中科大机械振动分析与维修课件08其他预知维修技术

8其他预知维修技术8.1概述预知维修“标准”技术包括振动分析、超声、油样分析、磨损微粒分析和热像。许多状态监测技术可以用于监测相同的状态。例如，由油样分析识别的问题也可以用振动分析或热像再确认。用超声识别的电气问题可以通过使用热像来验证。因此，可以通过不同的预知维修技术证实诊断。这个事实使预知维修更有说服力，特别是在涉及关键机器时。8.2超声波（ultrasound）声音是在物质分子级别的微观振荡。振动是结构的微观振荡——物理结构的运动。超声波定义为人耳听不到的，频率高于20kHz的声波。空气传播的超声波在20～100kHz的较低的超声频频率，并且具有以下特性：小物体容易碍空气传播的超声波;不穿入固体表面（尽管可以通过裂纹）;空气传播的超声波沿直线辐射;超声波不能长距离传送。超声波检测的应用压力和真空系统的泄漏检测（例如锅炉、热交换器、冷凝器、冷却器、蒸馏塔、真空炉、特殊气体系统）；轴承检验；蒸汽疏水阀检验；阀门漏气；油箱、管路系统及大型冷藏室的密封和垫圈的完整性；泵的气蚀；开关装置中的电晕检测；压缩机阀门分析。8.2.1超声检测仪（ultrasonictranslator）超声波经过调制和外差处理到可听范围，就可以“听”到了。外差是两个波的混频。产生两个原始波型的和和差：例如：一个轴承产生31～33kHz的信号。与30kHz的恒定频率混频，得到1～3kHz的差和61～63kHz的和。1～3kHz的信息可以听到和解释。因为和超出了可听范围，所以舍去。图8.2外差

扫描模式用于检测穿越气氛的超声波，例如压力泄漏或电晕放电；接触模式用于检测壳体内产生的超声波，例如轴承、泵、阀门或蒸汽疏水阀的外壳中。超声波的强度可以通过计量表测定。可调节信号的强度。可互换的模式允许用户根据不同类型的检验调节仪器。8.2.2超声波检测技术（ultrasounddetectiontechniques）空气传播超声波的检测从检测器的设置开始。开始时把计量表选择盘定在对数挡。在频率选择盘上必须选择“固定频带”的位置。灵敏度选择定在最大。把扫描模块指向试验区，开始扫描。步骤是从粗到细，当接近泄漏点时，进行更微量的调节。操作时，可能遇到高本底噪声以及低强度信号，要采取必要的措施。8.2.3隔离竞争超声波（isolatingcompetingultrasounds）扫描一个区域的目的是检测独特的咝咝声。竞争超声波给泄漏点的隔离造成困难。可以尝试以下方法。关掉被怀疑泄漏的设备。否则，用物理屏障隔离这个区域。正确操作仪器并使用屏蔽技术。尽可能接近可疑的泄漏点，并且使方向背离竞争超声波。通过减小灵敏度和把聚焦探头的顶端压在可疑的区域，每次检查小剖面。通过可疑声音的“滤出”，跟踪泄漏的声音。调节频率选择盘，直到背景声最小。一些隔离竞争超声波的常用方法用身体屏蔽试验区。靠近泄漏区放一块夹纸板并调整其方向，使它在试验区和竞争超声波之间起屏

障的作用。用手（戴手套）围住橡胶聚焦探头的顶端，使得食指和拇指封闭。把手的其他部分放在试验区，在试验区和本地噪声之间形成屏障。连同手套，可以用布片包裹探头的顶端。要小心不要阻塞顶端的端面。这种方法使用了三个屏障：橡胶聚焦探头、戴手套的手和布片。如果需要大面积覆盖，可以用产生反射的材料，例如焊接工的屏障或油漆工的罩单。弱超声波的检测（detectingweakultrasounds）当泄漏速度很低时。为了得到较好的信号，应增加系统的压力（如果允许）。或者使用液体泄漏放大器（liquidleakamplifier）。某些特殊配制的液体产生薄膜。在流速很低的状态下产生小气泡。当气泡内爆时，产生超声波并且可以用检测器拾取为耳机中的爆裂声。应用称为音频发生器（tonegenerator）的超声波发射器。常用于例如热交换器、油罐或液桶等设备。音频发生器在油罐内部将产生强烈的稳定的超声波信号。如果在外部检测到信号，这就是泄漏的征兆。8.2.4超声波的应用泄漏检测（leakdetection）

泄漏时产生紊流。这时，产生范围宽广的噪声。这些声音的高频超声波成分具有极短的波长，因此信号趋向于一定的方向性。强大的超声波成分可以从耳机中听到，并且可以在超声波仪表上看到强度的增加。蒸汽和空气的泄漏（steamandairleaks）热交换器、锅炉和冷凝器的泄漏（heatexchangers,boilersandcondenserleaks）轴承和机械检验（bearingandmechanicalinspection）在听诊的时候，通过常听奔驰声即咝咝的噪声，熟悉正常轴承的声音。破裂和沙哑的声音表示轴承处于故障阶段。阀门和蒸汽疏水阀检验（valveandsteamtrapinspection）电气检验（electricalinspection）1.

电弧放电：2.电晕：3.漏电痕迹。压缩机检验（compressorinspection）最常用于大型往复压缩机。阀门功能特别关键。阀门的少量泄漏能导致大量的泄漏，影响安全。

8.3红外热像法（infraredthermography）是一种生成物体辐射热能的可视图像即热像图的技术。热像利用电磁频谱的大约1和14微米之间的红外波段。这个带宽与温度在－20℃以上的物体产生的辐射能有关。检测器测量不同的能级，每一个能级用不同的颜色或灰度等级表示。可以以数字和视频方式存储这些图像。所有的红外系统都只对红外辐射能量敏感。它们在温度变化、反射、表面状态或材料能够引起可检测的不同辐射能级的应用场合，是有效的。8.3.1红外热像技术的应用（applicationofIRthermography）电气设备（electricalequipment）冷却系统、接地故障、环流、叠片结构、绝缘的破裂。辅助设备，例如保险丝、继电器触点、开关装置，配电盘和变压器接头松动、不均衡载荷和腐蚀的损坏。在三相系统中，不相等的温度指示相的不均衡。晶闸管控制系统的保险丝。高电压系统中的变压器、电力线、功率因数电容器、绝缘子、断路器、继电器触点和接头等。在电动机中，用热像法可以检测以下问题：

在电动机壳冷却系统中的问题、不良的电气接头、过热的机架、过热的转子体和绕组、定子铁心叠片结构的热点、定子绕组的问题、定子端部绕组绝缘的破裂、轴承和密封的过热。在具有整流子和电刷装置的电动机中，热像图可以指示不均匀的磨损。这可能由于电刷与整流片的不良接触而产生。机械设备（mechanicalequipment）不对中或轴弯曲产生摩擦热。缺陷的往复压缩机阀门的温度增加。润滑剂的缺乏导致摩擦热。损坏的轴承、齿轮、链条、离合器，皮带打滑和带磨损。联动机构和驱动装置的过度的摩擦接触。识别阀门的泄漏/合格。液压系统的泄漏，包括活塞和杆的密封、各种类型的阀和阀室、泵、管路、接头和软管的泄漏。液罐的液位测量。能量系统（energysystems）锅炉和蒸汽系统、管道、热交换器和回热器。这时，用热像法可以评定绝热体的完整性、熔炉和窑炉的砌砖和不良接缝，测定炉壁管道的状态，监测高炉的运转、燃烧器的火焰结构和水冷元件。监测交流换热器、绝缘、建筑物和屋顶。跟踪供热和空调的泄漏。电子系统（electronicsystems）用热像图检查分立的元件、印刷电路板（PCB）和电子焊的质量。电子和微电子元件，例如PCB板由很小的元件组成，不能个别地检测这些小元件的温度。高温按照指数规律减少电子元件的寿命。已经设计出能够通过测量热含量自动检验完整PCB的高