模態(tài)分析需要加負(fù)載嗎 設(shè)備檢查方法有哪三種?
設(shè)備檢查方法有哪三種?一、振動(dòng)和噪聲故障檢測(cè)這是大多數(shù)機(jī)器常見的故障表現(xiàn),一般采用以下方法進(jìn)行診斷。1.振動(dòng)法測(cè)量機(jī)器主要部件的振動(dòng)值,如位移、速度、加速度、轉(zhuǎn)速、相位值,并與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較,從宏觀上
設(shè)備檢查方法有哪三種?
一、振動(dòng)和噪聲故障檢測(cè)
這是大多數(shù)機(jī)器常見的故障表現(xiàn),一般采用以下方法進(jìn)行診斷。
1.振動(dòng)法
測(cè)量機(jī)器主要部件的振動(dòng)值,如位移、速度、加速度、轉(zhuǎn)速、相位值,并與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較,從宏觀上評(píng)價(jià)機(jī)器的運(yùn)行狀態(tài),是最常用的方法。
2.特征分析法
對(duì)測(cè)得的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行時(shí)域、頻域和時(shí)頻域分析,以確定機(jī)器各種故障的內(nèi)容和性質(zhì)。
3.模態(tài)分析和參數(shù)識(shí)別方法
利用測(cè)得的振動(dòng)參數(shù)來識(shí)別機(jī)器部件的模態(tài)參數(shù),以確定故障的原因和位置。
4、沖擊能量和沖擊脈沖測(cè)量方法
利用共振解調(diào)技術(shù)(IFD)檢測(cè)滾動(dòng)軸承的故障。
5.聲學(xué)方法
機(jī)器噪聲的測(cè)量可以了解機(jī)器的運(yùn)行情況,找到振動(dòng)源。
二、材料裂紋和缺陷損傷故障檢測(cè)
材料裂紋包括應(yīng)力腐蝕裂紋和疲勞裂紋,一般可通過以下方法檢測(cè)。
1、超聲波探傷方法
該方法具有成本低、可測(cè)厚度大、速度快、對(duì)人體無傷害等優(yōu)點(diǎn),主要用于檢測(cè)平面缺陷。
2.x射線檢測(cè)方法
主要使用x射線和Y射線。這種方法主要用于顯示體積缺陷。適用于所有材料,測(cè)量成本高,對(duì)人體有害。使用時(shí)要注意。
3、滲透檢驗(yàn)法
主要有兩種:熒光滲透和有色滲透。這種方法操作簡(jiǎn)單,成本低,應(yīng)用廣,可以直接顯示,但只適用于有表面缺陷的損傷類型。
4、磁粉檢驗(yàn)方法
這種方法使用簡(jiǎn)單,比滲透檢驗(yàn)更靈敏,可以檢測(cè)表面附近的缺陷,但只適用于鐵磁性材料。
5、渦流探傷法
該方法對(duì)封閉在材料表面下的缺陷具有高的檢測(cè)靈敏度。它屬于電學(xué)測(cè)量方法,易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和計(jì)算機(jī)處理。
6、激光全息檢測(cè)法
它是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來的技術(shù),可以檢測(cè)各種蜂窩結(jié)構(gòu)、疊層結(jié)構(gòu)、高壓容器等。
7、微波檢測(cè)技術(shù)
也是近幾十年發(fā)展起來的新技術(shù),對(duì)非金屬的穿透能力遠(yuǎn)大于超聲波法。其特點(diǎn)是快速、簡(jiǎn)便、非接觸式無損檢測(cè)。
8、聲發(fā)射技術(shù)
主要對(duì)大型構(gòu)件的結(jié)構(gòu)完整性進(jìn)行監(jiān)測(cè)和評(píng)估,可以動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)缺陷的生長(zhǎng)情況,檢測(cè)靈敏度高。目前已廣泛應(yīng)用于壓力容器、核電站關(guān)鍵部位放射性物質(zhì)泄漏、輸送管道焊接部位缺陷的檢測(cè)。
三、設(shè)備零部件和材料磨損和腐蝕故障檢測(cè)
除上述無損檢測(cè)中的超聲波探傷方法外,以下方法可適用于這類故障。
1.光纖內(nèi)窺鏡技術(shù)
它利用特殊的光纖內(nèi)窺鏡技術(shù)直接觀察材料的表面磨損和腐蝕情況。
2.油液分析技術(shù)
油液分析技術(shù)可分為兩類,一類是對(duì)泵本身的物理化學(xué)性質(zhì)的分析。
第四,溫度和壓力力和流量變化引起的故障檢測(cè)
機(jī)械設(shè)備系統(tǒng)的一些故障往往體現(xiàn)在一些過程參數(shù)的變化上,如溫度、壓力、流量等。在溫度測(cè)量中,除了安裝在機(jī)器上的熱電阻、熱電偶等常規(guī)的接觸式溫度計(jì)外,目前在一些特殊場(chǎng)合使用的非接觸式測(cè)溫方法還有紅外測(cè)溫儀和紅外熱像儀。都是根據(jù)手掌物體的熱輻射來測(cè)量的。
低溫管線需要做應(yīng)力分析嗎?
優(yōu)化、改造、翻新、擴(kuò)建和消除瓶頸中管道應(yīng)力分析的實(shí)用筆記和有用指南。有些管道系統(tǒng)被評(píng)價(jià)為簡(jiǎn)單系統(tǒng),只需要簡(jiǎn)單的檢查和檢驗(yàn)。然而,許多管道系統(tǒng)需要適當(dāng)?shù)膽?yīng)力分析。
應(yīng)對(duì)以下管道進(jìn)行應(yīng)力分析:
管道在低溫或高溫或極端條件下運(yùn)行。這包括僅在特殊或替代情況下(如減壓或再加壓)承受極端條件的管道。該組還包括承受泄壓或安全閥(PRV/PSV)載荷、相對(duì)較大位移、易受流體誘發(fā)振動(dòng)和其他極端條件影響的管道。
相對(duì)大中型的管道。這些管道需要進(jìn)行應(yīng)力分析,因?yàn)楣艿赖墓逃腥嵝暂^低,即使很小的變形(如微小的熱運(yùn)動(dòng))也會(huì)帶來很高的應(yīng)力。作為一個(gè)非常粗略的指示,4英寸(DN100)管道的使用可能會(huì)受到限制。許多3英寸(DN80)管道由于其配置或操作條件可能需要進(jìn)行應(yīng)力分析。
管道連接著設(shè)備和機(jī)器。這些管道幾乎總是需要進(jìn)行應(yīng)力分析,因?yàn)閲娮燧d荷要與允許值進(jìn)行比較。
管道可能需要轉(zhuǎn)換。比如那些從地上管道過渡到地下管道的管道。
1.熱應(yīng)力和極端條件
熱應(yīng)力是由管道及其支架和周圍設(shè)施的熱運(yùn)動(dòng)引起的應(yīng)力。由于輸送流體的極端溫度和所施加的溫差,管道會(huì)膨脹或收縮。這種熱運(yùn)動(dòng)在位移受限的位置(如設(shè)備的噴嘴、支架或錨)產(chǎn)生高載荷和力矩,導(dǎo)致高應(yīng)力。
一般規(guī)定或規(guī)范涵蓋了從安裝(或環(huán)境)溫度到系統(tǒng)中產(chǎn)生的最高和最低溫度的熱范圍。另一種方法是考慮管道的整個(gè)熱應(yīng)力范圍,從最低溫度到最高溫度。該方法假設(shè)存在可靠的情況,運(yùn)行在一種極端運(yùn)行情況下的管道突然切換到另一種極端運(yùn)行情況,使得管道處于整個(gè)熱應(yīng)力范圍內(nèi)。
2.管道壁厚
管壁厚度的增加降低了壓力和重量載荷引起的應(yīng)力。然而,厚度增加對(duì)熱運(yùn)動(dòng)的影響是討論的重要部分。壁厚的增加會(huì)增加管道截面的模量,但也會(huì)按比例增加慣性矩,截面模量與慣性矩成正比。因此,增加壁厚的第一個(gè)結(jié)果是在給定熱運(yùn)動(dòng)下彎矩的增加。這個(gè)增加的力矩除以成比例增加的截面模量,最終將產(chǎn)生或多或少類似于厚度增加前的應(yīng)力。較厚的管壁通常不會(huì)降低熱運(yùn)動(dòng)應(yīng)力;恰恰相反,
基本許用應(yīng)力是根據(jù)額定壓力直接用來計(jì)算管壁厚度的應(yīng)力。它們被稱為基本許用應(yīng)力,因?yàn)樗鼈兪腔具B續(xù)載荷的許用應(yīng)力。對(duì)于其他載荷,這些許用應(yīng)力可以通過應(yīng)用系數(shù)或組合進(jìn)行修改。粗略地指出,基本許用應(yīng)力可能是指示溫度下極限強(qiáng)度的33% (1/3)或預(yù)期溫度下屈服強(qiáng)度的67% (2/3)。通常,如果這是工作條件或服務(wù)條件下的最小容許應(yīng)力,則可根據(jù)蠕變、斷裂或疲勞應(yīng)力確定容許應(yīng)力。
3.連接管道上的動(dòng)載荷
管道系統(tǒng)對(duì)動(dòng)載荷的響應(yīng)與同等大小的靜載荷完全不同。靜載荷是指施加一個(gè)緩慢的載荷,使管道系統(tǒng)有時(shí)間反應(yīng)并在內(nèi)部分配載荷,從而保持平衡。
動(dòng)態(tài)負(fù)載隨時(shí)間快速變化,因此管道系統(tǒng)沒有時(shí)間在內(nèi)部分配負(fù)載。力和力矩可以。;通常得不到解決,導(dǎo)致管道的不平衡載荷和動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)。因?yàn)榱土氐目偤褪遣黄胶獾?,?nèi)部引起的載荷可能不同于(更高或更低)施加的載荷。
分析管道系統(tǒng)在動(dòng)載荷作用下的響應(yīng)有多種方法。一些常用的方法有模態(tài)計(jì)算、諧波分析、反應(yīng)譜分析和時(shí)間歷程分析。模態(tài)分析是極其重要的第一步。這就決定了模態(tài)固有頻率和相關(guān)的模態(tài)振型,以便人們研究不同激勵(lì)模式下的管道系統(tǒng)。換句話說,這種方法可以測(cè)量管道系統(tǒng)響應(yīng)動(dòng)態(tài)載荷的趨勢(shì)。
系統(tǒng)的模態(tài)固有頻率不應(yīng)太接近激勵(lì)頻率。一般來說,較高的固有頻率通常比較低的固有頻率引起的問題少。此外,還可以檢查激勵(lì)力和扭矩是否能激勵(lì)出特定的模態(tài)形狀。
動(dòng)態(tài)激勵(lì)的常見形式。設(shè)備振動(dòng)是連接管道系統(tǒng)的常見激勵(lì)源。連接在管道上的旋轉(zhuǎn)設(shè)備和機(jī)械會(huì)在連接點(diǎn)(主要是噴嘴)對(duì)管道施加周期性位移。管接頭處的位移可能很小,但會(huì)引起很大的動(dòng)載荷問題。
在往復(fù)式機(jī)器(即往復(fù)泵或壓縮機(jī))的運(yùn)行過程中,流體被由旋轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)的活塞壓縮。這將導(dǎo)致管道系統(tǒng)中任何給定位置的流體壓力隨時(shí)間周期性變化。管道的脈動(dòng)是連接往復(fù)式機(jī)器,尤其是往復(fù)式壓縮機(jī)的管道中的主要問題。相對(duì)的彎頭對(duì)或關(guān)閉位置的流體壓力不相等,會(huì)在管路系統(tǒng)中產(chǎn)生不平衡的壓力載荷。因?yàn)閴毫ζ胶怆S著往復(fù)機(jī)的循環(huán)而變化,不平衡力也隨之變化。力循環(huán)的頻率可能是機(jī)器工作循環(huán)的幾倍,因?yàn)槎鄠€(gè)活塞將在每個(gè)軸的旋轉(zhuǎn)期間引起相應(yīng)量的力變化。
壓力變化繼續(xù)沿著流體移動(dòng)。在穩(wěn)定流動(dòng)的條件下,管道系統(tǒng)中任意數(shù)量的彎管副都可能同時(shí)產(chǎn)生不平衡力。負(fù)載可以改變,負(fù)載周期可以彼此同相或異相,這取決于脈沖速度,并且每個(gè)彎管都是往復(fù)運(yùn)動(dòng)的。機(jī)器的距離和彎頭對(duì)之間的管段長(zhǎng)度。
動(dòng)態(tài)激勵(lì)的另一個(gè)主要來源是聲振動(dòng)。如果管道中的流體流動(dòng)特性發(fā)生變化,管道可能會(huì)發(fā)生輕微的橫向振動(dòng)。例如,當(dāng)流體通過孔口并且流動(dòng)條件從層流變?yōu)橥牧鲿r(shí),這可能發(fā)生。這些振動(dòng)通常適用于簡(jiǎn)諧模式,它們的主頻可以根據(jù)流動(dòng)條件來預(yù)測(cè)。
還有其他類型和形式的動(dòng)態(tài)問題,如管道上的風(fēng)和內(nèi)部壓力瞬變引起的問題。為了降低由內(nèi)部氣流、壓力瞬變和流過管道的風(fēng)引起的有害振動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn),應(yīng)對(duì)許多易受腐蝕的管道系統(tǒng)進(jìn)行模態(tài)分析。通過適當(dāng)?shù)墓艿乐Ъ懿贾?,獲得的最低固有頻率應(yīng)高于規(guī)定的限值。
應(yīng)注意達(dá)到最高固有頻率的高值。通常,需要具有許多支架的剛性支架方案,這與具有低熱應(yīng)力的柔性管道的要求相矛盾。作為一個(gè)非常粗略的指示,這樣的頻率限制可以在5 Hz和14 Hz之間。
摩擦和間隙。很多管道支架都是支撐或?qū)颍Σ亮?duì)管道系統(tǒng)的受力起主要作用,尤其是在滑動(dòng)支架上。因此,在管道應(yīng)力分析中應(yīng)準(zhǔn)確模擬摩擦力的影響。對(duì)于鋼對(duì)鋼,摩擦系數(shù)通常被認(rèn)為是0.3或0.35。事實(shí)上,在特殊情況下,鋼與鋼之間的摩擦系數(shù)可能是0.4,甚至更高。在一些特殊的支撐中,使用低摩擦墊支撐(如帶PTFE墊的支撐),這種支撐的摩擦系數(shù)可能低至0.1。(以上摩擦系數(shù)只是一個(gè)粗略的估計(jì),已知摩擦系數(shù)是可變的,不確定的。)
許多管道系統(tǒng)也有帶間隙的導(dǎo)向支架??梢栽O(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)其他類型的約束支架。然而,這種間隙和摩擦?xí)o管道的應(yīng)力分析帶來許多非線性和困難。
4.管道過渡
從地面到地下的過渡(A/G-U/G)是管道應(yīng)力分析的經(jīng)典特例。一些管道系統(tǒng)在某一點(diǎn)進(jìn)入地下,其應(yīng)力分析通常包括地下管道的一部分,以建立虛擬錨固長(zhǎng)度并提供適當(dāng)?shù)倪吔鐥l件。目的是確定在熱效應(yīng)、內(nèi)壓等因素的綜合載荷作用下,管道在局部約束區(qū)域的軸向運(yùn)動(dòng)范圍。作為一種指示,20°的過渡角用于減小飛機(jī)/地面-飛機(jī)/地面過渡位置的離地和彎矩。
在一些管道系統(tǒng)中,由于熱運(yùn)動(dòng)或彎矩,法蘭可能會(huì)泄漏。對(duì)于易受高彎矩影響的法蘭接頭,應(yīng)采用合適的方法計(jì)算法蘭泄漏量。例如,可以使用ASME NC3658.3和ASME第VIII 1節(jié)強(qiáng)制性要求。這個(gè)計(jì)算是管道應(yīng)力分析的一部分,可以顯示是否存在法蘭泄漏的風(fēng)險(xiǎn)。