Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!
МегаЛекции

Системы диагностирования на основе метода теплового контроля




 

Тепловой контроль – неразрушающий контроль основанный на регистрации температурных полей объекта контроля.

При реостатных испытаниях нагрузке подвергается дизель, генератор, вспомогательное оборудование, топливная система, система охлаждения. ТЭД и часть электрического оборудования во время реостатных испытаний не задействованы, поэтому проведение теплового контроля этих узлов не целесообразно. ТК (тепловой контроль) выполняется с учетом принятых технологических особенностей проведения реостатных испытаний.

Время существования тепловых аномалий для различных узлов может значительно отличаться в зависимости от массы и мощности теплового поля. Наименьшая – тепловая инерция характерна для электрических цепей. Наибольшая – для дизеля и системы охлаждения.

На магистральных и маневровых тепловозах используются различные виды вспомогательных машин с отбором мощности через приводной вал от дизеля или отдельного электродвигателя.

Следует иметь ввиду, что подшипниковые узлы вспомогательных машин с отбором мощности от дизеля имеют хорошее охлаждение и обнаружение перегрева затруднительно. ТК подшипников вспомогательных машин проводят в возможно короткое время, для регистрации быстро исчезающих тепловых аномалий.

Для большей достоверности ТК рекомендуется начинать контроль с узлов, имеющих малую инертность, а именно с электрических цепей и подшипниковых узлов вспомогательного оборудования.

Основные неисправности электрических цепей и аппаратов тепловозов, выявляемые при реостатных испытаниях, приведены в таблице 3.1.

 

Таблица1 – Неисправности электрических цепей локомотива, выявляемые при ТК

Узлы Вид тепловой аномалии, выявляемые неисправности
Силовые шины Неравномерный нагрев шин, работающих в режиме нагрузки
Соединения Перегрев: плохая затяжка болтового крепления или пайки
Силовые кабели Локальный перегрев, нарушение изоляции, внешнее механическое воздействие, повреждение
Тепловые реле Неравномерный нагрев. Перегрев
Предохранители Неравномерный нагрев. Перегрев
Переключатели блокировочные Неравномерный нагрев. Перегрев
Контакторы пневматические Избыточный нагрев зоны контакта
Контакторы электромагнитные Перегрев: работа в режиме перегрузки, возможна потеря изоляции
Клеммные рейки Неравномерный нагрев. Перегрев, плохая затяжка болтового крепления или пайки
Шунты индуктивные Неравномерный нагрев
Шунты силовые Неравномерный нагрев
Болтовые контактные соединения силовых кабелей Перегрев: плохая затяжка болтового крепления или пайки
Наконечники Неравномерный нагрев. Перегрев, плохая затяжка болтового крепления или пайки

 

К вспомогательным машинам тепловоза относятся устройства для получения сжатого воздуха, охлаждения воды. Последние смонтированы в шахте холодильника, и включают в себя привод главного вентилятора и компрессора, вентиляторы охлаждения ТЭД и их приводы.

ТК подшипниковых узлов вспомогательных машин тепловоза осуществляют в процессе работы под нагрузкой не менее 30 минут, или непосредственно после приложения длительной нагрузки.

Фиксируются зоны аномального нагрева подшипниковых узлов работающего оборудования. По аномальной температуре определяются зоны отсутствия смазки и наличие задиров.

Основные виды тепловых аномалий и возможные неисправности подшипниковых узлов вспомогательных агрегатов, определяемые ТК, приведены в таблице 2.

 

Таблица 2 – Неисправности подшипниковых узлов вспомогательных машин тепловоза, выявляемые при ТК

Узлы Вид тепловой аномалии, выявляемые неисправности
Корпус и подшипники тягового генератора Избыточный нагрев подшипникового щита: аварийное и предаварийное состояние, подшипника, отсутствие смазки.
Корпус и подшипники возбудителя
Корпус и подшипники подвозбудителя
Корпус и подшипники вентиляторов
Корпус и подшипники воздушного компрессора
Корпус и подшипники редукторов
Корпус и подшипники насосов
Корпус и подшипники турбокомпрессора
Корпус и подшипники двухмашинного агрегата Избыточный нагрев подшипникового щита: аварийное и предаварийное состояние, подшипника, отсутствие смазки. Локальный нагрев корпуса: нагрев обмотки возбуждения, недостаточное охлаждение.

 

Основные неисправности системы охлаждения тепловоза, выявляемые при ТК, приведены в таблице 3.

 

Таблица 3 – Неисправности системы охлаждения тепловоза, выявляемые при ТК

Узлы Вид тепловой аномалии, выявляемые неисправности
Секции охлаждения воды и масла 1) Выраженные затемнения отдельных поверхностей (пятен) секций – загрязнение внешних и внутренних поверхностей трубок секций, загрязнение межреберных промежутков, нарушение пайки трубок с межреберными пластинами.
2) Выраженные затемнения отдельных трубок или группы трубок по всей высоте секции – закупорка движения теплоносителя.
3) Снижение тепловой эффективности секций охлаждения без видимых тепловых аномалий – снижение производительности насоса или увеличение гидравлического сопротивления секций в результате равномерного отложения накипи, а также неисправности по пунктам 1) и 2).

 

 

Результаты ТК представляют собой термограммы, на основании анализа которых делаются выводы о наличии тепловых аномалий и уровне развития дефекта.

Время проведения ТК зависит от условий испытания.

Максимальные температурные показатели фиксируют на работающем оборудовании после выхода на заданный режим и достижения теплового равновесия в местах контроля.

Если диагностические признаки проявляются в процессе выхода оборудования на рабочий режим, то тепловизионный контроль необходимо проводить во время переходного процесса с периодичностью, достаточной для построения динамической характеристики изменения тепловой аномалии.

Если после снятия нагрузки контраст тепловых аномалий снижается, рекомендуется в первую очередь осматривать узлы с малой теплоемкостью. Например, аппаратура цепей управления, обмотки катушек реле контакторов, клеммовые рейки, предохранители с плавкими вставками и т.д.

Для получения точных температурных показателей контролируемых объектов с помощью тепловизора необходимо выбрать и установить на тепловизоре соответствующее значение коэффициента излучения контролируемой поверхности e.

При отсутствии информации о состоянии поверхности контролируемых узлов, при проведении ускоренных испытаний величину коэффициента излучения контролируемой поверхности устанавливают равной e = 0,8. При изменении коэффициента излучения в пределах ± 0,2 ошибка в определе-ниифактической температуры составляет ± 7%.

Фактическая температура объекта может быть определена по формуле:

 

,

 

где Трад – радиационная температура, измеренная прибором;

ε – коэффициент излучения контролируемой поверхности.

 

Рекомендуемая дальность ТК от 0,30 м до 5 м в зависимости от габаритных размеров объекта контроля и размеров предполагаемых тепловых дефектов.

Для проведения ТК в кузове локомотива целесообразно использовать широкоугольный объектив.

При невозможности обеспечения проведения контроля объекта с оптимального расстояния, контроль допускается ограничить общим панорамным снимком, охватывающим всю конструкцию.

При ТК токоведущих частей, расположенных в небольших замкнутых объемах, возможны ошибки результатов из-за теплового отражения от нагревательных элементов, ламп освещения, соседних фаз и др.

Влияние теплового отражения проявляется при контроле токоведущей части с малым коэффициентом излучения, обладающей хорошей отражательной способностью.

В результате термографическая съемка может показать горячую точку (пятно), хотя в действительности это просто тепловое отражение (блик). Поэтому рекомендуется в подобных случаях производить ТК объекта под различными углами зрения и изменением местоположения тепловизора.

При проведении ТК на объектах, подвергающихся солнечной радиации, следует отличать места нагрева внешним излучением и наличие дефектов в контролируемом объекте. Контраст тепловой аномалии при этом снижается.

Для снижения влияния отраженного излучения рекомендуется изменять положение тепловизора, чтобы контролируемый объект максимально по нормали к оптической оси (рисунок 1). При этом также снижается влияние изменения излучательной способности поверхности.

Температура окружающей среды является одним из показателей учитывающимся при определении уровня дефекта.

 

Рисунок 1 – Снижение влияния отраженного излучения при ТК

 

При ТК объектов вне помещения для определения температуры окружающей среды следует дополнительно проводить съемку частей локомотива с солнечной и теневой стороны. За температуру окружающей среды принимают наименьшую из измеренных.

При ТК внутри кузова за температурой окружающей среды принимают наименьшую температуру измеренную на массивных частях кузова или ненагретого оборудования.

Температура объекта – интегральный показатель, зависящий от собственных тепловых процессов объекта контроля и от внешних тепловых факторов.

ТК большинства узлов локомотива может быть проведен при установке автоматического выбора диапазона температур. Верхний уровень диапазона температур на термограмме показывает температуру самого нагретого участка. Нижний уровень диапазона температур на данной термограмме может отличаться от температуры окружающей среды. В этом случае необходимо дополнительно провести съемку ненагретого оборудования вблизи контролируемых участков, например массивных затененных частей кузова.

Ввиду плотного монтажа оборудования в кузове локомотива некоторые узлы видимы только на фоне более нагретых объектов и имеют малый нагрев относительно окружающей среды. Для анализа теплового поля таких узлов следует перейти в ручной режим настройки диапазона температур и установить верхний уровень температур равный заданному ограничению для данного узла, а нижний уровень равный температуре окружающей среды.

Для проведения сравнения теплового состояния аналогичных узлов следует устанавливать фиксированный диапазон температур.

Регистрацию термограмм проводят последовательно по намеченным участкам с фиксированного расстояния, покадровой записью термограмм на твердотельный носитель цифровой информации.

Контроль качества полученных при проведении ТК термограмм производится визуально с использованием средств визуализации (дисплея) тепловизора. В случаях смазывания изображения на термограмме или при ошибках выбора диапазона измеряемых температур необходимо провести повторную тепловизионную съемку.

После проведения тепловизионного контроля детальный анализ термограмм проводится с использованием ПЭВМ.

Термограммы сохраняются с указанием условий проведения ТК для последующего сравнительного анализа.

 

Поделиться:





Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...