Udostępnij Udostępnij Udostępnij Udostępnij Print

Konsekwencje stosowania nieoryginalnych części zamiennych (cz. 1)

-- poniedziałek, 25 czerwiec 2018

W trakcie prowadzonych remontów mogą być wykorzystywane części zamienne różnego pochodzenia. W przypadku maszyn krytycznych niezwykle ważne jest stosowanie zamienników oryginalnych. W pierwszej części artykułu na przykładzie sprężarki z zespoloną przekładnią zostanie opisany problem spowodowany zastosowaniem przypadkowych uszczelnień.

Wyposażenie ważniejszych maszyn produkcyjnych w system nadzoru stanu technicznego pozwala na monitorowanie określonych parametrów w czasie pracy maszyny. Systemy te dodatkowo wykazują również dużą przydatność w fazie oceny jakości przeprowadzonych działań remontowych. Wynika ona z możliwości szybkiego rozpoznania natury problemu oraz skrócenia czasu jego rozwiązywania. To, w jaki sposób na bazie zgromadzonych danych i ich analiz można wysnuć jednoznaczne wnioski o naturze problemu, zostanie zilustrowane na przykładzie sprężarki odśrodkowej z wewnętrzną przekładnią zębatą, która w przedsiębiorstwie użytkownika funkcjonuje jako maszyna krytyczna. Dodatkowo przytoczone zostaną przykłady konsekwencji wynikających z zastosowania substytutów części zamiennych w różnych maszynach.

Z uwagi na znaczenie minimalizacji zamrożonych nakładów w częściach zamiennych zostaną pokazane również kierunki działań podejmowanych na poziomie koncernu jako próby poprawy sytuacji w tym zakresie.

Wprowadzenie

Problematyka utrzymania ruchu, w szczególności dotycząca maszyn krytycznych oraz tych, które mają duże znaczenie dla procesu produkcyjnego, jest nierozerwalnie związana z potrzebą oceny stanu technicznego. Remonty środków produkcji są dokonywane coraz rzadziej przez służby przedsiębiorstwa, w którym maszyny pracują, a coraz częściej na warunkach outsourcingu, co skutkuje praktycznym zmniejszeniem kontroli nad niektórymi szczegółami ich realizacji.

W konsekwencji warto:

➡ w zakresie potrzeby i skali przeprowadzania remontów – posiadać środki techniczne umożliwiające ocenę bieżącego stanu technicznego majątku oraz zaplecze intelektualne (specjaliści przedsiębiorstwa lub outsourcing diagnostyczny), które gwarantuje biegłość w ocenie tego stanu1;

➡ w zakresie oceny poprawności wykonanego remontu – dysponować środkami technicznymi umożliwiającymi szybkie i wiarygodne sprawdzenie podstawowych właściwości dynamicznych maszyny; w wielu przypadkach taka kontrola może być dokonywana przy użyciu systemów nadzoru stanu technicznego, które monitorują bieżący stan techniczny i zabezpieczają maszynę podczas jej użytkowania;

➡ w zakresie dokumentów formalnych związanych z kontraktowaniem remontów – posiadać takie standardowe załączniki, które precyzują wymagania w zależności od sposobu prowadzenia prac remontowych i w konsekwencji przyczyniają się do jego lepszej realizacji.

Dlaczego tak ważne są oryginalne części zamienne

Stosowanie nieoryginalnych części zamiennych może być podyktowane chęcią obniżenia kosztów. W zdecydowanej większości wypadków zyski te okazują się jednak krótkoterminowe i w konsekwencji pozorne, ponieważ poremontowy stan techniczny maszyny wymusza często kolejne wydatki, których można by uniknąć, wykorzystując części oryginalne [1]. Czasami poniesione łącznie nakłady oraz straty produkcyjne spowodowane problemami ruchowymi maszyny znacząco przewyższają nakłady remontowe, które należałoby ponieść na użycie oryginalnych zamienników.

Za celowością stosowania oryginalnych części zamiennych przemawiają następujące argumenty [2]:

➡ stosowanie oryginalnych części zamiennych prowadzi na ogół do minimalizacji całkowitego kosztu posiadania/eksploatacji. O koszcie tym decyduje bowiem nie tylko cena nabycia, ale także wszelkie możliwe wtórne konsekwencje stosowania, m.in. średni czas do uszkodzenia części i w efekcie nakłady na prowadzone naprawy, a także koszty wtórnych skutków uszkodzenia wynikające z potrzeb remontowych. W przypadku maszyn krytycznych powinny być także uwzględnione straty spowodowane naruszeniem płynności procesu produkcyjnego;

➡ oryginalne części zamienne są zaprojektowane, wykonane i sprawdzone w zakresie zgodności z oryginalną dokumentacją techniczną maszyny. Natomiast niektórzy producenci części zamiennych, którzy nie są producentami maszyn, produkują je, wykorzystując inne materiały. Niższa cena substytutów jest konsekwencją wykorzystania materiałów podstandardowych2. W niektórych przypadkach oryginalne części metalowe zastępowane są substytutami wykonanymi z tworzywa sztucznego, a części z zaawansowanych tworzyw sztucznych wykonuje się z materiałów tańszych. Mimo że zamienniki charakteryzują się zgodnością wymiarową i tolerancjami wymiarowymi z częściami oryginalnymi, to konsekwencją wykorzystywania takich podstandardowych materiałów może być m.in. naruszenie wymogów tolerancji3 w warunkach pracy, naruszenie wymogów wytrzymałościowych elementu, a także brak kompatybilności materiałowej w stosunku do innych współpracujących elementów oraz wykorzystywanych smarów;

➡ wprowadzenie ulepszeń projektowych przez producenta maszyny. Producent, bazując na gromadzonym doświadczeniu w działaniu i obsłudze dotychczas wyprodukowanych maszyn oraz (bywa że także prowadzonym) procesie badawczym, dąży do ulepszeń produktów. W związku z tym dobrze jest sprawdzać, w jakim zakresie części zamienne nabyte dawniej mogą być stosowane w podobnych, ale znacznie nowszych maszynach. Zdarza się bowiem, że wprowadzone ulepszenia konstrukcyjne powodują, iż w maszynach wyglądających identycznie niektóre ich podzespoły wymagają zastosowania zróżnicowanych, choć bardzo podobnych zamienników. Wykorzystywanie istniejących przypadkowych zapasów magazynowych może więc prowadzić do problemów ruchowych.

Przedsiębiorstwa wykorzystujące maszyny od wyselekcjonowanych producentów mogą liczyć z wieloletnim wyprzedzeniem na notyfikacje, kiedy produkt lub podzespół zostanie wycofany z produkcji (na ogół w wyniku zastąpienia go produktem bardziej nowoczesnym) oraz jak długo będzie on jeszcze objęty planem wspomagania serwisowego4;

➡ zgodność z wymaganiami maszyny oraz gwarancjami. Stosowanie elementów zastępczych może prowadzić do utraty gwarancji na urządzenie. W przypadku uszkodzenia nieoryginalnych zamienników w czasie, w którym są one objęte gwarancją, można oczekiwać ich wymiany. Natomiast przypisana tym zamiennikom gwarancja zazwyczaj nie obejmuje wtórnych szkód majątku produkcyjnego, będących skutkiem uszkodzenia tego substytutu ani poniesionych w konsekwencji strat produkcyjnych;

➡ bezpieczeństwo. Oryginalne części przyczyniają się do zwiększenia szeroko rozumianego bezpieczeństwa realizowanego procesu produkcyjnego oraz sprzyjają lepszemu zarządzaniu ryzykiem.

Praca z podzespołami wykorzystującymi elementy uszkodzone lub substytuty może: stanowić zagrożenie dla zdrowia, a nawet życia operatorów maszyny, narażać na szwank majątek produkcyjny, w którym takie podzespoły pracują, a także stanowić zagrożenie dla środowiska (np. zwiększenie ryzyka uszkodzenia innego majątku produkcyjnego, hal produkcyjnych itd.) W publikacji „Nadobroty: skutki, systemy detekcji i zabezpieczenia” [3] opisane zostały przykłady wielu takich zdarzeń, będących konsekwencją stosowania niesprawnych lub wręcz niepoprawnych systemów zabezpieczenia na okoliczność zwyżki obrotów;

➡ korzyści intelektualne ze współpracy z oryginalnymi producentami. Ścisła współpraca z producentami maszyn i urządzeń ułatwia dostęp do ich ekspertów. Dzięki temu czas potrzebny do identyfikacji niezbędnych części może być skrócony, a proces ich zamawiania uproszczony, co na ogół owocuje znacznym skróceniem czasu rozwiązywania problemów awaryjnych. Specjaliści zatrudnieni przez producenta mogą być także pomocni w określeniu zalecanej wielkości zapasów magazynowych oraz wyprzedzenia czasowego potrzebnego do uzupełnienia zapasów krytycznych.

Przykład problemu

W pewnym przedsiębiorstwie wykorzystywane są trzy sprężarki przekładniowe, które są maszynami krytycznymi z punktu widzenia realizowanego procesu produkcyjnego5 [4], tak więc powinny być monitorowane zgodnie z wytycznymi standardu ISO 10439-3:2015 (PN-EN ISO 10439:2015). Sprężarki te mają po dwa wały – po jednym dla stopni niskiego (NP) i wysokiego (WP) ciśnienia. Na każdym wale znajdują się wirniki dwóch stopni sprężania – tak jak to pokazano na rys. 1. Sprężarki te zostały dostarczone przez producenta z bardzo ograniczonym systemem nadzoru drganiowego, o którym można powiedzieć, że jest wystarczający dla maszyn pomocniczych, tzn. zgodnie z zaleceniami standardu ISO 10442:2002 oraz PN-EN ISO 10442:2010. Na system ten składają się jedynie pojedyncze sensory zbliżeniowe drgań dla każdego wału sprężarki, które są podłączone do monitora drgań SYSTEM 1900. Przetworzone sygnały drganiowe są przekazywane w standardzie 4…20 mA z monitora drgań do systemu regulacji i zabezpieczenia sprężarki.

Taki system nadzoru i zabezpieczeń umożliwia realizowanie dla sprężarek prewencyjnego UR, natomiast fakt ich kwalifikacji do grupy maszyn krytycznych wymagałby raczej zastosowania takiego systemu nadzoru stanu technicznego, który umożliwia prowadzenie predykcyjnego UR (a więc UR opartego na świadomości zmian stanu technicznego). Taki bardziej zaawansowany system nadzoru wymagałby ulepszenia systemu monitorowania w zakresie liczby wykorzystywanych czujników oraz jego rozszerzenia o online’owy system akwizycji danych diagnostycznych, dysponujący funkcjonalnością właściwą dla wysokoobrotowych maszyn krytycznych. W konsekwencji ulepszenie systemu monitorowania wymagałoby:

➡ zastosowania sparowanych sensorów drgań, tzn. obserwujących wał nie jednokierunkowo, ale w konfiguracji XY, co pozwala na pełną ocenę dynamicznego zachowania czopów oraz dokładne określenie ich położenia w łożysku, a także na

➡ obserwację powiększania luzu łożyskowego,

➡ zastosowanie czujników XY dla wszystkich węzłów łożyskowych co najmniej wirników szybkoobrotowych, a najlepiej także dla łożysk wału napędowego agregatu,

➡ dodania czujników akcelerometrycznych, ponieważ czujniki zbliżeniowe na ogół nie umożliwiają obserwacji składowych drgań wysokoczęstotliwościowych generowanych przez współpracującą parę zębatą, które są krytyczne do oceny prawidłowości pracy zazębień,

➡ zastosowanie czujnika znacznika fazy (lepiej: czujników, gdyż indywidualny znacznik fazy powinien być wykorzystywany dla każdej linii wałów niezależnie).

W przypadku problematyki dotyczącej nadzoru maszyn krytycznych liczne przedsiębiorstwa posiłkują się standardem API 670. Opisuje on poprawny sposób zastosowania różnych czujników wykorzystywanych w systemach monitorowania i zabezpieczeń, a także prezentuje minimalne konfiguracje czujników, które powinny być wykorzystywane w przypadku wybranych maszyn obejmowanych systemami monitorowania stanu technicznego, w tym także dla napędu sprężarek z zespoloną przekładnią. Wytyczne dla samych sprężarek, w zależności od ich krytyczności, formułują standardy API 617 i API 672.

Jedna z trzech sprężarek została przekazana do okresowego remontu. Próba poremontowego uruchomienia agregatu zakończyła się jednak niepowodzeniem z powodu znacznego wzrostu drgań oraz braku ich stabilności. Wykonane analizy pomiarów drgań z dwóch zainstalowanych przez producenta maszyn czujników nie dały racjonalnych wniosków co do przyczyny złego stanu dynamicznego.

Użytkownik sprężarki, będący pod presją z powodu konieczności włączenia sprężarki do pracy oraz w stanie stresu wynikającego z tego, że poremontowy stan dynamiczny maszyny był znacznie gorszy od tego przed remontem, stwierdził celowość przeprowadzenia ekspertyzy diagnostycznej. Wymusiło to:

➡ zainstalowanie dodatkowych zbliżeniowych czujników drgań, umożliwiających przejście z analiz jednokierunkowych dla wału do analizy drgań w płaszczyźnie XY dla każdego węzła łożyskowego (pary czujników zbliżeniowych były więc dostępne w każdej płaszczyźnie pomiarowej pokazanej czerwonymi strzałkami na rys. 1);

➡ dodanie dla obydwu wałów z wirnikami indywidualnych czujników znacznika fazy (czujniki Keyphasor® pokazano strzałkami zielonymi na rys. 1), co umożliwia rozszerzenie nadzoru drganiowego z takiego, który ograniczał się do śledzenia zmian magnitudy drgań, do wykorzystującego diagnostyczne analizy fazowe dla wybranych wektorów drgań.

W związku z tym, że zachowanie dynamiczne takich maszyn bywa różne w warunkach pracy bez obciążenia oraz z obciążeniem, postanowiono przeprowadzić dwa cykle badań diagnostycznych (w tym celu wykorzystywano wielokanałowy przenośny system diagnostyczny ADRE) odpowiadające wymienionym stanom. W badaniach tych wspomagano się także dodatkowo czujnikami sejsmicznymi, czego nie pokazuje schemat na rys. 1. Przyjęto założenie, że czas badań będzie tak krótki, jak jest to niezbędne do zgromadzenia istotnych danych, gdyż dłuższa praca maszyny (w szczególności maszyny szybkoobrotowej pod obciążeniem) mającej jakieś niezidentyfikowane uszkodzenie nie jest wskazana.


Przeczytaj także

Zdalny monitoring
Zdalne monitorowanie parametrów maszyn i procesów z wykorzystaniem technologii bezprzewodowej pomaga użytkownikom rozwiązywać problemy eksploatacyjne poprzez integrację nowych technologii oraz już... więcej »
Polski rynek magazynowy pozostaje w świetnej kondycji
Międzynarodowa firma doradcza prezentuje wyniki raportu „MARKETBEAT Rynek magazynowy w Polsce – podsumowanie I połowy 2018 roku”. Pierwsze półrocze 2018 roku zakończyło się trzema rekordami na rynku... więcej »
Efektywna produkcja napędza konkurencyjność
Obniżenie kosztów i zwiększenie wydajności produkcji to główne założenia transformacji cyfrowej, na którą otwiera się przemysł. Potencjał nowych technologii dostrzegają też firmy działające w Polsce,... więcej »
Boom na IoT w produkcji dyskretnej
Rynek dyskretnej produkcji w najbliższych latach będzie przeżywał prawdziwy boom na rozwiązania Internetu Rzeczy. Jak wynika z raportu „Globalny rynek Internetu Rzeczy w dyskretnej produkcji”, do... więcej »
VI Międzynarodowe Targi Transportu i Logistyki TransLogistica Poland
Szóste targi TransLogistica Poland, to największe w Polsce i Europie Środkowo-Wschodniej wydarzenie biznesowe dla firm poszukujących i korzystających z usług transportowych, spedycyjnych,... więcej »
Niedobory kadrowe, niedoinwestowanie i błędy ludzkie stwarzają zagrożenie dla bezpieczeństwa przemysłowych systemów sterowania w kluczowych branżach
Według badania Kaspersky Lab poświęconego stanowi cyberbezpieczeństwa przemysłowego w 2018 r., firmy z sektora przemysłowego i energetycznego, jak również przedsiębiorstwa transportowe i logistyczne,... więcej »
 
Aktualne wydanie

Zobacz także

  •   Wydarzenia  
  •   Katalog  

Wydarzenia





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 © 2003-2021 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