Ultrasound | Technotron 2016

Ultrasound

Doel van het Ultrasound onderzoek

Het doel van Ultrasound onderzoek is om door middel van het meten en analyseren van hoogfrequente geluidsgolven potentiële fouten in equipment, installaties of componenten te detecteren en te identificeren. Ultrasound onderzoek is niet-destructief.

Ultrasound onderzoek stelt u in staat om tijdig en op planmatige wijze de gepaste “correctieve” onderhoudsactiviteiten uit te voeren. Hiermee wordt voorkomen dat potentiële fouten verder escaleren tot een onverwachte functionele fouten. Onverwachte functionele fouten hebben als mogelijk gevolg een (ver)storing, ongeplande productiestilstand en/of capaciteitsverlies en onnodig hoge onderhoudskosten.

Ultrasound onderzoek dient een integraal onderdeel te zijn van elk Preventief Onderhoud- en Faalpreventie programma. Het uitvoeren van een ultrasound onderzoek aan elektrotechnische-, mechanische- en procesequipment, installaties en apparatuur op periodieke basis draagt bij aan het verhogen van de betrouwbaarheid, de beschikbaarheid en de veiligheid van de productie installaties. Dit vertaalt zich direct in een verhoogde bedrijfswinstgevendheid en serieuze onderhoudskosten besparingen.

Wat is Ultrasound en hoe werkt een Ultrasound onderzoek?

Ultrasound is vergelijkbaar met de dynamische druk die het menselijk oor kan horen als hoorbaar geluid, maar treedt op bij frequenties van 20kHz tot 100kHz. Ver boven het hoorbare bereik van de mens. Het bereik van het menselijk gehoor bedraagt gemiddeld van 20 Hz tot 16 á 20 kHz

Alle inbedrijf zijnde “rotating” equipment, druk- of vacuümlekkages en “statische” elektrische systemen produceren een breed spectrum aan ultrasound geluid door onder andere frictie, impact, turbulentie, elektrische ontlading.

Ultrasound onderzoek is een niet-destructieve onderzoekmethode welke gericht is op het meten en registreren van hoogfrequente geluidsgolven die geproduceerd worden door het equipment. De hoogfrequente ultrasone componenten hebben van nature een extreem korte golfvorm en zijn hierdoor sterk richting gevoelig. Het is daarom relatief eenvoudig om de exacte locatie van deze signalen vast te stellen en deze te scheiden van achtergrondgeluiden van de overige inbedrijf zijnde equipment.

Frictie en impact zijn bijverschijnselen van mechanische equipment. Een kogellager ondervindt bijvoorbeeld frictie als de as en de kogels ronddraaien. Indien de frictie toeneemt, bijvoorbeeld door onbalans zal het lager extra belast worden. Met als gevolg lager schade en het ongepland stoppen van het equipment.

Elektrische deelontladingen, vonkvorming en corona kunnen optreden in elektrische installaties en veroorzaken ionisatie. Dit verstoort de omliggende luchtmoleculen waardoor hoogfrequente geluiden worden opgewekt. Met Ultrasound inspectie kan de emissie van deze hoogfrequente geluiden gedetecteerd worden. 

De specifieke geluidskwaliteit van elke type emissie wordt hoorbaar gemaakt (koptelefoon) en de intensiteit wordt zichtbaar gemaakt op het display van de Ultrasound analyse apparatuur. Met behulp van geavanceerde Fast Fourier Transfer spectrum & Time Series analyse worden de opgenomen geluiden geanalyseerd op afwijkingen. De bevindingen worden gerapporteerd in een inspectierapport.

 

 

Waarom Ultrasound onderzoek toepassen op elektrotechnische installaties?

Wanneer elektrische toestellen zoals transformatoren, schakelinrichtingen, isolatoren, scheiders etc. in functie weigeren kunnen de gevolgen catastrofaal zijn. Dit geldt zowel voor industriële installaties als voor energie transmissie- en distributiesystemen.

Met de inzet van ultrasound inspectie kunnen bijvoorbeeld arcing, tracking, corona verschijnselen en mechanische losheid tijdig geconstateerd worden. Zo is het mogelijk adequaat te handelen binnen de geplande tijd. Met als grootste voordeel kostenbesparing door goede voorbereiding (planning) en gericht uitgevoerd onderhoud.

Normaal gezien maakt elektrische equipment geen geluid. Hoewel sommige equipment zoals bijvoorbeeld een transformator een geluid produceert van 50Hz of 60Hz (humming) of een constant mechanisch geluid afgeeft.

Indien er beginnende elektrische ontladingen optreden wordt de omringende lucht geïoniseerd , waarbij turbulentie (geluid) wordt geproduceerd. Met behulp van Airborne Ultrasound inspectie kan deze turbulentie gedetecteerd worden en kunnen vanuit dit principe elektrische problemen worden getraceerd.

Elektrotechnische equipment en apparatuur kunnen dan ook perfect met behulp van ultrasound gecontroleerd worden op de aanwezigheid van o.a.:

  • Corona (boven de 1kV),
  • Tracking (vonkontlading),
  • Partial discharge (deelontlading),
  • Arcing ( vonkvorming),
  • Mechanische vibraties (transformatoren)

De gevolgen hiervan zijn bekend: oververhitting, destructieve storingen en brand.

Corona:                 

Een elektrische ontlading rond geleiders van 1kV of meer, waarbij de omringende lucht wordt geïoniseerd (vormt een blauwe of paarse gloed) en er ozon (O3) gevormd wordt. Ozon geleidt elektrische stroom en kan een direct pad naar aarde creëren, wat rampzalige gevolgen kan hebben in met name gesloten schakelinrichtingen. Corona produceert ook stikstof, dat in combinatie met vocht salpeterzuur vormt. Dit zuur tast het isolerend materiaal, evenals de metalen onderdelen, verder aan. Dit introduceert extra thermische problemen.

Tracking:                  

Vaak ook aangeduid als "baby arcing (vonkontlading)". Tracking volgt het pad van beschadigde isolatie. Elektriciteit volgt het traject naar aarde door gebruik te maken van vuil en andere verontreinigingen totdat het een punt van overslag bereikt.

Partial discharge: 

Een elektrische ontlading of vonk die binnen een hoog-voltage isolatiesysteem optreedt. De ontlading overbrugt slechts een deel van de kloof tussen twee geladen oppervlakken, of een geladen oppervlak en aarde, het is dus slechts een gedeeltelijke ontlading. Partial Discharge treedt op binnen elektrische componenten zoals in transformatoren en geïsoleerde bus barsystemen en wordt veroorzaakt door veroudering van de isolatie.

Partial Discharge kan heel destructief van aard zijn!

Arcing:

Een elektrische ontlading via een normaal niet-geleidende medium zoals lucht naar een ander geleidend object. Het is een foutconditie in elektrische apparatuur en kan leiden tot “elektrische” brand en/of explosie. (Bliksem is hiervan een goed voorbeeld).

Arcing in elektrische installaties is zeer destructief van aard!

Ultrasound inspectie is zeer effectief om al in een zéér vroegtijdig stadium bovengenoemde Tracking, Arcing , Corona, Partial Discharge en mechanische vibraties vast te stellen in o.a.:

  • Transmissie en distributielijnen,
  • LV / HV schakelapparatuur,
  • HV transformatoren,
  • LV / HV circuitonderbrekers,
  • Busbars,
  • Relais,
  • Isolatoren,
  • MCC’s en sub-stations,
  • overige elektrische apparatuur

Ultrasound toegepast op Overige installaties

Ultrasound kan naast elektrische applicaties ook zeer succesvol als proactieve Predictive Maintenance technologie worden toegepast op overig installaties voor het detecteren van onder andere:

Lekkages:

  • Gecomprimeerd gas & luchtlekken
  • Vacuüm systemen
  • Boiler piping, condensors & Warmtewisselaars
  • Condenspotten (Steamtraps)
  • Klepzitting / afdichtingen
  • Leidingen
  • Pneumatische systemen
  • Ondergrondse leidingen
  • Gebouwen, ruimtes

Mechanische problemen:

  • Lager smering
  • Lager fouten (slow speed RPM)
  • Koppelingen
  • Tandwielkasten
  • Slijtage van V-snaren
  • Slijtage kettingaandrijvingen & tandwielen
  • Mechanische losheid
  • Compressor werking
  • Piping restricties
  • Flow gerelateerde problemen
  • Hydraulische systemen
  • Pomp cavitatie
  • Onbalans Ventilatorwaaiers,
  • Aanlopen van mechanische delen
  • Testen van sprinkler installatie (met lucht)

Wat is de toegevoegde waarde van Ultrasound inspecties?

De meest kenmerkende voordelen van de ultrasound inspectie kunnen als volgt worden benoemd:

  • De Ultrasound onderzoekskosten zijn relatief laag en kostenbesparend in vergelijking met equipment schades, ongeplande productie stilstanden en productieopbrengst verliezen.
  • Het op periodieke basis uitvoeren van Ultrasound inspecties heeft een positieve invloed op de verzekeringspremie.
  • Ultrasound is non-destructieve inspectie methodiek en wordt tijdens normale bedrijfsvoering uitgevoerd zonder het proces te beïnvloeden. Dus geen onnodig productiestilstand en verlies.
  • Vroegtijdige detectie en identificatie van potentiële (ver)storingen van equipment draagt bij aan de veiligheid, beschikbaarheid en betrouwbaarheid van de installatie.
  • Afwijkingen worden in een zeer vroeg stadium gedetecteerd zodat reparatie gepland en uitgevoerd kan worden voordat het probleem escaleert. Dit heeft als gevolg minder risico en lagere reparatie en/of vervangingskosten.
  • Er wordt veelal contactloos en op een veilige afstand gemeten aan de inbedrijf zijnde (stroom- en spanning voerende of bewegende) installaties.
  • De geluidsopnames en meetresultaten geven een heldere en inzichtelijke weergave van de geconstateerde problematiek.
  • Ultrasound scanning is snel en doeltreffend uit te voeren. Grote gebieden kunnen snel gescand worden waarna gericht op details kan worden ingezoomd.
  • Kan eenvoudig worden ingezet voor het detecteren van lucht-, vacuüm- en stoomlekkages. Ook het detecteren van potentiële elektrische en mechanische fouten is goed mogelijk.
  • In elektrische applicaties > 1000 Volt kan Corona gedetecteerd worden waarvan het bestaan met IR Thermografie niet aantoonbaar is. (Corona genereert namelijk geen warmte!)
  • Het op periodieke basis uitvoeren van Ultrasound Inspecties biedt een basis om trendmatig alle kritische equipment te volgen. Op basis van de trendanalyses kunnen tijdig de onderhoudsacties worden voorspeld. Hierdoor wordt efficiency gekoppeld aan de effectiviteit van de onderhoudswerkzaamheden.
  • Het ondersteunt andere proactieve inspectie methodieken zoals IR Thermografie en Vibratie monitoring.

Wilt u een offerte aanvragen of heeft u andere vragen? Neem gerust contact met ons op.