ГОСТ Р ИСО 13379-2009 Контроль состояния и диагностика машин. Руководство по интерпретации данных и методам диагностирования

Контрольсостоянияидиагностикамашин

РУКОВОДСТВОПОИНТЕРПРЕТАЦИИДАННЫХ ИМЕТОДАМДИАГНОСТИРОВАНИЯ

ISO 13379:2003
Condition monitoring and diagnostics of machines — General guidelines on data interpretation and diagnostics techniques
(IDT)

Предисловие

ЦелиипринципыстандартизациивРоссийскойФедерацииустановленыФедеральнымзаконом от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «Отехническомрегулировании», аправилаприменениянациональных стандартовРоссийскойФедерации-ГОСТР 1.0-2004«СтандартизациявРоссийскойФедерации. Основныеположения»

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕНАвтономнойнекоммерческойорганизацией«Научно-исследовательскийцентр контроляидиагностикитехническихсистем» (АНО«НИЦКД») наосновесобственногоаутентичногопереводанарусскийязыкстандарта, указанноговпункте 4

2 ВНЕСЕНТехническимкомитетомпостандартизацииТК 183 «Вибрация, удариконтрольтехническогосостояния»

3 УТВЕРЖДЕНИВВЕДЕНВДЕЙСТВИЕПриказомФедеральногоагентствапотехническомурегулированиюиметрологииот 15 декабря 2009 г. № 876-ст

4 Настоящийстандартявляетсяидентичнымпоотношениюкмеждународномустандарту ИСО 13379:2003 «Контрольсостоянияидиагностикамашин. Руководствопоинтерпретацииданныхиметодамдиагностирования» (ISO 13379:2003 «Condition monitoring and diagnostics of machines — General guidelines on data interpretation and diagnostics techniques»).

Приприменениинастоящегостандартарекомендуетсяиспользоватьвместоссылочныхмеждународныхстандартовсоответствующиеимнациональныеимежгосударственныестандарты, сведенияо которыхприведенывдополнительномприложенииДА.

5 ВВЕДЕНВПЕРВЫЕ

Информацияобизмененияхкнастоящемустандартупубликуетсявежегодноиздаваемомуказателе«Национальныестандарты», атекстизмененийипоправок—вежемесячноиздаваемыхинформационныхуказателях«Национальныестандарты». Вслучаепересмотра (замены) илиотмены настоящегостандартасоответствующееуведомлениебудетопубликовановежемесячноиздаваемоминформационномуказателе«Национальныестандарты». Соответствующаяинформация, уведомлениеитекстыразмещаютсятакжевинформационнойсистемеобщегопользования—на официальномсайтеФедеральногоагентствапотехническомурегулированиюиметрологиив сетиИнтернет

Содержание

НАЦИОНАЛЬНЫЙСТАНДАРТРОССИЙСКОЙФЕДЕРАЦИИ

Датавведения- 2011-01-01

1 Область применения

Настоящийстандартустанавливаетобщееруководствопоинтерпретацииданныхидиагностированиюмашин, обычноприменяемыхнапроизводстве (турбин, компрессоров, насосов, генераторов, электродвигателей, вентиляторов, воздуходувокидр.).

Применениенастоящегостандарта:

— обеспечиваетединоепониманиезадачдиагностикимашинпользователямииизготовителями системконтролясостоянияидиагностирования;

— даетпользователямвозможностьподготовитьнеобходимыетехническиеданныедляпоследующегопримененияметодовдиагностирования;

— позволяетустановитьобщийподходкдиагностированиюмашин.

2 Нормативныессылки

Внастоящемстандартеиспользованынормативныессылкинаследующиестандарты:

ИСО 2041 Вибрация, удариконтрольсостояния. Словарь (ISO 2041, Mechanical vibration, shock and condition monitoring-Vocabulary)

ИСО 13372 Контрольсостоянияидиагностикамашин. Словарь (ISO 13372, Condition monitoring and diagnostics of machines — Vocabulary)

3 Терминыиопределения

ВнастоящемстандартепримененытерминыпоИСО 2041 иИСО 13372, атакжеследующиетерминыссоответствующимиопределениями:

3.1 предупреждение (alarm): Сигналилисообщение, извещающееперсоналопоявленииотклоненияилисовокупностиотклонений, требующихкорректирующихдействий.

3.2 отклонение (anomaly): Нарушениеилинеустойчивостьработыобъекта.

3.3 контролируемыйпараметр (descriptor, conditionmonitoringdescriptor): Параметр, характеризующийколичественные (порезультатамизмеренийисходногосигналаилипослеегопреобразования) иликачественныесвойстваобъекта.

Примечание-Контролируемыепараметрыиспользуютдляобнаруженияотклоненийилиформированиязаключенияонеисправности. Обычновцеляхдиагностированияприменяюттежепараметры, чтодляконтролясостояния, однаковкачествеконтролируемыхпараметровмогутбытьиспользованытакжеэксплуатационныеи другиедополнительноизмеряемыепараметры.

3.4 отказ(failure): Утратаизделиемспособностивыполнятьтребуемуюфункцию.

Примечание-Отказявляетсясобытиемвотличиеотнеисправности, котораяявляетсясостоянием.

3.5 неисправность(fault): Состояниеобъекта, когдаодинизегоэлементовилигруппаэлементов проявляютпризнакидеградацииилинарушенияработы, чтоможетпривестикотказумашины.

Примечания

1 Неисправностьчастоявляетсяследствиемотказа, номожетиметьместоиприегоотсутствии.

2 Состояниеобъектанерассматриваюткакнеисправное, еслионовозникловследствиезапланированных процедурилинехваткивнешнихресурсов.

3.6 основнаяпричина(rootcause): Совокупностьусловий, приводящихкцеписобытий, результатомкоторыхявляетсяотказданноговида.

3.7 диагностическийпризнак(symptom): Показатель, полученныйнаосновевосприятияорганамичувствиливрезультатеизмерений, покоторомуможносудитьсопределеннойвероятностьюоналичииоднойилинесколькихнеисправностей.

3.8 комплексдиагностическихпризнаков(syndrome): Совокупностьдиагностическихпризнаков, которыесовместносвидетельствуютоналичиинарушениявработесистемыилихарактеризуют его.

3.9 доверительныйуровеньдиагноза(diagnosisconfidencelevel): Оценкавероятноститого, что расчетныепоказателинадежностибудутдостигнутыилипревышены

Примечания

1 Расчетыпоказателейнадежностивыполняютнаосновеанализасобытий. Степеньдоверияктакимрасчетамзависитотобъемавыборкиданных.

2 Доверительныйуровеньдиагнозаявляетсяколичественнымпоказателемправильностипоставленного диагноза.

4 Требованиякдиагностированиювсистемемониторингаоборудования

4.1 Рольдиагностированиявобеспеченииработоспособностиитехническомобслуживаниимашин

Диагностированиеиграетсущественнуюрольвпринятиирешенийпофункционированиюитехническомуобслуживаниюмашин. Нодлядостижениянаибольшейэффективностидиагностические процедурыдолжныбытьвзаимоувязаныспотенциальныминеисправностямимашины. Поэтомурекомендуетсяпровестипредварительныеисследования, преждечемсформулироватьтребованияксистемеконтролясостоянияидиагностированиямашин (системемониторинга).

4.2 Исследованиепотребностивдиагностировании

ОсновныеэтапыисследованияпредставленыввидеV-образнойдиаграммы (см. рисунок 1), связывающейвысокие (техническоеобслуживание: сведенияомашине, оценкариска) инизкие (измерения: контролируемыепараметры, периодическиенаблюдения, обработкаданных) уровниобобщения информации.

Рисунок 1 -Циклисследованияпотребностивдиагностированиииего применения.

Праваяветвьдиаграммысоответствуетработампоконтролютехническогосостоянияидиагностированию, которыеобычнопроводятпослеприемкимашинывэксплуатацию. Леваяветвь-предварительнымисследованиямдляконкретноймашины, которыепроводят, чтобыполучитьнеобходимую информациюдляорганизацииконтролясостоянияидиагностирования. Каждомууровнюобобщения информациинадиаграммесоответствуетсвоязадачастадиипредварительногоисследования (левая ветвь) исвоязадачастадииприменения (праваяветвь).

Предварительноеисследованиепотребностивдиагностированиимашинывключаетвсебя, как правило, следующиеэтапы:

a) анализэксплуатационнойготовностиинадежностимашины, степениеекритичностидлятехнологическогопроцесса;

b) составлениеперечняосновныхузловмашиныивыполняемыхимифункций;

c) анализвидовотказовиихсвязьснеисправностямиотдельныхузловмашины;

d) определениечисленнойхарактеристикистепеникритичностимашинысучетомпоследствий отказа (степениопасности, времениистоимостивосстановления, влияниянакачествопроизводимой продукции) иихчастоты;

e) выбордиагностируемыхнеисправностей;

f) определениережимовработымашины, накоторыхможетбытьобеспеченонаилучшеедиагностированиедлянеисправностейразноговида;

g) выбордиагностическихпризнаковдляанализатехническогосостояниямашины;

h) составлениеперечняконтролируемыхпараметров, наосновекоторыхдолжныбытьполучены диагностическиепризнаки;

i) выборметодовизмеренияидатчиков, которыедолжныбытьиспользованыдляполучениязначенийконтролируемыхпараметров (непосредственноврезультатеизмеренийилипослеобработки данныхизмеренийнакомпьютере).

Этапыота) доd) могутбытьреализованысприменениемизвестныхметодовоптимизацииработ поорганизациитехническогообслуживаниямашин, такихкакFMEA(анализвидовипоследствийотказов) иFMECA(анализвидов, последствийикритичностиотказов). Дополнительнорекомендуетсярассмотретьвозможностьпримененияобщихметодовоптимизации, такихкакRCM(техническое обслуживаниенаосновепоказателейнадежности).

Примечание-ПроцедурыFMEAиFMECAописаныв [8] и [9].

Этапыотс) доi) могутбытьреализованысприменениемпроцедурыFMSA(анализпризнаковвидовотказов), принципыкоторойизложеныв 4.3.

4.3 Анализпризнаковвидовотказов (FMSA)

4.3.1 МетодFMSA

Задачаметодасостоитввыборетехнологииистратегиимониторинга, позволяющихмаксимизироватьдоверительныйуровеньдиагнозаипрогнозаотказаданноговида.

Методпозволяетвыбратьпроцедурумониторинга, обеспечивающегомаксимальнуючувствительностькобнаружениюискоростиизмененияданногодиагностическогопризнака. Есличувствительность методаидостоверностьрезультатовдиагностирования (прогнозирования) недостаточны, тодляуточнениядиагнозарекомендуетсяприменятьдополнительныепроцедуры, совместимыесисходной.

ДанныйметодявляетсямодификациейметодаFMECA, позволяющейосновноевниманиеуделитьвыборудиагностическихпризнаков, покоторымможетбытьопределенвиднеисправностиилиотказа, споследующимформированиемсоответствующейстратегиимониторинга.

ЕсливрезультатепримененияметодаFMECAвозможныевидыотказовужеидентифицированыи ранжированы, тосоответствующиеэтапыметодаFMSAможнопропуститьиприменятьегонапоследующихэтапаханализа.

4.3.2 Руководствопоприменению

МетодFMSAпозволяетполучитьинформациюипредставитьеевформе, приведеннойвприложенииА. Основнымиэтапамиданногометодаявляются:

— составлениеперечняобследуемыхузловмашины;

— составлениеперечнявозможныхвидовотказовкаждогоузла;

— составлениеперечняпоследствийотказакаждоговида;

— составлениеперечняпричинотказакаждоговида;

— составлениеперечнядиагностическихпризнаков, характерныхдляотказакаждоговида;

— ранжированиевидовотказовпоспособностиобнаружения, критичности, доверительныхуровнейдиагнозаипрогнозаисоставлениенаэтойосновепоказателяприоритетностимониторинга;

— составлениеперечнявозможныхметодовмониторинга;

— оценканеобходимойчастотыпроведенияизмерений;

— составлениеперечнядополнительныхметодовконтроля;

— оценка необходимой частоты проведения измерений при применении дополнительных методов контроля.

Наибольшуютрудностьпредставляютсобойправильноеопределениевидовотказов, ихпоследствийипричин. Видотказахарактеризуютформойегопроявления, например, погнутость, изъеденностьржавчиной. МетодFMECA, которыйдолженпредшествоватьFMSA, допускаетнеоднозначностьв определениивидовотказов, ихпричинипоследствий. Одинитотжетерминможетбытьиспользован приопределениипричиныотказаодногоузла, видаилипоследствияотказадругогоузла, атакжевида отказамашинывцелом. ТожеимеетместоидляметодаFMSA,

Однакоследуетизбегатьиспользованияодногоитогожетерминаприопределениивидаотказаи егопричиныдляодногоузлаилимашины. Длякаждогоузла (машины) видотказа, егопоследствияи причинадолжныбытьуказанывихпричинно-следственнойсвязи. Приопределениивидаотказа, егопоследствияипричинынеобходимоиметьввиду, чтопоследствиеследуетзавидомвследствие определеннойпричины.

Приразработкестратегиимониторингаследуетруководствоватьсяследующимиположениями:

— отказуданноговидасопутствуютдиагностическиепризнаки, которыедолжныбытьобнаружены основнымметодоммониторинга, обеспечивающимвысокийдоверительныйуровеньдиагнозаипрогнозаприпроведенииизмеренийсзаданнойчастотой;

— повышениедоверительногоуровнядиагнозаипрогнозавозможнозасчетприменениядополнительныхметодовконтроля, вкоторыхизмеренияпроводятсзаданнойдлянихчастотой.

4.3.3 Руководствопоранжированию

4.3.3.1 Общиеположения

Ранжированиеосуществляютдлякаждогоузла (машины) повероятностиобнаруженияотказа, точностипрогнозаикритичностиотказа. Наосновепоследовательногопримененияпроцедурранжированиявпроцессеанализаполучаютзначениепоказателяприоритетностимониторинга, причемболее высокомузначениюпоказателядляданногоузла (машины) соответствуютболеевысокийриск, связанныйсотказомданногоузла (машины).

4.3.3.2 Ранжированиепоспособностиобнаружения (DET)

ПоказателюDETприсваиваютзначениявдиапазонеот 1 до 5 взависимостиотспособностиобнаружитьотказданноговидабезотносительнокточностипоследующегодиагнозаипрогноза. Результат ранжированиядолженотражатьограниченияприменимостидиагностическихпризнаковдляотказов данноговида. ЗначенияпоказателяDETпонижают, еслидиагностическиепризнаки:

— могутбытьвыявлены, нообладаютплохойповторяемостью;

— немогутбытьвыявлены;

— неподлежатизмерениювреальныхусловияхэксплуатации;

— могутмаскироватьсядиагностическимипризнакамиотказовдругихвидов.

ПоказателюDETприсваиваютследующиезначения:

DET-1 -существуетлишьНЕЗНАЧИТЕЛЬНАЯвероятностьобнаруженияотказаданноговида;

DET-2 -существуетНИЗКАЯвероятностьобнаруженияотказаданноговида;

DET-3 -существуетСРЕДНЯЯвероятностьобнаруженияотказаданноговида;

DET-4 -существуетВЫСОКАЯвероятностьобнаруженияотказаданноговида;

DET-5 -отказданноговидабудетобнаруженДОСТОВЕРНО.

4.3.3.3 Ранжированиепокритичностиотказа (SEV)

ДанныйвидранжированияотражаетрезультатыпредшествующейпроцедурыFMECAипредназначендляоценкиотдельныхвидовотказовпосвязаннымснимирискам.

ПоказателюSEVприсваиваютследующиезначения:

SEV-1 -отказиегопоследствиямогутпонизитьспособностьтехнологическойсистемывыполнятьсвоифункции, приводяткнезначительнымнарушениямвсистемеиликущербуокружающейсреде безопасностидляжизниирискаполучениятравм;

SEV-2 -отказиегопоследствияснижаютспособностьтехнологическойсистемывыполнятьсвои функции, нонесопровождаютсясущественныминарушениямисистемыинесвязанысопасностьюдля жизниирискомполучениятравм;

SEV-3 -отказиегопоследствияспособныпривестикневозможностивыполнениятехнологическойсистемойееосновныхфункций, ксерьезнымнарушениямсистемыиликущербуокружающейсреде снезначительнойопасностьюдляжизниинезначительнымрискомполучениятравм;

SEV-4 -отказиегопоследствияспособныпривестикневозможностивыполнениятехнологическойсистемойееосновныхфункций, ксерьезнымнарушениямсистемыиликущербуокружающейсреде свысокойопасностьюдляжизниивысокимрискомполучениятравм.

4.3.3.4 Ранжированиеподоверительномууровнюдиагноза (DGN)

Ранжированиепоожидаемойточностидиагноза (показателюDGN) впределахот 1 до 5 позволяет выявитьвидыотказов, длякоторыхдиагностическиепризнаки:

— поддаютсявыявлению, нообладаютплохойповторяемостью;

— неизвестны;

— неразличимысредидиагностическихпризнаковотказовдругихвидов. ПоказателюDGNприсваиваютследующиезначения:

DGN-1 -вероятностьправильногодиагнозаотказаданноговиданезначительна;

DGN-2 -существуетНИЗКАЯвероятностьправильногодиагнозаотказаданноговида;

DGN-3 -существуетСРЕДНЯЯвероятностьправильногодиагнозаотказаданноговида;

DGN-4 -существуетВЫСОКАЯвероятностьправильногодиагнозаотказаданноговида;

DGN-5 -диагнозотказаданноговидабудетпоставленДОСТОВЕРНО.

4.3.3.5 Ранжированиеподоверительномууровнюпрогноза (PGN)

Ранжированиепоожидаемойточностипрогноза (показателюPGN) впределахот 1 до 5 позволяет выявитьвидыотказов, длякоторых:

— диагностическиепризнакиподдаютсявыявлению, нообладаютплохойповторяемостью;

— диагностическиепризнакинечувствительныкразвитиюнеисправностей;

— неизвестнаскоростьразвитиянеисправностей;

— диагностическиепризнакинеразличимысредидиагностическихпризнаковотказовдругих видов.

ПоказателюPGNприсваиваютследующиезначения:

PGN-1 -вероятностьточногопрогнозаотказаданноговиданезначительна;

PGN-2 -существуетНИЗКАЯвероятностьточногопрогнозаотказаданноговида;

PGN-3 -существуетСРЕДНЯЯвероятностьточногопрогнозаотказаданноговида;

PGN-4 -существуетВЫСОКАЯвероятностьточногопрогнозаотказаданноговида;

PGN-5 -прогнозотказаданноговидабудетДОСТОВЕРНЫМ.

Наточностьпрогнозаоказываетвлияниечастотапроведенияизмерений. Чемчащепроводятизмерения, тембольшеинформацииоскоростиразвитияповрежденияитемдостовернеепрогнозотказа.

4.3.3.6 Показательприоритетностимониторинга (MPN)

Данныйпоказательявляетсяпроизведениемпоказателей, определенныхв 4.3.3.2 — 4.3.3.5, идает обобщеннуюхарактеристикуотказукаждоговида.

ЧемвышепоказательприоритетностимониторингаMPN, темвбольшейстепенивыбранныйметодмониторингапригодендляобнаружения, диагностированияипрогнозированияотказаданного вида.

Однаконизкоезначениепоказателяприоритетностимониторингасвидетельствуетнестолькоо том, чтомониторингявляетсянеобязательным, сколькоотом, чтоданныйметодмониторингасвыбраннымиинтерваламимеждуизмеренияминеспособенобеспечитьобнаружениенеисправности, диагностированиеипрогнозированиесвысокойдостоверностью.

Наихудшимслучаемявляетсявысокаякритичностьотказаданноговидапринизкихзначенияхпоказателейспособностиегообнаружения, доверительныхуровнейдиагнозаипрогноза.

Наиболееблагоприятныйслучай-этонизкая критичностьотказаданноговида, сопровождающаясялегкостьюегообнаружения, когдаразнымстепенямразвитияповрежденийсоответствуютизвестныеобластизначенийдиагностическихпризнаков, чтообеспечиваетвысокуюдостоверностьдиагноза ипрогноза.

ВобщемслучаеприпримененииFMSAисозданиисистемымониторинганеобходимоучитывать следующиеобстоятельства:

— риски, связанныесотказамикаждоговида;

— ожидаемыескоростиразвитияповреждений, связанныхсотказамикаждоговида;

— среднеевремямеждуотказамикаждоговида;

— видывторичныхотказов;

— наличиевзаимосвязимеждуотказамиразныхвидов;

— требуемоевремянапереходктехническомуобслуживаниюпорезультатаммониторинга;

— обеспеченностьзапаснымичастями;

— показателинадежностииготовности, которыенеобходимодостичь.

Оценкивсехпоказателейдолжнынепрерывноуточнятьсяснакоплениемопытапривводеновых системмониторингаимодернизациидействующих.

4.4 Отчетотребованияхкдиагностированию

Рекомендуетсязавершатьстадиюпредварительныхисследованийсоставлениемотчетаотребованияхкдиагностированию, вкоторыйвключаютследующиесведения:

a) опроведенныхразборкахмашиннаотдельныеузлы;

b) переченьнеисправностей, связанныхсэтимиузлами;

c) возможныедиагностическиепризнакинеисправностей;

d) предлагаемыеконтролируемыепараметры;

e) методыопределениязначенийконтролируемыхпараметров.

Можетоказаться, чтоотдельныекритичныенеисправностинебудутохваченысистемоймониторингаи, такимобразом, останутсянедиагностируемыми. Поэтомувотчетедолжнобытьуказано, какие неисправностимогутбытьраспознанысприменениемсистемымониторинга, акакиенет.

Отчетотребованияхкдиагностированиюможетсостоятьиздвухчастей:

a) описаниемашин [соответствует 4.2, перечисленияа) -d)]: идентификация, рольвтехнологическомпроцессе, узлы, анализкритичности;

b) анализвидовотказовидиагностическихпризнаков [соответствует 4.2, перечисленияс) -i)]: видыотказов, диагностическиепризнаки, контролируемыепараметрыиизмерения, используемыевцеляхдиагностирования.

Длясоставлениячастиb) можетбытьиспользованатаблицаFMSA, приведеннаявприложенииА. Рекомендуетсярассчитыватьпредполагаемуюэффективностьсистемымониторинга. Некоторые, предложенияпотакомурасчетуприведенывприложенииВ.

5 Элементысистемыдиагностирования

5.1 Данные, относящиесякконтролютехническогосостояния

5.1.1 Измерения

Измеренияприконтролетехническогосостоянияобычномогутбытьиспользованыивцеляхдиагностирования. Вместоисходныхсигналовфизическихпроцессоврекомендуетсясохранятьзначения контролируемыхпараметров, посколькуониобладаютбольшейселективностьювотношении неисправностей.

Втаблице 1 приведеныпримерыпараметров, подлежащихизмерениювцеляхконтролятехническогосостоянияидиагностированиямашин, ивидыизмерений.

Таблица 1 -Примерыизмеряемыхпараметровивидовизмерений

5.1.2 Контролируемыепараметры

Значенияконтролируемыхпараметровмогутбытьполученылибопрямымизмерением, либопослеобработкирезультатовизмерений. Контролируемыепараметрычастопредпочитаютисходным даннымизмеренийпопричинеихбольшейселективности. Чемвышеселективностьконтролируемых параметров, темвышеселективностьдиагностическихпризнакови, соответственно, темпрощепоставитьдиагноз. Селективностьконтролируемыхпараметровпозволяетуменьшитьчислорассматриваемыхгипотезпривыводезаключенияовиденеисправностипонаблюдаемымдиагностическим признакам.

Примеры—Амплитудапервойгармоникиперемещениявала, пик—факторускорения, общеекислотноечисломасла, частотавращения, энергияимпульсовввибрацииподшипниковкачения, температурныйградиентнатермограмме.

5.1.3 Диагностическиепризнаки

Дляформированиядиагностическихпризнаковмогутбытьиспользованыследующиеэлементы:

a) временнаяхарактеристика (дополнительныйэлемент): постояннаявремениизмененияконтролируемогопараметра.

Примеры— 1 ч,10 дней, медленно (временнаяхарактеристикашумомера);

b) наличие (поумолчанию), отсутствиеилиизменение (характеризменения) контролируемогопараметра (обязательныйэлемент).

Примеры—Наличие, отсутствие, монотонноеувеличение, уменьшение, постоянство, изменениеболее 10, менее 200, 40 мкмзацикл;

c) контролируемыйпараметр (обязательныйэлемент).

Примеры — Температура, перваягармоникаперемещения;

d) местоположение (обязательныйэлемент): местонамашине, гденаблюдаютдиагностический признак.

Примеры—Осьвалавподшипнике№ 3, вертикальноенаправление; опораподшипника№ 4; ступеньвысокогодавления (спередислева), подшипник№ 2;

e) обстоятельства (обязательныйэлемент): режимработы, прикоторомнаблюдаютдиагностическиепризнаки.

Примеры—Навыбеге, втечение 1 чпослехолодногопуска, приработенаполноймощности, при работевлюбомрежиме.

Привыборедиагностическихпризнаковнеисправностейследуетизбегатьвключениявперечень двухилинесколькихдиагностическихпризнаков, имеющихтеснуюстатистическуюсвязь (корреляцию), посколькувключениедополнительныхкоррелированныхдиагностическихпризнаковнедаетдополнительнойинформациии, темсамым, неспособствуетповышениюточностидиагноза.

Примерамидиагностическихпризнаковявляются: медленноеипостоянноеизменениевектора первойгармоникиперемещениявала; повышениетемпературыподшипникана 10 °Спосравнениюс номинальной; резкийскачокна 2 мм/сскоростинакорпусеподшипника; циклическиеизмененияпервой гармоникиперемещения (> 10 мкмпослеизмененияпередаваемоймощности); необычныйшум; темныйцветсмазочногомасла.

5.1.4 Неисправности

Дляописаниянеисправностимогутбытьиспользованыследующиеэлементы:

a) машина (обязательныйэлемент): названиеилиидентификатормашины.

Примеры—Блок№ 1 турбины, питательныйнасос№ 2 котлоагрегата, BFWPU2, циркуляционныйнасос, угледробилка№ 5;

b) узел (обязательныйэлемент): названиеилиидентификаторузламашины, накоторомнаблюдаютнеисправностьданноговида.

Примеры—Подшипник№ 3, вал, поршень, ступеньнизкогодавления, уплотняющаяманжета№ 2;

c) видотказа (обязательныйэлемент): проявлениедеградацииузламашины.

Примеры—Износ, поперечнаятрещина, истирание, выкрашивание, дисбаланс, расцентровка;

d) критичностьотказа (дополнительныйэлемент): ранг (например, по 4.3.3.3), характеризующий степеньдеградациииливидотказа.

5.1.5 Эксплуатационныепараметры

Эксплуатационныепараметрычастоприменяютпридиагностированиикаквкачествеконтролируемыхпараметров, такидляописаниярежимовработы, прикоторыхнаблюдаютдиагностическиепризнаки.

Такимобразом, эксплуатационныйпараметрможетбытькаквыходнымпараметромвсистемемониторинга (еслиегоиспользуютвкачествеконтролируемогопараметра), такивыходнымпараметром (еслионопределяетрежимработыприконтролетехническогосостояния). Этидвефункцииэксплуатационныхпараметровнеследуетпутать. Например, температуракорпусатурбиныявляетсяконтролируемымпараметромприконтролесостояниядиагностированиитурбины. Ноонастановится параметромрежимаприконтролесостоянияподшипника, посколькувлияетнаегоработу. Впоследнем случаетемпературукорпусатурбиныуженельзярассматриватькакдиагностическийпризнакнеисправностиподшипника.

5.2 Информацияомашине

Зачастуюдлядиагностированиянеобходимыспециальныезнанияомашине. Например:

— длявибрационногодиагностированиянеобходимымисведениямиявляютсякинематическиехарактеристикимашины, такиекакчастотавращения, числозубьеввшестерне, характерныечастотыподшипниковкачения;

— длядиагностированияметодоманализамасланеобходимоиметьсведенияомасляныхканалах вмашине, расходемасла, составеконтактирующихметаллов, расположениифильтраитонкостифильтрацииит.д.;

— прииспользованиитермографиинеобходимознатьизлучательнуюспособностьповерхности телавинфракрасномдиапазонечастот.

Необходимоотличатьданные, связанныесизмерениями, иданные, относящиесякконфигурации машины. Итеидругиеважныдлядиагностирования. Данныеоконфигурациимашиныобычнохранятв файлетехническиххарактеристикмашины. Данные, относящиесякметодуконтролясостояния, предпочтительнохранитьвотчетеотребованияхкдиагностированиювразделе, гдеустанавливают требованиякконтролируемымпараметрам.

5.3 Историямашины

Неисправностьчастоможетбытьсвязанасособенностямииспользованиямашиныиеетехническимобслуживанием. Случается, чтонеисправностьвозникаетвпроцессекапитальногоремонтамашины. Поэтомуважновестизаписивсейисторииэксплуатациимашины, еетехническогообслуживания, выявленныхнеисправностей, чтобыиметьвозможностьучестьэтифакторыпридиагностировании.

6 Методыпостроениядиагностическихмоделей

6.1 Выборметодапостроениядиагностическоймодели

Процессдиагностированияобычноначинаетсяпослеобнаруженияотклоненийвповедениимашинывовремяпроведенияштатныхилинештатныхпроцедурмониторингаилинаосновесубъективной оценкиработника, обслуживающегомашину. Оналичиитакогоотклонениясвидетельствуетсравнение текущихзначенийконтролируемыхпараметровсихэталоннымизначениями (обычноназываемымибазовымуровнем), которыеустанавливаютнаосновеопытаэксплуатации, порекомендациямизготовителя, порезультатамприемочныхиспытанийилинаосновестатистическогоанализаданных (например, усредняяихнабольшоминтервалевремени).

Вцеляхдиагностикимашиниспользуютдваосновныхподхода:

a) расчетныеметоды (нейронныесети, распознаваниеобразов, статистическийанализ, диаграммыПаретоипр.). Такиеметодыобычноавтоматизированы, ненуждаютсявзнаниимеханизмавозникновенияиразвитиянеисправности, нотребуютпериодаобученияибольшихмассивовданных, соответствующихнеисправностямразноговида;

b) экспертныесистемы, основойкоторыхявляютсямоделинеисправностейимоделинормальногофункционированиямашиныилиописаниятипичныхситуацийвповедениимашины.

Внастоящемразделерассматриваютсядвавозможныхподходакпостроениюдиагностической модели:

a) модель«неисправность-диагностическиепризнаки». Этотподходобычноиспользуют, когда задачасостоиттольковобнаружениисуществующейнеисправности (неисправностей). Вэтомслучаев углубленноманализемеханизмавозникновенияиразвитиянеисправностинетнеобходимости. Темне менее, онтребуетосновныхзнанийомеханизмемашиныисовершающихсявнейпроцессах;

b) модель«деревопричинно-следственныхсвязей». Этотподходобычноиспользуют, когдазадачейявляетсявыявлениеосновнойпричиныилисоставлениепрогноза. Вэтомслучаенеобходимызнаниямеханизмавозникновенияиразвитиянеисправности.

6.2 Модель«неисправность-диагностическиепризнаки»

6.2.1 Основыметода

Данныйподходоснованнаиспользованиимоделисвязейнеисправностисеедиагностическими признаками. Такойподходназываютмодельюассоциативныхзнаний, посколькусоотношениямежду неисправностямиидиагностическимипризнакаминосятассоциативныйхарактер. Процедураполучениядиагнозавключаетвсебянесколькозадач, каждаяизкоторыхотноситсякопределенномуаспекту проблемы. Этапыдиагностированиянаосновемодели«неисправность-диагностическиепризнаки» показанынарисунке 2.

Рисунок 2 -Диагностированиенаосновемодели «неисправность-диагностическиепризнаки»

Диагностированиепроводятприналичииоднойиздвухследующихпричин:

— имеетсяявноеотклонениевповедениимашины, появилисьпризнакинарушенияееработы, системамониторингавыдаласигналпредупреждения;

— имеютсяподозрениянавозможноеотклонение.

6.2.2 Квалификациявыявленныхотклонений

6.2.2.1 Подтверждениеотклонения

Отклонениевповедениимашиныможетбытьобнаруженооднимизследующихспособов:

— позначениямконтролируемыхпараметров;

— понеобычномуизменениюданных, дажееслиуровеньпредупрежденияещенедостигнут;

— наосновесубъективноговосприятияизмененийвсостояниимашины (появлениешума, необычногозапаха, повышениетемпературы, появлениеследоввлаги, протечекит.д.).

Наданномэтапенеобходимоподтвердитьинформацию, свидетельствующуюовозможныхотклоненияхвповедениимашины (оценитьдостоверностьрезультатовизмерений, сопоставитьсдругими измерениями, проверитьустановленныйкритерийдляуровняпредупреждения, работоспособность датчиковит.д.).

6.2.2.2 Оценкаглобальныхдиагностическихпризнаков

Этотэтапнеобходим, чтобывыдвинутьгипотезыовозможныхнеисправностях. Оцениваютнесколькоглобальныхдиагностическихпризнаковспомощьюсоответствующихметодов.

6.2.3 Выдвижениегипотезовозможныхнеисправностях

Оценкаглобальныхдиагностическихпризнаковпозволяетпоихассоциациямсконкретныминеисправностямисформироватьпереченьвозможныхнеисправностей.

6.2.4 Проверка гипотез о неисправностях

6.2.4.1 Сокращениеиупорядочениеспискагипотез

Данныйэтапнеявляетсяобязательным, нопозволяетсократитьвремядиагностирования. Полныйсписокгипотезовозможныхнеисправностяхсокращаютилипереупорядочивают, принимаявовнимание:

— вероятностьпоявленияконкретнойнеисправностипоимеющимсяданнымобэксплуатациимашинданноготипа, втехжережимахработыиссоответствующимуровнемобслуживания;

— критичностьнеисправностипорезультатаманализакритичностиотказов.

Сокращениеспискавозможныхнеисправностейтребуетбольшогоопыта, посколькуприэтомможетбытьизначальноотвергнутаправильнаягипотеза (особенновслучаяхредкихнеисправностей, которые, темнеменее, могутбытькритичнымидляданноймашины).

6.2.4.2 Оценка гипотез

6.2.4.2.1 Оценкаосновныхдиагностическихпризнаков

Вначале оценивают все основные диагностические признаки для данной гипотезы. Если они подтверждают гипотезу, то ее принимают. Если один или более из основных диагностических признаков не подтверждают данную гипотезу, то ее отклоняют.

Приналичииразныхметодовоценкидиагностическихпризнаковвыбираютобладающийнаилучшимихарактеристиками.

6.2.4.2.2 Оценкадополнительныхдиагностическихпризнаков

Послетого, каквсеосновныедиагностическиепризнакиподтвердилиналичиенеисправности, оцениваютдополнительныедиагностическиепризнаки. Этоможетповыситьдостоверностьокончательногодиагноза. Однакогипотезу, принятуюнаосновеанализаосновныхдиагностическихпризнаков, неотклоняют, дажееслионаненаходитподтвержденияпорезультатаманализадополнительных диагностическихпризнаков.

6.2.5 Постановкаиподтверждениедиагноза

Этопоследнийэтаппроцедурыдиагностирования. Егоцель-суммироватьполученнуюинформациюдляпостановкидиагноза.

Выявленнуювпроцессевыполненияданнойпроцедурыинформациювключаютвотчетодиагностировании, втомчисле:

a) отклонение, послужившеепричинойдиагностирования;

b) глобальныедиагностическиепризнаки;

c) неисправности, отклоненныеиз-занеподтвержденияихсоответствующимидиагностическими признаками;

подтвержденныенеисправностисоценкамивероятностиихналичиявданнойвмашине.

Вотчетвключаюттакжедругуюинформацию, принимаемуювовниманиеприпостановкедиагноза инеобходимуюдляприписываниявесакаждойизподтвержденныхгипотез:

a) историюмашины;

b) аналогичныеслучаи, имевшиеместонапрактике;

c) вероятностиикритичностинеисправностей.

Позавершенииданногоэтападолжнобытьсделанозаключение, гдеуказываютпереченьвозможныхнеисправностейвпорядкеуменьшенияихвероятности. Каждойнеисправностиможетбытьприписанпоказательдоверия (субъективный, нооснованныйнаобъективнойинформации, указаннойвыше).

Заключениедолжносодержатьпредложенияонеобходимыхкорректирующихдействияхилиоперацияхтехническогообслуживания. Вслучае, когдауказанныеоперациинетребуютнемедленногоисполнения, долженбытьуказанмаксимальныйсрок, втечениекоторогоонидолжныбытьвыполнены.

ПримерформыотчетаодиагностированииприведенвприложенииС.

6.2.6 Определениедоверительногоуровнядиагноза

Доверительныйуровеньдиагнозаотражаетсуммарныйэффектвлияниявозможныхошибокна точностьдиагноза. Егоможнополучитьпозаданномуалгоритмуилинаосновевесовыхкоэффициентов достоверностикаждогоэтапапостановкидиагноза. Примерформыдляоценкидоверительногоуровня диагнозанаосновевесовыхкоэффициентовприведенвприложенииD.

Доверительныйуровеньдиагнозаследуетопределять, принимаявовнимание:

— историютехническогообслуживаниямашины, включаяслучаиподобныхнеисправностейнаподобныхмашинах;

— конструкциюмашиныихарактерныедлянеевидыотказов;

— методыанализаиконтролируемыепараметры;

— используемыеприанализеклассыкритичностинеисправностей;

— интервалмеждуизмерениями;

— структурубазыданных;

— процедурысбораданных;

— процедурыоценкикритичностинеисправности;

— оценкитрендаконтролируемыхпараметров;

— процедурыпостановкидиагноза.

6.3 Модельдеревапричинно-следственныхсвязей

6.3.1 Ограниченияподходанаосновемодели«неисправность-диагностические признаки»

Подходнаосновемодели«неисправность-диагностическиепризнаки»неможетбытьприменен вслучаенеобходимостиполученияболееглубокихзнанийомеханизмевозникновенияиразвитиянеисправности.

Вэтомслучаеиспользуютподходнаосновемоделидеревапричинно-следственныхсвязей.

6.3.2 Построениемодели

Построениемоделипредставляетсобойпроцедуруопределенияосновнойпричинынеисправностинаосновесуществующегоперечнявидовотказов. Составлениеблок-схемымоделиввидедерева причинно-следственныхсвязейобычноиспользуют, чтобыувидетьсоотношенияпричиниследствий междуотказамиразныхвидов. Вседанныедляпроцедурыдиагностированияужесуществуютинетребуютповторнойоценки. Еслимодельиспользуютвцеляхпостроенияпрогноза, тосоответствующие данныедолжныбытьспрогнозированы.

Деревопричинно-следственныхсвязейупорядочиваетимеющиесязнанияследующимобразом:

— изпрошлогоопытаизвестнаосновнаяпричинаотказаодногоилинесколькихвидов;

— соотношениямеждуотказамиразныхвидовмогутбытьописанычерезфакторывлиянияили критерииинициализации;

— диагностическиепризнакиотказанекотороговидамогутинициироватьдругиеотказы, оказывать илинеоказыватьнанихвлияния.

Нарисунке 3 показанпримердеревапричинно-следственныхсвязей, применяемоговцеляхдиагностирования.

Связямнадиаграммемогутбытьприписанынекоторыечисловыезначенияввиде:

— временизадержкимеждупричинойиследствием;

— вероятности, чтоданнаяпричинаприведеткданномуследствию.

Модельдеревапричинно-следственныхсвязейредкобываетполнойввидутого, что:

— некаждаянеисправностьимеетстабильныедиагностическиепризнаки;

— невсегдаизвестныосновныепричиныотказовкаждоговида.

Примердеревапричинно-следственныхсвязейприведенвприложенииЕ.

Рисунок 3 -Примердеревапричинно-следственныхсвязей

ПриложениеА
(рекомендуемое)
Анализпризнаковвидовотказов (FMSA)

ПриложениеВ
(рекомендуемое)
Эффективностьдиагностирования

Каждаянеисправностьможетбытьдиагностированапоеедиагностическимпризнакам {которые, всвоюочередь, определяютпоконтролируемымпараметрам), еслитаковыесуществуют — см. рисунокВ.1.

РисунокВ.1 -Примервзаимосвязиконтролируемыхпараметров, диагностическихпризнаковинеисправностей

Впредположении, чтонеисправностьF_iимеетвероятностьпоявленияр_iипоказателькритичностиS_i, эффективностьдиагностированияDSEможноопределитьпоформуле

гдеF-множествовозможныхнеисправностей, полученноеврезультатепримененияFMEAилиFMECA;

D_F-множестводиагностируемыхнеисправностей (подмножествоF). Показателькритичностиi-йнеисправностиS_iрассчитываютпоформуле

S_i = FR·CF·SF·SDF,

гдеFR-частотаотказов (числоотказоввчас);

CD-стоимостнойкоэффициент, принимающийцелочисленныезначениявдиапазонеот 1 до 3 (низкий, средний, высокий) иопределяемыйзатратаминатребуемоетехническоеобслуживаниеипотерямиотвозможногопростоя;

CF-коэффициентопасности, принимающийцелочисленныезначениявдиапазонеот 1 до 3 (низкий, средний, высокий);

SDF-коэффициентвторичныхповреждений, принимающийцелочисленныезначениявдиапазонеот 1 до 3 (низкий, средний, высокий).

ПриложениеС
(рекомендуемое)
Примерформыотчетаодиагностировании

ПриложениеD
(рекомендуемое)
Примерформыдляопределениядоверительногоуровнядиагноза

Приложение Е
(справочное)
Примерпостроениядеревапричинно-следственныхсвязей (выкрашиваниеподшипника)

Деревопричинно-следственныхсвязейдляпроцессавыкрашиванияповерхностейподшипникакаченияпоказанонарисункеЕ.1.

РисунокЕ.1 -Деревопричинно-следственныхсвязейдляпроцесса выкрашиванияподшипникакачения

Первичнойпричинойвыкрашиванияявляетсянеправильнаяпосадкаподшипникакачения, котораяможет бытьследствием:

— несоблюдениятехнологииустановкиподшипника;

— превышениядиаметромвалаегономинальногозначения;

— недостаточногодиаметраотверстияподшипника.

Следствиемуменьшенногорадиальногозазоравподшипникемогутбыть:

— увеличеннаяплощадьконтактателкаченияидорожеккачения;

— повышенныемеханическиенапряжениявзонеконтакта.

Внормальныхусловияхработыподшипникадефектыповерхностейконтактаобычносвязанысмеханическимисвойствамиматериалаподшипника. Производителиподшипниковвозможныеусталостныеповрежденияхарактеризуют 90 %-нымресурсомL₁₀ (срокомслужбы, прикоторомотказиз-заусталостныхдефектовбудет наблюдатьсянеболеечему 10 % изделий). Повышенныемеханическиенапряжениявзонеконтактанепосредственновлияютнапоявлениеиразвитиеусталостныхэффектоввподшипнике. Результатомусталостныхизмененийявляетсявыкрашиваниеповерхности.

Увеличеннаяплощадьконтактанепосредственновлияетнаповышенноетрениемеждудорожкамикаченияи теламикачения. Это, всвоюочередь, вызываетухудшениеусловийсмазки. Недостаточноесмазываниенетолько вызываетпоявлениеусталостныхдефектоввподшипнике, ноисамоявляетсяпричинойболеебыстроговыхода подшипникаизстроя.

Проблемысосмазкойпроявляютсяввидетакихэффектовкак:

— перегревподшипника;

— пониженнаявязкостьсмазки;

— уменьшениетолщинымаслянойпленки.

Длядиагностированияподшипниковможетбытьиспользовананализразныхфизическихпроцессов, таких каквибрация, шум, изменениесоставамасла.

Вприведенномпримереоснованиемдлядиагностированияподшипниковогоузламогутбыть:

— превышениеконтролируемымпараметроввибрациипороговогозначенияисвязанноесэтимпоявление сигналапредупреждения;

— появлениевсигналевибрациимодуляционныхсоставляющихнаподшипниковыхчастотах.

Результатыанализасоставамаслаиграфикаизменениятемпературымогутслужитьдополнительнымподтверждениемнеисправностиимогутпомочьвобнаружениинеисправногоподшипникаилигруппыподшипников.

ПриложениеДА
(справочное)
Сведенияосоответствииссылочныхмеждународныхстандартов национальнымстандартамРоссийскойФедерации (идействующим вэтомкачествемежгосударственнымстандартам)

ТаблицаДА.1

Библиография

¹⁾ Соответствует ГОСТ Р ИСО 13373-1-2009 Контроль состояния и диагностика машин. Вибрационный контроль состояния машин. Часть 1. Общие методы.

²⁾ Соответствует ГОСТ 30848-2003 (ИСО 13380:2002) Диагностирование машин по рабочим характеристикам. Общие положения.

³⁾ Соответствует ГОСТ Р ИСО 17359-2009 Контроль состояния и диагностика машин. Общее руководство по организации контроля состояния и диагностирования.

⁴⁾ Соответствует ГОСТ Р ИСО 18436-1-2005 Контроль состояния и диагностика машин. Требования к обучению и сертификации персонала. Часть 1. Требования к органам по сертификации и процедурам сертификации.

⁵⁾ Соответствует ГОСТ Р ИСО 18436-2-2005 Контроль состояния и диагностика машин. Требования к обучению и сертификации персонала. Часть 2. Вибрационный контроль состояния и диагностика.

⁶⁾ Соответствует ГОСТ Р 51901.12-2007 (МЭК 60812:2006) Менеджмент риска. Метод анализа видов и последствий отказов.

Ключевыеслова:контрольтехническогосостояния, диагностирование, мониторинг, методыдиагностирования, отказ, неисправность, контролируемыйпараметр, диагностическийпризнак