Российские ученые научились "слышать" поломку промышленного оборудования

Российские ученые разработали и реализовали уникальную методику для получения в реальном времени информации о техническом состоянии промышленного оборудования в процессе его эксплуатации. Прибор, использующий предложенную в ОмГТУ методику и способы диагностирования, анализирует виброакустический сигнал, малейшие изменения параметров которого сигнализируют об определенных механических повреждениях компонентов оборудования, сообщила пресс-службы вуза.

Эксперты Омского государственного технического университета (ОмГТУ) считают, что проблемы с достоверной оценкой текущего состояния оборудования, особенно на опасных и непрерывных производствах, существуют во всем мире и имеют первостепенную актуальность. Разработка новых диагностических подходов для обнаружения неисправности работающего оборудования прибора – одна из важнейших исследовательских областей в технических науках.

Как сообщил руководитель исследования, профессор кафедры радиотехнических устройств и систем диагностики ОмГТУ Александр Науменко, суть проблемы диагностики сводится к выбору и обоснованию информативных параметров сигнала, которые с наибольшей точностью позволяли бы оценить состояние оборудования и определить наличие, вид и степень опасности дефекта.

Для оценки работы промышленных аппаратов ученые ОмГТУ используют акустический сигнал – звук. "При возникновении и развитии трещин высвобождается энергия, которая превращается в тепловую и механическую, ее можно "услышать" специальным оборудованием", – пояснил профессор, добавив, что механическая энергия превращается в акустические волны.

"Вы ломали сухие ветки и слышали треск? Аналогично "трещит" и металл при разрушении, но в неслышимом для человека диапазоне – от 20 кГц до 2 МГц. Измерения проводят с помощью акустических датчиков в диапазоне 60–500 кГц, однако извлечение из этих сигналов полезной информации, как правило, очень затруднено наличием высокого уровня шума и помех самой различной природы", – отметил он.

По словам ученых, сигнал, по которому производится оценка состояния объекта, может быть описан целым набором характеристик и параметров.

"Обычно приборы для измерения и анализа вибрации рассчитывают среднее квадратичное отклонение, пиковые значения ускорения, скорости, перемещения, строят их спектры. В данном приборе дополнительно, в отличие от всех известных, строится кривая характеристической функции (ХФ) и рассчитывается площадь под кривой ХФ. Эти два параметра и позволяют более достоверно оценить состояние объекта контроля по критериям "Допустимо", "Требует принятия мер", "Недопустимо", – пояснил Александр Науменко.

По его оценкам, это существенно уменьшает вероятность пропуска дефекта или неисправности. "Уже можно говорить о вероятности пропуска менее 1%, что превосходит показатель, требуемый ГОСТами (допустима вероятность пропуска 5%)", – добавил он.

Ученые ОмГТУ полагают, что повышение достоверности оценки состояния оборудования позволит перейти от планово-предупредительного ремонта к эксплуатации по фактическому состоянию, что для непрерывных производств даст возможность увеличить межремонтный пробег с одного года до трех-пяти лет. Кроме того, по их словам, появляется существенная экономия затрат на ремонт, поскольку персонал будет точно знать, что им предстоит ремонтировать, какие запасные части нужны и сколько времени займет ремонт.

На данном этапе разработанный прибор позволяет оценивать состояние оборудования, в котором есть движущиеся или вращающиеся элементы: например, центробежные и поршневые насосы и компрессоры, электродвигатели, турбины, редукторы. В ближайшее время коллектив вуза планирует расширить его функциональность за счет анализа параметров не только виброакустического сигнала, но и акустико-эмиссионного.

ОмГТУ является участником государственной программы поддержки вузов "Приоритет-2030".

Источник: https://ria.ru/20230717/nauka-1883954514.html