Hoe conditiebewaking een PdM-programma verbetert

Uitval van apparatuur kan duur zijn en mogelijk catastrofaal. Ongeplande productiestilstand, gemiste contractdeadlines, dure vervanging van machines, evenals veiligheidsproblemen, milieuproblemen en overtredingen van de regelgeving zijn allemaal mogelijke gevolgen van een onderhoudsprogramma dat geen apparatuurproblemen voorspelt en bewaakt.

Het opzetten van een volledig uitgerust programma voor voorspellend onderhoud (PdM) met behulp van conditiebewaking (ook bekend als CM) kan ongewenste verrassingen helpen minimaliseren, wat een indrukwekkend rendement op de investering oplevert. Het regelmatig loggen van live-gegevens over de toestand van apparatuur via een CM-routine biedt fabrieken een meer wetenschappelijke benadering voor het beheren van de prestaties van de apparatuur.

Planten doen er alles aan om productieprocessen te begrijpen. Het is logisch om dezelfde nauwkeurigheid toe te passen bij het begrijpen van apparatuur die essentieel is voor die processen.

Doorgaans ontdekken fabrieken die effectieve PdM-programma's met CM hebben ontwikkeld dat bewaakte activa zelden ongeplande problemen of uitvaltijd veroorzaken. Deze vrijheid van noodsituaties stelt onderhoudsafdelingen in staat om problemen op te lossen die de algehele toestand van de bedrijfsmiddelen nog verder kunnen verbeteren. Een vlotte bediening verbetert ook het moreel van onderhoudstechnici.

De initiële implementatie van CM brengt meestal veel kleine, verborgen, subtiele problemen aan het licht. Er zijn middelen nodig om deze problemen aan te pakken en in eerste instantie kan het bestaande onderhoudsbudget ontoereikend lijken voor de taak. Maar zodra de initiële problemen zijn gestabiliseerd, begint een PdM-programma al snel de initiële kosten terug te verdienen.

Naarmate het onderhoudsteam een ​​grondigere kennis krijgt van de toestand van zijn productieve activa, neemt de snelheid waarmee nieuwe problemen optreden nog verder af en begint het programma zijn vruchten af ​​te werpen. De initiële investering die nodig is om apparatuur voor het verzamelen van gegevens aan te schaffen en personeel op te leiden, is over het algemeen meer dan terugverdiend na een of twee belangrijke 'besparingen' van machines.

Vul de OEM's in

Door routinematig gegevens te verzamelen, kunnen technici trends identificeren en zo anticiperen op dreigende machinestoringen. Met voorafgaande kennisgeving komt er voldoende tijd voor het plannen van corrigerende maatregelen.

Hoewel de meeste organisaties de noodzaak van routinematige CM inzien, hebben veel organisaties niet de interne middelen om een ​​monitoringprogramma kosteneffectief en efficiënt uit te voeren.

Vaak zijn de medewerkers die de machine-informatie verzamelen en analyseren ook verantwoordelijk voor de dagelijkse werkzaamheden en besteden ze een groot deel van hun tijd aan het afhandelen van noodsituaties. Het uitvoeren van routes voor gegevensverzameling om informatie te verzamelen voor trending op de lange termijn heeft onvermijdelijk een lagere prioriteit dan het repareren van een defect onderdeel dat de productie ophoudt.

In sommige fabrieken is slechts één persoon getraind in trillingsanalyse, wat duidelijk een probleem wordt wanneer die persoon met pensioen gaat of naar een andere positie gaat. Zelfs als experts aan boord blijven, wordt het voor hen steeds moeilijker om op de hoogte te blijven van de vaardigheden die nodig zijn om de vele verzamelde gegevens nauwkeurig te interpreteren.

Om deze problemen aan te pakken, vullen grote OEM's de onderhoudskloof aan en bieden ze hun eindgebruikers verbeterde productservice en operationele expertise via CM-programma's. OEM's hebben hun expertise ontwikkeld door hun eigen apparatuur te monitoren en te evalueren, processen en systemen van concurrenten te begrijpen en samen te werken met leveranciers van hardware en software voor conditiebewaking.

Met monitoringprogramma's bieden OEM's fabrieksonderhoudsgroepen cruciale informatie over de gezondheid van hun machines - van het uitvoeren van trillings- en temperatuuranalyses tot het volledig instrumenteren van apparatuur tijdens de fabricage, tot oliebemonstering, thermografie en maandelijkse routeverzameling met behulp van ultrasone stroommeting.

Alle roterende apparatuur kan profiteren van routinematige monitoring. Beslissingen over hoe vaak en in welke mate monitoring moet plaatsvinden, hangen grotendeels af van kriticiteit, kosten en toegankelijkheid. Kritieke, dure, niet-gespaarde apparatuur zou waarschijnlijk volledige instrumentatie vereisen om continue monitoring en bescherming mogelijk te maken. De meeste andere fabrieksapparatuur kan adequaat worden afgedekt met een maandelijks monitoringprogramma voor gegevensverzameling.

End-to-end monitoring

Flowserve Corp. is een van de OEM's die PdM- en CM-programma's aanbiedt die onderhoudsafdelingen helpen hun gewenste prestatieniveaus te bereiken. Met deze uitgebreide, proactieve programma's brengt Flowserve zijn expertise binnen de fabriekspoorten, met de nadruk op pompen, compressoren, ventilatoren, kleppen, tandwielkasten en andere apparatuur die essentieel is voor operationele uitmuntendheid.

Het CM-aanbod van Flowserve - Condition Data Point Monitoring (CDPM) - en zijn PdM-programma's maken deel uit van het grotere apparatuurbeheerprogramma, LifeCycle Advantage genaamd.

De technici van Flowserve beginnen met het verzamelen en analyseren van gegevens over de toestand van de apparatuur, waarbij ze de onderhoudsafdeling van de fabriek doorgaans binnen drie werkdagen na het testen voorzien van volledige, uitgebreide rapporten.

De rapporten identificeren kritieke problemen, bevelen corrigerende maatregelen aan en volgen de status van aanbevelingen. De rapportdocumenten bevatten een samenvattend rapport dat onderhoudsafdelingen kunnen gebruiken als basis om de totale eigendomskosten van activa te verlagen.

Een begeleidend Flowserve-aanbod, Flowstar.net-apparatuurbeheersoftware, stelt fabriekspersoneel in staat om apparatuurgegevens in realtime via internet te beheren en bij te werken. De beschikbare gegevens omvatten gedetailleerde storingsoorzaken en onderhoudsaanbevelingen voor specifieke apparatuur, die kunnen worden gesorteerd en gefilterd om meer inzicht te geven in manieren om de fabrieksprestaties te verbeteren.

De software stelt gebruikers ook in staat om de betrouwbaarheidsparameters van de apparatuur te berekenen, zoals de zuigkrachtspecifieke snelheid, en maakt het mogelijk middelen en kennis te delen om de efficiëntie te maximaliseren en de onderhoudslast van de fabriek te minimaliseren.

Conditiebewaking toepassen

Om aan de specifieke behoeften van een fabriek te voldoen, kunnen facility managers het Flowserve Condition Data Point Monitoring-programma in een stapsgewijze procedure toepassen. Deze benadering geeft gebruikers toegang tot het specifieke technologieniveau dat geschikt is voor hun specifieke doeleinden.

De module Vibratieverzameling en -analyse van Flowserve bewaakt bijvoorbeeld hoe een stuk hardware reageert op externe krachten. Met deze technologie kunnen lagerproblemen, cavitatie, recirculatie, verkeerde uitlijning, resonantie en onbalans worden geïdentificeerd. Terwijl Flowserve-technici op locatie draagbare apparaten gebruiken om trillingsgegevens van de aangewezen apparatuur te verzamelen, zoeken externe analisten naar trillingen die de vooraf ingestelde alarmlimieten overschrijden, en doen vervolgens aanbevelingen om de oorzaken te verminderen of weg te nemen.

Dit type trillingsanalyse werd gebruikt om onverwachte storingen in een chemische fabriek in het noordoosten van de Verenigde Staten te voorspellen en te voorkomen, te beginnen met een routinematige trillingscontrole van de machinetrein van een koeltorenpomp met dubbele aanzuiging.

Er werd een ongebruikelijke trilling van de pompmotor ontdekt. Het trillingsspectrum van de buitenboordmotor van de motor duidde op een hoogfrequente piek bij 56x de rijsnelheid, evenals overmatige speling. Op het moment van de controle was de interne staat van de motor onbekend, maar het spectrum wees op de mogelijkheid van losse of gebarsten rotorstaven.

De resultaten van een extra meting waren gericht op het lagere frequentiegedeelte van het spectrum, dat zijbanden van de pooldoorlaatfrequentie rond de harmonischen van de loopsnelheid liet zien. Dit leverde verder bewijs van een probleem met de rotorstang.

De fabriek besloot over te stappen op de reservepomp en kon de apparatuur ordelijk neerhalen. Vervolgens onthulde een demontage van de motor twee gebroken rotorstaven. Als de apparatuur niet goed was gecontroleerd en niet correct was geanalyseerd, had de motor catastrofaal kunnen falen - niet alleen zichzelf vernietigen, maar mogelijk ook een groot deel van de apparatuur eromheen beschadigen.

Trends en analyse van temperatuur

Met Flowserve's Critical Temperature Trending and Analysis-module kunnen analisten abnormale bedrijfsomstandigheden detecteren op vooraf bepaalde locaties in de fabriek.

Technici, uitgerust met draagbare gegevensverzamelaars, kunnen temperaturen volgen bij lagers op motoren en pompen, bij procesapparatuur en op hardware voor mechanische afdichtingen, waaronder reservoirs voor het doorspoelen van afdichtingen, quench en warmtewisselaars. Verzamelde gegevens worden gedownload naar de software voor activabeheer en geanalyseerd op afwijkingen of opmerkelijke veranderingen in bedrijfsomstandigheden.

Een nieuwe modaliteit in de vroege detectie van apparatuurstoringen is temperatuurtrends van lagers en spoelplannen voor mechanische afdichtingen. Deze methode hielp machines te besparen bij een raffinaderij in het Midwesten. Een API Plan 11-spoelplan voor afdichtingen leidt de stroom van het pompuitlaatmondstuk naar de afdichtingsholte via een stroombeperkende opening.

De temperatuur van de spoelleiding stroomafwaarts van de opening en de afvoertemperatuur werden routinematig op maandbasis gemeten. Bij normaal gebruik moet de temperatuur aan beide zijden van de opening gelijk zijn, wat wijst op een regelmatige stroom.

Na maanden van normale metingen was er een toename van het temperatuurverschil over de opening op een overhangende chemische pomp, wat wijst op een verstopte opening. Als de operatie onder deze omstandigheden had mogen doorgaan, zou dit hebben geleid tot het falen van de afdichting en uiteindelijk tot demontage van de apparatuur.

Dankzij het CDPM-programma van Flowserve was het onderhoudspersoneel echter in staat om deze toestand op te lossen met een werkorder met een lage dollar die inhield dat de lijn moest worden verbroken, de beperking werd opgeheven en het opnieuw in elkaar moest worden gezet.

Vergelijk die reparatie met de kosten van het uittrekken van de pomp en het vervangen van de afdichting en lagers. Voorspellend onderhoud resulteerde in enorme besparingen voor de operator, zowel in de directe reparatiekosten als in de uitvaltijd van de apparatuur. Weten wat de trend is, samen met consistente monitoring van gegevensverzameling, maakt de detectie en correctie van abnormale prestaties mogelijk.

Grondige inspectie via triggerpoint monitoring

De Trigger Point Monitoring-module van Flowserv identificeert specifieke omstandigheden waarvan is bewezen dat ze leiden tot voortijdige uitval van componenten. Technici van Flowserve onderzoeken de installatie grondig, inspecteren pompen en documenteren items zoals kritische drukken, proces- en afdichtingsvloeistofstroomsnelheden, reservoirniveaus en pompsnelheid. De verzamelde gegevens worden gedownload naar de activabeheersoftware en geanalyseerd op afwijkingen of opmerkelijke veranderingen in bedrijfsomstandigheden.

Een andere belangrijke machinebesparing vond plaats in een elektriciteitscentrale in het noordwesten van de Verenigde Staten. Elk jaar worden de ketelvoedingswaterpompen in de installatie uitgebreid gecontroleerd door een pompprestatiespecialist. Om de totale stroom door elke pomp te meten, gebruikten technici een tweekanaals ultrasone stroommeter op de zuigleiding. Vervolgens namen ze druk- en temperatuurmetingen en vergeleken de prestaties van de apparatuur met de originele testcurveprestaties.

De resultaten gaven aan dat gedurende de levensduur van de pomp de prestaties met 13 procent afnamen ten opzichte van de oorspronkelijke prestatiecurve van de fabriek. Trillingsmetingen op de lagerlocaties toonden overmatige trillingen, zowel in de pomp als aan het binnenboordzijde van de turbine.

De waarschijnlijke oorzaak van deze hoge trilling was onbalans, bepaald aan de hand van het trillingsspectrum en de tijdgolfvorm. Door deze analyse was de fabriek in staat om onderhoud te plannen voordat de prestaties verder achteruit gingen, wat resulteerde in een noodstop en inkomstenderving.

Als aanvulling op de Trigger Point Monitoring Module kan meer inzicht worden verkregen in de machineprestaties via de Lube Oil Analysis-module van Flowserve. Onderhoudsmanagers kunnen de Lube Oil Analysis-module van Flowserve gebruiken om abnormale smering en machinecondities in een fabriek te ontdekken.

Smeermiddelmonsters worden onderworpen aan een reeks tests, waaronder spectroscopische analyse, slijtagedeeltjestellingen, Fourier-transformatie-infraroodspectroscopie, viscositeitsmetingen, de Karl Fischer-watertest en, als de deeltjestelling buiten de specificaties valt, analytische ferrografie.

Het rendement op investering

Hoe kunnen planten het succes van een routinematig conditiebewakingsprogramma het beste meten? Een van de gemakkelijkste methoden is om de gemiddelde kosten per werkorder op de roterende apparatuur te volgen.

CM-programma's zijn ontworpen om mogelijke storingen te detecteren voordat ze catastrofaal worden. Het is duidelijk dat het gebruik van voorspellend onderhoud om storingen te voorkomen minder kost dan het onderhoud van de apparatuur nadat deze ernstig is beschadigd of de veiligheids- of regelgevingsnormen in gevaar brengt. Met CM zouden er minder noodwerkopdrachten moeten zijn en kunnen onderhoudsactiviteiten beter worden gepland.

Elke machine "opgeslagen" die een direct resultaat was van het CM-programma kan worden gelogd door een fabrieksbetrouwbaarheidsingenieur die een geldelijke of andere waarde toewijst. De waarde wordt over het algemeen bepaald door een schatting van de onderhoudskosten (als de apparatuur een catastrofale storing heeft gehad) en de kosten van de reparatie af te trekken. Als de "besparing" verliezen als gevolg van uitvaltijd of verminderde productie-output heeft voorkomen of een veiligheids- of milieuprobleem heeft vermeden, moeten die extra en aanzienlijke besparingen ook worden berekend.

Door gebruik te maken van branchegemiddelden om onderhoudsbesparingen te vergelijken met de kosten van een monitoringprogramma, kunnen fabrieken een terugverdientijd verwachten in slechts een maand. Deze snelle resultaten kunnen worden gebruikt als ondersteunend bewijs bij het benaderen van het hogere management over het opnemen van CM en een voorspellend onderhoudsprogramma in het budget. OEM's of branchepartners kunnen dit soort ondersteunende gegevens verstrekken.

Het toepassen van de strengheid van conditiebewaking in een voorspellend onderhoudsprogramma biedt een breed scala aan voordelen, en fabrieken die een dergelijk programma gebruiken, kunnen uitstekende langetermijnresultaten behalen. Het combineren van CM en voorspellend onderhoud met het gebruik van activabeheer, ander apparatuurbeheer en inkooptoepassingen en -services kan een extreem positieve ROI opleveren.

Neem voor meer informatie contact op met Flowserve op 972-443-6500 of bezoek www.flowserve.com