由于它涉及機械設(shè)備的維護，因此摩擦和沖擊是本文將考慮的超聲波的主要來源，因為它們是機械設(shè)備的副產(chǎn)品。例如，滾子軸承會產(chǎn)生摩擦，因為軸和滾珠圍繞軸承的中心滾動。反過來，這種摩擦?xí)a(chǎn)生聲音，但也會產(chǎn)生熱量。諸如不平衡，安裝不當或軸承中的碎屑等問題會導(dǎo)致摩擦力增加。摩擦力的增加通常也會導(dǎo)致聲音和熱量的增加。隨著元件升溫，它會膨脹。最終，軸承會膨脹過多，卡住并導(dǎo)致設(shè)備失效。摩擦增加的另一個副產(chǎn)品是剝落：當部件膨脹時，每個部件的顆粒被刮掉并造成進一步的損壞。軸承通常經(jīng)過潤滑以減少摩擦，但潤滑不能完全阻止老化過程，導(dǎo)致軸承隨著時間的推移變得更加粗糙。
軸承和其他旋轉(zhuǎn)設(shè)備的適當潤滑是必不可少的，但它不是唯一的維護技術(shù)。40kHz的聆聽為技術(shù)人員提供了在機械設(shè)備發(fā)生之前診斷出現(xiàn)故障的獨特機會。 收集數(shù)據(jù)樣本并隨時間推移趨勢的軟件可以查明重大變化并標記測試點以進一步服務(wù)。 使用超聲波CBM，維護部門可以開發(fā)一個數(shù)據(jù)采樣和團隊管理通信的交鑰匙系統(tǒng)，可以極大地幫助關(guān)鍵設(shè)備的潤滑，維修和更換過程。

超聲監(jiān)測條件（CBM）
本文的其余部分將重點介紹一種稱為“基于條件的監(jiān)控”的PdM流程（CBM）或在某些情況下，“狀態(tài)監(jiān)測”（CM）。 使用超聲聽音裝置結(jié)合數(shù)據(jù)捕獲軟件進行CBM超聲測試。 通過記錄被測組件的聲音特性，軟件將記錄先前測試或變化與設(shè)定閾值之間的任何變化。 這些變化特定于被測組件的條件，并且不與測量標度或來自類似組件的聲音進行比較（比較測試）。 任何重大變更都將觸發(fā)行動呼吁以進行進一步檢查或發(fā)出未決故障警告。
當適當?shù)某暀z測設(shè)備與諸如InCTRL的數(shù)據(jù)收集和分析軟件苆合時，使用CBM方法的測試結(jié)果是瞬間的，并且可以允許技術(shù)人員隔離源或可能用其他技術(shù)尚未檢測到的問題。 這為在損壞設(shè)備和導(dǎo)致停機之前發(fā)生糾正措施提供了時間。 超聲波CBM技術(shù)的另一個好處是早期檢測：研究表明，超聲波可以比其他常見的PdM技術(shù)（如紅外和振動分析）更快地檢測到異?，F(xiàn)象。 （見上圖2）
請考慮以下來自第三方評估團隊的摘要，將超聲波技術(shù)集成到一個擁有500多個站點的機構(gòu)中：（1）確定了100多個應(yīng)用程序，用于各個站點的各種設(shè)備，如鍋爐，熱交換器，壓縮機 ，電動機，泵，閥門和蒸汽疏水閥。 （2）該機構(gòu)的總節(jié)省每年約為370萬美元。 （3）超聲波整合與此成本規(guī)避的投資回報率約為15：1。 （4）由于診斷和故障排除所花費的時間減少而幫助每年人工節(jié)省約為45人。
該技術(shù)的另一個采用者-在這種情況下，一個大型聚對苯二甲酸乙二醇酯塑料回收設(shè)施-正在使用InCTRL基于狀態(tài)的監(jiān)測（CBM）計劃取得巨大成功。 一名致力于使用超聲波的全職員工已經(jīng)使用超聲波技術(shù)和數(shù)據(jù)采集軟件，每月為1,300多個測試點提供近五年的趨勢。 從軟件收集的數(shù)據(jù)使維護部門能夠領(lǐng)先于潛在的設(shè)備故障，并定期避免意外停機。
本文的其余部分將逐步介紹為大型工業(yè)設(shè)施實施類似的超聲波CBM計劃。

第1步：識別關(guān)鍵組件
關(guān)鍵部件是指那些在生產(chǎn)失敗或有過早失效和/或需要頻繁更換的情況下可以關(guān)閉生產(chǎn)的部件。要識別這些組件，請使用您的CMMS程序生成過去工單的歷史報告，或跟蹤計劃外停機的歷史記錄以查明問題區(qū)域。要求幫助確定組件是否至關(guān)重要的問題：該組件的故障是否會導(dǎo)致工廠安全性降低？生產(chǎn)停止還是減少？產(chǎn)品缺陷？監(jiān)管違規(guī)？不利的環(huán)境影響？
如果對這些問題的答案都是肯定的，則應(yīng)定期監(jiān)測該組件。生成最關(guān)鍵組件的列表，并為每個組件分配單元ID號以進行跟蹤。建議最初開始監(jiān)控大約20個組件。根據(jù)您組織的規(guī)模，此數(shù)字可能更高或更低。隨著時間的推移，隨著過程變得更自然并且您對測試設(shè)備有更多的經(jīng)驗，可以增加組件的數(shù)量。
第2步：制定檢查計劃表
檢驗計劃可以集成到當前的PM或CBM程序中，也可以
設(shè)置為單獨的過程。 關(guān)鍵是經(jīng)常進行檢查 – 每月一次 或兩次以獲得最佳結(jié)果。 如果使用當前PM或CBM路 徑，請選擇在設(shè)備正常運行期間執(zhí)行的循環(huán)。 設(shè)備必須運行以獲得超聲波技術(shù)的結(jié)果。 例如，選擇軸承潤滑PM，要求軸承在潤滑時滾動。 向PM添加步驟以進行超聲波CBM檢查。 如果要制定新的CBM計劃，請選擇一系列測試，以及頻率和指定的測試時間。 可以在諸如InCTRL的程序中自動設(shè)置測試間隔。

第3步：建立閾值
使用超聲波檢測設(shè)備和兼容的數(shù)據(jù)采集軟件（如InCTRL），獲取每個關(guān)鍵組件的初始基線讀數(shù)（InCTRL需要五個這樣的樣品）。 拍攝時，超聲波設(shè)備的靈敏度和增益設(shè)置
應(yīng)設(shè)置為盡可能低的設(shè)置。 這些設(shè)置應(yīng)該進入錄音機，以便將來使用檢查時，在測試每個組件時使用相同的設(shè)置，然后可以正確地比較結(jié)果。 （重要的是要注意，在測試時，設(shè)置和操作條件，例如rpm和負載，每次都應(yīng)盡可能相似，因為任何變化都會影響讀數(shù)。）
建立閾值樣本和執(zhí)行檢查的個人應(yīng)熟悉設(shè)備，并能夠確定記錄是否會提供良好的起點。 系統(tǒng)制造商還應(yīng)提供確定良好基線的指南。 可以將未來的記錄與這些基線記錄進行比較，以進行設(shè)備狀況分析。
第4步：檢查和分析
按照檢查計劃的步驟和預(yù)定的設(shè)置和附件，定期檢查關(guān)鍵部件。 首次啟動程序時，請對每個組件進行幾次（推薦四次）20秒長讀數(shù)/記錄。這將確保您獲得良好的記錄以進行準確的趨勢分析。 隨著您進行檢查變得更加暢通，每個組件的讀數(shù)可以減少到一個或兩個。
錄制完成后，重播文件并查看超聲波信號的音頻和視覺特征，以評估和分析每個組件的條件。
將信號與基線和先前的記錄進行比較。 在正常和異常情況下，組件的聲音和外觀存在非常明顯的差異。 例如，普通軸承通常會產(chǎn)生柔和的呼呼聲。
如果軸承潤滑不足，摩擦力會增加。 軸承的聲音強度會增加，并會發(fā)出強烈的刮擦聲。 信號的RMS（均方根）值也將增加，波形的高度將明顯增加。

第5步：文檔
在測試之前，應(yīng)記錄所有原始疑問。 在檢查期間，應(yīng)注意任何重大變化。 檢查后，應(yīng)打印并記錄每個記錄的波形文件顯示，以備將來參考和比較。 應(yīng)為每個關(guān)鍵部件建立可接受的參數(shù)。 任何需要特殊監(jiān)控，進一步檢查或維修的狀況變化應(yīng)在適當標記的單獨文件中提交，以反映緊急情況。 如有必要，還應(yīng)生成工單。

第6步：行動
最后，采取必要措施來修復(fù)或糾正任何問題。如果一旦發(fā)現(xiàn)并警告問題跡象，若不采取行動，CBM計劃就沒有用處。 修復(fù)完成后，使用超聲波設(shè)備確保正確安裝任何新組件并確保設(shè)備正常運行。
通過適當實施預(yù)測性維護計劃，可以避免不必要的成本并延長設(shè)備的預(yù)期壽命。 實施此類計劃的前期時間投入將大大超過故障排除，關(guān)閉和維修所節(jié)省的時間，以及生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量提高帶來的利潤增加。
除了使用超聲波技術(shù)進行預(yù)測性維護之外，額外的好處還在于多功能性和多樣化的應(yīng)用機會。 高質(zhì)量的超聲波檢測設(shè)備也可用于故障排除可疑區(qū)域，驗證維修和正確的組件安裝，以及空氣和蒸汽審核。
遠程聽力應(yīng)用
由于安全問題或難以接近，一些機械部件與傳統(tǒng)的超聲CBM方法不兼容。 在某些情況下，可以將拋物面附件與超聲接收器和CBM軟件一起使用，以便在遠處收聽機械部件。 這種方法需要直接測量部件的位置，并且沒有來自壓縮氣體泄漏，電弧焊或其他來源的競爭超聲的直接氣氛。 與傳統(tǒng)的超聲CBM方法類似，條件的可重復(fù)性是最重要的，必須采取額外的步驟以確保記錄每個單獨的樣本重復(fù)距離和位置。

結(jié)論
通過依賴豁免報告，第4頁提到的PET回收設(shè)施能夠規(guī)避總計超過20萬美元的災(zāi)難性設(shè)備故障，不包括工時和生產(chǎn)損失。 僅這一個有價值的關(guān)鍵績效指標（KPI）就是姊妹網(wǎng)站工廠經(jīng)理在其新工廠實施超聲波CBM的推動力。 在設(shè)施建設(shè)完成之前，他聘請了一名全職維護員工，專注于超聲波CBM，即使工廠在今年秋天晚些時候才能完全投入使用。 實際上，甚至在最終決定聘用新的維護主管之前，超聲波CBM技術(shù)人員就已經(jīng)上任。
將超聲波CBM作為PET回收設(shè)施日常運營不可或缺的組成部分的重點說明了該技術(shù)對公司企業(yè)目標的必要性。 那個公司并不孤單。 超聲波CBM在許多工業(yè)領(lǐng)域有廣泛實施的無數(shù)機會。 從軍事到制造，從石化到發(fā)電，煤層氣，超聲波具有減少停機時間，增加產(chǎn)量，更好地分配資源和提高人員安全的無限潛力。