docDetekcja wycieków, monitorowanie łożysk oraz urządzeń
download 
Reklamacja Transkrypt
Detekcja wycieków, monitorowanie łożysk oraz urządzeń
Dodatek do: Inżynieria i Utrzymanie Ruchu Zakładów Przemysłowych www.utrzymanieruchu.pl Detekcja wycieków, monitorowanie łożysk oraz urządzeń elektrycznych Wibrodiagnostyka Dobór kamery termowizyjnej Diagnostyka olejów Przyrządy pomiarowe |Firmy współpracujące: | | | | Styczeń-Luty 2012 Styczeń-Luty 2012 MONITOROWANIE I DIAGNOSTYKA Monitorowanie i diagnostyka Wydawnictwo TMI Holdings sp. z o.o. ul. Wita Stwosza 59a, 02-661 Warszawa tel. +48 22 852 44 15, faks +48 22 899 30 23 e-mail: [email protected] www.trademedia.us Prezes zarządu Michael J. Majchrzak [email protected] Redaktor naczelny Tomasz Kurzacz [email protected] Zespół redakcyjny Bohdan Szafrański, Damian Żabicki, Korekta Małgorzata Wyrwicz DTP Tomasz Kostro Reklama Elżbieta Olszewska elż[email protected] Piotr Wojciechowski [email protected] Marketing Aleksander Poniatowski [email protected] Spis treści Administracja Anna Jedlińska [email protected] 4 Pomiarywnajnowszychtechnologiach 10 Wibrodiagnostyka 16 Detekcjawycieków 19 Comówiolej 24 Dobórkamerytermowizyjnej Redakcja nie ponosi odpowiedzialności za treść reklam i ogłoszeń oraz nie zwraca materiałów niezamówionych. Redakcja zastrzega sobie prawo do adiustacji i skracania tekstów oraz zmiany ich formy graficznej i tytułów. Indeks firm Spis reklamodawców Firma ASInstrument BIALL P.H.PawełRutkowski dystrybutorFLIRSystems HansfordSensors HSB PRUFTECHNIKWIBREM Testo VigoSystem Druk i oprawa Drukarnia Taurus Strona . . . . . WWW 13 . . . . . www.asinstrument.com.pl 7 . . . . . www.biall.com.pl IVokładka . . . . . www.kameryir.com.pl 15 . . . . . www.hansfordsensors.pl 9 . . . . . www.hsb.org.pl 11 . . . . . www.pruftechnik.com.pl 5 . . . . . www.testo.com.pl IIIokładka . . . . . www.vigo.com.pl str. ADNF 23 Aria-C 16, 17, 18 AS Instrument Polska 13 Biall 4, 5, 6, 7, 8 Ekspert 19, 20, 21, 22 Flir 6, 24, 25, 26, 27, 28 Fluke 6, 27 Gabriel Miczka Przedsiębiorstwo 25, 26 Hansord Sensors 14, 15 HSB 9 Introl 8 Philips 25 Polidiag 15 Pruftechnik-Wibrem 10, 11 Shell Polska 19, 21, 22 SKF 10, 11, 12, 13 Sonel 4, 5, 7, 25, 26 Spectro Poland 22 Techmadex 24 Testo 5, 7, 26 Texas Instrumenst 25 Timken 13 Total 21 Vigo System 27 3 MONITOROWANIE I DIAGNOSTYKA Styczeń-Luty 2012 Pomiary w najnowszych technologiach Przyrządy, które są używane podczas diagnostyki maszyn i urządzeń przemysłowych, powinny umożliwić szybkie wykrywanie usterek. Jak bowiem wiadomo, każdy postój awaryjny linii produkcyjnej generuje straty. Stąd też odpowiednie wyposażenie w urządzenia diagnostyczne można przyjąć za jedno z kryteriów oceny działu utrzymania ruchu. Damian Żabicki P amiętaćnależy,żediagnostykawprzemyśleto nie tylko pomiar wielkości elektrycznych, dlatego tematyka przyrządów jest bardzo obszerna. Mierniki cęgowe, kamery termowizyjne, kalibratory, lokalizatory kabli i przewodów podziemnych,atakżeprzyrządydoanalizyparametrówsprężonegopowietrzatopodstawoweprzyrządy. Rozwój nowoczesnych technologii, które znajdują zastosowaniewprzyrządachdiagnostycznych,jestbardzoszybki.Wdużejmierzewynikazzaawansowanych technik mikroprocesorowych. Jak podaje Wojciech Fuszara z firmy Biall, w 2011 r. klienci najczęściej wybierali produkty firm Kyoritsu i Brymen, zarówno pozycje już znane i sprawdzone, jak i pojawiające się nowości. Chodzi tu przede wszystkim o wielofunkcyjne mierniki instalacji elektrycznych, takie jak na przykład KEW6016, KEW6010B lub KEW4140 oraz multimetry i mierniki cęgowe – m.in. KEW2200, KEW2406R, mierniki Brymen serii BM900 i BM180. Klient coraz częściej zwraca uwagę na mnogość funkcji i zastosowań jednego miernika. W związku z tym rosnące zainteresowanie kierowane jest ku nowoczesnym miernikom wielofunkcyjnym, zarówno multimetrom, jak i miernikom cęgowym. Rosnące dokładności, rozdzielczości pomiaru oraz miniaturyzacja i poprawianie ergonomii tych urządzeń sprawia, że odbiorcy chętnie sięgają po nowe pozycje. Jednym z bestsellerów jest uniwersalny miernik BM907, będący „młodszym bratem” sprawdzonego i cenionego modelu BM807. Jedną z innowacyjnych funkcji w multimetrach jest VFD (Variable Frequency Drives) – jednoczesny pomiar napięcia i częstotliwości napędów z przemiennikami częstotliwości w zakresie 5–440 Hz dla napięć 5–1000 V, co daje niespotykane dotąd możliwości pomiarowe w przemyśle. Mierniki cęgowe W zakresie mierników cęgowych interesujące rozwiązaniestanowiprzyrząd,wktórymcęgizbudowanesą na bazie cewki Rogowskiego. Stanowi ona element sztywnych cęgów pomiarowych i nie jest elastyczną przystawką, która znajduje rozwiązanie w tradycyjnych przyrządach. Zyskuje się więc cęgi o grubości wynoszącejzaledwie10mm.Pomiarywszafachrozdzielczychisterowniczych,gdzieprzestrzeńjestograniczona, mogą być więc prowadzone bez utrudnień. Rozwiązanietoprzydasięrównieżpodczaspomiarów przewodów, które połączone są w wiązki. Przydatny okażesiępomiarrzeczywistejwartościskutecznej(TrueRMS)orazmożliwośćszybkiegoprzejściadopomiaru częstotliwości podczas analizy wartości prądu lub napięcia.Wnowoczesnychmiernikachcęgowychanalizowanyjestcharakterobciążenia.Przydasięrównież Źródło: Sonel 4 Styczeń-Luty 2012 pomiar mocy i współczynnika PF. Interesującą funkcję stanowi pomiar i rejestracja zużycia energii w układach 1- i 3-fazowych zrównoważonych. W niektórych modelach przewidziano pomiar napięcia o niskiej impedancji wejścia. Komfort użytkowania, a co najważniejsze, czytelność danych poprawi podwójny wyświetlacz. To właśnie dzięki niemu możliwe jest jednoczesne wskazanie częstotliwościimierzonegonapięcialubprądu.Naprzykład model KEWMATE2012R firmy Kyoritsu (z oferty firmyBiall)tomultimetrzcęgami120AAC/DCTRMS. Zyskuje się więc kompleksowy przyrząd o niewielkich rozmiarach,szczególnieprzydatnypodczaswstępnejdiagnostykiwutrzymaniuruchu.Swobodnecęgisąotwarte i połączone z miernikiem za pomocą elastycznego przewodu. W urządzeniu przewidziano ochronę przed przeciążeniemwynoszącą 600VDC/ACrmspodczaspomiaru ACV oraz 720 VDC/ACrms przy pomiarze cęgami. Przy pomocycęgówodbywasięrównieżpomiarczęstotliwości. Miernik cęgowy CMP-600 firmy Sonel cechuje się dodatkowym odbiornikiem, dzięki czemu można na bieżącoodczytywaćwynikwodległoścido100modmiejscapomiarów.Istniejeprzytymmożliwośćodczytywania wynikówzkilkuodbiorników.WymianadanychzkomputerembazujenainterfejsieUSB. MONITOROWANIE I DIAGNOSTYKA Źródło: Sonel MONITOROWANIE I DIAGNOSTYKA Styczeń-Luty 2012 WojciechFuszaradodaje,żeinną nowatorską funkcją (m.in. w miernikach cęgowych) jest THD-F% – natychmiastowa ocena zawartości harmonicznych w mierzonych przebiegach napięciowych i prądowych, definiowana jako stosunek sumarycznej rzeczywistej wartości skutecznej wszystkich harmonicznych do rzeczywistej wartości skutecznej odpowiadającej częstotliwości podstawowej. Co nowego w kamerach termowizyjnych Wnowoczesnychkamerachtermowizyjnychnauwagę zasługują,opróczstandardowychfunkcjiicech,interfejsywymianydanych,takiejakWi-FiczyteżBluetooth, dzięki czemu możliwa jest współpraca urządzeniaziPhone'em,iPademczykomputerem,zapomocą bezprzewodowej technologii wymiany danych. Interesującerozwiązaniestanowimożliwośćdodaniakomentarza głosowego i tekstowego oraz powiększenia elektronicznego. Przyda się również wskaźnik laserowy oraz wyjście wideo. Producenci oferują kamery termowizyjne o podwyższonej rozdzielczości. W warunkach przemysłowych bezpieczeństwo użytkowania poprawi obudowa chroniąca przed pyłem i deszczem, która wytrzyma upadek z wysokości 2 m. Na rynku oferowane są także kamery zaprojektowane z myślą o budownictwie. Przewidziano w nich standardowyalarmpunkturosyorazalarmizolacji.Dodatkowo niektóre modele cechują się podwyższoną czułością 45 mK (<0,045°C). Dzięki przysłonie będącej dodatkowąosłonąobiektywuzyskujesięnietylkojego ochronę,alerównieżwyeliminowaniesamopodgrzewaniasoczewki. Wraz z rozwojem urządzeń termowizyjnych zwiększa się zakres możliwości ich zastosowania. Stąd też kamery termowizyjne mogą stanowić dobre narzędzie diagnostyczne systemów fotowoltaicznych. Zyskuje się więc nie tylko wykrycie usterki, ale również możliwość sprawdzenia poprawności działania wszystkich komponentów systemu, tym samym zapewniając ich maksymalną efektywność. Istnieje możliwość wprowadzenia wartości natężenia promieniowania słonecznego. Dzięki kamerom termowizyjnymmożemywszczególnościwykryć uszkodzonediodytypubypassorazusterki złączy i zwarcia w ogniwach słonecznych. Na uwagę zasługuje również diagnozowanie przedostania się wilgoci i zanieczyszczeń, a także pęknięć zarówno ogniw, jak i modułu szklanego. Szybko i skutecznie wykrywane są niedziałające lub odłączone moduły. Na uwagę zasługuje równieżdiagnozowanierozbieżności,czylistrat wynikających z różnych możliwości pracy poszczególnychmodułów.JakpodajePaweł RutkowskizfirmyFlir,dzięki zastosowaniu Źródło: Biall 6 w kamerach ciekłokrystalicznego, dotykowego wyświetlacza zyskuje się dowolne przesuwanie funkcji analitycznych oraz zmianę ich wymiarów, czy też dostrojenie izotermy bez wchodzenia do menu. Dodatkowa wymienna optyka (Tele – 15° i szeroki kąt – 45°) została tak zaprojektowana, aby ogólnie znana fuzja obrazów (przenikanie zdjęcia termowizyjnego i widzialnego), czy PiP (obraz w obrazie) działały niezależnie od tego, jaki obiektyw jest użyty. Przy czym na uwagę zasługuje wbudowany aparat fotograficzny o rozdzielczości 3 Mpix, wspomagany lampą LED, pozwalającą na rejestrację przy słabym oświetleniu. Monika Milewska z Fluke jako nowość w ofercie swojej firmy podaje modele Ti27 i Ti29, które mogą być używane w przemyśle, przy sprawdzaniu instalacji elektrycznych, mechanicznych oraz monitorowaniu procesów. Urządzenia te stosuje się również do kontroli budynków, audytów energetycznych, pomiarów odporności na czynniki atmosferyczne oraz przy konserwacji budynków. Wszystkie nowe modele są specjalnie przystosowane do pracy w najtrudniejszych warunkach. Zapewniają doskonałą jakość obrazu z prostym w obsłudze interfejsem sterowanym jedną ręką. Ta nowa rodzina kamer ma wysoką czułość termiczną i całkowitą liczbę pikseli (76 800 w modelach Ti32/TiR32) oraz doskonałą rozdzielczość przestrzenną, co razem z 3,7-calowymi kolorowymi wyświetlaczami LCD w standardzie VGA gwarantuje ostre i wyraźne obrazy, ułatwiające wychwycenie nawet najmniejszych różnic temperatur. Zakres pomiarowy temperatury modeli Ti wynosi od -20°C do 600°C (od -20°C do 150°C w modelach TiR). Kamery mają funkcję alarmu koloru wysokiej temperatury do zastosowań przemysłowych oraz alarm koloru temperatury punktu rosy (niskiej temperatury), niezbędny przy pomiarach budynków. Wszystkie modele rejestrują notatki głosowe. Kalibratory Kalibratorytourządzenia,którepozwalająnakalibrację, czyli precyzyjne zbadanie parametrów, takich jak temperatura, ciśnienie, napięcie czy częstotliwość. Wnowoczesnychprzyrządachufnośćosiąganajestna poziomie99,7%,dziękiczemuzyskujesięprecyzyjny sygnał wzorcowy. W niektórych modelach przewidzianotrybypracy,takiejak:pomiar,źródłoiłączone. Obudowa jest kompaktowa, a akumulatory wydajne. Istotną rolę odgrywają właściwości, które w dużej mierze decydują o komforcie użytkowania urządzenia w trudno dostępnych miejscach i w terenie. Dodatkową ochronę urządzenia zapewni miękki futerał zprzezroczystymokienkiem,przezktórymożliwyjest dostępdoklawiatury,wyświetlaczaiotworówpomiarowych. Na uwagę zasługuje intuicyjna obsługa. Istnieje możliwość programowania standardów kalibracji, co pozwala na wykonywanie zautomatyzowanych pomiarów, które zakończone mogą być zapisaniem danych na dysku komputera. Lokalizatory kabli i infrastruktur podziemnych Nowoczesne lokalizatory pozwalają na wykrywanie kablowych tras podziemnych zarówno pod napięciem, jak i przy jego braku. Do wymiany danych z użytkownikiem przeznaczony jest kontrastowy wyświetlacz LCD. Czułość ustawiana jest w sposób automatyczny. W niektórych modelach przewidziano informowanie o płytko położonych przewodach. Przydatne rozwiązanie stanowi także pomiar głębokości. Standardowy, pasywny tryb pracy przy częstotliwości 50 Hz i 60 Hz pozwala nalokalizowanieinstalacjipodnapięciem. Inny tryb, bazujący na częstotliwości mieszczącej się pomiędzy 15 kHz a 30 kHz, wykrywa infrastrukturę podziemną. Interesujące rozwiązanie stanowi pomiar ze sprzężeniem indukcyjnym,dziękiktóremupodczas pomiaru wystarczy umieścić nadajnik nad lokalizowanym obiektem. Wniektórychmodelachprzewidziano pomiarzużyciemcęgównadawczych. Adapter separujący pozwala na bezpośrednie podłączenie nadajnika do gniazda sieciowego. Dzięki sondom nadawczym można lokalizować obiektyniemetalowe. Mierniki bezpieczeństwa urządzeń elektrycznych Ciekawerozwiązaniastanowiącyfrowe mierniki, które są przeznaczone do pomiaru podstawowych parametrów przenośnych urządzeń elektrycznych. Zwróćmy uwagę, że dzięki ocenie tychwielkościzyskujesiębezpieczeństwowkontekściepomiarurezystancji przewodów ochronnych, rezystancjiizolacji,ciągłościpołączeń,atakże prądów upływu i mocy. Na przykład miernik PAT-800 firmy Sonel może byćużywanydobadańsprzętu,który jestwykonanyzgodnieznormami: • PN-EN60745-1:Narzędziaręczne o napędzie elektrycznym. Bezpieczeństwo użytkowania. Część 1: Wymaganiaogólne. • PN-EN 61029: Bezpieczeństwo użytkowanianarzędziprzenośnych o napędzie elektrycznym. Wymaganiaogólne. • PN-EN 60335-1: Bezpieczeństwoelektrycznychprzyrządówdo użytku domowego i podobnego. Wymaganiaogólne. • PN-EN 60950: Bezpieczeństwo urządzeńtechnikiinformatycznej. • VDE 0701-1 Instandsetzung, Änderung und Prüfung elektrischer Geräte. Teil 1: Allgemeine Anforderungen. • VDE 0702 WiederholungsprüfungenanelektrischenGeräten. W zakresie analizatorów zasilania na uwagę zasługują mierniki przenośne. Przewiduje się w nich oddzielne gniazdo zasilające. Tym sposobem urządzenie można podłączyć do dowolnych przekładników napięciowych,niezależnieodichmocy.Podaje się również, że odrębne zasilanie pozwala na podłączenie analizatora dosiecistałoprądowych.Nowoczesne urządzeniaprzystosowanesądoinstalacji jedno- i trójfazowych bez przewodu neutralnego (gwiazda lub trójkąt). Na uwagę zasługuje intuicyjne oprogramowanie konfiguracyjne. Pozyskane dane można podejrzeć zarówno na bieżąco, jak i historycznie.Doniektórychmodeliopcjonalnie zastosowanieznajdującęgiprądowe. Diagnostyka w UR Diagnostyka w utrzymaniu ruchu to nietylkopomiarwielkościicechelektrycznych.Stądteż,jakpodajeMirosław Muter z firmy Testo, warto zwrócić uwagę na przyrządy pomiarowe przeznaczone do instalacji sprężonego powietrza. Nowy przetwornik przepływu Testo 6448 może być stosowany na różnych średnicach rurociągów, mocowany na (i poprzez) zawór kulowy. Przewidziano podziałkę ułatwiającą prawidłowe zagłębienie czujnika w rurociągu oraz jego zabezpieczenie przed odbiciem na całej długości tej podziałki. Dodatkowe oprzyrządowanie umożliwia wwiercenie się i montaż na pracującym pod ciśnieniem rurociągu. Ciekawe rozwiązania pojawiły się również w przetwornikach MONITOROWANIE I DIAGNOSTYKA Styczeń-Luty 2012 Źródło: Biall 8 punktu rosy, których znaczenie nie zawsze jest docenianie. Na przykład przetwornik ciśnieniowy punktu rosy Testo 6740 został zaprojektowany z myślą o pomiarach śladowej wilgotności w suchym lub sprężonym powietrzu. Zakres pomiarowy mieści się pomiędzy -45°Ctpd a +30°Ctpd. Obsługa urządzenia odbywasiępoprzezmenunawyświetlaczulub bez wyświetlacza poprzez wewnętrzny interfejs. Oprócz tego przeprowadzić można kalibrację1-punktowąnamiejscupomiaru.UrządzeniejestłączonepoprzezG½calalubNPT ½ cala. Do przesyłu danych przeznaczone jest analogowe wyjście 4–20 mA (2-żyłowe). Opcjonalnie zastosować można wtyczkę alarmową z dwoma zintegrowanymi przełącznikami wyjściowymi. Obudowa jest obrotowa, dzięki czemu pozycja wyświetlacza jest optymalnie regulowana. Istotne jest, że ustawienia wilgotności śladowej mogą być przeprowadzone w miejscu pomiaru bez przyrządów wzorcowych. Interesującerozwiązaniapojawiłysięrównież w zakresie aparatury kontrolno-pomiarowej. W opinii Roberta Sowy z firmy Introl okres kryzysu na pewno nie był czynnikiem zachęcającym do zwiększenia wydatków na rozwój całkowicie nowych technologii, dlatego w ostatnim czasie obserwowaliśmy tendencje służące głównie zwiększeniu możliwości istniejącej już aparatury, ograniczeniu liczby modeli itp. Typowymi przykładami ww. tendencji są np.: przepływomierze amerykańskich firm FCI oraz VORTEK. Firma Fluid Components International (w skrócie FCI) znana jest z produkcji termicznych przepływomierzy masowych dla gazów. W uproszeniu metoda pomiaru opiera się na precyzyjnym pomiarze różnicy temperatur pomiędzy dwiema elektrodami: referencyjną oraz pomiarową, podgrzewaną przez system, ale jednocześnie schładzaną przez przepływający gaz. Popularność tej metody wynika głównie z trzech cech: prostego montażu na króćcu ¾ cala, dużego zakresu nawet 1:1000 oraz bezpośredniego pomiaru masowego (w Nm3/h). Dotychczas problemem było jednak zastosowanie tego samego przepływomierza na rurociągu, gdzie występują różne gazy lub ich mieszaniny (różne ciepło właściwe powoduje różny stopień schłodzenia przy tym samym przepływie). Dodatkowo zakres nie zapewniał odpowiedniej dokładności przy niskich przepływach (błąd stały urządzenia wynosi 0,5% zakresu fabrycznego, czyli np.: 50% przy pomiarze przepływu na poziomie 1%). Do tej pory rozwiązaniem było np. zastosowanie kilku przepływomierzy o zazębiających się zakresach, a przy rożnych gazach stosowanie współczynników korekcyjnych (producent zawsze zaleca kalibrację przyrządów na konkretnym gazie, inaczej podana dokładność dotyczy wyłącznie powietrza). Takie rozwiązanie było oczywiście drogie, wymagało kilku króćców lub, w przypadku różnych gazów, stosowania wzbudzających wątpliwości współczynników korekcyjnych (szczególnie jeśli własności gazu znacznie odbiegały od powietrza). Nowy model FCI ST-100 z czujnikiem o zwiększonej czułości pozwala na kalibrację tej samej sondy na pięciu różnych gazach lub na pięciu różnych zakresach. W przypadku różnych zakresów przyrząd automatycznie zmienia zakres kalibracji, tak aby przepływomierz starał się pracować w górnym zakresie, gdzie dokładność pomiaru, a zatem i pewność wyników, jest największa (należy pamiętać o stałym błędzie 0,5% zakresu). Dodatkowo przy rurociągach o średnicy powyżej 500 mm można zamówić wersję z dwoma czujnikami w celu korekcji niejednorodności profilu prędkości. W przyszłości planowane są wersje z jeszcze większą liczbą sensorów dla zwiększenia dokładności przy np.: krótkich odcinkach prostych. Dla celów serwisowych ST-100 ma wbudowane gniazdo kart pamięci MicroSD, gdzie niezależnie od systemów wizualizacji można sprawdzić historię zdarzeń w okresie ostatnich miesięcy, umożliwiając łatwiejsze rozwiązanie ewentualnych problemów. Drugim przykładem jest przepływomierz wirowy firmy VORTEK, stosowany najczęściej na aplikacjach parowych. Specyfika tych aplikacji polega na tym, że zazwyczaj użytkownik zainteresowany jest pomiarem energii cieplnej, a nie samym przepływem. Klasyczny układ składa się zatem z przepływomierza, przetwornika ciśnienia, czujnika temperatury oraz komputera przepływu. Taki system wymaga więc trzech króćców oraz zabudowy skrzynki obiektowej dla komputera. Nowy VORTEK zastępuje wszystkie te elementy i montowany jest na pojedynczym króćcu: ma zintegrowany pomiar ciśnienia i temperatury, a elektronika została wzbogacona o funkcje pomiaru ciepła. Ciekawostką jest również fakt, że jest to pierwszy przepływomierz wirowy mogący mierzyć gazy kriogeniczne o temperaturze do -200°C. Dzięki temu VORTEK zastępuje wymagające okresowego serwisu przepływomierze turbinowe. W obu przypadkach producenci oferują urządzenia o łatwiejszej integracji w systemie, wyższą cenę zakupu „topowych” modeli przeciwstawiają redukcji kosztów montażu i serwisu, możliwości zmniejszenia stanów magazynowych (jeden przyrząd może zastąpić kilka specjalizowanych) oraz poprawie optymalizacji układów sterowania, dzięki uzyskaniu pewniejszych wyników. Tendencja powinna utrzymać się również w nadchodzących latach, a dalszy rozwój widzę głównie w większej uniwersalności przyrządów oraz łatwiejszej integracji w większych systemach pomiarowych (standaryzacja oprogramowania i interfejsów). Styczeń-Luty 2012 MONITOROWANIE I DIAGNOSTYKA Lepiej zapobiegać, niż leczyć Firma HSB – jesteśmy do Waszej dyspozycji. M imo tytułu ten artykuł nie będzie dotyczył zdrowego stylu życia, choć jest to ostatnio modny temat, lecz opowie w paru prostych słowach, dlaczego warto więcej uwagi zwrócić na kondycję techniczną maszyn w zakładach produkcyjnych. Firma HSB z siedzibą w Sosnowcu do tej pory znana była zarówno z podbijania rynku marką Nachi (wiodącego producenta łożysk), jak i projektowania oraz wykonawstwa przenośników oraz systemów transportu wewnętrznego, w oparciu o projekty stworzone przez wykwalifikowanych konstruktorów. Chcąc wyjść naprzeciw potrzebom rynku, rozszerzyliśmy swoje usługi o dział obejmujący ciekawy, lecz wciąż raczkujący temat, jakim jest PM, czyli Preventive Maintenance. Otwierają się przed nami coraz to nowsze możliwości. Bezpowrotnie przemijają czasy, kiedy montaż łożysk odbywał się przy pomocy młotka, a ocena stanu technicznego maszyny na tzw. słuch. Również nasza firma stara się podążać z duchem czasu, wprowadzając coraz to nowsze rozwiązania, oparte na wiedzy doświadczonej kadry oraz zaawansowanym sprzęcie. Zakłady produkcyjne również starają się iść za postępem, wprowadzając trend zdrowego funkcjonowania w nawiązaniu do tytułu: „lepiej zapobiegać, niż leczyć”. PM – jak to działa? Niemal każdy, kto zetknął się z problemem niezaplanowanego przestoju w zakładzie produkcyjnym, zadał sobie pytanie, czy można było temu zapobiec. PM jest w dużej mierze odpowiedzią na tego typu pytanie. Ściśle współpracując z Klientem, korzystając z zaawansowanego sprzętu, jesteśmy w stanie w porę przewidzieć usterki węzłów łożyskowych występujących w pompach, przekładniach czy wentylatorach, a tym samym zapobiec często kosztownym przestojom. Nasz dział PM w oparciu o diagnostykę drganiową stara się zwrócić uwagę Klienta na problemy występujące w jego maszynach. Dokonujemy analizy, począwszy od prędkości drgań (najprostszym kryterium oceny stanu łożyska), skończywszy na szczegółowej analizie widma. Jesteśmy w stanie dokładnie określić, która część łożyska uległa uszkodzeniu, a także, co mogło być przyczyną tego defektu. Nasz kontakt z Klientem rozpoczynamy od szczegółowego poznania potrzeb Klienta, następnie, po rozpoznaniu parku maszynowego, stwarzamy dla każdego diagnozowanego urządzenia starannie przygotowaną ścieżkę diagnostyczną. Na bazie doświadczenia nasi specjaliści z działu PM przygotowują indywidualny dla każdego Klienta haromonogram badań diagnostycznych. Pomiary przeprowadzane u Klienta wykonujemy ze szczególnym zachowaniem zasad BHP. Po przeprowadzeniu diagnostyki w ciągu 24 godzin nasi Klienci otrzymują szczegółowy raport wraz sugestiami oraz zaleceniami co do stanu technicznego węzłów łożyskowych. Sprawdzone łożyska połową sukcesu Powszechnie wiadomo, że integralną częścią prawie każdej z maszyn, w których występuje ruch obrotowy, są łożyska. Ich dobór jest niezmiernie ważny i wpływa na wydłużenie czasu pracy urządzenia. Nasza firma rekomenduje łożyska japońskiego producenta – NACHI. Charakteryzują się one nie tylko o 30 procent dłuższą żywotnością, ale mają też ważny przy wyborze argument – bardzo dobry stosunek jakości do ceny. Niestety należy też pamiętać o tym, że łożyska w ruchu ciągłym wykonują ciężką pracę, przemierzając dziennie długie dystanse, i jak każda część mechaniczna, narażone są na zużycie. Bardzo często przeoczamy pierwsze symptomy zużycia łożyska. Specjaliści z naszego działu PM są w stanie wykryć już złowieszcze drgania i niezwłocznie przekazać niezbędne informacje na ich temat służbom utrzymania ruchu. Wszelkie wartości prędkości drgań zostały usystematyzowane wg normy ISO-10816 w czterech strefach: A – stan nowej maszyny, B – stan maszyny mogącej pracować bez ograniczeń, C – strefa, w której należałoby podjąć działania prewencyjne, oraz strefa D – gdzie dalsza praca maszyny jest już niedopuszczalna. Dla przykładu, we wspomnianej wcześniej normie, w przypadku pompy o mocy do 15 KW posiadającej napęd bezpośredni, zamocowanej na podłożu podatnym, strefa C zostaje osiągnięta przy wartości prędkości drgań wynoszącej RMS > 4,5 mm/s. Należy pamiętać, że drgań tych nie usłyszymy oraz nie wyczujemy, dotykając urządzenia. „Zdrowa” maszyna to nasz spokój Zatem, kiedy zaskoczy nas kolejny przestój, może warto przypomnieć sobie ten artykuł oraz to, że nasza firma, chcąc zadbać o „kondycję fizyczną” maszyn, stworzyła z myślą o tym swój dział PM. Zbudowaliśmy go na wieloletnim doświadczeniu w branży utrzymania ruchu. Nasz zespół został przygotowany zarówno pod względem technicznym, jak i merytorycznym, podczas odbytych wielogodzinnych szkoleń nie tylko w kraju, ale i za granicą. Nasze usługi z segmentu PM, wykonywane w oparciu o wysokie kwalifikacje w połączeniu z konkurencyjnymi cenami, zapewnią waszym maszynom dłuższe życie, a Państwu oszczędzą nerwów i wydatków spowodowanych niechcianymi przestojami. Patryk Kosicki – specjalista ds Preventive Maintenance firma HSB Sp. z o.o. www.hsb.org.pl 9 MONITOROWANIE I DIAGNOSTYKA Styczeń-Luty 2012 Wibrodiagnostyka Drgania bardzo często są skutkiem niewłaściwej pracy maszyn czy wybranych podzespołów. Tym sposobem pomiar oraz analiza drgań jest jednym z narzędzi diagnostycznych w utrzymaniu ruchu. W arto podkreślić, że wibrodiagnostyka maszyn ma dwie podstawowe formy. Zjednejstronyjesttostałynadzórmaszyny,czyteżjejwybranychelementów, a z drugiej wibrodiagnostyka stanowi jednopunktowy pomiar, który wykonywany jest okresowo (inspekcja diagnostyczna). Pamiętać należy, że stały nadzór maszynyodnosisiędomaszynczyzadań,któremająduże znaczenie w przeciwieństwie do diagnostyki przeprowadzanejokresowo.PiotrLubowieckizfirmyPruftechnik-Wibrem, zapytany, co zyskuje się dzięki wibrodiagnostyce, twierdzi, że można odpowiedzieć pytaniem: Co rozumie się pod hasłem wibrodiagnostyka? Jeśli doraźny pomiar zlecony zewnętrznej firmie diagnostycznej, której nie przekazano żadnej wiedzy o diagnozowanym urządzeniu, to niewiele. Garść informacji o stanie urządzenia, które być może są już znane. Rozczarowanie? Dlaczego? Wibrodiagnostyka to wyrafinowane narzędzie. Nie wystarczy zaopatrzyć się w sprzęt i przeszkolić ludzi. Trzeba stworzyć system. Sprawny system przepływu informacji. Oczywiście wiedza uzyskana poprzez pomiar i analizę drgań ma tutaj wartość podstawową. Diagnostycy jednak wiedzą, że pomiar nie jest problemem. Prawdziwym wyzwaniem jest analiza uzyskanych wyników. Potrzebna jest wiedza o urządzeniu, jego konstrukcji, przebiegu eksploatacji, wcześniejszych awariach i naprawach. Tutaj nie do przecenienia jest sprawny przepływ informacji między służbami diagnostycznymi, utrzymania ruchu i eksploatacyjnymi. Na podstawie analizy pomiarów drgań diagnostyk tworzy obraz stanu technicznego maszyny. Aby obraz ten był pełny, musi być uzupełniony o informacje eksploatacyjne dotyczące sprawności, wydajności, poboru mocy itp. Na podstawie takiego obrazu i wynikającej z niego oceny służby utrzymania ruchu podejmują decyzję o terminie i zakresie naprawy. Informacje o stwierdzonych w czasie naprawy usterkach przekazywane są służbie diagnostycznej i służą do weryfikacji oraz doskonalenia wzorców stanowiących podstawę wnioskowania w oparciu o stwierdzony obraz drgań. W ten sposób 10 powstają sprzężenia pozwalające na ciągłe doskonalenie stosowanych metod wibrodiagnostycznych. To z kolei prowadzi do coraz większej trafności diagnozy, a więc również poprawności podejmowanych decyzji. Zbudowanie sprawnego systemu diagnostycznego wymaga odpowiedniej postawy i wysiłku wielu ludzi. Zwróci się natomiast w postaci rzetelnej wiedzy o urządzeniach, a wiedza taka jest niezbędnym warunkiem sprawnego działania. Nie należy oczekiwać szybkiego sukcesu. Wiedza kosztuje. Zastosowanie Analiza drgań daje szerokie możliwości w zakresie wykrywania usterek, do których zalicza się diagnozowanie niewyważonych elementów obrotowych oraz nieosiowości i zgięć wału. Wibrodiagnostyka jest używana podczas prac serwisowych elementów tocznych łożysk, gdzie analizuje się częstotliwość udarów Źródło: SKF Damian Żabicki pojedynczego elementu łożyska. Diagnostyka tego typu sprawdza się przy wykrywaniu luzu łożysk ślizgowych w obudowach. Nie bez znaczenia pozostają możliwości diagnozowania wirów olejowych, biczów w łożysku ślizgowym, a także wirów histerezowych. Ważna jest rola wibrodiagnostykiwprocesiewykrywaniazniszczonychlubzużytychkółzębatychiluzów mechanicznych. Działy utrzymania ruchuzapomocąanalizydrgańwykrywają uszkodzone pasy napędowe oraz wzrostyturbulencji. Leszek Donderowicz z firmy Pruf- technik-Wibrem twierdzi, że diagnostyka to magiczne słowo. Nikt nie neguje potrzeby diagnostyki w medycynie. Dlaczego? Lekarz nie potrafi postawić prawidłowej diagnozy bez kompleksowego zbadania pacjenta, a więc bez przeprowadzenia diagnostyki jego stanu (rentgen, USG, tomografia, EKG i wiele innych). Człowiek – skomplikowany wymysł natury… lub Stwórcy, jak kto woli. A maszyna? Maszyna to skomplikowany wymysł człowieka i też niestety „choruje”. I co wówczas? Potrzebny jest „lekarz”. Żeby maszynę „wyleczyć”, najpierw potrzebna jest diagnoza. Musimy wiedzieć, co jej dolega. Człowiek powie lekarzowi, co go boli, jak się czuje, maszyna tego nie zrobi. A więc diagnostyka stanu maszyny. Diagnostyka oparta na pomiarach drgań, analizie widmowej, parametrach procesowych (temperatura, ciśnienie) oraz szeregu dodatkowych badaniach diagnostycznych, które w sposób pewny określą rodzaj „choroby” i pozwolą diagnoście dać służbom remontowym odpowiednie zalecenia, których wykonanie zapewni przywrócenie zadowalającego stanu technicznego maszynie przy jak najmniejszym zaangażowaniu czasu i środków. Tylko i wyłącznie od doświadczenia „lekarza” zależy, jak bardzo ta diagnostyka będzie rozbudowana. Niekiedy kilka podstawowych testów diagnostycznych wystarczy, aby postawić prawidłową diagnozę. A więc czy diagnozować? Jeśli chce się mieć wiarygodne informacje i podejmować słuszne decyzje, służące obniżeniu kosztów eksploatacyjnych i zwiększeniu dyspozycyjności maszyn – tak. Jeżeli natomiast chce się eksploatować dane urządzenie bez względu na jego stan techniczny, narażając proces produkcyjny na nieprzewidziane w skutkach awarie, to niech sobie na to pytanie odpowie każdy zgodnie ze swoim sumieniem. Warto dodać, że diagnostyka bazującanaanaliziewibracjiniepozwalana bezpośrednie obserwowanie efektów zużycia, lecz wyłącznie symptomów tych zjawisk. Intensywność symptomów bardzo często wrasta z czasem eksploatacji. Tym sposobem, nakładając uzyskane dane na wykres, zyskuje się tzw. krzywą życia obiektu, która określana jest przez intensywność symptomuwibroakustycznegowfunkcji czasu eksploatacji maszyny. Podaje się, że podczas właściwego użytkowania maszyny przyrost intensywnościsymptomujestniewielki.Niejednokrotnieuznajesięgozawartośćstałą. W momencie gdy maszyna wchodzi wokresprzyspieszonegozużycia,prędkość narastania intensywności symptomujestzmiennairosnąca.Tymsposobem jednym z podstawowych celów wibrodiagnostykijestodnalezieniegranicy, a co za tym idzie, poinformowanie służb utrzymania ruchu o wejściu w okres przyspieszonego zużycia. Ważnejestjednakprzytymwyeliminowanieprzypadkowychrozrzutówintensywności symptomu. Chcąc zapobiec temu zjawisku, ważna pozostaje więc odpowiedniailośćodczytów. W opinii Lucjana Kubikowskiego i Rolanda Hojczaka z firmy SKF, analizator dzięki analizie widma drgań pozwala określić, który element maszyny (łożysko, zęby w przekładni, łopaty wirnika itp.) ulega degradacji. Analizatorydrgańmogąmierzyćróżne parametry (prędkość drgań, przyspieszenie lub przemieszczenie). Do wczesnego wykrywania uszkodzeń łożysk najlepszym parametrem jest „obwiednia przyspieszenia SKF”. Pozwala ona na wykrycie uszkodzeń łożysk w bardzo wczesnym stadium. Dzięki temu służby remontowe mają więcej czasu na wybranie odpowiedniego terminu (niepowodującegoprzerwwprodukcji, np.planowanypostój)wymianyuszkodzonegołożyska. MONITOROWANIE I DIAGNOSTYKA Styczeń-Luty 2012 Przyrządy do wibrodiagnostyki Źródło: SKF 12 Według Lucjana Kubikowskiego i Rolanda Hojczaka żadne urządzenie pracujące w przemyśle nie jest wieczne. Prędzej czy później ulega zużyciu. Wibrodiagnostyka służy do określenia, przy pomocy pomiarów drgań, w jakim stanie jest dana maszyna, i przewidywania, kiedy może ulec awarii. Dzięki wibrodiagnostyce ludzie odpowiedzialni za utrzymanie ruchu w zakładach przemysłowych zyskują spokojny sen, czyli mogą powiedzieć, kiedy należy rozpocząć remont i zaplanować go tak, aby zminimalizować przerwy w produkcji. Zależnie od tego, czy dana maszyna jest bardzo ważna dla procesu produkcyjnego (awaria powoduje zatrzymanie produkcji zakładu = maszyna krytyczna), czy jej awaria nie spowoduje przestoju, można zastosować różne rodzaje przyrządów pomiarowych. Najprostszy przyrząd pomiarowy pozwala mierzyć wartość ogólną drgań. Jej wzrost informuje o pogorszeniu stanu maszyny. Dzięki funkcji trendu (wartość drgań w czasie) można śledzić rozwój pogarszającego się stanu maszyny i korzystając z zaleceń producenta lub norm ISO zaplanować remont. Normy ISO określają wartość drgań dopuszczalnych na maszynach z uwzględnieniem ich mocy, rozmiarów i prędkości obrotowych. Aby jednak dostawać informacje, co w danej maszynie ulega zużyciu, należy posłużyć się sprzętem pomiarowym bardziej zaawansowanym technicznie – analizatorem drgań. Każdy element maszyny wirującej generuje drgania na ściśle określonych częstotliwościach związanych z prędkością obrotową i konstrukcją maszyny. Dla maszyn krytycznych najlepszym rozwiązaniem jest zastosowanie systemu diagnostyki ciągłej. Pozwala on na śledzenie zmian stanu maszyny co 0,1 sekundy. Czyli żadna nieprawidłowość działania nie umknie naszej uwadze. System ciągły wykonuje w sposób automatyczny wszystkie pomiary dostępne analizatorom drgań, a dodatkowo pozwala na wiele innych pomiarów. Podsumowując, najlepszym techniczne narzędziem do wibrodiagnostyki są systemy ciągłego pomiaru drgań. Niestety są też rozwiązaniem kosztownym, dlatego każdy, kto zajmuje się utrzymaniem ruchu w zakładach przemysłowych, stoi przed trudnym wyborem optymalnego systemu badań wibroakustycznych dla swoich maszyn. W dzisiejszych czasach przy coraz bardziej skomplikowanych procesach produkcyjnych i tendencji do minimalizowania załogi coraz trudniej jest znaleźć dobrze działający zakład bez systemu wibrodiagnostyki. Warto dodać, że zaawansowane przyrządy stanowią urządzeniawieloekranowe.To właśniedziękinimzyskujesię jednoczesnepomiarytrójosiowe iczterokanałowe.Komfortużytkowania zapewnia jasny, kolorowywyświetlaczorozdzielczości Źródło: SKF VGA.Tymsposobemkorzyściąjestczytelnośćdanych wmiejscachoograniczonejilościświatła.Naprzykład przyrząd SKF Microlog AX stanowi narzędzie przeznaczonedomonitorowaniastanumaszynzapomocą analizowaniasygnałuwibracjipoprzezczterokanałowe trasowe i beztrasowe pomiary oraz jedno- lub dwupłaszczyznowe wyważanie statyczne lub dynamiczne w zakresie od 10 (0,16 Hz) do 4,8 mln obr./min (80 kHz). W przypadku oceny stanu łożysk przyrząd bazujenatechnologiianalizyobwiedniprzyspieszenia (gE). W konstrukcji urządzenia przewidziano cyfrowe przetwarzanie sygnałów oraz szybkie przetworniki A/C sigma-delta. Oprogramowanie przyrządu przewidujemiędzyinnymimodułfunkcjiodpowiedziczęstotliwościowej, dzięki której szybko są określane właściwości struktury poprzez analizę modalną. Używa sięwtymceluskalibrowanegomłotkadlawywołania wymuszenia.Modułtenjestrównieżwstaniemierzyć funkcje przejścia pomiędzy dwoma przetwornikami podczasruchumaszyny.Dziękigraficznejreprezentacji parametrów modalnych możliwe jest scharakteryzowaniestruktury. Podkreśla się, że Vibcon stanowi samodzielne, dwukanałowe urządzenie przeznaczone do ciągłego monitorowania oraz wibrodiagnostyki maszyn. W przyrządzie przewidziano dwa wejścia pomiarowe, przeznaczone do podłączenia czujników zgodnych ze standardem ICP. Pozyskany sygnał wibrodiagnostyczny poddawany jest filtracji, po czym zostają wyznaczone estymaty sygnału, czyli wartość skuteczna lub szczytowa. Wyznaczone wartości porównawcze stanowią zadane progi alarmowe. Wyniki pomiarów są zapisywane w pamięci flash z uwzględnieniem dowolnie ustawionego interwału rejestracji, który może być automatycznie zmieniany w momencie przekroczenia poziomu drgań. Wymiana danych z komputerem odbywa się poprzez standard RS-485. W urządzeniu tym istotne jest również oprogramowanie. To właśnie dzięki niemu możliwa jest wizualizacja danych i konfigurowanie przyrządu z poziomu komputera. Istnieje również możliwość podglądu poziomu drgań wszystkich lub wybranych kanałów pomiarowych. W systemie przewidziano układ autodiagnostyki, który odpowiedzialny jest za bez- awaryjne pozyskiwanie danych i ich wiarygodność. Stąd też wykrywane są wszelkie zwarcia lub przerwania toru pomiarowego. Kontroli poddawane są także wewnętrzne obwodyurządzenia,takiejakukładypomiarowe,pamięć, zegarorazukładytransmisjidanych. Pomiary i ciągła analiza maszyn przemysłowych odgrywa istotną rolę w utrzymaniu ruchu. Stąd też przyrządy diagnostyczne powinny być szybkie, ergonomiczne iumożliwiaćzaimplementowanienawetnajbardziejtrudno dostępnych miejsc i narażonych na działanie skrajnych warunkówzewnętrznych.NaprzykładSystemStatusCheck zofertyfirmyTimkenbazujenabezprzewodowymprzesyle danych.Urządzeniepozwalanawykrywaniezarównonadmiernychpoziomówtemperaturjakidrgań.Wartopodkreślić możliwość dwuosiowej detekcji drgań oraz podwójny montaż. Może on być bowiem magnetyczny lub bazować na gwincie. W urządzeniu istotną rolę odgrywa również elastyczne oprogramowanie z regulowanymi progami alarmu. Procesowi pomiaru może być poddane zarówno przyspieszenie,jakiprędkość. Wartości graniczne poziomu drgań Zgodnie z normami ISO 10816 i ISO 7919 przyjmuje się strefy oceny maszyny. Drgania nowych maszyn, oddanych do eksploatacji, zaliczane są do strefy A. Tym więc sposobem oznaczany jest stan dobry maszyny. Normy definiują Źródło: SKF Diagnostyka maszyn wirnikowych Firma AS Instrument Polska jako wyłączny przedstawiciel na rynku polskim szwedzkich firm DAMALINI AB i SPM Instrument AB oferuje przyrządy przenośne do diagnostyki stanu maszyn, instalowane na stałe systemy monitorowania stanu maszyn ( CMM, MG4, Intellinova ) oraz współpracujące z przyrządami przenośnymi i systemami kontroli ciągłej oprogramowanie komputerowe CONDMASTER-NOVA. Z kolei firma Damalini jest producentem systemów Easy-Laser do osiowania wałów i pomiaru geometrii kształtu. Detektory 2-wiązkowe wykorzystują technologię True PSD o nieograniczonej rozdzielczości a wbudowane inklinometry na bieżąco kontrolują położenie detektorów w przestrzeni zwiększając dokładność i powtarzalność pomiarów. Uzupełnieniem naszej oferty są przyrządy pomocnicze do monitorowania i konserwacji maszyn, precyzyjne podkładki ustawcze RAYSHIM ze stali nierdzewnej do korekty położenia maszyn, ultradźwiękowe detektory przecieków i mierniki naciągu pasa Hilger u. Kern oraz przyrządy do pomiarów wilgotności różnych materiałów firmy Humimeter. AS Instrument Polska 05-075 Warszawa-Wesoła, ul. Dzielna 21 Tel. : (22) 773 46 62 Faks : (22) 773 46 68 E-mail : [email protected] www.asinstrument.com.pl www.asinstrument.eu MONITOROWANIE I DIAGNOSTYKA Styczeń-Luty 2012 równieżstrefęB,gdziemaszynysąwstaniepracować bezograniczeń.Mowajestwtedyostaniedopuszczalnym. Maszyny mogą być uznane za takie, które nie nadają się do pracy długotrwałej, aż do momentu zainicjowania odpowiednich działań zapobiegawczych. Wtakimprzypadkuzalicza się je do strefy C, co stanowi stan jeszcze dopuszczalny.Wświetle zapisów normy wyróżnia się także strefę D. To właśnie ona określa stan maszyny jako niedopuszczalny. Przydiagnostycebazującejnaanaliziedrgańwarto również sięgnąć do normy ISO 10816, która dzieli maszynynaczterygrupy,stosowniedotypu,atakże mocy znamionowej lub wzniosu osi wału. Grupa 1 obejmujemaszynyomocyznamionowejprzekraczającej300kW.Zakresprędkościobrotowychmieścisię pomiędzy 120 obr./min a 15 tys. obr./min. W konstrukcjimaszyntegotypu niejednokrotnie uwzględnia się łożyska ślizgowe. Grupa 2 w świetle zapisów normy to maszyny średniej mocy znamionowej pomiędzy 15 kW a 300 kW. Pompy z wirnikami wielołopatkowymi i oddzielnym napędem o mocy przekraczającej 15 kW uwzględnia grupa 3. W konstrukcji maszyn tego typu bardzo często przewiduje się łożyska ślizgowe lub toczne. Norma ISO10816definiujerównieżgrupę4,doktórejzaliczanesąpompyzwirnikamiwielołopatkowymiiwbudowanym napędem. Są to urządzenia odśrodkowe Przy diagnostyce bazującej na analizie drgań warto również sięgnąć do normy ISO 10816, która dzieli maszyny na cztery grupy, stosownie do typu, a także mocy znamionowej lub wzniosu osi wału. Mateusz Bujak, Hansford Sensors Niezależnie od decyzji czy pomiary drgań będziemy realizować okresowo czy też systemem monitorowania, czy będziemy to robić samodzielnie, czy też przy wsparciu specjalistów musimy pamiętać o zapewnieniu odpowiedniej bazy. Bazą w przypadku wibrodiagnostyki są czujniki drgań, które – aby uzyskać rzetelne pomiary – musimy dobrać i zamontować w odpowiedni sposób i we właściwym miejscu. Należy poświęcić temu zagadnieniu chwilę na samym początku aby przez długi okres gromadzone dane były wiarygodne. Czujnik drgań trzeba zamocować w pewny sposób na odpowiednio przygotowanym podłożu i najbliżej źródła drgań jak to tylko możliwe. Należy również pamiętać, aby dobrać czujnik, jego przewód/złącze, szczelność, temperaturę pracy do warunków w miejscu instalacji. Również przy pomiarach okresowych czujniki można zamocować na stałe na mierzonych maszynach i wyprowadzić ich sygnały do wspólnej skrzynki przełącznikowej. Najtańszą opcją jest zamontowanie na maszynie odpowiednich podkładek (np. QuickFit), które umożliwiają przykręcenie czujnika do podstawki przez wykonanie niepełnego obrotu. Musimy pamiętać, że sposób montażu ma bezpośredni wpływ na pasmo mierzonych częstotliwości. Ważnym aspektem jest też przypilnowanie, aby pomiary wykonywane były w tym samym punkcie. Korzystając nawet z najprostszych miernikach drgań należy zwrócić uwagę aby czujnik mocowany był do korpusu za pomocą silnego magnesu, aby każdy pomiar wykonywać ze 14 stałym dociskiem czujnika do powierzchni. Przecież chcemy mierzyć drgania maszyn a nie ręki czy też układu czujnikmaszyna. Jeszcze zdanie do osób, które do dziś nie mierzą drgań, ponieważ obawiają się wysokich kosztów – otóż należy pamiętać, że już jeden czujnik za kilkaset złotych wpięty do systemu automatyki na maszynie jest lepszy niż żaden i „pilnuje” maszyny 24 godz./dobę. Jeżeli naszym celem nie jest konkretna maszyna a raczej doraźne objęcie wstępnym nadzorem całego parku maszynowego, dobrze jest rozpocząć od najprostszego w obsłudze przyrządu przenośnego (np. Hansford Sensors HS-630). Styczeń-Luty 2012 MONITOROWANIE I DIAGNOSTYKA Źródło: SKF o mieszanym przepływie i o przepływie poosiowym omocypowyżej15kW. Szkolenia z wibrodiagnostyki Oprócz tego, że na rynku funkcjonują firmy, które świadczą usługi diagnostyki drganiowej maszyn, skorzystać można również ze specjalistycznych szkoleń w tym zakresie. Są one kierowane przede wszystkim dopracownikówsłużbutrzymaniaruchu.Przykładowe szkolenie(zofertyfirmyPolidiag),wpierwszejkolejności obejmuje zagadnienia o charakterze teoretycznym idefinicyjnym,któresązwiązanezdiagnostykądrganiową.Wtymblokutematycznymomawianejestwięc zastosowaniewibrodiagnostyki.Oprócztegodefiniuje siędrgania,atakżewielkości,którejecharakteryzują. Nie mniej ważne są rodzaje badań diagnostycznych maszyn i urządzeń, a także zakres i częstotliwość badań. Podczas szkolenia słuchacze są zapoznawani zkorzyściamiwynikającymizestosowaniadiagnostyki w przemyśle oraz ich znaczenia w remontach planowanychiuwarunkowanychstanemmaszyny.Ważnym blokiemtematycznymsązagadnieniaobejmująceprowadzeniepomiarówdrgańzapomocąspecjalistycznej aparatury.Przedewszystkimchodziookreśleniepunktów pomiarowych, pomiar właściwy, a także etapy badań stanu technicznego i obowiązki zarówno właściciela maszyn, jak i wykonawcy badań. Omawiane są umowne klasy stanu dynamicznego maszyn i systemy nadzoru technicznego. Nie bez znaczenia pozostajewczesnewykryciewady,diagnozaiprzewidywaniedrgań.Słuchaczenabywająumiejętnościwzakresie oceny drgań, które pochodzą od niewyważenia, niewspółosiowości, luzów oraz złego posadowienia. Oprócztegopodczasszkoleniaanalizowanesądrgania aerodynamiczne (układy łopatkowe), a także pochodzące od przekładni (zębatych i pasowych) rezonansów, uszkodzonych łożysk ślizgowych oraz te, które pochodzązsilnikówelektromagnetycznych.Przydatna jest również wiedza obejmująca programy komputerowe,używaneprzydiagnostycemaszyn. Rzeczjasnadobreszkoleniepowinnozawieraćrównieżczęśćpraktyczną.Wtymprzypadkuobejmujeona procedurę związaną z pomiarami drgań, czyli klasyfikację maszyn według normy ISO 10816, ustalenie zakresów pomiarowych, wyznaczenie punktów i trasy pomiarowej, a także określenie harmonogramu badań okresowych stanu dynamicznego maszyn. Służbom utrzymaniaruchuprzydasięrównieżwiedzaiumiejętnościobejmującepomiarydrgańnamaszynachwirujących,odczytianalizawynikówpomiarowychdlaróżnegotypuusterek. MONITOROWANIE I DIAGNOSTYKA Styczeń-Luty 2012 Detekcja wycieków Sprężarki odpowiedzialne za dostarczanie sprężonego powietrza odgrywają istotną rolę w zakładach przemysłowych. Automatyka, mikroprocesory oraz oprogramowanie komputerowe stanowią nieodzowny element dostępnych na rynku nowoczesnych urządzeń tego typu. Wojciech Halkiewicz, Aria-C Co słychać? Każdy,ktobyłwjakiejkolwiekfabrycestosującejsprężonepowietrze,dobrzewieotym,że„jakpracują,to syczy,ajakniepracują,tosłychać,żesyczy…”.Taka jest natura systemów sprężonego powietrza i na razie nie stworzono instalacji z odbiornikami, która byłaby w100%szczelna.Wyciekidużejskalimającharakter przepływu laminarnego i w związku z tym dobrze je słychać. Trzeba jednocześnie zaznaczyć, że to co słychać,tonajczęściejjużogromnestratypowietrza. Czego nie słychać? Okazuje się, że ogromna część wycieków to straty poprzezmikroszczeliny,mikropęknięcia,czyteżmikronieszczelności. Taki wypływ najczęściej odbywa się z otworu o bardzo nierównej powierzchni, w związku zczymmacharakterniestabilny,turbulentny.Cowięcej–wogólegoniesłyszymy.Okazujesię,żeznajduje sięwpaśmiedźwiękówdlanasniesłyszalnych–sąto bowiemultradźwięki. Czy to jest problem? Jeśli weźmie się pod uwagę raport „Systemy sprężonego powietrza w Unii Europejskiej, Raport końcowy”zpaździernika2000r.,ISBN3-932298-16-0, mający w swoim pierwotnym zamyśle doprowadzenie do uzgodnienia wspólnego celu związanego z 5-proc. zmniejszaniem emisji gazów cieplarnianych, przy okazji dowiadujemy się bardzo cennych informacji. Energiapobierananapotrzebyprodukcjisprężonegopowietrzaw„starej15”krajówstanowitakdużąwielkość, że postanowiono jej poświęcić jedną z części raportu, włącznie z określeniem statystycznie potwierdzonego potencjałuoszczędnościorazzalecanegorankingudziałańnaprawczych.Sprężonepowietrzekonsumujeśrednio10–30%energiielektrycznejpobieranejprzezstatystycznyzakładprodukcyjny.Jegoudziałwkoszcieproduktufinalnegojestczęstoignorowany,azpewnością 16 w przytłaczającej części przypadków nieznany. Nieznanesąkosztypoborumediumenergetycznego,które jest ponad 5-krotnie droższe od energii elektrycznej! To nie jest jeszcze odpowiedź na pytanie, czy jest to problemczynie.Odpowiedźznalazłemwmateriałach amerykańskiegoDepartamentuEnergii,mającegorangę ministerstwa,któryopublikowałdanemówiąceotym, żewprzemyśleUSAmarnujesięnawycieki30%produkowanego sprężonego powietrza. Moje doświadczenie,wynikającezkilkudziesięciuaudytówwykonanych wprzemyślewPolsce,wskazujenawystępującewielkości wycieków na poziomie od 20% nawet do 52% wnajgorszymprzypadku.Wzwiązkuztym,jeśliprzyjmiemy,żeniejesteśmyanigorsi,anilepsiodAmerykanów,towartotrzymaćsięzasady,żenawyciekitracimyokoło30%sprężonegopowietrza.Oznaczato,że naprzykładwzakładziepracującymprzez24godziny nadobęprzez7dniroboczych,łącznieprzez365dni, pobierającym 1000 m3/godz. sprężonego powietrza ociśnieniu7barów,przyzałożeniu,żejestonoprodukowaneefektywnieza0,04zł/m3,będziemymielido czynieniazestratamiwwysokościponad100tys.na rok.Uważam,żetojestproblem,bozatakiepieniądze można dokonać inwestycji w postaci zakupu luksusowegosamochodusłużbowego,sprężarkizmiennoobrotowejomocy75kW,czyteżponosićjejkosztyserwisu przezokoło12lat.Topoważnepieniądze. Jaka jest praktyka? Praktykanajczęściejsprowadzasiędousuwaniawycieków,któresięsłyszy,lubtych,którezauważamy.Problem jednak często polega na zmapowaniu zjawiska i zastosowaniu pewnych systematycznych metod usuwaniawycieków.Sąnato2metody–jednatozakup detektora i samodzielne wykonywanie audytów dwa razylubminimumrazwroku,adrugatozlecenieprac audytorowi. Wobydwuprzypadkachpotrzebnejestdobrezmapowanie procesu. To jednak może stanowić przeszkodę,bosporodostępnychnarynkudetektorów to Styczeń-Luty 2012 urządzenia,którewskazujątylko,żewyciekjest,ewentualniesygnalizująjegowiększąlubmniejsząintensywność.Jaknatejpodstawieustalić,odjakichwycieków zacząć uszczelnianie, czy opłaca się zatrzymać daną maszynę, w której wyciek znaleźliśmy, czy też zatrzymanie maszyny nie jest droższe od faktu występowania strat wycieku? W dodatku musimy sobie jeszcze uświadomić, że m.in. z tych powodów nie usuniemy wszystkich wycieków. Warto dodać, że rozsądna wartośćminimalnatookoło15%,awyciekinapoziomie 10% zdają się być prawie nieosiągalnym ideałem. Co wtakimraziewpraktycezrobić? Popierwsze–samodzielnieoszacowaćswojepotencjalne straty – albo stosując ww. wskaźnik 30% na wycieki,alboteżdokonaćprostychpomiarówmetodą warsztatową – poprzez zmierzenie czasu opróżniania zbiornika wyrównawczego w czasie postoju zakładu. W tej kwestii służę pomocą potencjalnym zainteresowanym. Po drugie – skonfrontować koszty strat z kosztem pracyaudytoramogącegodokonaćpomiarówurządzeniemokreślającymwielkośćwyciekuorazprzygotować raport polegający na oznaczeniu punktów, opisaniu wielkości strat oraz przygotowaniu stosownego rankinguwycieków,umożliwiającegoużytkownikowiustaleniemożliwościichusuwaniaorazwłaściwejichkolejności. Taki raport oraz oznaczone punkty, a także stosowne oprogramowanie pozwolą na zastosowanie czegoś w rodzaju „mapy drogowej” usuwania wycieków. Wtedy każdy kolejny audyt wykonywany przez audytora lub przez przeszkolonych pracownikówbędzieodbywałsięwoparciuowcześniej zarejestrowane punkty, a oprogramowaniedostarczoneprzezaudytoraumożliwi odnotowywanieposzczególnychuszczelnień, awtensamsposóbkontrolowaniesytuacji. Inną metodą umożliwiającą stwierdzanie wycieków jest ciągły monitoring poszczególnych stref czy gniazd poboru powietrza poprzez opomiarowanie i monitoring systemu sprężonego powietrza. Taki system może wskazać, że np. w danym gnieździe MONITOROWANIE I DIAGNOSTYKA pobierającym zwykle pewną ilość powietrza stwierdzasięnieuzasadnionyjegopobór.Wymagatodobrego zdefiniowaniaprzebiegówsieciorazokreśleniawidełek poborujakwprzykładziejednegozsystemówmonitoringu zamieszczonego na poniższej ilustracji – a dotyczącegokonkretnegogniazda. W przypadku takiego systemu monitoringu konieczne jest wspólne zdefiniowanie pomiędzy użytkownikiem i audytorem właściwych „widełek” parametrów umożliwiających zakwalifikowanie parametru wcelujegoakceptacjilubniepoprzezwskazaniepola zielonego,żółtegolubteżczerwonego. Prowadzenie systematycznych detekcji wycieków, raportowanieioznaczaniepunktówwyciekujestjedną zzasaddobrejpraktykiprodukcyjnej. W prezentacjach korzystam często z przykładu, który miał miejsce w rzeczywistości. W tym przykładzie dostawca sprężarek po dokonanych bezpłatnych pomiarach u użytkownika dokonał symulacji pracy w systemie sprężarki śrubowej zmiennoobrotowej i stwierdził, że przy możliwych dzięki niej oszczędnościachrzędu60–70tys.złnarokjejzakupzwróci się w ok. 31 miesięcy. Trudno z mojej perspektywy oceniać ten audyt, bo sprzedawca nie robił audytu zadarmo,bezinteresownie,bosumasummarumproponował użytkownikowi dostawę nowego urządze- nia za około 176 tys. zł. Moją uwagę zwróciło jedynie pewne niedopowiedzenie – że podczas analizy wynikówniezwróconouwagiużytkownikanafakt,że w czasie gdy nie było w zakładzie żadnej produkcji, sprężarkimimowszystkodostarczałyokoło8m3/min powietrza, z czym wiąże się strata energii na poziomie45kW! 17 MONITOROWANIE I DIAGNOSTYKA Styczeń-Luty 2012 Cociekawe–detekcjaiusuwaniewyciekówkosztowałookoło22tys.zł,cozwróciłosięw3,5miesiąca! I to wcale nie z tej części budżetu dotyczącej inwestycji. A przecież po usunięciu wycieków dobór sprężarkidonowychwarunkówmógłbybyćzupełnieinny. Ten użytkownik w rzeczywistości potrzebował mniejszejsprężarki.Zdążyłnaczaszdetekcjąwycieków,ale niewiele brakowało, zapłaciłby wysoką cenę za „bezpłatny”audyt. urządzeń mogących jedynie wskazywać fakt wycieku, chybażetomabyćjedyniecelembadań.Tyleżewtedy takiebadaniatotylkorzeczywiściedetekcjawycieków, ale jeszcze nie pomiary. Ta różnica jak sądzę została powyżejwyjaśniona. Niektóre detektory mogą na przykład służyć do pomiarów wycieku także innych gazów technicznych, również z możliwością wskazywania wartości straty wyrażonejwobjętościgazu,jegokoszcie,atakżerów- Praktyka to także stosowanie właściwych detektorów i roztropne przygotowywanie raportów. Raporty musząuwzględniaćwłaściweumiejscowieniemaszyny, jejzespołuorazpunktuwycieku. noważnikowi energii elektrycznej potrzebnej do jego produkcji. WielefirmwPolscejużtakpracuje.Prowadząsystematyczną detekcję wycieków wg mapy drogowej. Znam firmy, które w ten sposób zmniejszyły jednostkowepoboryenergiio40do90kW!Todobrapraktyka,pozwalaustalićnowewarunkibrzegowedozdefiniowania dobrego systemu nadrzędnego sterowania,doborunowejsprężarkialbodowyłączeniajednej z tych, które już się ma. Sądzę, że użytkownicy wolą miećjednąsprężarkęwyłączonąjakorezerwęniżbrak bezpieczeństwadostawpowietrza. Przykład raportu Identyfikacja sprzętu Umiejscowienie wycieku Odczyt [dB] Koszt wycieku [euro] Wielkość wycieku [litrach/min] Energia tracona w wyniku wycieków [kWh] Emisja CO2 równoważna straconej energii [g] Emisja NOx równoważna straconej energii [g] Emisja SOx równoważna straconej energii [g] 1 Maszyna 201 opaskawęża 7 30 155 46 1942 2234690 3244 8519 2 Maszyna 201 blokzaworu 5 73 480 143 6001 6906015 10024 26326 Nr punktu 18 WojciechHalkiewicz,[email protected] Ciśnienie w punkcie wycieku [bar] Jeszczekilkasłówodetektorach.Jakwidaćzzałączonegofragmenturaportu–trudnojestgoprzygotować, jeśli się nie ma możliwości zmierzenia siły sygnału ultradźwięku generowanego przez wyciek. Trudno również bez odpowiedniego oprogramowania przeliczaćwartośćsygnałuwdBnawartośćwycieku,stratę energii czy równoważników emisji gazów cieplarnianych.Przestrzegamwięcprzedpochopnymizakupami Styczeń-Luty 2012 MONITOROWANIE I DIAGNOSTYKA Co mówi olej Diagnostyka stanu technicznego maszyn przemysłowych na podstawie badań jakości i składu olejów smarowych z eksploatacji daje szerokie możliwości diagnostyczne służbom utrzymania ruchu. Damian Żabicki P rzekładnie, łożyska, pompy próżniowe oraz turbiny (gazowe, parowe, wodne) to tylko kilkaprzykładówzastosowańdiagnostykibazującejnaanalizieoleju.Napodstawiejakościoleju niejednokrotnie oceniany jest stan sprężarek (gazowych, chłodniczych, powietrza) i turbin (gazowych, parowychiwodnych). Niemawątpliwościcodotego,żeanalizaprzepracowanycholejówstanowiszybkie,azarazemskuteczne narzędzie zapobiegawcze w utrzymaniu ruchu. Monitoringstanumaszynybardzoczęstojestrozdzielanyna dwiekategorie.Pierwszaznichstanowianalizęśladowych ilości cząstek powstałych ze zużycia elementów silnikaluburządzenia,któresąprzenoszoneprzezolej. Druga kategoria obejmuje monitoring stanu maszyny woparciuowłaściwościfizyczneichemiczneoleju. Korzyści, jakie wynikają z systematycznej oceny oleju,jestwiele.Zjednejstronyzyskujesięoptymalizacjędziałaniaśrodkówsmarnych,azdrugiejmożliwość wczesnegowykryciausterki,acozatymidzie,zmniejszenie ryzyka wystąpienia nieplanowanych postojów maszyn.Tymsposobemzapobiegasięrównieżstratom finansowymfabryki.Niebezznaczeniapozostajeocena warunków pracy maszyny oraz wydłużenie okresu jej eksploatacji.Poprzezanalizyokreślanesąźródłapochodzeniazanieczyszczeńielementów,któreuległyzużyciu. Ocena jakości oleju niejednokrotnie stanowi narzędzie uzupełniające dla metod diagnostycznych, takich jak termowizja czy wibrodiagnostyka. W opinii Cezarego WyszeckiegozShellPolskafirmy eksploatujące pojazdy, maszyny i urządzenia z racji wysokich kosztów samych urządzeń oraz ewentualnych strat z tytułu ich przestojów dążą do wprowadzenia systemów, które pozwolą na jak najbardziej sprawną eksploatację. Jak zwykle w takich przypadkach kryterium wyboru zależy od przyjętej strategii, a tych może być kilka. Np. wyrywkowe badania stanu maszyny poprzez pomiar temperatury. Kombinacje: badanie oleju i termowizja lub najbardziej zaawansowane badanie oleju, termowizja i analiza widma drgań. Wybrana strategia powinna zależeć od rodzaju maszyny, parametrów, które mają wpływ na ocenę stanu urządzenia, środowiska pracy, możliwości technicznych przeprowadzenia badań i wielu innych czynników, które są związane ze specyfiką pracy konkretnego urządzenia. Z praktycznego punktu widzenia najbardziej efektywne jest stałe monitorowanie środka smarnego. Metoda jest prosta, a daje bardzo dużo informacji o oleju czy smarze, ale przede wszystkim o maszynie oraz jej aktualnym stanie i przebiegu zmian. Łatwo jest przy odpowiednim ustawieniu częstotliwości pobrań próbek obserwować trendy, a tym samym przewidywać i zapobiegać awariom. Przy systematycznym badaniu zapobiega się przypadkowemu mieszaniu różnych produktów (ludzkich błędów nie da się uniknąć), a tym samym, ewentualnym negatywnym skutkom poprzez wprowadzenie odpowiednich działań naprawczych. Warto dodać, że o wiarygodności wyników analizy w dużej mierze decyduje regularność przeprowadzanych czynności. Przyda się również elementarna wiedza, obejmująca zarówno skład oraz eksploatowanie środków smarnych, jak i materiały konstrukcyjne maszyn. Nie bez znaczenia pozostaje odpowiednie pobraniepróbki,atakżeodniesieniewynikówdowcześniejszychanaliz,któredotyczyłytejsamejmaszyny. Parametry poddawane analizie Podczas analizy oceniany jest wygląd oleju oraz jego barwa.Niebezznaczeniapozostajerównieżzawartość Patch test. Źródło: Ekspert 19 MONITOROWANIE I DIAGNOSTYKA Styczeń-Luty 2012 wody, która może świadczyć o nieszczelnościach układu smarowania. Ocenia się zawartość pierwiastków pochodzących z dodatków oraz tych cząstek, któresąskutkiemzużycia.Istotnąrolępodczasanalizy odgrywaliczbakwasowaizasadowa,zanieczyszczenia stałe nierozpuszczalne w oleju, lepkość kinematyczna (w temperaturze 40°C i 100°C), wskaźnik lepkości i zdolność do wydzielania powietrza. Poddaje się oceniezdolnośćdowydzielaniawody(deemulgowalność), skłonnośćdopienieniaorazanalitycznywskaźnikcząstekAWC.Tenostatniparametrjestokreślanynapodstawieobrazumikroskopowegowyizolowanychcząstek zanieczyszczeństałychzoleju.Tymsposobemzyskuje sięocenęstanumaszynyopartąnazależnościachempirycznych,któresąopracowanenapodstawiewielkości, ilościirodzajucząstekstałychznajdującychsięwbadanejpróbceoleju.Analizawymagarównieżocenyodporności na przebicie elektryczne, temperatury zapłonu, pozostałościpokoksowaniuorazklasyczystości. Analiza cząstek metalicznych Wspomniana już analiza cząstek metalicznych, które zawarte są w oleju, pozwala na ocenę zużycia części maszyn lub silników. Stanowi ona podstawę analiz olejowych w monitoringu maszyn i wykrywaniu wnichusterek.Polezatemdopopisudlaspektroskopiijakotechnikijakościowejiilościowejocenycząstek woleju.Podkreślasięefektywnośćtegonarzędziaibardzo szybkie wykrywanie niewłaściwego wzrostu cząstekmetali,którepochodzązezużycialubzanieczyszczenia elementów maszyn. Dzięki spektrometrycznej analizieolejumożebyćwykrytezużycie,atakżerozregulowanie lub uszkodzenie łożysk ślizgowych, czy też elementówmocujących.Tensposóbdiagnostykimożna zastosować również do przekładni, a w szczególnościdowykrywaniaichzużycialubtarcia.Spektroskopiaprzydasiętakżeprzydiagnostycecylindrówtłokowych oraz wykrywaniu ich zarysowań, wżerów (również ścian tłoków). Można więc zdiagnozować stan bliskiawariiorazkolejneuszkodzenia.Niebezznaczeniapozostajemożliwośćwykrywaniazużycialubtarcia łożyskpoprzecznych.Ważnejestzastososowaniespektroskopiiwwykrywaniuusterekistanówzużyciawsilnikachspalinowych.Chodziprzedewszystkimouszkodzeniacylindrówsilników,pierścienitłokowych,pinów tłoków,świec,sprężynzaworówlubluzówpopychaczy. W opinii Janusza Tomana z firmy Ekspert idealnie jest, kiedy pierwsze analizy olejowe wykonywane są w momencie uruchomienia nowej maszyny. Niestety mało kto to robi, ponieważ prawie wszyscy uważają, że skoro maszyna jest na gwarancji, to jej stan jest problemem producenta, który z kolei zabezpiecza się, nakazując wymianę oleju po określonej liczbie motogodzin, bez względu na jego stan. No cóż, tak czy inaczej zaczynać trzeba od oceny stanu bieżącego maszyny. Służą temu kompleksowe analizy olejowe, w których skład 20 wchodzą następujące badania oleju: lepkość w 40oC, liczba kwasowa, zawartość wody, klasa czystości, całkowita wagowa zawartość zanieczyszczeń na membranie 0,45 μm, widmo spektrum w podczerwieni (FTIR) oraz zawartość pierwiastków. Można oczywiście badać jeszcze całe mnóstwo parametrów, ale te wymienione uważane są z jednej strony, za podstawowe, a z drugiej za całkowicie wystarczające. Nie wszystkie badania muszą być wykonywane z tą samą częstotliwością. Badania: lepkości, zawartości wody, zanieczyszczenia (wagowo i klasa czystości) oraz pierwiastki należy wykonywać raz na kwartał. Liczbę kwasową wystarczy zbadać co 6 miesięcy, a FTIR raz na rok. Bardzo ważnym i najwięcej mówiącym parametrem jest wynik badania całkowitej zawartości zanieczyszczeń na membranie 0,45 μm. Procedurę tego badania określa norma PN EN 12662. Dziwnym zbiegiem okoliczności jest on w polskich firmach bardzo rzadko badany, a jeżeli już, to prawie wyłącznie w olejach turbinowych, przeważnie pracujących w turbinach gazowych, czasami w olejach sprężarkowych. Prawie w ogóle nie poddaje się temu badaniu olejów hydraulicznych, maszynowych i przekładniowych. Dziwne jest to, dlatego że jest to parametr, który najpełniej określa stan oleju oraz maszyny. Zestawienie badań prowadzonych przez 20 lat w czeskich fabrykach pokazało jednoznaczną zależność pomiędzy wagową zawartością zanieczyszczeń a liczbą awarii maszyn. Spadek wagowej zawartości zanieczyszczeń na membranie 0,45 μm zawsze przekłada się na spadek liczby awarii maszyn. Takiej jednoznacznej zależności nie stwierdzono w odniesieniu do klas czystości oleju ISO4406 i NAS1638), a to pewnie dlatego, że obejmują one tylko większe (> 4 μm) zanieczyszczenia. Równocześnie stwierdzono, że ilość awarii maszyn radykalnie spada, jeżeli wynik badania wynosi < 5 mg/kg. Połączenie tego badania z wizualną oceną membrany Testy membranowe Źródło: Ekspert MONITOROWANIE I DIAGNOSTYKA Styczeń-Luty 2012 poszczególnych parametrów oraz diagnozę globalną. Czym jest diagnoza globalna? Stanowi ona rezultat wielu obliczeń. Są więc porównywane wszystkie charakterystykizwartościamikryterialnymiorazwszystkie charakterystyki z wynikami badania poprzednich próbek. Ważnym elementem obliczeń jest analiza wszystkich dotychczasowych diagnoz stawianych dla podzespołów tego samego typu maszyn czy układów o tej samejkonstrukcji.Dodatkowouwzględnianesąspecyfikicharakterystycznedlaokreślonejbranżyprzemysłu. Możetobyćnaprzykładzapyleniewprzemyślewydobywczym. Wszystkie raporty są oznaczone kolorami. Koloremzielonymoznaczanajestpoprawnośćmaszyny. Ostrzeżenie stanowiące wymóg wzmożonego monitorowaniamaszynyoznaczonejestkolorempomarańczowym. Za pomocą barwy czerwonej sygnalizowane są poważneproblemy,którewymagająszybkiejreakcji. Jak podaje Cezary Wyszecki, na przykładzie usługi LubeAnayst można łatwo przeanalizować możliwości i korzyści, jaki daje diagnostyka oparta na analizie oleju. Najważniejszą sprawą jest oczywiście dobranie najbardziej właściwego pakietu testów i ewentualnych dodatkowych opcji. W Shell LubeAnalyst dostaje się długą listę dostępnych pakietów przeznaczonych do badania środka smarnego w zależności od jego rodzaju. pozwala dodatkowo na określenie stopnia zużycia oleju, a jeżeli membranę pod 50-krotnym powiększeniem obejrzy mechanik, to jest on w stanie z dużym prawdopodobieństwem określić źródło zanieczyszczeń, a nawet przewidzieć awarię konkretnego elementu maszyny. Co na rynku System badań laboratoryjnych o nazwie Anac Indus (pierwotnie Lubiana) z oferty firmy Total oparty jest na zależności pomiędzy stanem jakości oleju i czasem jegopracywmaszynieastanemtechnicznymmaszyny wczęści,którastykasięzolejem.Woparciuotezależności, opracowane jako modele matematyczne, możliwajestocenaaktualnegostanumaszynyorazopracowaniejegoprognoz.Tymsposobemprzyuwzględnieniu dodatkowych czynników można przewidzieć awarię.Należyzwrócićuwagęnafakt,żekażdemurodzajowimaszynyikażdemurodzajowioleju,któryobjęty jest systemem Anac Indus, przypisano wartości kryterialne charakterystyczne dla każdego parametru. Stąd też interpretacja wyników uzyskiwana jest na podstawie wyników badania oraz ustalonych wartości kryterialnych. Użytkownik maszyny zyskuje natomiast propozycje konkretnych działań zapobiegawczych. W systemieprzewidzianodwapoziomydiagnozy,czyliwyniki L34 Ilo!" zanieczyszcze# w oleju Ilość zanieczyszczeń w oleju mg/kg 180 166 152 160 140 124 115 120 103 100 97 94 93 89 100 81 80 81 80 76 70 67 80 64 53 52 60 40 37 36 32 26 40 15 10 10 12 8 20 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 1200 760 585 185 33 35 39 0 75 15 20 10 105 50 40 90 15 50 30 20 20 50 20 10 160 300 190 31 20 30 20 200 35 70 0 95 10 0 35 45 400 365 290 395 240 390 600 220 265 165 90 100 160 170 800 665 520 min 1000 55 115 175 1400 1120 1300 1370 Przestoje maszyn 1600 0 1 Źródło: Ekspert 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 KLEENTEK 29 37 41 43 45 47 49 ELC 51 53 21 MONITOROWANIE I DIAGNOSTYKA Styczeń-Luty 2012 Membrana x50. Źródło: Ekspert Inny do olejów hydraulicznych, a inny do olejów przekładniowych czy silnikowych. Ważnym elementem tej układanki jest rozpatrzenie potrzeby dodatkowych opcji, np. ze względu na zanieczyszczenie w środowisku pracy. Konieczne może się wtedy okazać okresowe badanie pienienia, a w przypadku silników lub przekładni wyliczenie wskaźnika lepkości. W podjęciu właściwej decyzji pomoże konsultacja z działem technicznym Shell Polska. Drugim strategicznym punktem jest częstotliwość badań. Jeśli urządzenie jest strategiczne, to wtedy badania muszą być wykonywane w stałych interwałach z założeniem skrócenia czasów w przypadku pogorszenia się stanu oleju lub maszyny, czy też zbliżania się do momentu wymiany zalecanej przez producenta urządzenia. Ostatnie badanie tuż przed wymianą zawiera ważne informacje. Jeśli parametry są zadowalające, to można się pokusić o wydłużenie czasu eksploatacji oleju, a tym samy obniżyć koszty. Jeśli jednak okaże się, że wyniki znacznie odbiegają od norm, to dzięki analizie pierwiastków, klasy czystości i innych parametrów opisujących stan oleju możemy zdiagnozować, czy ewentualnym powodem tego jest stan maszyny, np. duże zużycie łożysk objawiające się wzrostem obecności niektórych metali, czy stan oleju. W tym drugim przypadku może być wymagane przeanalizowanie, czy w układzie jest właściwy środek smarny lub czy należy skrócić czas pracy oleju. W raporcie od Shell LubeAnalyst użytkownicy otrzymują komentarz do wyników. Przyrząd o oznaczeniu TBS2100E-F firmy Tannas toautomatycznylepkościomierz,pozwalającynaocenę lepkości dynamicznej oleju w wysokiej temperaturze przy dużej prędkości ścinania. Przyrząd jest w stanie mierzyćmomentpotrzebnydoobroturotorawstożkowymstatorzeoszczelinie3,5µm.Dziękiregulowanej prędkości obrotowej silnika zyskuje się szybkość ścinaniamieszczącąsiępomiędzy50tys.a7mlnsek-1. Urządzenienabyćmożnawwersjiręcznejlubautomatycznej, gdzie sterowanie bazuje na komputerze PC. Opcjonalniezastosowaćmożnapodajnikpróbek. ModelSpectroilMzofertyfirmySpectroPolandto spektrometr emisyjny bazujący na technice rotorowej 22 spektrometrii emisyjnej. Jako korzyści wynikające ze stosowania tego urządzenia wymienia się przede wszystkim możliwość analizy pierwiastkowej olejów, a także smarów, paliw oraz płynów chłodniczych bez przygotowaniapróbki. Ferrograf T2FM (tego samego producenta) umożliwiaprzeprowadzanieanalizcząstekzawartychizanieczyszczeń w zużytych olejach. Wyniki analizy, czyli ferrogramy, mogą być zapisane w pamięci komputera.Rozmiarcząsteczekorazukładicharakterystyka powierzchni ferrogramu pozwalają na określenie typu zużyciamaszyny. Z myślą o silnikach spalinowych Napodstawieolejumożnauzyskaćwieleinformacjina temat silników spalinowych. Istotną rolę odgrywają więcdaneozawartościwoleju:sadzy,wody,paliwa. Zbyt wysoki poziom sadzy w oleju może świadczyć ozłychustawieniachsilnika.Jeżeliwolejustwierdzono nadmiernąilośćwody,należysprawdzićukładchłodzenia. Informacje wejściowe do diagnostyki stanu technicznego silnika spalinowego stanowi również zawartość żelaza lub aluminium. Paliwo zawarte w oleju może wskazywać na konieczność wymiany filtra paliwa.Narynkudostępnesąspecjalnetestery,dzięki którym możliwe jest samodzielne wykonanie wstępnejanalizyoleju.Jednakroplaolejusilnikowegoprosto zmiarki,umieszczonanaspecjalnejtabliczcetestowej, daje pierwsze wskazania już po 45 minutach. Ostateczny wynik otrzymywany jest maksymalnie po 10 godzinach.Testmożebyćprzeprowadzonywodniesieniuzarównodosilnikówbenzynowych,jakiDiesla. Podsumowanie Istotnym elementem analizy jest odpowiednie pobraniepróbek.Towłaśnieodnichzależywdużejmierze wiarygodnośćwynikówibezbłędnainterpretacjastanu maszyny. Pamiętać więc należy o wyborze odpowiedniegomiejscapobieraniapróbek.Musibyćonoreprezentatywne w kontekście całego układu smarowania. Miejsca poboru próbki nie może stanowić dno zbiornika lub inne miejsce, w którym gromadzą się osady. Ważnejest,abykolejnepróbkibyłyzawszepobierane ztegosamegopunktuzuwzględnieniemidentycznych warunków pracy maszyny. Podczas poboru próbki pamiętać należy, by naczynie, gdzie będzie zgromadzona próbka, było czyste. Z przewodu powinny najpierwspłynąćwszystkiezanieczyszczenia.Istotnejest, aby próbki były pobrane podczas pracy maszyny lub bezpośredniopojejzatrzymaniu.Miejscepoboruoleju powinnoznajdowaćsięprzedfiltrem. Nie ma wątpliwości co do tego, że podczas analizy istotny jest czas, tym bardziej jeżeli próbka przesyłanajestdolaboratorium.Wynikibadaniarównież, możliwie najszybciej, muszą trafić do osób odpowiedzialnych za maszyny w fabryce. Kluczową kwestię Styczeń-Luty 2012 stanowi bowiem zainicjowanie odpowiednich działań zapobiegawczych. Jak twierdzi Dariusz Lemke z firmy ADNF, w klasycznym układzie pracy oleju w maszynie do niedawna schemat wyglądał następująco: zakup środka smarowego, potem jego praca, oparta na wymaganej liczbie godzin, następnie wymiana substancji smarującej, po czym utylizacja. Układ taki funkcjonował i w wielu wypadkach funkcjonuje do dzisiaj. Z czasem rolę zaczynały odgrywać rozmaite czynniki, pozwalające przesuwać czas wymiany, w tym główny – ekonomiczny. Wielu użytkowników zaczęło sobie zdawać sprawę, że używając pewnych rozwiązań, z powodzeniem mogą wpływać na stan używanego środka smarowego, a co za tym idzie, wynosić bezpośrednie korzyści dla kondycji oleju, maszyny, i finalnie – dla samej firmy, w postaci niebagatelnych oszczędności. Aby taki układ funkcjonował poprawnie, trzeba jednak spełnić kilka podstawowych warunków: • zakup oleju o ustalonej renomie, od sprawdzonego dostawcy, • otrzymanie atestu i karty MSDS wraz z dostawą, • właściwe napełnienie systemu smarowniczego, • właściwe przechowywanie środka olejowego – mogą być potrzebne dolewki, • opieka nad systemem smarowniczym – regularne sprawdzanie uszczelnień, • kontrola temperatury pracy, wymiana filtrów, czystość zbiorników, • niedolewanie innego oleju poza tym, który jest do tego przeznaczony, • stosowanie wyżej wymienionych rozwiązań (okresowe filtracje) oraz okresowe badania oleju, nie tylko dla określenia parametrów podstawowych, ale również wartości dodatkowych. O ile pięć pierwszych podpunktów jest stosunkowo oczywistych, to ostatnia pozycja zostanie przeanalizowana nieco dokładniej. Każda maszyna wyposażonajestwewłasnyukładfiltracji.Zregułypracują onezgodniezwymaganiamiproducentamaszyny.Jeśli w trakcie badań zanieczyszczenia przekroczą dopuszczalny poziom, a wpływa to na przyspieszenie procesu starzenia się oleju, w efekcie szybsze zużywanie się współpracujących ze sobą podzespołów, wskazane jest dodatkowe filtrowanie, np. agregatami bocznikowymi.Wzrastaprzytymklasaczystościoleju.Wwielu wypadkachtakieczynnościprzynosząwymiernekorzyści. Po przepracowaniu określonej liczby godzin, tuż przed planowaną wymianą, użytkownik, chcąc uniknąć kosztów z nią związanych lub tylko dla poszerzenia swojej wiedzy o oleju i maszynie, powinien zlecićbadaniepróbekśrodkasmarującego.Poborempróbekpowinienzająćsiępracownikfirmydostarczającej środkismarowe.Trzebateżzaznaczyć,żeniestetyistniejegrupaklientów,którawymagaodserwisuwręcz dokonywania cudów. Nie wkładając nawet minimum MONITOROWANIE I DIAGNOSTYKA opiekinadmaszynamiiśrodkamismarowymi,żądają bowiem rzeczy niemożliwych do wykonania. Co więcej,posuwającsiędopróboszukiwanianatemattego, coznajdujesięwmaszynieiwjakichwarunkachpracował olej. Tego typu praktyki są wyłapywane przez serwis,wsumieprzynoszączlecającemubadaniasporą dawkę wstydu. Pobiera się je do specjalnych pojemników i opisuje zgodnie ze stanem faktycznym, typ maszyny,liczbaprzepracowanychgodzin,typolejuitp. Próbkitesąnastępnieprzekazywanedowyspecjalizowanego laboratorium, gdzie się je bada pod wieloma aspektami.Wartotutajzaznaczyć,żeróżnicafinansowa pomiędzybadaniempodstawowymazaawansowanym jest niewielka, tak więc warto zdecydować się na to drugie.Wynikitakichbadańpotrafiądostarczyćwielu, czasami kluczowych informacji o stanie oleju i części maszynyznimwspółpracujących. Jeśli np. otrzymaliśmy olej o określonych parametrach–lepkościijejwskaźnika,zawartościwody,czy też samego wyglądu, a zmieniły się one diametralnie, to możemy założyć, że dzieje się coś niepokojącego. Na przykład z uszczelnieniami układu chłodzenia,jeślitakistansiębędzieutrzymywał,możedojść dopoważnejawarii.Jeśliwskaźniklepkościspadłdużo poniżej normy, rozłożeniu uległy wiskozatory/dodatki poprawiającewłaściwościlepkościowo-temperaturowe, to olej przestaje spełniać swoje podstawowe funkcje. Jeślispadeksamejlepkościjestdośćznaczny,tomożna wnioskować, że olej pracuje w za wysokiej temperaturzealbonaprzykładdolanodoniegoobcesubstancje.Jeślibadanapróbkazostałarównieżzbadanapod kątem zawartości pierwiastków metali i wykazuje ich ponadnormatywną zawartość, można założyć, że ścierającesięzesobąelementymetalowezużywająsięza bardzo.Zanieczyszczeniamogąosiągnąćwysokipoziom i problem gotowy. Jak widać, z wybranych parametrówmożemyjużwysunąćwstępnewnioski,żeznaszą maszynąipracującymwniejolejemdziejesięcośniedobrego. Rzecz jasna, co klient to inna sytuacja, ale podstawywszędziepowinnybyćtakiesame.Właściwa kontrola pracy i odpowiednie reagowanie na pojawiające się sygnały może uchronić użytkownika przed poważnymiikosztownyminaprawami.Zyskujesięteż oszczędnośćniemałychkwot,wynikającychzwydłużonych wymian. Oczywiście chodzi tu o klientów świadomych i odpowiedzialnych. Bo jest i druga strona medalu.Niebezpiecznejestprzeciąganiewnieskończonośćsamejwymiany,processtarzeniaolejumożezajść takdaleko,żejegowłaściwościfizykochemiczneulegną nieodwracalnej degradacji. Rolą serwisu jest również przestrzeganieprzedtegotypupraktykami. Podsumowując, monitoring pracy maszyny i medium w nim pracującego należy do najważniejszych zadań działów utrzymania ruchu oraz szerokiej współpracy z dostawcą, zarówno w kwestii produktów,jakioferowanychusług. 23 MONITOROWANIE I DIAGNOSTYKA Styczeń-Luty 2012 Dobór kamery termowizyjnej Dziś łatwiej wymienić, gdzie nie ma zastosowania termowizja, niż miejsca, w których można ją wykorzystać. Kamery termowizyjne są wykorzystywane w przemyśle głównie przez działy utrzymania ruchu do oceny prawidłowego funkcjonowania: instalacji elektrycznych, urządzeń mechanicznych (łożyska, pasy transmisyjne itp.), pokryć ogniotrwałych. Na co zatem warto zwrócić uwagę, decydując się na kupno kamery? Bohdan Szafrański K ontrola pracy układów elektrycznych i urządzeń mechanicznych wykorzystuje fakt, że w większości przypadków uszkodzeń występujelokalnywzrosttemperatury,naprzykład w obwodzie elektrycznym może być to spowodowane luźnymi połączeniami, a w przypadku urządzeń mechanicznych zużytymi łożyskami. Poprzez obserwację wzorcówciepładanychkomponentówstosunkowołatwo wykryć nieprawidłowości i co też ważne, ocenić ichwagę.Pozwalatopodjąćdziałaniaprewencyjneobsługowo naprawcze, zapobiegając tym samymnieplanowanymprzestojom.Zaletą termografii jest to, że pozwala operatorowi kamery na badanie urządzenia w czasie pracy pod pełnymobciążeniem. Różnorodność sprzętu wykorzystującego promieniowanie IR może wprowadzać w błąd. Na pewno trzeba oddzielić kamery cieplne od kamer termowizyjnych. Kamery cieplne nazywane również wizualizatorami lub pasywnymi urządzeniami nocnymi, służą tylko do rozpoznawania obiektów i osób w ciemności. Kamera termowizyjna po skalibrowaniu może wykonać pomiar temperatury obserwowanego obiektu. Przy pomiarze kamerą termowizyjną otrzymujemy informaŹródło: FLIR cję tylko o temperaturze, jaka jest na powierzchni obiektu, aniewjegownętrzu.Właściwe wykorzystanietejnowejtechniki 24 w praktyce wymaga zrozumienia praw, jakie rządzą promieniowaniem podczerwonym. Trzeba pamiętać, że promieniowanie obiektów rzeczywistych różni się od promieniowania ciała doskonale czarnego o tej samej temperaturze. Dwa obiekty wykonane z materiałów o różnej emisyjności (i odbijalności) pomimo tej samej temperatury będą dawały inne odczyty. Na przykład przy badaniu powierzchni wypolerowanych, gdziesamoodbiciesylwetkiosobywykonującejpomiar (widziane w podczerwieni, niekoniecznie musi być widzianewizualnie)wpewnychsytuacjachmożezmieniaćotrzymanywynik. Potencjalni użytkownicy oczekują wskazania najlepszej dla nich kamery, przy czym cena jest znaczącym elementem wyboru. Różnorodność podawanych przezproducentówparametrówisposobuichpomiaru dodatkowoutrudniaporównanieoferowanychmodeli. Obsługakamerytorównieżzwracanieuwaginawpływ czynników zewnętrznych, jak też na przykład dobór odpowiedniejpaletybarwdorodzajupomiaru. MarcinSztenkezfirmyTechmadex,któraod14lat świadczy usługi w zakresie termowizji i jest przedstawicielem producenta kamer firmy InfraTec, podkreśla,żeprzyzakupiekamerynależydokładnieokreślić, jakie obiekty i z jakiej odległości zamierzamy badać i odpowiednio do tego dobrać (albo pod tym kątem oceniać)obiektywy.Obiektywirozmiardetektoramają zasadnicze znaczenie przy późniejszym interpretowaniuwyniku.Wprzypadkuusterekurządzeńelektrycznych źródło ciepła jest zazwyczaj niewielkie i to, czy zmierzymy średnią temperaturę obszaru o rozmiarach 5x5 cm, czy 1x1 cm ma zasadnicze znaczenie przy ocenie stanu urządzenia i stopnia zagrożenia. Ważne według niego jest obliczenie najmniejszego rozpoznawalnegopunktu(IFOV)orazpolawidzenia(FOV)przy znanej wielkości detektora oraz parametrach obiektywów. Z pomocą przychodzą tu kalkulatory online umożliwiające dobranie zestawu matryca i obiektyw. Styczeń-Luty 2012 Źródło: Fluke Jak przypomina, kamera musi mieć dane kalibracyjne dla danego obiektywu. Łatwość wymiany i rozpoczęcia pracy z nowym obiektywem ma ogromne znaczeniewwarunkachpracywprzemyśle.Zachęcakażdego rozważającego zakup kamery do przetestowania oprogramowania w zakresie: stabilności, wygody obsługi, możliwości dostosowania programu do indywidualnych potrzeb, możliwości analizy, skorygowania obrazów,łatwościiszybkościtworzeniaraportów,atakże – co często jest pomijane – możliwości złożenia kilku obrazów w jeden radiometryczny obraz nadający się do dalszej analizy. Marcin Sztenke sądzi, że przecenia się wyposażenie dodatkowe, np. wielkość obrazu z aparatu fotograficznego, ale w przypadku badania urządzeń elektrycznych, mechanicznych rurociągów, liczbapunktówcharakterystycznychjesttakogromna, aobraztermicznytakwyraźny,żeniewartotracićna toczasuwtrakciebadania.Ponadto,mimozastosowania lamp doświetlających, fotografie są z reguły marnejjakości.Wwarunkachprzemysłowychbardzoczęsto jest ciemno, wąsko i do tego unosi się pył, który kompletnie zaciemnia obraz wykonany wbudowanym wkameręaparatem. Równieżużytkownicyprzeceniająpotrzebęanalizowaniaobrazuwtrakciebadania.Dodawaniepunktów, pól, profili podczas pracy z przenośną kamerą mija się z celem. Na pewno, jeśli kamera stoi na statywie ianalizowanyjestobrazzmieniającysiętylkowzakresierozkładutemperatur,tojesttoważne,alepodczas badania na pewno nie potrzebujemy 4 punktów różnicymiędzynimiitd.Towszystkomożnapóźniejprzeanalizowaćwoprogramowaniu. – Ważne jest określenie celu, jaki ma spełniać kamera, czy ma to być proste urządzenie dla służb utrzymania ruchu, czy przyrząd do kontroli skomplikowanego procesu produkcji – twierdzi Łukasz Baran. Znaczącywtakiejsytuacjimożebyćjedenzgłównych parametrów kamer, rozdzielczość matrycy IR. Minimalną wartością, faktycznie użyteczną, jest według niegoobecnie160x120pikseli.Wpełniwystarczający MONITOROWANIE I DIAGNOSTYKA parametrdlasłużbutrzymaniaruchu.Domonitoringu bardziej skomplikowanych, wymagających większej dokładności zastosowań zalecany jest zakup kamery zwiększąrozdzielczością.Jakoprzykładtakiejkamery podajeKT-384firmySonel(384x288pikseli),wtym przypadkupomiarjestwykonywanyw110592punktach jednocześnie. Ważne jest to, żeby kamera była w pełni radiometryczna, a podawana rozdzielczość byłarozdzielczościąfizycznąmatrycyIR,anierozdzielczościąinterpolowaną. Popularne kamery termograficzne projektowane są na zakresy promieniowania, które są najmniej absorbowaneprzezpowietrze.Innetypykamermogątozjawisko wykorzystywać do wykrywania obecności niektórych gazów. Jako przykład takich kamer Gabriel MiczkazfirmyGabrielMiczkaPrzedsiębiorstwopodaje modeleFLIRSystemsGF306iGF320. Historia termowizji Niewidoczne dla nas promieniowanie podczerwone odkrył ok. 1800 r. astronom William Herschel. Termiczne urządzenia do przetwarzania obrazu zostały po raz pierwszy opracowane dla celów wojskowych. Według Bullard Thermal Imaging, w latach 1950 i 1960 Texas Instruments, Hughes Aircraft i Honeywell opracowały pojedyncze detektory do skanowania obrazów w podczerwieni. W 1970 r. firmy Philips i English Electric Valve (EEV) opracowały czujniki piroelektryczne. Wykorzystała je w urządzeniach brytyjska Royal Navy do gaszenia pożarów na pokładach statków. Firma Raytheon w 1978 r. opatentowała ferroelektryczne czujniki podczerwieni wykonane z wykorzystaniem strontu i tytanianu baru (CEST). Przełomem technologicznym było rozpowszechnienie w połowie lat 90. minionego wieku technologii (opracowano czujniki mikro-bolometryczne), w której niepotrzebne było schładzanie czujników. Pozwoliło to wprowadzić termowizję do powszechnego użytku. W kamerach o najwyższych parametrach wykrywalności i rozdzielczości termicznej stosuje się matryce kriogeniczne. W procesie obrazowania w termografii wykorzystuje się pasmo średniej podczerwieni o długości fali od ok. 0,9 do 14 μm. Przy czym adsorpcja promieniowania przez atmosferę jest najmniejsza w paśmie 8,0 – 14 μm. Obecnie używa się powszechnie systemów niechłodzonych z czujnikami promieniowania IR wykonanymi z amorficznego krzemu i tlenku wanadu. Jeśli chodzi o urządzenia stosowane do badania widma promieniowania podczerwonego, są nimi kamery termowizyjne. Za pioniera i lidera w produkcji tego typu urządzeń uznaje się szwedzką firmę FLIR System. Jednak popularyzacja nowych technologii pozwoliła wielu innym firmom zaoferować swoje produkty na rynku. Równocześnie, przy coraz lepszych parametrach ceny kamer termowizyjnych systematycznie spadają. 25 MONITOROWANIE I DIAGNOSTYKA Styczeń-Luty 2012 wykonywaniudużejliczbyzdjęćpodobnych,powtarzającychsięobiektów. Zastosowania Źródło: Flir Według Mirosława Mutera z firmy Testo użytkownicy nie zwracają dostatecznej uwagi na jakość optyki, w tym np. wielkość obiektywu. Im większa średnica soczewki, tym lepiej, szczególnie jest to ważne przy kamerach „z wyższej półki”. Zwraca tu uwagęnadodatkowąfunkcjęwkamerachTesto,jaką jest SiteRecognition – automatycznego rozpoznawania miejscpomiarowychiautomatycznejalokacjizdjęćdo odpowiednich folderów w pamięci – przydatną przy GabrielMiczkatermografiąwelektrycezajmujesięod 1997 r. Firma wykonuje audyty elektroenergetyczne i budowlane. Korzysta z 7 kamer termograficznych, odmodelizroku2004donajnowszychzroku2011. Podstawowa zasada systemu oceny usterek elektrycznych wykrytych techniką termograficzną to porównanie temperatur. Temperatura jako temperatura prawidłowo działającego aparatu musi korespondować z trzema temperaturami odniesienia, takimi jak: temperaturapowietrzaotoczenia,temperaturapodobnego aparatuopodobnymobciążeniuidopuszczalnąmaksymalnątemperaturąpracyaparatu. Paweł Rutkowski z Przedstawicielstwa Handlowego firmy FLIR zwraca uwagę na rozwijającą się rodzinę zastosowań technologii termowizyjnej, jaką jest wykrywanie gazów. W zasadzie każdy przemysł wykorzystuje jakieś gazy. Aktualne możliwości technologiczne pozwalają na redukcję niekontrolowanej emisjidoatmosferygazówwęglowodorowych(metan, etan, propan, butan, LPG itd.), amoniaku, gazu SF6 (negatywnie wpływający na atmosferę) czy tlenku Rynek systemów termowizyjnych Firma badawcza Research and Markets opublikowała w połowie 2011 roku badania rynku urządzeń i systemów termowizyjnych wykorzystujących technologie czujników niechłodzonych. Według tych ocen w 2016 r. liczba urządzeń termowizyjnych do zastosowań komercyjnych w: monitoringu, motoryzacji i termografii osiągnie ponad 1 mln sztuk. Rynek kamer termowizyjnych staje się rynkiem masowym, kilku graczy rozwija swoją ofertę (FLIR, Opgal Optronic) lub wchodzi w ten biznes (DRS, SCD, Electrophysic-Ulis, Lumasense ITC, NEC Avio). FLIR, pionier i lider rynku niechłodzonych kamer IR na rynku komercyjnym, w latach 2010–2011 kontynuował wzrost i dodatkowo przejął spółki Raymarine i ICX. Kluczowym czynnikiem jest jednak technologia detektorów mikrobolometrycznych, które dominują wśród niechłodzonych detektorów podczerwieni, a ich koszt spada o ok. 15% rocznie. Jeśli chodzi o technologię, to specjaliści z firmy Research and Markets przewidują, że tlenek wanadu (Vox), obecnie dominujący materiał używany w detektorach mikrobolometrycznych, może być zastępowany przez aSi, materiał na bazie krzemu tańszy i łatwiejszy w produkcji. Pojawiają się też nowi producenci tego typu 26 czujników, jak chińska firma Magnity. Research and Markets zauważa też takie tendencje w rozwoju technologii, jak: integracja z 3D, zmniejszenie rozmiaru pikseli czujników, czy też nowe funkcje w oprogramowaniu. W Polsce najpopularniejsze marki kamer to produkty firm FLIR Systems, Fluke oraz Testo i jedyny nasz krajowy producent – Vigo System. Działa też kilkudziesięciu dystrybutorów. Jak uważa Łukasz Baran, specjalista ds. rozwoju produktów w firmie Sonel, rynek kamer w Polsce rozwija się, kamery stają się coraz bardziej przystępne cenowo, stąd rozszerza się ich zastosowanie. Ponadto coraz więcej firm opierających do tej pory pomiary termowizyjne na pirometrach, decyduje się na zakup prostszych, ale zarazem tańszych kamer termowizyjnych. W ten sposób wiele zyskują, zamieniając jeden uśredniony wynik punktowego pomiaru na nawet kilkanaście tysięcy pomiarów pirometrycznych badanego obszaru, wykonanych jednym kliknięciem. Sądzi, że w przemyśle powoli normą staje się to, iż niemal każde znaczące przedsiębiorstwo jest zainteresowane posiadaniem kamery termowizyjnej, przynajmniej w służbach utrzymania ruchu, obiektu lub dla monitoringu i kontroli procesów produkcji. Styczeń-Luty 2012 Nowości W tak dynamicznie rozwijającym się technologicznie segmencie jest wiele nowości. Warto zwrócić uwagę na najtańszą serię kamer termowizyjnych firmy FLIR Systems, modele FLIR i3, i5 oraz i7. Są to dobre zamienniki powszechnie stosowanych pirometrów. Pirometr daje uśredniony pomiar z powierzchni, tym większej, im dalej stoimy od obiektu (jedna uśredniona wartość cyfrowa, np. 25°C), podczas gdy kamery oferują odpowiednio 3600, 6400 czy 14 400 punktów pomiarowych, umożliwiają także obraz rozkładu temperatury na powierzchni badanego obiektu. Natomiast Fluke Corporation wprowadziła na rynek nową serię kamer termowizyjnych P3. Nowe modele są specjalnie przystosowane do pracy w najtrudniejszych warunkach i mają prosty w obsłudze interfejs sterowany jedną ręką. Zakres pomiarowy temperatury modeli Ti wynosi od -20ºC do 600ºC (od -20ºC do 150ºC w modelach TiR). Kamery mają funkcję alarmu koloru wysokiej temperatury do zastosowań przemysłowych oraz alarmu koloru temperatury punktu rosy (niskiej temperatury), niezbędny przy pomiarach budynków. Wszystkie modele rejestrują notatki głosowe. Mirosław Muter jako aktualne nowości firmy Testo podaje kamery testo 885 i testo 890 oraz nowe funkcje do starszych, w tym już użytkowanych kamer, np. funkcja SuperResolution. MONITOROWANIE I DIAGNOSTYKA węgla (CO), który stanowi duże zagrożenie dla istot żywych. Popularnekamerytermograficzneprojektowanesą na zakresy promieniowania, które są najmniej absorbowane przez powietrze. Inne typy kamer mogą to zjawisko wykorzystywać do wykrywania obecności niektórych gazów. Jako przykład takich kamer Gabriel Miczka podaje modele FLIR Systems GF306 iGF320. Podsumowując, jak mówi Paweł Rutkowski, należy zwrócić uwagę na fakt, że największe korzyścidajezastosowanietermografiidobadańkategorii urządzeń,takichjak:wyposażeniespecjalne,którego przestójpowodujewysokiestratywprocesieprodukcji, urządzenia średniego i wysokiego napięcia, których awaria może spowodować katastrofalne skutki odużymzasięgu,starszeurządzenia,którenieprzechodziły regularnych przeglądów, urządzenia pracującewobszarachsilnychwibracji(drgań),awięcte, które szczególnie narażone są na utratę styczności połączeń. Gdziewartoszukaćoszczędności,agdzienie?Jak sądzi Marcin Sztenke, np. w zakresie pomiarowym. Zakrespomiarowykamerypodzielonynajestnakilka podzakresów.Producencikamerzalecająkalibrowanie kamer co 2 lata. Każdy podzakres jest kalibrowany osobno i osobno się za to płaci. Mniejsi producenci sąwstaniedobraćzakrespomiarowykamerydokładniepodpotrzebyodbiorcy.Równieżjegozdaniemnietypowe akumulatory i ładowarki to źródło wyższych kosztów. Z kolei Mirosław Muter radzi kupować kamery wraz z docelowym wyposażeniem – w komplecietaniej. ZOBACZ WIĘCEJ NIŻ INNI Oferujemy: • kamerytermograficzne • kamerytermograficznewwersjiEX • kameryobserwacyjne • pirometry • miernikiwilgotnościitemperatury • • • • • TICON AUTOMA a n y m 2 a Zaprasz la 3 Stoisko F 2 Ha Polski producent Polskiproducent Stałyserwisiwsparcietechniczne Stały serwis i wsparcie techniczne Dokładnypomiartemperatury Przyjaznyinterfejs Pełnawersjaoprogramowaniawceniekamery!! VIGOSystemS.A. ul.Poznańska129/133 05-850OżarówMazowiecki tel.:(22)6661406 [email protected] www.vigo.com.pl FLIR seria T FLIR seria i FLIR seria E WWW.SEMINARIUM-TERMOWIZYJNE.PL Zapraszamy na seminaria termowizyjne prowadzone przez specjalistów z wieloletnią praktyką pomiarową w zakresie termowizji. Seminaria odbędą się w 3 blokach czasowych: SPR KAMAWDŹ w A ERĘ KCJ I Luty 2012 27.02 - Kwidzyn 28.02 - Olsztyn 29.02 - Białystok 01.03 - Lublin 02.03 - Rzeszów Maj 2012 14.05 - Koszalin 15.05 - Bydgoszcz 16.05 - Kalisz 17.05 - Katowice 18.05 - Bielsko-Biała Październik 2012 15.10 - Szczecin 16.10 - Gorzów Wlkp. 17.10 - Zielona Góra 18.10 - Jelenia Góra 19.10 - Wałbrzych ŚĆ ILOEJSC NA MI NICZO RA OG Na seminariach będzie poruszana tematyka badań i pomiarów termowizyjnych w budownictwie, elektro-energetyce, utrzymaniu ruchu i innych. Zarejestruj się już teraz na naszej stronie internetowej.
