4Методы диагностирования

Методы и средства разнообразны, соответственно различаются точностью и объективностью, классифицируются по нескольким признакам: области и степени применения, глубине диагностирования, объему информации, видам диагностической информации, принципу диагностирования. По области применения методы диагностики могут различаться в зависимости от того, в какой период они применяются: при изготовлении машины, монтаже, эксплуатации, подготовке и проведении ТО и Р. По степени применения средств диагностирования (контрольно-измерительных приборов и инструментов) методы диагностирования могут быть субъективными, выполняемыми с использованием простейших технических средств или без них, и объективными, т. е. с использованием средств диагностирования, которые могут специально подключаться для диагностирования и действовать автоматически, быть встроенными в машину или связанными с ним по каналам связи.

Субъективные методы отличаются наибольшей простотой и наименьшей точностью, включают внешний осмотр, остукивание наружных деталей, определение температуры структурной единицы и прослушивание их работы.

По глубине диагностирования машины методы диагностирования разделяются на общие и поэлементные (углубленные).. По видам диагностической информации различают методы, выявляющие сведения о самом процессе, нарушения которого необходимо определить, или о косвенных показателях, связанных с прохождением процесса.

Диагностирование с применением приборов основано на получении информации в виде электрических, световых, звуковых и других сигналов при взаимодействии объекта диагностирования с физическими полями (электрическими, магнитными, акустическими и др.). В зависимости от принципа работы контрольных средств все известные методы неразрушающего контроля в соответствии с ГОСТ 18353–79 разделяются на виды: акустический, магнитный, оптический, радиационный, тепловой, радиоволновой, электрический, вихретоковый и проникающими веществами. Механический метод основан на измерении геометрических размеров деталей, зазоров в сопряжениях, усилий, давлений и скоростей элементов дорожных и грузоподъемных машин. Большинство деталей механизмов дорожных и грузоподъемных машин теряют свою работоспособность в результате изнашивания. Методы измерения местного износа классифицируют на две группы. В первой группе базами служат участки поверхности детали.

Во второй группе методов измерения износа деталей базами являются углубления, специально наносимые на изнашиваемуюповерхностьПри затруднении измерения непосредственно на детали применяется метод негативных оттисков.

Электрический метод заключается в непосредственных замерах силы тока, напряжений, мощности, сопротивлений и других электрических параметров. Перспективность этого метода заключается в возможности определения режима работы электрических приводов, угловых и линейных зазоров, крутящих моментов, давлений и температуры. Метод позволяет по косвенным параметрам установить техническое состояние ряда элементов дорожных и грузоподъемных машин.

Магнитные методы технического диагностирования основаны на регистрации магнитных полей рассеивания, возникающих над дефектами, или на определении магнитных свойств контролируемых объектов. Их классифицируют по способам регистрации магнитных полей рассеивания или определения магнитных свойств объекта диагшностирования: магнитопорошковый, магнитографический, феррозондовый, эффекта Холла, индукционный, пондемоторный.

Одним из самых распространенных методов обнаружения дефектов является магнитопорошковый метод, с помощью которого выявляют преимущественно поверхностные дефекты: трещины, расслоения, надрывы и др.

Вихретоковый метод основан на измерении магнитных сопротивлений, изменений магнитного потока и магнитной проницаемости. Применяют его для определения технического состояния металлоконструкций, канатов дорожных и грузоподъемных машин и др. Для этого используют накладные или проходные индуктивные датчики и датчики магнитной анизотропии. Различают четыре классические области применения вихретокового метода: определение и оценка вида и размеров дефектов сплошности; контроль и определение физико-механических свойств и марок материалов; измерение размеров деталей и покрытий; измерение параметров вибрации и перемещения деталей..

Акустические методы основаны на измерениях упругих колебаний, распространяющихся по структурным единицам в результате соударения движущихся деталей при работе механизмов объекта и называемых структурным шумом, характер которого изменяется по мере изнашивания. Уровень шума или вибраций оценивают с помощью электрических стетоскопов и специальных шумомеровУльтразвуковой метод может быть использован для контроля состояния ответственных деталей из поковок, штамповок, проката, термообработанных отливок, пластмассы, сварных соединений, а также для измерения толщины деталей. Сущность метода состоит в том, что направленные ультразвуковые колебания вводятся в элемент объекта диагностирования от специального пьезометрического датчика, перемещаемого по торцу этого элемента, например вала. На границе двух сред ультразвуковой луч отражается и фиксируется на экране электронно-лучевой трубки..

Широкое распространение акустических методов контроля объясняется высокоМетоды неразрушающего контроля проникающими веществами (капиллярные и течеискания) по характеру взаимодействия веществ с объектом диагностирования являются молекулярными, по первичному информационному признаку могут быть жидкостными или газовыми, по способу получения первичной информации – яркостными, цветными, люминесцентными, химическими, акустическими, галогенными, и т. д.

Капиллярные методы предназначены для обнаружения поверхностных дефектов изделий малых размеров (трещин, раковин, пор), обладающих свойствами капиллярных трубок.. Капиллярные методы делятся на люминесцентный и цветной (хроматический). Сущность первого метода состоит в том, что под действием внешнего облучения молекулы индикаторного вещества, которым пропитывается поверхность объекта диагностирования, получают избыточную энергию и переходят в возбужденное состояние, что сопровождается излучением, которое называют люминесценцией.

Второй вид капиллярного метода – цветной метод основан на выявлении дефектов с помощью ярко окрашенных проникающих жидкостей. Технологический процесс технического диагностирования этим методом мало, чем отличается от люминесцентного. Цветной метод диагностирования прост по сравнению с люминесцентным методом, не требует ультрафиолетового источника света, а контроль производят визуально при дневном свете.

В практике диагностирования нашли применение различные методы капиллярного технического диагностирования. Помимо упомянутых люминесцентного и цветного методов известны еще яркостный (ахроматический), люминесцентно-цветной методы, метод фильтрующих частиц, относящиеся к основной группе..

Радиационные методы технического диагностирования машин основаны на законе ослабления интенсивности излучения, проходящего через объект диагностирования.

Радиационный контроль объекта диагностирования предполагает наличие источника ионизирующего излучения и детектора, регистрирующего диагностируемую информацию. При прохождении через изделие ионизирующее излучение ослабляется – поглощается и рассеивается. Степень ослабления зависит от толщины и плотности объекта диагностирования, а также от интенсивности и энергии излучения. При наличии в объекте диагностирования внутренних дефектов интенсивность и энергия выходящего пучка излучения резко изменяются. В качестве источника излучения применяют рентгеновские аппараты, ускорители заряженных частиц и радиоактивные изотопы. Рентгеновские аппараты используют для просвечивания стальных деталей толщиной 120 – 160 мм. С применением ускорителей электронов, являющихся источниками высокоэнергетического излучения, просвечивают стальные изделия толщиной более 450 мм.

.

Радиоволновые методы технического диагностирования применяют для проверки качества и геометрических размеров изделий из диэлектрических мате­риалов (из стеклопластика, пластмассы, резины, термозащитных и теплоизоляционных материалов, бумаги, фибры и т. д.), для измерения влажности материалов, толщины металлического листа.

Оптический метод технического диагностирования предполагает в качестве основного контрольного прибора глаз человека. Однако возможности глаза ограничены, поэтому для расширения пределов контроля используют оптические приборы. Визуальный контроль с применением оптических приборов называют визуально-оптическим, так как он, так же как и визуальный осмотр, наиболее доступен и прост при обнаружении поверхностных дефектов деталейПреимущества визуально-оптического метода технического диагностирования: несложные средства контроля, сравнительномалая трудоемкость и простота контроля. Недостатки: недостаточная достоверность и чувствительность. По виду приемника лучистой энергии различают три группы оптических приборов: визуальные, детекторные, комбинированные. К визуальным отнесены обзорные приборы, эндоскопы, лупы, микроскопы, а также приборы для измерения линейных и угловых размеров. К детекторным относят приборы, в которых приемником лучистой энергии служат различные детекторы: химические реагенты (фотоэмульсии), люминесцирующие вещества, электронные приборы и др. Комбинированные приборы пригодны для обзора объектов визуально и с помощью детектора.

Фотоэлектрический метод применяют для измерения линейных и угловых люфтов и зазоров в сопряжениях деталей. При этом используют фотоэлектрические датчики угловых и линейных перемещений. Применение этих средств диагностики обусловлено простотой их конструкций и высокой чувствительностью. Этот метод может быть использован также для определения качественного состава масел в гидроприводах машин путем сравнения цветного состава и мутности эталонной пробы масла с пробой, отобранной из исследуемой среды.

Тепловой метод в качестве диагностического метода получил распространение в основном как термометрический. Термометрия – это измерение температуры деталей дорожных и грузоподъемных машин. С помощью термометрии можно определять деформацию элементов машины, вызванную неравномерностью нагрева отдельных частей, состояние подшипниковых узлов, смазочных систем, тормозов, муфт сцепления. Термометрию закрытых механизмов машины можно производить с помощью термометров сопротивления, а температуру структурных единиц, имеющих наружные поверхности, с помощью термоиндикаторных красок или термоиндикаторов плавления. Термоиндикаторы обладают свойством изменять цвет при достижении определенной температуры, называемой температурой перехода. Термоиндикаторы не требуют применения специальной измерительной аппаратуры, имеют широкий интервал изменения температур, могут быть использованы для определения температур на движущихся деталях, не изменяют цвета и не разрушаются под действием токов разной частоты.

При работе механизмов отделяемые от изнашиваемой поверхности детали частицы металла смываются маслом и перемешиваются с ним. Зная химический состав трущихся деталей и располагая статистическими данными о сравнительной интенсивности изнашивания каждой из них можно проследить за динамикой изнашивания этих деталей. Методы технического диагностирования по составу масел наиболее универсальны и широко применяются для экспресс-оценки состояния двигателей, элементов трансмиссии, гидравлических систем управления, а также смазочных материалов и рабочих жидкостей.

Основными диагностическими параметрами в этих случаях являются концентрация, дисперсионный и элементарный составы механических примесей, кинематическая вязкость масла, кислотное и щелочное числа, а также содержание воды в масле.

Существует несколько способов количественного определения продуктов изнашивания в работающем масле. Наиболее распространены колориметрический, полярографический, магнитно-индуктивный, радиоактивный и спектрографический способы.