Kunnonvalvonta ultraäänellä

Abstract

Ultraääni määritellään ääniaalloksi, jonka taajuus on yli 20 kHz. Se tunnetaan paremmin lääketieteessä ja NDT-mittauksessa käytettävästä äänitaajuudesta. Ultraääntä syntyy kitkassa, iskuissa, turbulenssissa ja sähköisissä osapurkauksissa. Teollisessa ympäristössä on paljon tilanteita, joissa esiintyy jotain edellä mainituista ilmiöistä. Näitä ultraääntä muodostavia lähteitä voidaan paikallistaa ja mitata kunnonvalvontalaitteilla. Ultraäänikunnonvalvontalaitteet mittaavat yleensä 20–100 kHz:n taajuusaluetta.

Ensimmäinen vika, jossa ultraäänikunnonvalvontalaitteita käytettiin, oli vuotojen etsiminen. Myöhemmin mittareilla on aloitettu tunnistamaan ja paikallistamaan laakerien vikaantumiset, voitelukalvon oheneminen ja optimaalinen voitelu, hydrauliset nestevuodot, tyhjiövuodot, lauhteenpoistimien ja venttiilien toiminta tiiveystestauksessa sekä sähkövioissa.

Ultraäänellä mitattavan kohteen toiminnassa havaitaan epänormaaleja muutoksia jo ennen kuin todellista vikaa on ehtinyt muodostua. Ennakoivan kunnossapidon näkökulmasta tämän ominaisuuden tulisi herättää mielenkiintoa ultraäänen kunnonvalvontalaitteita kohtaan.

Tämä opinnäytetyö koostuu kahdesta osiosta, jossa ensimmäisessä käydään läpi mitä tarkoittavat vika, vaurio ja vikaantuminen, käynnissäpito, kunnossapito ja kunnonvalvonta. Seuraavassa osiossa käsitellään äänen teoriaa ja ominaisuuksia, ultraäänen määritelmä, logaritmeja ja perusteita ultraäänen käyttöön kunnonvalvonnan työkaluna. Lopuksi esitellään erilaisia applikaatioita ultraäänen kunnonvalvontalaitteille.

Ultraääni kunnonvalvonnan mittausmenetelmänä on huonosti tunnistettu, varsinkin värähtelymittaukseen verrattaessa. Tämän työn tarkoitus on lisätä ymmärrystä ultraäänen monipuolisuudesta ja herättää kiinnostusta kunnossapidon monipuolisena mittausmenetelmänä.

Ultrasound is defined as sound waves with a frequency above 20 kHz. Ultrasound is generated in friction, impacts, turbulence, and partial discharges. Ultrasound as a measurement method for condition monitoring is not widely recognized, especially when compared to vibration. The purpose of this work was to enhance understanding of ultrasound’s versatility and raise awareness of its potential as a multifaceted maintenance measurement method.

This thesis work was commissioned by YTM-Industrial. The company specializes in the sale, design and aftersales services of technical equipment, components and systems. YTM is a supplier for an ultrasound device manufacturer SDT Ultrasound and this thesis will provide basic information for people who are interested in ultrasound. For this thesis study, I accomplished ISO CAT I Ultra-sound certification and most of the theory in this thesis originates from that training program.

This thesis consists of two sections. In the first section, the thesis explores terms such as fault, damage, and deterioration, as well as operation, maintenance, and condition monitoring. The following section delves into the theory and properties of sound, the definition of ultrasound, logarithms, and the fundamentals of using ultrasound as a tool for condition monitoring. Finally, various applications of ultrasound condition monitoring devices are discussed.

As result, this thesis work can be considered to give basic knowledge for ultrasound and condition monitoring with ultrasound.