oiur_i02_ver_01 str. 1

POLITECHNIKA POZNAŃSKA

LABORATORIUM DIAGNOSTYKI SYSTEMÓW

OBSŁUGIWANIE i UTRZYMANIE RUCHU MASZYN

Instrukcja do ćwiczenia

02

Temat:

Detekcja nieszczelno

ś

ci

w układach pneumatycznych

Opracowanie:

Roman BARCZEWSKI

Przebieg ćwiczenia
1.

Zapoznanie się z budową stanowiska laboratoryjnego.
a) Zidentyfikować wszystkie elementy stanowiska i sprawdzić kompletność wyposażenia, w skład
którego wchodzą:

•

kompresor bezolejowy wraz z układem manometrów

SENCO

Mini PC1010 (rys.1)

•

tablica z zamontowaną magistralą i zaworami wraz z kompletem próbek z różnymi
rodzajami nieszczelności (rys.5 i 6)

•

detektor ultradźwiękowy Ultrasonic Leak Detektor ULD-100 (rys.2.)

•

zestaw do prowadzenia badań metodą bąbelkową (środek pianotwórczy + pędzelek)

•

system pomiarowo analizujący – zainstalowany na komputerze (rys.4.)

•

zapalniczka do prowadzenia badań metodą płomieniową

•

stoper (we własnym zakresie).

b)

Pod nadzorem prowadzącego uruchomić kompresor, oprogramowanie, miernik dźwięku
i detektor ultradźwiękowy oraz zapoznać się z ich obsługą. W razie potrzeby przeprowadzić
wzorcowanie torów pomiarowych z wykorzystaniem kalibratora akustycznego KA-10.

Rys.1. Kompresor bezolejowy SENCO

Rys.2. Detektor ultradźwiękowy ULD-100

Rys.3. Zestaw do badań metodą bąbelkową i

płomieniową

Rys.4. Oprogramowanie pomiarowo-analizujące

oiur_i02_ver_01 str. 2

Rys.5. Widok stanowiska laboratoryjnego (bez kompresora)

Próbka „0”- z otworami o średnicach 2,0 1,5 1 ,0 0,6 mm

Próbka 1 - nakłucie igłą o śrenicy 0,3 mm

Próbka 2 - brak uszczelnienia teflonowego

Próbka 3 - nacięty przewód

Rys.6. Próbki do badań z zaznaczonymi nieszczelnościami

Zestaw próbek

Badana próbka

MAGISTRALA BADAWCZA

zawór A

A

A

A

zawór

B

B

B

B

przyłącze 1 przyłącze 2

Szybkozłącze do podłączenia

ź

ródła sprężonego powietrza

(kompresora)

zawór

C

C

C

C

spustowy

oiur_i02_ver_01 str. 3

2

. O

szacowanie rozmiaru nieszczelności na podstawie pomiaru czasu spadku ciśnienia w układzie

a) Zamknąć zawory A, B, C (rys.5)
b) Przeprowadzić badanie próbki nr „0”

•

Podłączyć próbkę nr 0 do magistrali (przyłącze nr 1) i przygotować stoper. W próbce
„0” zaślepić otwory o średnicach 2,0 1,5 1,0 mm umożliwiając wypływ powietrza
przez otwór o średnicy 0,6 mm.

•

Sprawdzić ciśnienie zasilania magistrali (manometr „1” kompresora; powinno wynosić
ok. 8,2 Bar). Jeżeli ciśnienie jest niższe należy delikatnie otworzyć zawór spustowy C
do momentu załączenia się kompresora. Po załączeniu kompresora niezwłocznie
zamknąć zawór C o poczekać aż kompresor samoczynnie się wyłączy (powinno to
nastąpić po osiągnięciu ciśnienia w zbiorniku 8,2 Bar).

•

Otworzyć zawór A i uruchomić stoper w momencie gdy ciśnienie spadnie do 8 bar.
Odnotować czas, po którym ciśnienie w układzie będzie spadało do wartości 7,5 i 7,0
bar (pkt. 1 sprawozdania)

•

Po odnotowaniu czasu spadku ciśnienia do 7 bar, otworzyć delikatnie zawór A do
momentu załączenia się kompresora (przy ok. 6 bar),

c) W analogiczny sposób przeprowadzić badania dla pozostałych próbek(1, 2, 3) , proszę je
mocować do przyłącza 2 (rys.5). Przed wymianą próbek zamknąć zawór B; odczekać ok. 1
minuty (w próbkach może panować nadciśnienie) i z zachowaniem ostrożności odłączyć próbkę
od magistrali.

•

(UWAGA niektóre uszkodzenia - nieszczelności, z uwagi na ich małe rozmiary, mogą
powodować powolny spadek ciśnienia; należy uzbroić się w cierpliwość.

3. Badania nieszczelności próbek metodami akustycznymi

a)

Pomiary tła akustycznego (hałasu panującego w laboratorium). Pomiar ten wykonujemy
jednorazowo – bez podłączania próbek do magistrali.

•

Upewnić się czy zawory A, B, C są zamknięte.

•

Uruchomić analizator widmowy (oprogramowanie) przyciskiem START: Akwizycja
sygnału i analiza zakończy się automatycznie po ok. 30 sekundach. Wyniki analizy
widmowej w paśmie słyszalnym wpisać w wierszu tło (tabela - pkt. 2 sprawozdania).
W ostatniej kolumnie tego wiersza należy wpisać poziom hałasu pasma słyszalnego L

A

wyznaczone w wyniku syntezy widma- (odczyt z monitora).

b)

Badanie hałasu emitowanego przez nieszczelności w próbkach (dotyczy próbek 0,1,2,3)

•

Upewnić się czy zawory A, B, C są zamknięte.

•

Sprawdzić ciśnienie zasilania magistrali (powinno wynosić 8 Bar), jeżeli ciśnienie jest
niższe należy delikatnie otworzyć zawór spustowy C do momentu załączenia się
kompresora; zamknąć zawór C o poczekać aż kompresor samoczynnie się wyłączy
(powinno to nastąpić po osiągnięciu ciśnienia w zbiorniku 8,2 Bar).

•

Podłączyć próbkę do odpowiedniego przyłącza magistrali magistrali (próbka 0 do przyłącza
1, próbki 1,2,3 - przyłącze nr 2).

•

Sprawdzić lokalizację mikrofonu, powinien się on znajdować każdorazowo w tym samym
miejscu

•

Otworzyć zawór A ( badanie próbki 0) lub B ( badanie próbek 1,2,3) zasilając sprężonym
powietrzem badana próbkę.

•

Uruchomić analizator widmowy (oprogramowanie) przyciskiem START: Akwizycja
sygnału i analiza zakończy się automatycznie po ok. 30 sekundach (pomiar można skrócić
przycisk STOP, po ustabilizowaniu się wartości). Wyniki analizy widmowej w paśmie
słyszalnym i ultradźwiękowym wpisać w wierszu odpowiednim dla badanej próbki (tabela -
pkt. 2 sprawozdania). W ostatniej kolumnie odpowiedniego wiersza należy wpisać poziom
hałasu L

A.

oiur_i02_ver_01 str. 4

•

Zilustrować graficznie uzyskane wyniki pomiarów dla poszczególnych próbek
wykorzystując szablon wykresu kolumnowego (pkt.3 sprawozdania). Obliczyć różnicę

∆∆∆∆

L

pomiędzy poziomem hałasu emitowanego przez nieszczelność a poziomem tła
akustycznego. Wynik wpisać w odpowiednim polu pod wykresem.

4. Badanie hałasu w paśmie ultradźwiękowym

•

Przeprowadzić badanie detektorem ultradźwiękowym ULD-100. Stwierdzić, w jakim
stopniu detekcja nieszczelności jest możliwa. Spostrzeżenia umieścić w tabeli (pkt. 4
sprawozdania). Jeśli detekcja się powiodła dodatkowo odnotować ten fakt oraz dodatkowo
zapisać przy jakim minimalnym wzmocnieniu przyrządu wykryto nieszczelność.

Uwaga! Pomiary prowadzimy w zakresie ciśnień 6-8 Bar. Należy zwrócić uwagę, aby w
trakcie badań nie pracował kompresor lub inne stanowiska laboratoryjne mogące w istotny
sposób zakłócić pomiary.

5. Badania uzupełniające

W uzupełnieniu, przeprowadzić badanie metodą organoleptyczną, bąbelkową i
płomieniową. Stwierdzić, w jakim stopniu detekcja nieszczelności poszczególnymi
metodami jest możliwa. Spostrzeżenia odnotować w tabeli (pkt. 4 sprawozdania)

6. Wnioski końcowe
Na podstawie uzyskanych wyników badań sformułować wnioski końcowe.
Powinny one dać odpowiedz na następujące pytania.

•

Jaka metoda badań była najbardziej, a jaka najmniej skuteczna i dlaczego.

•

Jaki typ nieszczelności był najskuteczniej wykrywany metodą akustyczną. Jakie pasmo
częstotliwości jest najbardziej wrażliwe (czułe).

•

Mając na względzie eksploatację maszyn w zakładzie przemysłowym sformułuj
zalecenia jakie metody detekcji nieszczelności i w jakich warunkach należałoby
stosować; uzasadnij, dlaczego.

5. Pytania kontrolne

-

Scharakteryzuj podstawowe elementy wchodzące w skład układów pneumatycznych.

-

Zalety i wady stosowania układów pneumatycznych w budowie maszyn i urządzeń.

-

Podstawowe obszary zastosowań układów pneumatycznych.

-

Przyczyny powstawania i skutki nieszczelności w układach pneumatycznych.

-

Opisz metody detekcji nieszczelności układów pneumatycznych.

6. Wymogi Bezpieczeństwa

-

W trakcie badań układ znajduje się pod ciśnieniem, dlatego należy zachować szczególną
ostrożność.

-

Przed odłączeniem próbek od magistrali badawczej należy zawsze zamykać odpowiednie
zawory odcinające A lub B

-

Po zakończeniu ćwiczenia należy wyłączyć kompresor i wypuścić powietrze z układu
poprzez delikatnie otwarcie zaworu spustowego C; należy przy tym kontrolować spadek
ciśnienia na manometrach. Po zakończeniu spustu powietrza dodatkowo otworzyć zawór
bezpieczeństwa znajdujący się na zbiorniku kompresora.

-

Pod żądnym pozorem nie odłączać znajdującego się pod ciśnieniem elastycznego przewodu
pneumatycznego łączącego kompresor z magistralą stanowiska laboratoryjnego.

-

Okresowo sprawdzać działanie zaworu bezpieczeństwa na zbiorniku.

-

Nie regulować samodzielnie nastaw reduktora ciśnienia zlokalizowanego na kompresorze.

© Roman Baczewski 2012