Udostępnij Udostępnij Udostępnij Udostępnij Print

Raport: Diagnostyka i monitoring

-- czwartek, 15 grudzień 2016

Diagnostyka maszyn i urządzeń oraz monitorowanie parametrów ich pracy pozwala zoptymalizować funkcjonowanie parku maszynowego w zakładach przemysłowych. Dzięki temu możliwe jest uniknięcie skutków awarii, racjonalne zaplanowanie okresów przeglądów i remontów maszyn oraz znaczne wydłużenie czasu ich eksploatacji. Sprzyja również poprawie efektywności energetycznej samych maszyn i całego zakładu przemysłowego.

Sukces ekonomiczny zakładu przemysłowego w dużej mierze zależy od stanu technicznego maszyn i urządzeń wykorzystywanych w procesie produkcyjnym. Dbałość o utrzymanie maszyn w jak najlepszej kondycji jest warunkiem nie tylko bezpieczeństwa ich eksploatacji oraz dyspozycyjności, ale także utrzymania ich wysokiej niezawodności i trwałości, czego konsekwencją są niewątpliwie znaczne oszczędności. Chcąc uniknąć usterek prowadzących do postoju maszyn, a także związanych z nimi często kosztownych napraw, warto zadbać o ich odpowiednią diagnostykę oraz monitoring. Dotyczy to zwłaszcza tzw. maszyn krytycznych w procesie produkcji, ale nie tylko – działaniem prewencyjnym powinny być objęte również te, które odgrywają mniej istotną rolę.

Od monitorowania do diagnozy

Z punktu widzenia prawidłowego użytkowania maszyn i niedopuszczenia do awarii, monitorowanie ich stanu jest czynnością niezbędną. W praktyce oznacza to obserwowanie wartości parametrów lub własności maszyny podczas normalnej jej eksploatacji lub w trakcie przeprowadzania procesu diagnostycznego. W przypadku gdy obserwowana jest w sposób ciągły zmiana jakiegoś parametru na przestrzeni czasu, wówczas mamy do czynienia z monitorowaniem równoległym (ciągłym). Jeśli z kolei kontrola wskazań lub stanu jakiegoś parametru odbywa się w określonych odstępach czasu, to mówimy o monitorowaniu sekwencyjnym. Warto podkreślić, że monitorowanie zmian zachodzących w trakcie eksploatacji maszyn pozwala na opracowanie i prowadzenie strategii serwisowej i remontowej wynikającej ze stanu dynamicznego i zaniechanie napraw zapobiegawczych uwarunkowanych czasem (upływ określonego czasu) oraz napraw poawaryjnych.

Celem diagnozowania jest określenie aktualnego (w momencie pomiaru) stanu technicznego maszyny – jej sprawności lub niesprawności, wielkości uszkodzeń, stopnia zużycia podzespołów itd. Dokładne rozpoznanie stanu maszyny i jej podzespołów pozwala na usunięcie w trakcie naprawy wszystkich usterek składających się na występowanie zgłaszanej niesprawności.

Kontrola niejedno ma imię

W nowoczesnych zakładach przemysłowych system diagnostyki i monitorowania maszyn jest coraz częściej systemem zintegrowanym. Oprócz pomiarów wykonywanych za pomocą urządzeń przenośnych, do których należą proste mierniki czy analizatory umożliwiające zbieranie danych, ważną rolę odgrywa też prowadzenie pomiarów online, pomiarów parametrów w czasie rzeczywistym oraz monitoring ciągły, wykorzystujący aparaturę stacjonarną.

Zgodnie z deklaracjami respondentów biorących udział w badaniu redakcyjnym, systemy służące do kontroli stanu maszyn produkcyjnych są stosowane w 55% zakładów przemysłowych.

Jak pokazuje rys. 1, najczęściej stosowanymi rozwiązaniami przeznaczonymi do kontrolowania stanu maszyn produkcyjnych są, zdaniem respondentów, przede wszystkim kamery termowizyjne lub pirometry (77%), które pozwalają na bezkontaktowy pomiar temperatury. Warto jednak dodać, że pirometr nie jest alternatywą dla kamery termowizyjnej. Może być z powodzeniem wykorzystywany jako termometr do punktowego pomiaru temperatury powierzchni, jednak nie oddaje całościowego rozkładu temperatur, jak ma to miejsce w przypadku użycia kamery termowizyjnej. Mimo że pirometry nie mogą się równać z kamerami termowizyjnymi, mają wiele zalet, dzięki którym cieszą się tak dużą popularnością. Umożliwiają bardzo szybki pomiar temperatury obiektów (m.in. będących w ruchu, trudno dostępnych czy pod napięciem elektrycznym), a przy tym są znacznie tańsze niż kamery termowizyjne.

Innymi rozwiązaniami stosowanymi w zakładach respondentów są proste mierniki drgań (55%). Ponadto ok. 20% sondowanych osób korzysta w swoich zakładach z wielofunkcyjnych, przenośnych analizatorów stanu maszyn, a także z systemów służących do ciągłego monitorowania stanu drgań oraz ciągłego diagnozowania stanu maszyn.

Jeśli chodzi o najbardziej skuteczne metody badań diagnostycznych, to okazuje się, że ok. 60% ankietowanych jest przekonanych, że są to badania wizualne, mające na celu ocenę stanu powierzchni (m.in. pęknięcia, rysy, zmiany korozyjne czy erozyjne), kontrolę odchyłek kształtu, połączeń itd. Tego typu badania są prowadzone okiem nieuzbrojonym lub przy użyciu specjalistycznego sprzętu optycznego (mikroskopy, boroskopy, fiberoskopy, wideoendoskopy, mierniki natężenia promieniowania widzialnego i ultrafioletowego itd.), ułatwiającego oglądanie powierzchni trudno dostępnych. Co istotne, badania wizualne stosowane są zazwyczaj jako badania wstępne przed innego typu pomiarami, np. ultradźwiękowymi.

Również 60% respondentów jest przekonanych o skuteczności termowizji. Dzięki użyciu kamery termowizyjnej można określić miejsce wzrostu temperatury, które wskazuje na to, że w urządzeniu mogą zachodzić zmiany, które w przyszłości mogą z kolei doprowadzić do jego uszkodzenia. Jak wyjaśnia Karol Bielecki, Technical Sales Manager CEE w firmie Fluke, zastosowanie kamer termowizyjnych pozwala na wgląd w faktyczny stan danego urządzenia: w przypadku urządzeń elektrycznych osoba dokonująca pomiaru otrzymuje informację o tym, czy połączenia elektryczne mają właściwą rezystancję połączenia, czy układ zasilania może być asymetryczny lub czy występują w nim harmoniczne. Jeśli zaś chodzi o urządzenia mechaniczne, uzyskuje się wiele informacji o nieprawidłowościach związanych z łożyskami, uszczelnieniem czy smarowaniem.

Jak podkreśla ekspert z firmy Fluke, pewnym ograniczeniem jest tu fakt, że promieniowanie podczerwone podlega zjawiskom odbicia i pochłaniania. Powoduje to, że kamer termowizyjnych można używać wyłącznie do obrazowania temperatury na powierzchniach obiektów, a więc nie ma możliwości określenia dokładnej temperatury wewnątrz urządzenia. Mimo to, znając rozkład temperatury na powierzchni, można wysnuć daleko idące wnioski, które pozwolą stwierdzić, czy dochodzi do nieprawidłowości wewnątrz urządzenia. Termowizja jest metodą bezkontaktową, która umożliwia stosunkowo wczesne wykrycie symptomów pogorszenia się stanu pracy urządzenia, nawet do 12 tygodni przed wystąpieniem jego usterki.

Badania termowizyjne w utrzymaniu ruchu wymagają często wykonania dodatkowych pomiarów, które pozwalają na precyzyjne określenie przyczyny podwyższonej temperatury badanego obiektu. W przypadku urządzeń elektrycznych mogą to być pomiary obciążenia – natężenia prądu, asymetrii zasilania czy zawartości wyższych harmonicznych w sieci elektroenergetycznej. Natomiast w przypadku urządzeń mechanicznych, aby ustalić dokładną przyczynę zwiększonej temperatury, należy dokonać pomiaru drgań, a następnie przeprowadzić ich analizę w obszarze częstotliwości, która pozwala na bardzo precyzyjne określenie przyczyny.

Jeśli chodzi o pomiar wibracji za pomocą testerów wibracji, to – zdaniem Karola Bieleckiego – warto przypomnieć, że dla konserwatorów urządzeń mechanicznych wibracje są jednym z najszybciej dostępnych wskaźników informujących o stanie maszyny. Wibrometry umożliwiają uzyskanie szybkich, dokładnych i użytecznych odpowiedzi, przydatnych w rozwiązywaniu problemów i prowadzeniu konserwacji prognostycznych. Drgania mogą być bowiem pierwszym symptomem występowania usterek w maszynach. Jako pierwsze wskazują na potencjalny problem, zanim jeszcze można zaobserwować inne oznaki nieprawidłowości – wysoką temperaturę, wyższy pobór prądu czy zanieczyszczenia w smarze. Mogą wskazywać na usterki wewnętrzne, takie jak: uszkodzenie łożyska, złe wyważenie, przemieszczenie oraz luzy, które skracają żywotność urządzeń. Dzięki regularnym pomiarom można zdiagnozować nieprawidłowości i przeprowadzić działania naprawcze, jeszcze zanim dojdzie do poważnego pogorszenia stanu urządzenia i awarii.

Z uwagi na niewątpliwe korzyści wynikające z zastosowania metod wibroakustycznych, rozwiązanie to znalazło się wysoko na liście (tuż za termowizją) najbardziej skutecznych metod badań diagnostycznych, uzyskując 45% wskazań ankietowanych. Co istotne, diagnostyka wibroakustyczna z powodzeniem może być stosowana w przypadku silników elektrycznych, pomp, wentylatorów, generatorów, turbin, przekładni napędowych oraz linii produkcyjnych maszyn papierniczych, poligraficznych itd.

Warto dodać, że za inne efektywne metody uznano badanie produktów zużycia (30%). W tym celu stosowane są np. wkłady filtracyjne, umożliwiające badanie ilościowe produktów po odfiltrowaniu czy odwirowaniu, a także korki magnetyczne, pozwalające na przechwytywanie dużych magnetycznych cząstek zużycia w oleju (cieczy roboczej). Innymi badaniami produktów zużycia są: ferrografia (przechwytywanie wszystkich cząstek zużycia w oleju), analiza spektrograficzna oleju (rozróżnienie uszkodzeń) oraz zliczanie cząstek produktów zużycia (bieżące zliczanie cząstek w układzie smarowania).

Zdaniem Małgorzaty Rybińskiej-Gacek, prezes firmy Tusnovics Instruments, można oceniać możliwość dalszej pracy oleju przez uzupełnienie np. dodatków, filtrowanie, usuwanie cząstek stałych. Reagowanie na obecność ścieru ferromagnetycznego wymaga szybkiej interwencji w maszynie, bo świadczy o nadmiernym zużyciu i tarciu. Co istotne, pomylenie ogólnie cząstek stałych z cząstkami ścieru ma katastrofalne skutki dla maszyny. Aby nie dopuścić do takiej sytuacji, korzystnie jest mieć w swoim zespole specjalistę serwisu olejowego, który wykona badania, wyciągnie wnioski i podejmie decyzję. Niekiedy takie decyzje mogą być niewygodne dla dostawcy olejów, który woli sprzedać dużą ilość świeżego oleju, zamiast szukać ekonomicznych rozwiązań. Według przedstawicielki firmy Tusnovics Instruments obecnie problemem jest niedoposażenie zakładów o znacznym parku maszynowym w podstawowe i proste urządzenia do oznaczania lepkości oleju, zawartości wody, liczby kwasowej czy zasadowej, a także do oznaczania cząstek osadów, pojawiających się cząstek żywic czy cząstek ścieru.

W opinii ankietowanych inną skuteczną metodą badań diagnostycznych jest badanie ultradźwiękowe (25%). W pozostałej kolejności zostały wymienione badania akustyczne (6%) oraz magnetyczne (3%).

Jeśli chodzi o badania ultradźwiękowe, wykorzystywane są w nich zjawiska towarzyszące rozchodzeniu się fal o częstotliwościach powyżej 20 000 Hz. Fale ultradźwiękowe są wprowadzane w materiał za pomocą głowicy, której głównym elementem jest tzw. przetwornik, czyli cienka płytka z materiału piezoelektrycznego, wytwarzająca krótkotrwałe drgania rezonansowe o częstotliwościach rzędu miliona cykli na sekundę. Pobudzanie przetwornika piezoelektrycznego impulsami elektrycznymi oraz „nasłuch” odbywa się za pośrednictwem defektoskopu ultradźwiękowego.

Jak zauważa Michał Domin, kierownik działu Systemów Detekcji Gazów i Diagnostyki w Przedsiębiorstwie Technicznnym SIGNAL, badania ultradźwiękowe – podobnie jak pomiary wibracji – pozwalają na wykrywanie usterek we wczesnym stadium, kiedy nie stanowią one jeszcze zagrożenia dla pracy układu. Dzięki temu możliwe jest optymalizowanie kosztów przez planowanie remontów i wymianę rzeczywiście zużytych elementów, a nie wszystkich jedynie w oparciu o czas pracy. Dawniej metody te były trudne i zarezerwowane dla doświadczonych specjalistów, obecnie jednak dzięki takim produktom jak wykrywacz ultradźwiękowy z kamerą lub automatyczny analizator wibracji z monitorem pomiary te stały się dostępne dla osób niewykwalifikowanych, o małym doświadczeniu. Metody te pozwalają na diagnostykę większości usterek urządzeń, które są w zakładzie, z możliwością powtarzalnych pomiarów w oparciu o proste i zrozumiałe interfejsy bazujące np. na zdjęciu z naniesionymi punktami pomiarowymi i automatycznej interpretacji wyników przez urządzenie. Umożliwia to proste i szybkie diagnozowanie urządzeń, nawet jeżeli zmieniają się osoby dokonujące pomiaru. Metody te nie wymagają szkoleń czy dużego doświadczenia. Wystarczy chwila praktyki. Dodatkowo do realizowanych często prostych napraw (dokręcenie śrub mocujących, wymiana łożysk itp.) nie trzeba wzywać specjalisty, tylko w swoim zakresie sprawdzić, czy naprawa okazała się skuteczna. To skraca czas i przynosi oszczędności.

Wibracje i ultradźwięki to kopalnia wiedzy o pracy urządzeń, która obecnie jest dostępna dla każdego. Jak podkreśla Michał Domin, najbardziej skuteczne są metody, które pokażą uszkodzenie, zanim wpłynie ono na cały układ. Gdy popularna termografia pokazuje rozgrzane nadmiernie łożysko, należy natychmiast przerwać pracę. Zdaniem eksperta ultradźwięki i wibracje pozwalają wychwycić w porę symptomy, które pojawiają się dużo wcześniej, co umożliwia planowanie napraw.


Przeczytaj także

BHP: Zakłady mechaniki pojazdów profesjonalizują się
Zmienia się branża zakładów mechaniki pojazdów. Wyższe standardy obsługi klienta, większy nacisk na kwestie bhp i prawidłową gospodarkę odpadami oraz postępująca komputeryzacja sprawiają, że... więcej »
Zaoszczędź 10 sekund na każdym identyfikowanym przewodzie
Nowy aplikator i drukarka do identyfikacji przewodów Wraptor A6500 firmy Brady może znacznie zwiększyć wydajność produkcji dzięki identyfikacji przewodów z owijanymi etykietami w zaledwie 5 sekund.... więcej »
Silniki prądu stałego: naprawiać, czy wymieniać?
Przy podejmowaniu decyzji o naprawie lub wymianie silnika elektrycznego musimy brać pod uwagę specyficzne potrzeby naszej firmy oraz budżet. Regularna i prawidłowo prowadzona konserwacja przedłuża... więcej »
Gdańskie Dni Elektryki 2017 - relacja
Stowarzyszenie Elektryków Polskich Oddział Gdańsk już po raz 42. zorganizowało Gdańskie Dni Elektryki. GDE oraz wydarzenia mu towarzyszące, odbywały się w dniach 26-28 października 2017r. i miały... więcej »
Niezawodni Strażnicy
Współczesne przedsiębiorstwo bez dedykowanych systemów kontroli zgodności, jakości i przepływu towarów, które stoją na straży reputacji marki, jest jak łódź, która prędzej czy później trafi na skały. więcej »
Wywiad: Fabryka Toyoty w Jelczu-Laskowicach
Fabryka Toyoty w Jelczu-Laskowicach Zakład nominowany w konkursie Fabryka Roku 2017 Fabryka Toyoty w Jelczu-Laskowicach to nowoczesny zakład produkujący silniki spełniające najbardziej... więcej »
 
Aktualne wydanie

Zobacz także

  •   Wydarzenia  
  •   Katalog  

Wydarzenia

Fabryka Roku 2017
2017-11-23 - 2017-11-23
Miejsce: Warszawa
Targi EUROTOOL
2017-11-28 - 2017-11-30
Miejsce: Kraków
Targi FASTENER POLAND
2017-11-28 - 2017-11-30
Miejsce: Kraków
INTRALOMAG II Targi Logistyki Magazynowe
2017-11-29 - 2017-11-30
Miejsce: Łódź
Targi RENEXPO® INTERHYDRO
2017-11-29 - 2017-11-30
Miejsce: Salzburg
Top Industry Summit 2017
2017-11-29 - 2017-11-29
Miejsce: Warszawa

Katalog

Mechanical-Project
Mechanical-Project
Robotnicza 7/8
71-712 Szczecin
tel. 504-455-268

Mobile Blast Cleaning
Mobile Blast Cleaning
Mazurska 42/6
70-424 Szczecin
tel. 691-691-097

Tech Solutions sp. z o.o.
Tech Solutions sp. z o.o.
Wersalska 47/75
91-212 Łódź
tel. 42 6403050

zobacz wszystkie




SONDA

Czy inwestycje na rzecz energooszczędności się opłacają?

Oddanych głosów: 16

50% 50 %
tak 8 głos(ów)

31.3% 31.3 %
nie 5 głos(ów)

18.8% 18.8 %
nie potrafię wyliczyć 3 głos(ów)


Wydania specjalne

O wydawnictwie   |   Reklama   |   Mapa strony   |   Kontakt   |   Darmowa prenumerata   |   RSS   |   Partnerzy   |   
Copyright © 2003-2017 Trade Media International
zobacz nasze pozostałe strony
Trade Media International Inżynieria & Utrzymanie Ruchu Control Engineering Polska MSI Polska Inteligentny Budynek Design News Polska Almanach Produkcji w Polsce