آنالیز ارتعاشات و مهمترین روشهای پایش وضعیت (CM) مورد استفاده در صنعت

پایش وضعیت (Condition Monitoring) که باختصار با CM نشان داده می شود، دربرگیرنده مجموعه عملیاتی است شامل دریافت، مطالعه و پردازش پارامترهای فیزیکی مربوط به تجهیزات صنعتی نظیر ارتعاش، صدا، عملکرد، روانکاری، دما و … و بررسی تغییرات آنها در طول زمان، با هدف بررسی و گزارش وضعیت ماشین.
پایش وضعیت یکی از اجزای اصلی عملیات نگهداری پیش‌بینانه می‌باشد.

 


روشهای اشاره شده در زیر مهمترین روشهای پایش وضعیت (CM) مورد استفاده در صنعت می باشند:

–  آنالیز ارتعاشات (Vibration Analysis) : در این روش ارتعاشات ماشین اندازه‌گیری شده و بر اساس آن وضعیت دستگاه سنجیده می‌شود و در صورت وجود عیب می‌توان عیب را تشخیص داد. این روش بیشتر برای ماشین‌آلات دوار بکار می‌رود. در این روش، به تحلیل اسپتکرام فرکانسی و سیگنال زمانی پرداخته می شود. اندازه‌گیری ارتعاشات به وسیله سنسورهای جابه جایی، سرعت و شتاب صورت می‌گیرد. عموما در اندازه گیری فرکانس های زیر۲۰ هرتز و اندازه‌گیری حرکت نسبی از سنسور جابه جایی؛ در اندازه‌گیری فرکانس های بین ۲۰ تا ۲۰۰۰ هرتز از سنسور سرعت؛ و در اندازه‌گیری فرکانس های بالای ۲۰۰۰ هرتز از سنسور شتاب استفاده می گردد.

 

–  آکوستیک امیشن (Acoustic Emissions) : آکوستیک  امیشن (AE) پدیده‌ای  است  که  در  اثر  ایجاد  و  انتشار  یک  موج  الاستیک  در محدوده مافوق صوت (ZΜΗ ۱- ZΗK 20) رخ می‌دهد. بر همین اساس، پایش وضعیت به روش آکوستیک امیشن شامل دریافت سیگنالهای منتشر شده در تجهیزات توسط سنسورهای مخصوص و برقراری ارتباط بین سیگنالهای دریافتی و تغییرات ایجاد شده بر روی تجهیزات می باشد. این روش برای پایش وضعیت فرآیندهایی که در آن سیال با فشار بالا یا پدیده های فعال مکانیکی  وجود دارد، مناسب می باشد. در این روش، سیگنالهای فرکانس بالا توسط سنسورهای مخصوص ثبت شده و نتایج بصورت داده های عددی شامل پارامترهای دامنه و فرکانس سیگنالها نمایش داده می شود. تغییرات این پارامترها در طول زمان به عنوان معیاری برای ارزیابی خرابی های احتمالی در تجهیزات  مورد تحلیل قرار میگیرد.

–  آنالیز روغن و ذرات سایشی (Lubricant Analysis) : در این روش روغن و ذرات موجود در روغن پارامترهایی هستند که پایش می‌شوند. می‌توان این روش را مشابه آزمایش خون دانست که پزشکان به این طریق به وضعیت سلامتی انسان پی می‌برند. به همین ترتیب در این روش با آزمایش روغن می‌توان وضعیت روغن را که نقشی حیاتی برای بسیاری از ماشین‌آلات دارد زیر نظر داشت. همچنین از جنس و شکل ذرات موجود در روغن می‌توان به عیب و علت ایجاد آن پی برد. به طور مثال ذرات ایجاد شده در اثر خوردگی و سایش دارای شکل‌هایی متفاوت می‌باشند.

–  ترموگرافی (Thermography) : ترموگرافی یکی از روش‌های پایش وضعیت میباشد که بر اساس اندازه گیری دمای تجهیزات استوار می باشد. در این روش تغییرات دمای سطوح تجهیزات با استفاده از تجهیزات خاص (دوربین های مخصوص) در محدوده مادون قرمز ثبت و تحلیل می گردد. بطور کلی، جریان حرارت در نقاط مختلف تجهیزات را که در اثر از کار افتادگی قطعات و اتصالات رخ می دهد (بطور مثال در اتصالات الکتریکی)، می توان با این روش ردیابی کرده و عیوبات را تشخیص داد. ترموگرافی علاوه بر تجهیزات الکتریکی برای پایش وضعیت یاتاقانهای سرعت بالا، کوپلینگ های سیالاتی، مخازن نگهداری و … مورد استفاده قرار میگیرد.

–  سایر روش ها : علاوه بر روشهای پرکاربرد اشاره شده در بالا، روشهایی نظیر بازرسی چشمی (Visual Testing)، آنالیز عملکرد (Performance Analysis)، آلتراسونیک (Ultrasonic)، آنالیز جریان الکتریکی (Current Analysis)، و … نیز با هدف پایش وضعیت تجهیزات مورد استفاده قرار می گیرند. در کنار افزایش روز افزون این روش ها، فرآیند استاندارد سازی آنها نیز با سرعت در حال انجام می باشد
اهداف و مزایای CM:

هر حرکتی در صنعت جهت بهبود بهره وری و کاهش هزینه ها می باشد. در این راستا، اهم مزایای CM به شرح زیر می باشند:
•    کاهش توقف تجهیزات خصوصا توقفهای غیر منتظره (به دلیل اطلاع از وضعیت تجهیز و انجام تعمیر  تنها در صورت بروز اشکال در دستگاه)
•    کاهش هزینه تعمیر تجهیزات و مصرف قطعات یدکی (به دلیل جلوگیری از خرابی های ثانویه و عدم باز شدن دستگاه در موارد غیر ضروری)
•    کاهش زمان تعمیر تجهیز (با برنامه ریزی زمان تعمیر و نیاز به تعویض قطعات معیوب که از قبل آماده شده است)
•    افزایش کیفیت محصولات
•    افزایش قابلیت اطمینان
•    افزایش بهره وری (با کاهش فرصتها و محصولات از دست رفته)
•    بهبود دانش فنی در مجموعه