Ученые Омского политеха научились «слышать» поломку оборудования

Ученые Омского государственного технического университета (ОмГТУ) разработали и реализовали уникальную методику для получения в реальном времени информации о техническом состоянии промышленного оборудования в процессе его эксплуатации, сообщает партнер Евразийской медиагруппы — сеть TV BRICS. Прибор, использующий предложенную в Омском политехе методику и способы диагностирования, анализирует виброакустический сигнал, малейшие изменения параметров которого сигнализируют об определенных механических повреждениях компонентов оборудования.

По мнению экспертов университета, 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. Науменко пояснил, что при возникновении и развитии трещин высвобождается энергия, которая превращается в тепловую и механическую, ее можно «услышать» специальным оборудованием. Он добавил, 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», – рассказал Александр Науменко.

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».

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 профессор.

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 счёт анализа параметров не только виброакустического сигнала, но и акустико-эмиссионного.

Отметим, что ОмГТУ является участником государственной программы поддержки вузов «Приоритет-2030». Вуз – победитель в базовой части гранта.

Программа «Приоритет 2030» позволит сконцентрировать ресурсы для обеспечения вклада российских университетов в достижение национальных целей развития Российской Федерации на период до 2030 года, повысить научно-образовательный потенциал университетов и научных организаций, а также обеспечить участие образовательных организаций высшего образования в социально-экономическом развитии субъектов Российской Федерации. Ее основная цель – сформировать широкую группу университетов, которые станут лидерами в создании нового научного знания, технологий и разработок для внедрения в российскую экономику и социальную сферу.

Фото: ОмГТУ

В иллюстрации использовано изображение автора Gregor Cresnar (CCBY3.0) с сайта https://thenounproject.com/ и фото с сайта https://unsplash.com/