Optymalizacja funkcjonalności i czasu nieprzerwanej pracy urządzeń to istotna kwestia związana ze zwiększeniem wydajności przedsiębiorstwa i jego konkurencyjności na rynku w każdej branży przemysłowej. Jak tego dokonać? Zabezpieczając niezawodność funkcjonowania najważniejszych aktywów w przedsiębiorstwie oraz realizując strategię zapobiegania wystąpieniu awarii poprzez system prewencyjnego utrzymania ruchu (PM – Preventive Maintenance).
Pracownicy utrzymania ruchu i operatorzy urządzeń to ludzie najlepiej znający obsługiwany przez siebie sprzęt i reguły produkcji obowiązujące w danym zakładzie. To również osoby czerpiące pełnię korzyści z zastosowania najnowocześniejszych technik i przenośnych modułów termograficznych w diagnostyce stanu urządzeń przemysłowych. Te przenośne urządzenia pomiarowe umożliwiają dosłownie przekazanie systemu profilaktyki i zapobiegania awariom bezpośrednio w ich ręce
Kluczem do sukcesu w takim systemie jest sprawny monitoring urządzeń i sygnalizacja nieuchronnych przecież stanów awaryjnych, ustalenie, czy konieczne jest przeprowadzenie działań naprawczych lub korekcyjnych, a następnie naprawa takiego urządzenia przed wystąpieniem awarii lub uszkodzenia. Korzyść – to eliminowanie nieplanowanych, nieprzewidzianych przerw w funkcjonowaniu urządzeń i maksymalizacja czasu ich nieprzerwanej pracy przez usprawnienie procedur wymiany i konserwacji odpowiednich podzespołów.
Typowe działania profi laktyki i utrzymania ruchu polegają na okresowych badaniach stanu najważniejszych aktywów w zakładzie, mających na celu ustalenie, kiedy może nastąpić usterka. Do kategorii najważniejszych aktywów przedsiębiorstwa należą takie urządzenia, których ewentualna awaria może zablokować częściowo lub w całości realizowany w nim proces produkcyjny.
Do najpopularniejszych zadań monitoringu i pomiarów należą: analiza obrazów widma podczerwieni (poziom temperatury), analizy olejów i smarów, testy ultradźwiękowe i inne. Tradycyjnie już działania takie przeprowadza odpowiednio przeszkolony personel zakładu. W niniejszym artykule szczególną uwagę poświęcono jednej z wymienionych wyżej metod profilaktyki wewnątrzzakładowej, jaką jest analiza obrazów widma podczerwieni, mająca na celu ustalenie poziomu temperatury urządzeń.
Prostsze w użyciu
Miernik termograficzny (ang. thermal imager) wykorzystuje promieniowanie podczerwone do stworzenia dwuwymiarowych obrazów badanego obiektu, przedstawiających jego profil temperaturowy. W odróżnieniu jednak od termometrów z technologią podczerwieni, mierzących temperaturę tylko pojedynczych, wybranych punktów, miernik taki pozwala na ustalenie temperatury zarówno wybranego obiektu, jak i innych, zintegrowanych z nim jednostek, bloków itp.
Ponieważ wzrost temperatury związany jest z występowaniem wszystkich typów uszkodzeń, mechanicznych i elektrycznych, obrazy termiczne sporządzane technologią podczerwieni znajdują szerokie zastosowanie w programach wspierających działania profilaktyki i utrzymania ruchu w zakładach przemysłowych. Co szczególnie istotne, takie pomiary temperatur są stosunkowo szybkie i mogą być realizowane w trakcie pracy badanego urządzenia.
Do niedawna jednak technika sporządzania obrazów termicznych, nazywana też często termografią, była na tyle skomplikowana i droga, że używać jej mogły jedynie nieliczne, specjalistyczne laboratoria. Aby wykorzystać takie technologie w programach działań profilaktyki i utrzymania ruchu w zakładzie przemysłowym, konieczna była ścisła współpraca z takimi właśnie laboratoriami. Obecnie jednak sytuacja ta stopniowo się zmienia.
Dzisiejszy rynek oferuje nowe, ogólnie dostępne, wysokiej jakości mierniki termograficzne do skanowania obrazów urządzeń przemysłowych. Te przenośne urządzenia dosłownie przekazują wykonane przez siebie obrazy bezpośrednio do rąk fachowców, techników i operatorów, znających dokładnie działające w zakładzie urządzenia.
Instrumenty miernicze dzięki swej poręczności, w znaczącym stopniu upraszczają proces zbierania danych o stanie urządzenia. Mądrze zaprojektowane, ergonomiczne w kształcie i kompaktowe urządzenia, składają się z zaawansowanych, nowoczesnych modułów komputerowych, zdolnych do pobrania i obróbki danych wymaganych przez programy wspierające realizację działań z zakresu PiUR. Urządzenia te umożliwiają również połączenie z komputerem nadrzędnym lub siecią komputerową w zakładzie, pozwalając tym samym kierownikom utrzymania ruchu na pobranie niezbędnych danych i porównywanie kilku obrazów termograficznych praktycznie w czasie rzeczywistym.
Opisywane tu nowe narzędzia termograficzne zwiększają elastyczność systemów PiUR do poziomu, jaki nie był możliwy wówczas, gdy analizy obrazów termograficznych prowadzone były jedynie w specjalizowanych laboratoriach, nienależących bezpośrednio do struktur zakładów przemysłowych. Obecnie możliwe jest odpowiednie przeszkolenie kadry zakładowej odpowiedzialnej za utrzymanie ruchu oraz operatorów urządzeń z zakresu prostych analiz obrazów termograficznych, którzy następnie na bieżąco prowadzą termograficzne badania i monitoring urządzeń w zakładzie i wdrażają nową technikę do swojej codziennej działalności.
Projekty działań wewnątrzzakładowych
Dzięki możliwościom najnowszych mierników termogra- ficznych stosunkowo łatwa stała się ich integracja z istniejącymi już w zakładach systemami PiUR. Pracownicy utrzymania ruchu i inni specjaliści nie muszą dokonywać radykalnych zmian swoich przyzwyczajeń i standardowych metod akwizycji danych z systemu. Po odpowiednim przeszkoleniu z zakresu technik termograficznych muszą jedynie zostać wyposażeni w odpowiednie moduły przenośne mierników termograficznych oraz włączyć procedury analizy tworzonych przez nie obrazów w cykl swoich działań kontrolno-pomiarowych.
W celu zagwarantowania właściwej szybkości i dokładności pomiarów najnowsze moduły przenośne termografów wyposażone są w skrócone instrukcje (zainstalowane w module) określające, gdzie dokonywać pomiarów i jak zbierać dane o urządzeniach. Zakładowi menedżerowie systemów PiUR, korzystając z odpowiedniego oprogramowania, mogą również zaplanować właściwy schemat, szlak monitoringu urządzeń (kolejność realizacji pomiarów przy konkretnych urządzeniach) i określić rodzaj wymaganych obrazów termografi cznych, a następnie na tej podstawie zaprogramować moduły mierników w celu wykorzystania tych informacji w trakcie monitoringu zakładu. Niektóre pakiety oprogramowania pozwalają im również na bardziej szczegółową edycję szlaku monitoringu w zakładzie, wyznaczanie nowych lub zamianę kolejnych punktów pomiarowych (urządzeń), definiowanie nowych procedur kontrolnych, aktualizację aplikacji ochrony danych itp.
Ponieważ tylko prawidłowe i konsekwentne stosowanie mierników termograficznych może być podstawą pełnego sukcesu zastosowania tej techniki monitoringu, automatyczne przypominanie zasad właściwego użytkowania miernika jest szczególnie przydatne dla początkujących użytkowników. Na przykład, jak ustawić zakres i typ zbieranych danych o temperaturze, kiedy przełączyć widok termografu z kolorowego na czarno-biały oraz inne porady dotyczące chociażby zasad wykorzystania wiązki laserowej, dostępnej w najnowszych modelach modułów termograficznych.
W programach PiUR szczególnie istotną kwestią jest śledzenie i porównanie stanu każdego urządzenia, wynikającego z dwóch następujących po sobie pomiarów termografi cznych. Oznacza to, że pomiary obrazów termogra- ficznych muszą być w pełni konsekwentne i spójne. Osoba dokonująca pomiarów musi robić je dokładnie w tym samym miejscu i obejmować skanerem termograficznym dokładnie ten sam obszar. Instrukcje dotyczące tej konsekwencji pomiarowej muszą bezwzględnie znaleźć się w module instrukcji i przypominania umieszczonym w mierniku. Takie postępowanie gwarantuje również, że nawet w momencie zmiany pracownika dokonującego pomiarów będą one wykonywane według tych samych zasad.
Rozwój techniki termograficznej wewnątrz zakładu
Najbardziej oczywistą, niejako namacalną korzyścią z posiadania własnego, wyszkolonego personelu, wykorzystującego technikę termograficzną, jest zmniejszenie kosztów stałych prowadzenia przedsiębiorstwa. Nie ma wówczas konieczności dodatkowego zatrudniania specjalistów z zewnątrz. Istnieje jeszcze również szereg innych korzyści, które w dalszej perspektywie także przynoszą zyski.
W przypadku niektórych zadań monitoringu urządzeń przemysłowych termografia jest aktualnie najlepszą dostępną technologią. Na przykład może być z powodzeniem stosowana do monitorowania stanu małych łożysk (np. przy taśmociągach), gdzie analiza wibracyjna nie jest zbyt praktyczna. Inny rodzaj zastosowań to pomiary temperatury garnków odwadniających czy zaworów umieszczonych na dużych wysokościach, uniemożliwiających efektywne wykorzystanie metod ultradźwiękowych.
Ogólnie rzecz biorąc, włączenie technik termograficznych do programu działań systemu PiUR skutkuje zwiększeniem jego wydajności, precyzji oraz pełną spójnością i kompatybilnością z innymi, wykorzystywanymi już wcześniej technikami pomiarowymi. To z kolei przyczynia się do redukcji czasu nieplanowanych przestojów wynikających z awarii urządzeń w zakładzie, co jest oczywiście ściśle powiązane z możliwymi ograniczeniami wydajności produkcji i obniżeniem dochodów przedsiębiorstwa.
Innymi, wartymi rozważenia czynnikami są koszty utrzymania zasobów ludzkich oraz zakupu części zamiennych. W przypadku tych pierwszych (grupy utrzymania ruchu) zostaje ograniczony czas spędzany przez pracowników na naprawach urządzeń. Wraz z wdrożeniem technik termogra- ficznych do programu działań PiUR, zmniejszają się zarówno koszty związane z prowadzeniem napraw, jak i całkowite koszty związane z zakupem nowych urządzeń. Redukcje te wynikają przede wszystkim z faktu przeniesienia ciężaru wydatków związanych z częstymi naprawami awaryjnych urządzeń na te związane z procedurami planowego monitoringu stanu kluczowych, najistotniejszych w procesie produkcyjnym urządzeń. Monitoring i okresowe inspekcje zajmują po prostu mniej czasu i są zdecydowanie tańsze.
Przedsiębiorstwa decydujące się na wykorzystanie technik termograficznych nie mogą ograniczać się jedynie do zwiększenia (co najmniej dwa razy w roku) inspekcji urządzeń w swoich zakładach. Muszą również dokonywać odpowiednich pomiarów po wystąpieniu i usunięciu ewentualnych awarii, tak by ocenić, czy przyniosły one zamierzony efekt. Dodatkowo, odpowiednie sterowanie, planowanie aktualnych procesów pomiarowych w zakładzie przyczynia się znacznie do zwiększenia wiedzy o stanie urządzeń i realizowanych przez nie zadaniach produkcyjnych.
Konsekwencja, spójność i możliwości technologiczne oferowane przez przenośne moduły mierników termogra- ficznych i powiązane z nimi oprogramowanie są bardzo istotne dla usprawnienia procesów PiUR. Spowodowane jest to nie tylko możliwością obróbki danych i szczegółową ich analizą, ale również funkcjami raportowania i sprawnego, niezawodnego przesyłania danych, np. do zakładowej sieci komputerowej, co umożliwia ich dotarcie bezpośrednio do wykwalifikowanych specjalistów.
|
Bezpieczeństwo przede wszystkim
|
Skuteczne szkolenie
Właściwe przeszkolenie personelu zakładowego z zakresu technik termograficznych to zasadniczy czynnik decydujący o sukcesie ich wdrożenia w systemie PiUR. Przeszkolenie takie jest konieczne zarówno dla kadry kierowniczej, jak i technicznej.
Skuteczne szkolenie redukuje czas związany z nauką obsługi i użytkowania modułów pomiarowych i zwiększa prawdopodobieństwo zebrania prawidłowych, użytecznych obrazów termograficznych, praktycznie od początku wdrożenia nowej technologii. Typowe szkolenie polega na przekazaniu informacji z zakresu technik powstawania obrazów termograficznych, pokazaniu elektrycznych i mechanicznych aplikacji oraz wskazówek, jak zaimplementować nową technikę do działań realizowanych w ramach systemów profilaktyki i utrzymania ruchu w zakładzie.
Najważniejszą lekcją w trakcie szkolenia powinna być nauka ciągłego odwoływania się do informacji o planie, szlaku monitoringu oraz postępowania według instrukcji wyświetlanych przez moduł pomiarowy. Nieprzeczytanie ważnych informacji na temat bezpieczeństwa pomiaru może bowiem spowodować wypadek lub nieprawidłowość przeprowadzenia badań. Na dzisiejszym konkurencyjnym rynku światowym poziom doskonałości funkcjonowania zakładów wciąż wzrasta. W celu sprawniejszej rywalizacji producenci muszą rozwijać umiejętność przewidywania zniszczeń, awarii, uszkodzeń i w ten sposób eliminować w zarodku wszelkie zagrożenia dla wydajności produkcji.
Termografia to jeden z wielu nowoczesnych sposobów profilaktyki i przewidywania awarii, praktycznie nieodzowny jako część kompleksowej strategii przeciwdziałania awariom w zakładach przemysłowych, ukierunkowanej na optymalizację wykorzystania aktywów przedsiębiorstwa.
UR
Artykuł pod redakcją Andrzeja Ożadowicza
