 3 – углеродистой стали; 4 – серого чугуна; 5 – белого чугуна; 6 – ковкого чугуна; 7 – быстрорежущей стали; 8 – марганцовистой стали; 9 – нержавеющей стали; 10 – хромовольфрамовой стали; 11 – азотированной стали; 12 – литых твердых сплавов; 13 – спеченных твердых сплавов; 14 – никеля

 

Углеродистая сталь пускает пучок искр жёлтого цвета с отдельными звездочками, причем, чем больше углерода в стали, тем многочисленнее и короче лучи, больше звёздочек и ярче их свечение. Марганцовистая твёрдая сталь дает лучи темно-красного цвета со звездочками в виде листочков, форма и цвет которых зависят от содержания углерода. Быстрорежущая сталь с высоким содержанием вольфрама имеет небольшой пучок искр темно-красного цвета (штрихи) почти без звездочек. Быстрорежущие стали с малым содержанием вольфрама образуют искры красновато-оранжевого цвета пускает различные искры, вид, форма и цвет которых определяются основными примесями.

 Рисунок 57 – Искровая проба в фотографиях  Рисунок 57 – Искровая проба в фотографиях
 Рисунок 57 – Искровая проба в фотографиях  Рисунок 57 – Искровая проба в фотографиях
 Рисунок 57 – Искровая проба в фотографиях  Рисунок 57 – Искровая проба в фотографиях

Рисунок 57 – Искровая проба в фотографиях

Вопросы для самостоятельного контроля

  1. Основные цели, задачи и возможности визуального осмотра.
  2. Последовательность подготовки и проведения осмотра.
  3. Признаки механических повреждений деталей.
  4. Признаки неисправностей механического оборудования.
  5. В каких случаях может быть использован стробоскоп?
  6. Что такое искровая проба?

Материал предоставил Сидоров Владимир Анатольевич.