Расчет базовой линии, базового значения и построение тренда.

В.1.1. Пороги на каждый из измеряемых параметров вибрации (температуры) механизма отсчитываются от базового значения этого параметра в бездефектном объекте контроля, соответствующего его среднему значению, и устанавливаются в виде фиксированного отклонения от базового значения, как правило, в более высокую сторону. Величина этого отклонения обычно задается как ориентировочная, формируемая на основании накопленного опыта экспертов многих стран, но с индивидуальными изменениями, вносимыми разработчиками конкретных средств мониторинга. По мере накопления результатов дефектации конкретных типов механизмов, отказавших за время наблюдения за состоянием или направленных в ремонт по результатам мониторинга, величины фиксированных отклонений могут корректироваться в сторону увеличения или снижения. Конкретные количественные оценки начальных величин фиксированных отклонений, измеряемые в виде абсолютных или относительных (относительно базового) значений, приведены в разделе 6 настоящей методики. Задача приложения В – привести примеры расчета значений порога «предупреждение» и «опасность» для различных параметров в наиболее часто встречающихся ситуациях.

Существует два основных способа определения базовых значений на момент измерения контролируемого параметра – по данным его периодических измерений у одного механизма (пороги «по истории») и по данным однократных измерений у группы идентичных механизмов (пороги по группе).

В.1.2. Первый способ – построение зависимости контролируемого параметра конкретного механизма от времени в виде «базовой линии». Если этот параметр стабилен во времени, определение базовой линии сводится к определению статистического среднего, т.е. базового значения по данным измерений, выполненных через равные (близкие по величине) промежутки в течение длительного времени, как правило, превышающего 1000 часов наработки механизма. Соответственно, пороги «предупреждение» и «опасность» отсчитываются от базового значения на величины, указанные в разделе 6, причем для параметров вибрации они зависят от ее частоты (см. таблицу 6.1).

Проблемы при определении пороговых значений по «истории» возникают в случае, если на момент их определения объект имеет неисправность (дефект), изменяющий величину конкретного диагностического параметра. В этом случае в предположении, что за длительное время накопления «истории» измерений дефект изменял свою величину, необходимо количественно оценить эти изменения, построив тренд контролируемого параметра, выбрать протяженный участок тренда в области минимальных значений параметра и для этого участка построить базовую линию. Далее по базовой линии определяется базовое значение (минимальное значение базовой линии на интервале ее построения).

В.1.3. Второй способ – нахождение базового значения контролируемого параметра по группе идентичных механизмов. При этом измерения параметров проводятся в одних и тех же точках и направлениях, а для механизмов с несколькими режимами работы по частоте вращения, на близких (рекомендуемый разброс не более +/- 5% от среднего значения) частотах вращения.

Базовое значение, как правило, совпадает со статистическим средним значением параметра по выбранной группе. Исключение составляют случаи, когда в отобранную для измерений группу попадают механизмы с развитым дефектом, влияющим на контролируемый параметр. Поэтому необходимо исключать данные измерений параметров с сильным отклонением измеренных значений от полученного по группе среднего значения. Такой подход допускается при решении практических задач, так как среди дефектов в механизме наибольшую величину имеет, как правило, один, изменяющий небольшое число из контролируемых параметров. С учетом экспоненциального развития дефектов оказывается, что количество выпавших из полученного статистического распределения параметров вследствие наличия развитых дефектов минимально, и можно, в первом приближении, не выявлять в выбранной группе механизмов дефектные и не набирать новую эталонную группу механизмов. Необходимые корректировки алгоритма определения базового среднего для такой группы приведены ниже.

В.1.4. Важнейшей характеристикой используемого диагностического параметра является статистический разброс его значений во времени (или по группе механизмов) при отсутствии дефектов. Фиксируемое отклонение, используемое для установки порога, должно быть существенно больше естественной величины разброса (СКО) параметра при допустимых изменениях режима работы механизма и параметров внешней среды. Так, для порога «предупреждение» фиксированное отклонение должно быть, по крайней мере, в 3 раза больше СКО, а для порога «опасно» - по крайней мере, в 6 раз больше СКО. Некоторое послабление можно допустить при логарифмических единицах измерения контролируемого параметра в предположении, что дефект развивается во времени по экспоненциальному закону, что хорошо согласуется с оценками многих экспертов. Для контролируемых таким образом уровней различных составляющих вибрации в первом приближении порог «предупреждение» может превышать статистическое среднее на величину от 2 СКО (и среднее, и СКО рассчитывается по данным измерений в дБ), а порог «опасность» - от 4 СКО.

Как поступать в случае, если рассчитанное по выбранной группе измерений СКО контролируемого параметра превышает треть (для параметров в линейных единицах) или половину (для параметров в логарифмических единицах) рекомендуемого фиксированного отклонения от его базового значения для порога «предупреждение»? Можно использовать одно из трех следующих решений:

• увеличить величину фиксированного отклонения до требуемых трех и шести СКО (или до 2 и 4 СКО при измерениях в децибелах) при определении порогов «предупреждение» и «опасно», что снизит вероятность ложного обнаружения дефекта, но, скорее всего, одновременно увеличит вероятность пропуска опасного состояния механизма,
• отказаться от использования данного контролируемого параметра в качестве диагностического, но для этого необходимо иметь подтверждение того, что этот параметр не является основным для обнаружения любого из потенциально опасных дефектов,
• принимать решение об изменении состояния механизма по одновременному превышению порогов (по фиксированным отклонениям) двумя (или более) диагностическими параметрами, но для этого необходимо иметь подтверждение того, что на каждый из возможных дефектов независимо реагирует, по крайней мере, два (или более) из используемых диагностических параметров.

В профессиональной диагностике для обнаружения каждого вида дефекта обычно используется не менее трех диагностических параметров, отражающих разные закономерности влияния дефекта на протекающие в механизме процессы, и решение об обнаружении дефекта принимается не менее, чем по двум из них.

В.1.5. Для оценки статистического среднего значения каждого из диагностических параметров используется выражение: