Grote Downtime Voorkomen: Hoe Akoestische Emissie Monitoring Een Voedingsmiddelenfabrikant Tijd en Geld Bespaarde

Een recent onderzoek met akoestische emissie (AE) onthulde een potentiële kritieke lagerstoring, wat een geplande preventieve actie mogelijk maakte die een toonaangevende voedingsmiddelenfabrikant redde van aanzienlijke kosten en ongeplande downtime.

De AE-apparatuur, samen met de primaire inspectie-instrumenten, werd geleverd door Holroyd Instruments. Deze case illustreert hoe dergelijke technologie een grote ongeplande gebeurtenis kan voorkomen, waarbij kostbare schade aan gerelateerde apparatuur en lange levertijden – die tot verlengde downtime en ontevreden klanten zouden leiden – worden vermeden.

Het verhaal begon in april 2010 toen verhoogde metingen voor het eerst werden gedetecteerd op twee meetpunten aan een grote aftrap-overbrengkast tijdens een routinematige zeven-daagse bemonsteringsschema. De noodsignalen overschreden de alarmdrempel en lieten tot nadere inspecties leiden. Een derde verhoogde meting, met een opwaartse trend, activeerde een geplande werkorder in het geautomatiseerd onderhoudsbeheersysteem (CMMS) om te onderzoeken en te handelen. Het buitendienst stellen van de overbrengkast was geen optie vanwege de hoge productie-eisen, en eerdere ervaring met lagervervanging op een zusterlijn verhoogde het waargenomen risico.

De invoerkant van een overbrengkast, met het uitvoerlager meetpunt aan de linkerkant.

Gedetailleerde inspecties bevestigden dat het lager met de hoogste stress inderdaad het uitvoerlager was. Hoorbare klikken waren duidelijk aan de uitvoerkant. De twee lagers op de meetpunten – die de motor aan de in- en uitvoer aandreven – waren het focuspunt van de analyse; de aangrenzende lagers op de grote helische aftrapwiel bleven laag en stil. De technisch manager werd geadviseerd dat een afwijking bestond op één invoerlager, de overige in goede staat waren, en de productie kon doorgaan met gerichte toestandsmonitoring. De oliebemonsteringsfrequentie werd verhoogd van maandelijks tot tweewekelijks, en AE-inspecties gingen naar een vierdaagse cyclus, wat vergelijkbare data opleverde voor de uiteindelijke lagervervanging.

De geplande lagervervanging betrof coördinatie tussen de productieplanner, onderhoudsmanager en productspecialist. Het was duidelijk dat de overbrengkast nog minstens zes maanden in dienst moest blijven tot de nieuwe lagers beschikbaar waren. Noodplannen werden opgesteld voor een noodgevalvervanging als AE-metingen of olie monsters imminente storing aangeven, met waarschuwingen dat een plotselinge lagerstoring zich snel kan voordoen. Een nieuw lagerset werd aangekocht, en een vergadering met de lagerfabrikant werd gepland om de gebruikte lagers te onderzoeken toen ze begin 2011 werden verwijderd.

AE-metingen bleven verhoogd tijdens deze wachtperiode, maar olie monsters toonden geen significante stijgingen in sleutelelementen geassocieerd met rolagerstoring. In de weken voor de vervanging werden spectra verzameld van alle overbrengkastpunten voor toekomstige evaluatie, waarmee potentiële verstorende frequenties van de oliepomp en omringende componenten werden geëlimineerd. Een AE-enveloppespectrumgrafiek vóór de lagervervanging wordt hieronder getoond.

Zichtbaar is een piek op 73 Hz – overeenkomend met de lagerbaanfrequentie – wat wijst op een baanoppervlaktedefect in plaats van een kooi- of elementstoring.

De lagervervanging verliep volgens plan, en het complex was binnen 12 uur weer operationeel, zonder ongeplande downtime. Het gebruikte lagerset werd samen met de overbrengkast teruggestuurd, ontvet en geïnspecteerd. Beide lagers leken aanvankelijk vergelijkbaar en in goede staat. Bij demontage onthulde het verdachte uitvoerlager een grote spalling op de binnenbaan, met uitgebreide korrelvorming en afbraakmateriaal. Een vertegenwoordiger van de lagerfabrikant bevestigde dat de lagers admiraal hadden gepresteerd gegeven de harde omstandigheden gedurende bijna tien jaar, wat een einde-van-levensduur-storing vertegenwoordigde die zich binnen dagen of weken tot catastrofale storing kon verscherpen. De spalling maatte ongeveer 10 mm lang en 2,5 mm breed.

Spallingsschade aan de baan, met uiteenlopende randen en oppervlaktekorrelvorming in het belaste gebied. De volgende laag materiaal aan de rechterkant zou zijn uitgeput.

Na herstelwerk werden additionele spectra opgenomen om de afwezigheid van hoogfrequente ruis te bevestigen. De "carpet noise"-niveaus daalden tot een derde van de eerdere metingen; de maximumpiek zakte onder 0,4 dB, en het tapijtniveau was onder 0,2 dB.

Concluderend bewijzen het dagelijkse gebruik van deze systemen en tools essentieel te zijn bij het detecteren van de afwijking voordat deze uitgroeide tot een grote gebeurtenis. Het succes beruste op nauwe samenwerking tussen techniek en operaties, wat gepland onderhoud met minimale storing mogelijk maakte.

Belangrijke lessen zijn onder andere: de geschiktheid van zeven-daagse inspectie-intervallen voor deze kritieke installatie, de vroege initiatie van preventieve actie, de precisie van AE bij het lokaliseren van lagerfouten, de synergie tussen hoorbare klikken en toerdata, en het vertrouwen dat vroege anomaliedetectie geeft voor tijdig herstelwerk.

Een root-cause analyse direct na de lagervervanging bevestigde dat, aangezien de lagers het einde van hun levensduur hadden bereikt, geen aanpassingen aan toekomstige onderhoudsschema's nodig waren. AE-gebaseerde toestandsmonitoring gaf de zekerheid om toekomstige anomalieën in een heel vroeg stadium te detecteren.

Voor meer informatie over toestandsmonitoringssystemen, bezoek Kittiwake Holroyd op www.kittiwakeholroyd.com.