Osnove preventivnog održavanja zračnih hladnjaka

Zračni hladnjaci su vrsta strojarske opreme namijenjena pothlađivanju vršnih produkata koji izlaze iz kolona ili posuda i usmjeravaju se u druge etape procesa prerade. U procesnoj industriji se najčešće koristi tip zračnih hladnjaka sa prisilnim strujanjem.

Najveća prednost ovakvih izmjenjivača topline je što nema potrebe za rashladnom vodom jer se izmjena topline vrši direktno sa zrakom iz okoline. Druga prednost je sama veličina izmjenjivača koja može varirati od malih izmjenjivača ugrađenih u osobne automobile do izmjenjivača koji se koriste za hlađenje kondenzata parne turbine snage 1,2 MW. Na slici 1. prikazani su sastavni dijelovi jednog izmjenjivača zračnog hladnjaka.

Slika 1. Izmjenjivač zračnog hladnjaka sa prisilnim strujanjem zraka (Izvor)

1. Ventilator  2. Zaštitni prsten  3. Nosiva konstrukcija 4. Mlaznica 5. Distributor radnog medija 6. Cijevni snop  7. Pogonski stroj-elektromotor   8. Nosač  9. Kanal za usmjeravanje strujanja zraka

Ventilator je pokretan elektromotorom pa uzrokuje prisilno strujanje zraka među cijevima cijevnog snopa i na taj način dovodi do izmjene topline. Radi redundancije obično se ugrađuju po 2 ventilatora sa elektromotorima. Jednolika distribucija zraka među cijevima je važna za kontinuiranu i predvidljivu izmjenu topline. To se postiže gubitkom statičkog tlaka duž cijevnog snopa. Dobra inženjerska praksa je ostvariti minimalno 40% pokrivenosti cijevnog snopa sa površinom koju „prebrišu“ lopatice prilikom vrtnje ventilatora jer je tada gubitak statičkog tlaka jednak do 3.5 puta brzini strujanja zraka kroz zaštitni prsten. Ako imamo 2 ventilatora, tada omjer duljine cijevi u cijevnom snopu i širine snopa treba biti 3 do 3.5, pri čemu cijevi moraju biti položene u 4 reda po visini konstrukcije. Na slici 2. su prikazani sastavni dijelovi sklopa ventilatora.

Slika 2. Sastavni dijelovi ventilatorskog sklopa (Izvor)
1. Prirubnica na glavčini,  2. Stezaljke za montažu lopatice na glavčinu,  3. Vijci za pričvršćivanje,  4. Matice,  5. Lopatica,  6. Glavčina

Promjer lopatica može varirati od 900 mm do 8000 mm, dok se broj lopatica kreće od 2 do 20 i uvijek su prisutne u parnom broju radi postizanja dinamičke ravnoteže prilikom vrtnje. U procesu prerade nafte ventilatori  obično imaju 4 do 6 lopatica, nešto rijeđe ih imaju po 8. Lopatice se izrađuju od čelika, aluminija ili ojačanog fiberglasa, pri čemu poprečni presjek može biti pun ili šuplji.

Lopatice su fiksne ili podesive, tada se podešavanje vrši ručno kada je ventilator obustavljen ili automatski dok je ventilator u radu. Automatsko podešavanje vrši se primjenom pneumatske dijafragme koja se oslanja na oprugu smještenu u glavčini ventilatora, pritom je potreno imati dotok tehničkog zraka.

Cijevni snop se sastoji od točno određenog broja cijevi montiranih unutar zajedničkog okvira. Površina cijevi izložena je strujanju zraka i prekrivena tankim pločicama što omogućava povećanje površine podložne hlađenju i kompenzira nisku razinu izmjene topline sa okolnim zrakom pri atmosferskom tlaku i pri nižoj brzini vrtnje ventilatora da bi se postigla razumna potrošnja električne energije za pokretanje elektromotora. Cijevni snopovi se izrađuju od konstrukcijskih materijala prikladnih za primjenu u naftnoj industriji tj. materijala otpornih na koroziju uz ograničenje tlaka i temperature. Pločice se na cijevi montiraju okomito ili helikoidalno, što je prikazano na slici 3., najčešće se izrađuju od aluminija zbog niske cijene i dobre termičke vodljivosti.

Slika 3. Pločice montirane na cijevi

Pouzdanost i termička efikasnost zračnih hladnjaka ovisi o konstrukciji i o načinu održavanja mehaničkih dijelova. Svaki zračni hladnjak ima do 3 ventilatora pokretana elektromotorima. Ventilator i elektromotor mogu biti povezani remenskim prijenosom (zupčastim ili klinastim remenom) ili preko reduktora. Remenski  prijenos ima po 2 ležaja na strani elektromotora i još 2 ležaja na strani ventilatora koje treba redovito podmazivati mašću, po preporuci većine proizvođača interval podmazivanja je jednom mjesečno ako su ventilatori u kontinuiranom radu 24/7. Kada se uklanja stara mast, ostatke treba pregledati u potrazi za prisutnošću metalnih čestica. Ako se nađu metalne čestice, to može ukazivati na pojačano trošenje.  Zategnutost remenskog prijenosa treba redovito provjeravati, najčešće svakih 6 tjedana te pritom detaljno vizualno pregledati remene u potrazi za tragovima trošenja.

Kada je ventilator u radu, prilikom dnevnih obilazaka opreme u postrojenju, treba obratiti pažnju na zvuk. Nepravilan i/ili lupajući zvuk ukazuje da je došlo do problema sa ležajevima pa je potrebno isključiti ventilator iz rada. Zvuk cviljenja ukazuje na proklizavanje i istrošenost remena pa ih je potrebno čim prije zamijeniti. Redovita vizualna kontrola dijelova ventilatora kada je isključen iz rada te provjera ima li prisutnih tragova maziva i prljavštine omogućava pravovremeno otkrivanje i spriječavanje potencijalnih problema sa podmazivanjem.

Praćenje temperature radnog medija pomoću termometara ugrađenih prije i nakon izmjenjivača pokazuje učinkovitost hlađenja te ispravnost rada ventilatorskog agregata. U slučaju aktivacije alarma zbog premale razlike u temperaturi, potrebno je obustaviti stroj i napraviti provjere. Također, potrebno je periodički napraviti termovizijsko snimanje elektromotora i reduktora, ukoliko ventilator ima takvu vrstu prijenosa. Na slici 4. prikazan je termovizijski snimak reduktora i elektromotora jednog procesnog izmjenjivača topline.

Slika 4. Termovizijska snimka elektromotora (lijevo) i reduktora (desno) koji pokreću ventilator zračnog hladnjaka

Jednom godišnje potrebno je pregledati ventilator tako da se detaljno pregledaju lopatice po čitavoj dužini te spojevi sa glavčinom za slučaj da ima prisutnih pukotina, tragova trošenja ili pojačanog trenja. Kod vijaka koji spajaju lopaticu sa glavčinom potrebno je provjeriti moment dotezanja, ako nije u skladu sa momentima preporučenim od strane proizvođača treba ponovno izvršiti dotezanje. U tablici su prikazani momenti dotezanja ovisno o veličini vijaka i matica koji se koriste za pričvršćivanje lopatice na glavčinu preporučeni od strane proizvođača ventilatora (Izvor).

Nakon toga slijedi provjera kuta nagiba lopatica i po potrebi podešavanje. Ventilator koji radi sa samo jednom od lopatica pod neodgovarajućim kutem nagiba, uzrokovat će smanjenje efikasnosti pothlađivanja radnog medija u izmjenjivaču do 3%. Kut nagiba treba podesiti prema vrijednostima navedenim u korisničkom priručniku, zato što se vrijednosti razlikuju od proizvođača do proizvođača.

Prilikom zamjene lopatica novima ili prilikom demontaže postojećih lopatica, potrebno je izvršiti vaganje svake lopatice. Sve lopatice moraju imati jednaku masu radi postizanja dinamičke ravnoteže prilikom vrtnje te ravnomjernog opterećenja glavčine i posljedično tome, remenica i remenskog prijenosa.

Sljedeća provjera je kreću li se sve lopatice u istoj ravnini unutar zaštitnog prstena, na slici 1. prikazani su pod pozicijama 1 i 2. Tada također treba ispitati jesu li svi rubovi lopatica jednako udaljeni od unutrašnjeg promjera zaštitnog prstena. Ventilatori novijeg datuma proizvodnje također imaju ugrađenu kočnicu za sprječavanje oštećenja remenskog spoja koja ujedno predstavlja sigurnosnu mjeru od neovlaštenog pokretanja ventilatora u rad dok djelatnici vrše održavanje.

Jednom godišnje također treba dobro oprati cijevni snop kako bi se otklonile nakupljene naslage prašine i prljavštine koje djeluju kao izolator na cijevima i na pločicama, čime se smanjuje dostupna površina za izmjenu topline a time i efikasnost hlađenja.

Koje metode preventivnog održavanja primjenjujete za zračne hladnjake? Koliko ste zadovoljni postojećim stanjem? Podijelite svoja iskustva u komentarima!

Strojarka susreće stroj za izradu tableta

Prije nekoliko mjeseci je u Rijeci otvoren Muzej Farmacije i nedavno sam ga posjetila. Prikazana je povijest farmacije i ljekarništva podijeljena u 10 dijelova koji čine: Hortus sanitatis (vrt ozdravljenja) sa živim biljem, vremenska linija s 18 značajnih događaja iz povijesti farmacije, ljekarnički laboratorij, prikaz najzaslužnijih osoba iz povijesti hrvatske farmacije i kemije, ljekarnička knjižnica, povijest farmacije u Rijeci, ljekarna oficina iz prve polovice 20. stoljeća te zona ljekovitog bilja, s prikazom puta biljke od prirode do lijeka.

Uz mnoštvo ljekarničkih izložaka moju pažnju je privukao zanatski dio izrade lijekova koji se razvio od primitivnih tučkova i mužara sve do suvremenih strojeva za proizvodnju. Središnji dio Muzeja je stara ljekarna s jednim od simbola ove struke, vagom za mjerenje i odvagivanje sastojaka za izradu farmaceutskih pripravaka prikazana na slici 1.

Slika 1. Ljekarnička vaga

Nekada su se tablete i pilule izrađivale ručno, od različitih smjesa, ovisno o namjeni. Takva smjesa se potom utiskivala u kalupe i sušila da bi dobili finalni proizvod. Napredak je uveden korištenjem ručnog pokretanog mehaničkog stroja na slici 2., čiji je mehanizam rada pomalo sličan starinskim ručnim mlincima za orašaste plodove ili meso.

Slika 2. Starinski stroj za izradu tableta i kalupi za utiskivanje smjese

Smjesa se stavljala u lijevak, prikazan na lijevo strani, te prešala i miješala okretanjem ručice na vrhu. Potom bi takva smjesa išla u okrugle metalne kalupe i na sušenje. Krajnji proizvod, tablete, su se potom ručno pakirale i prodavale.

Sljedeći korak u tehnološkom napretku proizvodnog procesa izrade lijekova su električno pokretani strojevi poput tabletirke prikazane na slici 3.

Slika 3. Rotacijska tabletirka Omega

Stroj se koristio u prošlom stoljeću za proizvodnju tableta promjera 15mm, proizveden je u sjevernoj Italiji i funkcionira na principu uprešavanja praškaste ili granulirane farmaceutske smjese u kalupiće pomoću valjkastih utega. Utezi su smješteni vertikalno u rotacijskom obruču a ispod njih se nalazi drugi obruč sa kalupima. Vrtnja obruča ostvaruje se zupčastim prijenosom pokretačke snage sa manjeg zupčanika na veći zupčanik. Nažalost, nisam pronašla tehničke podatke o potrebnoj snazi za rad stroja, broju okretaja i prijenosnom omjeru te kapacitetu proizvodnje.

Gornji dio stroja je kupola sastavljena od okretnih dijelova povezanih prijenosnim mehanizmom. Proizvodnja tableta obuhvaća nekoliko koraka: unos smjese, utiskivanje potrebne količine smjese u kalup, primarno komprimiranje za postizanje ujednačavanja smjese i eliminiranje zračnih džepova, sekundarno komprimiranje ili prešanja smjese pomoću utega odgovarajuće mase te izbacivanja gotove tablete. Koraci se ponavljaju u radnim ciklusima dok se ne postigne planirani kapacitet proizvodnje.

Smjesa se dobavlja kroz lijevak na vrhu kupole i usmjerava kanalima prema kalupima. Dobava farmaceutske smjese kroz kanale je kontinuirana zbog djelovanja centrifugalne sile nastale vrtnjom kupole oko vlastite osi. Kada je smjesa konačno formirana u tabletu, kreće automatsko izbacivanje kroz otvor na prednjoj strani stroja.

Radno opterećenje se održava utezima koji djeluju u suprotnim smjerovima, tj. sa gornje i sa donje strane kalupa, što je vidljivo na slici 4. i naizmjenično utiskuju smjesu u kalupe s obje strane. Nosač s utezima klizi po kružnoj vodilici, pri čemu brzina kretanja ovisi o brzini vrtnje zupčastog prijenosa. Utori kalupa su jednoliko raspoređeni u središnjem obruču. Vrtnja sva tri obruča je sinkronizirana. Brzina vrtnje se podešava pomoću sklopke na prednjoj strani tabletirke.

Pored samog stroja nalazila se kutija sa kalupima promjenjivih veličina i utezima odgovarajućih masa. Kada je bilo potrebno proizvesti tablete većeg ili manjeg promjera, stroj se zaustavljao, ručno su se mijenjali svi utezi i kalupi pa je nakon toga stroj ponovno pokretan u rad. Kalupi i utezi moraju međusobno odgovarati.

Slika 4.: Kupola sa utezima, kalupima i zupčanicima

Potencijalni kvarovi i održavanje tabletirke

S obzirom na to da se bavim održavanjem, razmišljala sam koji bi bili potencijalni kvarovi stroja za proizvodnju tableta i njihovi uzroci pa navodim listu u nastavku:

• trošenje utisnih glava na utezima zbog djelovanja abrazivnog granulata u smjesi za izradu tableta
• trošenje ili zaribavanje zupčaničkog para zbog nedostatka maziva
• nemogućnost rada stroja zbog problema s elektromotorom koji ga pokreće
• blokirano središnje vratilo na koje je kupola montirana
• blokiran prijenosni mehanizam
• blokirani kanali za dobavu smjese zbog prisustva velikih granula u smjesi pa nema dobave
• blokiran otvor za izbacivanje tableta
• nesinkronizirana vrtnja obruča sa utezima i/ili kalupima pa se ne komprimira smjesa
• nesukladni kalupi i utezi što dovodi do neadekvatne kvalitete proizvedenih tableta

Preventivno održavanje tabletirke obuhvaćalo bi dnevne vizualne preglede zupčastog mehanizma te stanja utega i kalupa, po potrebi podmazivanje zupčaničkog para specijalnom masti i provjeru rada elektromotora. Jednom godišnje trebalo bi napraviti generalni servis stroj uz zamjenu rezervnih dijelova prema preporuci proizvođača. S obzirom da farmaceutska industrija ima stroge zdravstvene propise, održavanje bi obavezno uključivalo sterilizaciju stroja i dijelova.

Virtualna šetnja kroz Muzej je na linku.

Koji starinski stroj ste imali prilike vidjeti? Koji su njegovi potencijalni kvarovi? Podijelite razmišljanja u komentarima!

18 pitanja važnih za analizu vibracija

Mjerenja vibracija kod rotacijski strojeva je jedan od alata dijagnostike i prediktivnog održavanja kojim pratimo stanje stroja i planiramo otklanjanje kvara prije nego se dogodi jer smo upoznati sa zdravljem njegovih dijelova. Često stroj ima konstantno povećane vibracije, međutim inženjer strojnog održavanja ne može odmah otkriti o kojem se problemu radi i što je uzrokovalo povećanje vibracija unutar strojnog sustava.

Danas ćemo razmotriti 18 pitanja primjenom kojih će si održavatelji pomoći u svakodnevnom radu i tumačenju prikupljenih podataka o vibracijama kako bi na vrijeme otkrili potencijalni uzrok kvara i poduzeli potrebne aktivnosti u njegovom sprječavanju. 

1. Jeste li panično zaustavili stroj na prvi neobičan zvuk? Kada primijetite odstupanja u radu (ako nisu takva da jasno ugrožavaju zdravlje, sigurnost i okoliš), nemojte odmah isključiti stroj već napravite dijagnostičku provjeru mjerenjem vibracija, termovizijskim snimanjem, ultrazvučnim ispitivanje ili nekom trećom neinvazivnom tehnikom te analizirajte dobivene rezultate.

2. Jesu li se povećane vibracije javile nakon pokretanja stroja u rad iz stanja mirovanja? Kakvi zahvati su poduzeti na strojnom sustavu ili pratećoj opremi dok je stroj bio u mirovanju? Je li npr. montirano novo vratilo, nova zaporna armatura ili su izvođeni građevinski zahvati u blizini stroja? Potencijalni uzroci vibracija mogu potjecati od promjena nastalih u radnoj okolini stroja, a ne od samog stroja.

3. Jesu li povećane vibracije bile prisutne prije zaustavljanja stroja? Ako su povećane vibracije prisutne od dana kad je stroj pušten u rad, tada imate problem koji potječe od pogrešne ugradnje, rezonancije u sustavu, neadekvatno balansiranog rotorskog sklopa ili potkapacitiranog/prekapacitiranog stroja?

4. Je li bilo izvanrednih događaja poput naglog prestanka napajanja pogonskog stroja ili pojave pumpanja? Često izvanredni neplanirani događaji poput pojave pumpanja u radu centrifugalnog kompresora dovode do oštećenja plinske brtvenice, ležajeva ili blagog savijanja vratila, što se kasnije manifestira pojavom povećanih vibracija.

5. Jesu li se naglo promijenili procesni uvjeti u sustavu, poput povećanja temperature radnog medija, nagle promjene brzine vrtnje stroja, naglog gubitka tlaka u sustavu ili još gore, nastanka hidrauličnog udara? Navedeni uzroci će svakako ostaviti traga na brzini vibriranja stroja u radu.

6. Je li došlo do promjene radnog medija? Promjena vrste radnog medija, tj. promjena fizikalnih i kemijskih svojstava radnog medija, ima utjecaja na dinamičke karakteristike stroja što za posljedicu ima povećanje vibracija.

7. Jeste li sigurni da su vrijednosti izmjerenih vibracija izvan dozvoljenog područja? Temeljem kojih i kakvih podataka ste došli do ovog zaključka? Npr. prilikom prvog pokretanja u rad novog stroja dobra praksa je izmjeriti vibracije i pohraniti podatke koji će kasnije poslužiti kao temeljne vrijednosti za usporedbu izmjerenih vrijednosti tijekom vremena. Također treba znati koje su dozvoljene ovisno o vrsti stroja. Standard ISO 10816-3 definira dozvoljenu brzinu vibracija ovisno o vrsti stroja i daje smjernice za usporedbu, što se vidi na slici 1.

Slika 1. Brzina vibracija ovisno o vrsti stroja i dozvoljene vrijednosti

Zelena polja područja označenog slovom A predstavljaju vrijednosti vibracija za nove strojeve pokrenute u rad i/ili strojeve nakon generalnog tvorničkog servisa. Žuta polja označena slovom B označavaju vrijednosti vibracija za strojeve koji su u konstantnom radu bez ograničenja. Narančasto obojena polja označena slovom C predstavljaju vrijednosti vibracija kod strojeva koji zbog nekog kvara više nisu prikladni da rade kontinuirano već mogu raditi isključivo kraće vrijeme, pri čemu treba napraviti korektivno održavanje čim se za to ukaže prilika. Crvena polja označena slovom D predstavljaju opasne vrijednosti vibracija gdje je velika vjerojatnost havarije stroja pa se takav stroj treba obustaviti jer nije za daljnji rad.

Prilikom definiranja dozvoljenih graničnih vrijednosti vibracija za vaše strojeve, preporučuje se ne uzeti vrijednosti koje su unutar manjih graničnih vrijednosti u odnosu na vrijednosti definirane standardom ISO 10816-3.

8. Je li sustav mjerenja vibracija kalibriran i daje li točne vrijednosti prilikom mjerenja? Ako je kojim slučajem jedna od sondi za mjerenje brzine vibracija oštećena ili je njen kabel u kvaru, izmjerene vrijednosti će biti pogrešne i nećemo imati konkretne podatke za analizu. Zato je potrebno redovito umjeravati i provjeravati sustav i komponente za mjerenje vibracija.

9. Je li rotacijski stroj nedavno bio centriran? Provjerite kakve vrijednosti horizontalnih i vertikalnih odstupanja su zabilježene u protokolu centriranja ili još bolje, demontirajte spojku pa provjerite centriranost. Nepravilno centriranje vratila pogonskog i pogonjenog stroja će pogađate već, uzrokovati povećane vibracije.

10. Jesu li nedavno napravljene rekonstrukcije sustava u vidu modifikacije pripadajućih cjevovoda, nosača, dodavanja nove opreme poput posuda, armature i sl.? U slučaju promjene cjevovoda ili dodavanja/ uklanjanja opreme potrebno je u suradnji sa projektantom napraviti novi hidraulički proračun i provjeriti zadovoljavaju li tehničke karakteristike stroja nastale promjene u sustavu.

11. Je li prisutna rezonancija? Ako sonda za mjerenje vibracija nije ispravno postavljena, može se dogoditi da pokupi signal koji ne potječe od samog stroja već je posljedica prisustva rezonantnog signala u okolini.

12. Je li došlo do povećanja vibracija na pomoćnim strojevima poput reduktora? Povećanjem opterećenja na zubima zupčanika u reduktoru doći će do promjena u vibracijama. Ako je u strojnom sustavu prisutan reduktor, treba pregledati zupčanike u potrazi za oštećenjima. Oštećenja zuba ukazuju na potencijalni problem torzijskih vibracija.

13. Je su li izvedene promjene u sustavu podmazivanja? Bilo je slučajeva kada je kompresor imao povećane vibracije jer je došlo do naglog gubitka ulja za podmazivanje zato što postojeća količina nije bila dovoljan za pokriti potrebe ugrađenih dodatnih cijevi prilikom rekonstrukcije sustava podmazivanja.

14. Imate li izvještaje o prethodnim servisima stroja i mjerne protokole? Jeste li uspoređivali zabilježene izmjere? Jesu li prisutna značajna odstupanja? Provjera podataka zabilježenih tijekom servisa će poslužiti za kontrolu stanja dijelova stroja te kao dokaz o (ne)adekvatno izvršenom servisu temeljem kojeg pokrećete eventualnu reklamaciju na radove.

15. Imate li izvještaje o prethodnim mjerenjima vibracija? Jeste li uspoređivali vrijednosti? Jesu li prisutna značajna odstupanja? Praćenje trenda prilikom mjerenja vibracija ukazuje na pogoršanje stanja dijelova, npr. kugličnih ležajeva. Iz tog razloga, potrebno je čuvati sve izvještaje i uspoređivati mjerenja.

16. Kakve su frekvencija izmjerenih vibracija? Npr. necentriranost stroja će se manifestirati u vidu brojčane vrijednosti umnoška broja okretaja, oštećeni zubi će se pokazati u vidu brojčane vrijednosti umnoška broja zubi i broja okretaja, necentriranost i debalans su povezani sa naglim promjenama frekvencije prilikom pokretanja ili zaustavljanja stroja tako da obavezno provjerite i frekvencije.

17. Poznajete li strojeve unutar proizvodnog procesa? Dnevni obilasci strojeva i opreme, vizualno praćenje te slušanje zvuka stroja u radu otkrivaju odstupanja od radnih parametara. Zvuk drobljenja i neuobičajeni šumovi su jasan znak da sa strojem nešto nije u radu a na vama je da otkrijete što se tu događa i zašto.

18. Jeste li angažirali specijalista da izvrši mjerenje vibracija i analizira dobivene rezultate? Mjerenje vibracija i tumačenje rezultata je kompleksan i vremenski zahtjevan zadatak pa se preporučuje angažirati stručnog tehničara ili specijalista koji će obaviti posao i dostaviti izvještaj s predloženim korektivnim mjerama. Često se ovakve stavke smatraju nepotrebnim troškom, međutim angažman stručnjaka će se kasnije isplatiti kroz uštedu na vremenu, obavljenom poslu i sprječavanju zastoja stroja (time i gubitka proizvodnje) zbog kvarova otklonjenih na vrijeme.

Na koji način mjerite i analizirate vibracije? Na koje probleme ste naišli prilikom tumačenja rezultata? Podijelite iskustva u komentarima!

Utjecaj konstrukcije na rad reduktora

Uspješan rad i pouzdanost reduktora su podjednako odgovornost konstruktora, operatera i održavatelja. Situacije koje utječu na opterećenje zubi reduktora u zahvatu i raspodjelu opterećenja su pod utjecajem konstrukcije i točnosti postignute u proizvodnji te izvijanja temelja, ravnomjernog opterećenja na zubima zupčanika, točnosti centriranja u odnosu na pogonski i pogonjeni stroj te fleksibilne ugradnje. Važan faktor koji utječe na održavanje točnosti centriranja kod dvostupanjskih reduktora je razlika u brzini vrtnje prednjih i zadnjih ležaja u reduktoru.

Na rad ležaja utječu još komponente sile nastale djelovanjem opterećenja i okretnog momenta te komponenta djelovanja same težine zupčanika i kućišta. Kod određenih tipova reduktora, kada se statičko opterećenje koje djeluje na prednje i zadnje ležajeve razlikuje po intenzitetu (za razliku od ležaja na koje djeluje opterećenje jednakog intenziteta) rezultirajuće sile neće biti istog smjera djelovanja. To će uzrokovati rad prednjeg i zadnjeg ležaja u različitim položajima unutar njihovog polja zračnosti.

Ležajevi reduktora su smješteni u kućištu iznad spremnika ulja za podmazivanje pa se iz tog razloga njihovi temelji zagrijavaju kada su u radu te uzrokuju nenamjerno pomicanje ležajeva. S druge strane, malo topline nastaje i tijekom rada pogonskog i pogonjenog stroja koji imaju veću temperaturu nego što je temperatura okoline. U tom slučaju, neizbježno je da njihov rad također utječe na rad ležajeva reduktora kada pumpni agregat prelazi iz hladnog stanja mirovanja na radnu temperaturu. Kada se postignu radni uvjeti, ležajno kućište reduktora će se podići otprilike od 0,3 mm do 0,7 mm iznad ležajnog kućišta pogonjenog stroja.

Postizanje kompenzacije za termičko i elastično izvijanje zubi na zupčanicima je ključni faktor pouzdanog rada time što omogućava postizanje prihvatljive raspodjele opterećenja među zupčanicima u zahvatu.

Zubi zupčanika kod višestupanjskih reduktora su konstruirani tako da rade pod utjecajem sila te imaju bočne kritične brzine koje su daleko iznad radnih brzina. Radit će bez vibracija ako su balansirani prema odgovarajućoj proceduri. Ako su parna ili plinska turbina glavni pogonski strojevi, balansiranje je osobito važno za zupčanik prvog stupnja redukcije jer on ima istu brzinu vrtnje kao i turbina. Zato mora imati jednaki stupanj dinamičke ravnoteže kao i turbina.

Generalno, reduktori imaju zube izrađene metodom tokarenja. U ovom procesu, alat za rezanje je tokarski nož, koji ima više rotirajućih sjekača na jednoj ili više vodilica, sa zubima koji su izvedeni tako da formiraju izabrano osnovno zupčasto kolo. Tijekom procesa izrade, djelovanje, rotirajućih sjekača izrezuju se zubi te nastaje pravi spiralni oblik bočne strane zuba i praznina među zubima. Noževi ujedno određuju dimenzije zubi u odnosu na njihov oblik.

Ostali parametri koji određuju geometriju zuba, broj i kut zavoja određeni su izborom promjenjivog omjera vrzine vrtnje zupčanika tokarilice bez da se mora mijenjati vrsta alata za urezivanje. Namještanjem kuta zavoja kojeg određuje profil zuba u ravnini rotacije moguće je koristiti izabrani nož jer se tako dobije profil zuba u ravnini zahvata zuba te određeni broj zuba. Zato se koristi standardizirani i ograničeni broj tokarskih alata za izradu zupčanika.

Drugi proces obrade koji se koristi za izradu velikih zupčanika je oblikovanje urezivanjem. U ovom procesu alat za oblikovanje je ili u obliku zupčaste letve ili nalik na mali zupčanik sa sjekačima koji zarezuju materijal u trenutku vrtnje kako bi oblikovali zahtijevani oblik zuba.

Procesi strojne obrade nakon rezanja se primjenjuju za poboljšavanje točnosti i ujednačenosti površine zubi zupčanika. Procesom aksijalnog struganja, zupčanik s višestrukim redom zubi za obradu površine gloda površinu zubi zupčanika s kojim je u zahvatu. Površina alata ima pravokutna udubljenja i kut zavoja koji se razlikuje za nekoliko stupnjeva od kuta zavoja zuba na zupčaniku koji se obrađuje. Ova razlika kuteva omogućuje kretanje duž oboda za precizno rezanje i glodanje.

S obzirom na veliku brzinu vrtnje zupčanika tijekom obrade te sporije glodanje površine, omogućeno je precizno rezanje bočne površine zuba. Rezultat ovog procesa je finija površina zuba i  precizniji oblik spiralnog zavoja u usporedbi što bi se postiglo tokarenjem. Proces glodanja također omogućava korekciju nedostataka kuta zavoja zupčanika tako što se selektivno izabire površina za obradu glodanjem koja je u kontaktu zupčanika u zahvatu.

Ubrušavanje je proces kada se za obradu koriste noževe koji imaju vrhove ojačane željeznim karbidom za uklanjanje neravnina na učvršćenim elementima reduktora. Međutim, zahtjev za velikom točnosti konstrukcije reduktora često onemogućava primjenu ubrušavanja za završnu obradu zupčanika.

Rotirajuće honovanje zupčanika reduktora je metoda za poboljšanje procesa završne obrade zupčanika. Honovanje je proces sličan glodanju duž aksijalne osi, međutim koristi abrazivni alat bez ozubljenja. Potreban je poseban oblik alata za honovanje kako bi se održala točnost profila zupčanika. Tijekom procesa brušenja, bruse se bočne strane zupčanika pri čemu se istovremeno ostvaruje potreban oblik zuba i kut zavoja. Proces brušenja vrlo često omogućava modifikacije profila zuba, kuta zavoja i krajnjih udubljenja. Promjene profila zuba omogućavaju postizanje optimalne raspodjele opterećenja duž zuba te smanjenje buke kada su zupčanici u zahvatu.

Provjera nalijeganja zubi zupčanika te jednolika raspodjela opterećenja duž širine lica zuba je bitna za pouzdan rad i smanjenje rizika da dođe do ubrzanog trošenja zuba. Provjera nalijeganja zuba pomoću kočnice se koristi kao pokazatelj međusobnog kontakta zubi. Provjera se može izvesti i pomoću nanesenih slojeva bakra ili nanošenjem plave boje. Otisak koji ostavlja plava boja ili otisak koji ostaje na sloju bakra služi kao  pokazatelj nalijeganja. Korištenjem naprednih metoda mjerenja vibracija i modulirane frekvencije može se motriti stanje zuba pri svi načinima rada i različitim uvjetima okoline te bilježiti utjecaj svih vanjskih i unutarnjih čimbenika koji utječu na trajnost zuba tijekom rada reduktora.

Kod ranih konstrukcija reduktora nepravilnosti zupčanika nastale tijekom proizvodnje su ponekad bile uzrok vibracija, međutim, preciznost kojom se izrađuju današnji zupčanici je uklonila ovaj izvor vibracija. Kod reduktora koji su u sustavu parnih ili plinskih turbina razlikujemo 3 vrste torzijskih vibracija. Kod prve vrste torzijskih vibracija, kutne vibracije su najveće, dok je na reduktoru najveći moment torzije. To se većinom događa tijekom rada u sustavima sa dugim spojkama te može biti jako opasno kada se javi u sustavima sa kraćim spojkama.

Prva vrsta torzijskih vibracija se mora pažljivo procijeniti kako bi se osiguralo da torzijski moment koji se dodaje momentu što se prenosi pri stabilnim uvjetima rada ne ugrožava rad reduktora. Inercija i faktori elastičnosti turbine i reduktora nemaju značajan učinak na prvu kritičnu brzinu.

Druga vrsta torzijskih vibracija je kada dođe do vibriranja 2 susjedna pogonska stroja npr. turbine, u suprotnim smjerovima i to se može dogoditi tijekom rada. U ovom slučaju, torzijski moment se mora procijeniti na isti način kao i kod prve kritične brzine. Primjenjujući sustav čvrstog pogona onemogućava se pobuđivanje druge vrste vibracija. Kod ovakvog pogona, 2 turbine su usklađene u radu podešavanjem dimenzija vratila na takav način da imaju istu radnu frekvenciju kao i reduktor. Kao rezultat, sva gibanja vratila obje turbine i pogonjenog stroja neće uzrokovati pobuđivanje druge vrste vibracija s obzirom na čvrstoću konstrukcije pogonskog stroja.

Treća vrsta vibracija je ona kod koje je reduktor podložan savijanju jer nema čvrstu konstrukciju. Obično se događa daleko izvan normalnog načina rada, međutim može utjecati na rad.

Npr. na brodovima glavni sustav propulzije koji koristi dizel motor kao primarni pogon zahtjeva opširne analize torzijskih vibracija kako bi se osigurao zadovoljavajući rad. Dizel motori imaju različite razine pobuđivanja. Četverotaktni motori imaju uzbude reda ½, 1, 1 ½, 2, 2 1/2, itd. Dvotaktni motori imaju uzbude reda 1, 2, 3, itd. Obično se analiziraju uzbude do 12. reda. Većina sustava dizelske propulzije na teretnim brodovima zahtijeva fleksibilnu torzijsku spojku za ublažavanje krutosti osovinskog voda koje ima i karakteristike prigušivanja kako bi se smanjile torzijske vibracije u reduktorima.

Slika 1.: Primjer dvostupanjskog reduktora (izvor)

Funkcija kućišta reduktora je osigurati odgovarajuću potporu ležajevima te spremnik ulja za prisilno podmazivanje zupčanika. Sva opterećenja ležajeva se nalaze u ravninama okomitima na os vratila. U mnogim slučajevima, posebno kod spoja sa dvostupanjskim reduktorima, kućište ležaja mora podupirati ležajeve pri različitim nagibima. Važno je da potporni sklop ima odgovarajuću čvrstoću konstrukcije kako bi se spriječila pojava bilo koje vrste mjerljivog savijanja zbog djelovanja različitog opterećenja.

Zbog različitog smjera vrtnje raznih vratila te zbog položaja opterećenja na zupčanika reduktora, može se dogoditi reakcija sile na ležajeve pod određenim kutem u odnosu na os vrtnje, pa je važno da se ovaj događaj uzme u obzir pri konstrukciji poklopca kućišta. Treba imati na umu da je za dobar rad reduktora i minimalno trošenje zupčanika potrebno da vratila rade kontinuirano i paralelno jedan u odnosu na drugi. Konstrukcija kućišta reduktora je jedan od načina da se osigura centriranje osovina pogonskog i pogonjenog stroja u odnosu na reduktor.

Konstrukcija i krutost kućišta reduktora se moraju proučiti i usporediti sa strukturom i krutosti temelja na kojima leži reduktor i sklopa kod kojeg je kućište reduktora vijcima pričvršćeno za temeljnu ploču u proizvodnom postrojenju. Kućište je kruto pričvršćeno na temelje kako bi formiralo strukturu koja će spriječiti savijanje osovinica zupčanika.

Osim kod malih pomoćnih reduktora, kućišta imaju odvojene poklopce za inspekciju kako bi se provjerilo stanje zupčanika te da se mogu kontrolirati i zamijeniti ležaji, fleksibilne spojke i ulje za podmazivanje bez potrebe za demontažom većih dijelova kućišta reduktora. Spojke koje povezuju vratila turbina sa reduktorima su također važne u određivanju bočne kritične brzine u sklopu turbina-reduktor i trebaju se uzeti u obzir pri procjeni. Kombinacija elektromotora, spojke, reduktora i pumpe čini sklop koji će torzijski vibrirati što je reakcija na impulse nastale zbog vrtnje rotora pumpe.

Problemi u radu reduktora uzrokovani su i zbog pretjerane krutosti spojke te neodgovarajućeg centriranja, i zato su potrebna stalna unaprijeđenja konstrukcije i razmjena iskustava između  operatera, održavatelja i konstruktora kako bi se omogućila zadovoljavajuća ugradnja. Prilikom ugradnje treba ispoštovati potrebne procedure i preporuke proizvođača opreme te primjeniti dobru praksu tijekom centriranja.

Koje tipove reduktora održavate? Koje probleme ste imali? Što mislite o utjecaju konstrukcije na rad reduktora? Podijelite vaša iskustva u komentarima!

Zašto se lomi vratilo pumpe?

Lom vratila je nešto rjeđa vrsta kvara kod rotacijskih strojeva u procesnim postrojenjima i predstavlja veliki trošak. Često se za lom okrivljuje škart materijal, nemar prilikom konstruiranja, fuš u izradi vratila ili nepažnja prilikom montaže. Na koji god uzrok u ljutnji svalite krivnju zato što je stroj doživio iznenadnu havariju i zaustavio se a vas čeka popravak i neprekinuti rad do povratka stroja u rad, stanite se na trenutak i dobro pogledajte polomljeno vratilo, posebno pogledajte površine poprečnog presjeka na mjestu loma i smjer širenja pukotine.

Danas ćemo vidjeti na koji način nam ovi tragovi kazuju što se zaista s vratilom događalo prije loma i kako to spriječiti. Za arhivu dokumentacije stroja obavezno fotografirajte lom vratila i njegove površine.

Generalno, izgled oštećenih strojnih dijelova ukazuje na uzrok i na način nastanka oštećenja. Postoje 4 osnovna uzroka oštećenja: zamor materijala, preopterećenje, trošenje i korozija. Trošenje materijala i korozija su prema istraživanjima uzrok loma vratila u manje od 5% slučajeva i ostavljaju jasne tragove. Zamor materijala je puno češći uzrok u usporedbi s preopterećenjem. Ponekad korozija djeluje u kombinaciji sa zamorom materijala pa tada treba jasno razlučiti koji uzrok je imao veći utjecaj.
Izgled vratila na mjestu loma nastalog kao posljedica preopterećenja ovisi o tome je li materijal vratila krt ili elastičan.

Bilo da se radi o vratilu elektromotora, pumpe ili nekog drugog rotacijskog stroja, detaljna analiza loma vratila se u praksi rijetko izvodi jer je kompleksna i zahtijeva vremena. Međutim, ako dobro poznajete stroj i njegov rad te se desi lom vratila, analiza loma bi trebala biti prilično jednostavna zato što sam izgled materijala na mjestu loma daje indikaciju o smjeru djelovanja i jačini sila koje su djelovale na vratilo. Hrapavost površine na mjestu loma ukazuje na lom zbog preopterećenja kada je površina jednoliko gruba dok je površina na mjestu pukotine zbog zamora materijala glatka u korijenu pukotine i vrlo gruba na kraju pukotine, što prikazuje slika 1.

Slika 1. Zamor materijala

Preopterećenje uzrokuju sile koje su jače od čvrstoće materijala za izradu vratila. Niti jedno vratilo nije 100% čvrsto niti 100% elastično. Vratila ugrađena u ventilatore, većinu elektromotora i u reduktore su najčešće izrađena od čelika s niskim do srednjim udjelom ugljika i relativno su savitljiva. Kada na takva vratila djeluje opterećenje, dolazi do savijanja i distorzije. Preopterećenje uzrokuje sila koja djeluje samo jednom, dok zamor materijala uzrokuje ciklički ponovljeno opterećenje. Ako je vratilo puklo zbog preopterećenja tada je sila djelovala jednokratno i dovela do loma. Ako je zamor materijala doveo do loma, tada je sila mogla djelovati u ciklusima i do nekoliko tisuća puta prije nego se puknuće konačno dogodilo. Na slici 2. vidimo smjerove djelovanja sila na vratilo jednostupanjske centrifugalne pumpe.

Slika 2. Djelovanje sila na vratilo centrifugalne pumpe

Krti lom vratila je poprilično rijedak, nastaje kada veliko torziono naprezanje iznenada djeluje na vratilo. Zbog elastičnosti materijala lom nije nastao pod karakterističnim kutem 45°. Kada su elastični materijali preopterećeni počinju se ponašati kao krti. Krte lomove obilježava jednoliko gruba površina jer se pukotina stvara konstantnom brzinom. Vratilima rotacijskih strojeva se čvršćuju površine da se smanji brzina trošenja materijala.

Zamor materijala vratila uzrokuju sile koje su intenzitetom značajno slabije od sila što uzrokuju plastičnu deformaciju, pri čemu korozija smanjuje otpornost materijala na zamor. Pukotine nastale zbog zamora materijala se šire okomito na ravninu maksimalnog naprezanja. S obzirom na to da se materijal mijenja na mjestu nastanka pukotine, potrebno je dobro pogledati mjesto nastanka pukotine kako bi utvrdili smjer djelovanja sile.

Npr. zamor nastao djelovanjem torzijskih sila će stvoriti pukotinu koja napreduje u smjeru djelovanja naprezanja zato što je vratilo oslabljeno i zbog promjene rezonantne frekvencije. Da bi nastalo lom zbog zamora materijala, na njega mora djelovati cikličko opterećenje i do 1,000,000 ciklusa. Ako pukotina raste ravno duž vratila sila je djelovala uzrokujući savijanje u jednoj ravnini. Zamor materijala zbog djelovanja torzijske sile često prolazi neprimijećen jer masu puta nismo sigurni što gledamo na polomljenom vratilu pogotovo kada imamo istovremeno prisutne tragove korozije i lom pod kutem 45°, međutim ako je površina prelazi postepeno iz glatke u hrapavu znači da je uzrok loma savijanje.

Izvijanje vratila potiče zamor materijala jer hidrauličke sile djeluju na vratilo pumpe kada je ona u radu pa njihov intenzitet određuje koliko će biti izvijanje vratila. Promjer vratila na poprečnom presjeku, čvrstoća materijala, radijusi zaobljenja i kutevi skošenja te udaljenost između 2 ležaja također utječu na izvijanje. Kada promatramo radne uvjete, rad pumpe pri vrlo niskim ili vrlo visokim kapacitetima prepumpavanja u odnosu na radnu točku povećava izvijanje vratila. Hidraulička sila ne djeluje jednolikim intenzitetom duž čitavog vratila kada se ono vrti, doći će do savijanja i zamora materijala ako konstrukcija vratila ima defekata, što je prikazano na slici 3.

Slika 3. Lom vratila zbog zamora materijala i savijanja

Lomovi vratila nastali djelovanjem torzijske sile su bili rijetki sve do pojave elektromotora s frekventnim regulatorima (VFD) koji omogućavaju rad pri različitim brzinama, što je dovelo do jedne loše posljedice – brojnih kvarova nastalih radi zbog torzijskog loma vratila. Pukotine pritom nastaju na jednom kraju vratila radi koncentracije naprezanja na dnu utora za klin kada je spojka nepravilno bila montirana. Jedan pokazatelj je dijagonalna pukotina po poprečnom presjeku, pod kutem 45° , što je prikazano na slici 4.

Slika 4. Lom vratila djelovanjem torzijske sile

Faktor sigurnosti prilikom konstruiranja vratila može biti zanemariv ili ozbiljno preračunat te utječe na naprezanje vratila. Ako na svoju ruku idete raditi konstrukcijska poboljšanja vratila povećanjem ili smanjenjem faktora sigurnosti, obavezno sve zabilježite u dokumentaciji pumpe da se ne bi začudili kada idući put za 2 godine ugrađujete tvornički obrađeno vratilo a ono ne odgovara jer ste „malo potokarili rotor na području utora za klin povećavši mu dimenzije“ ili ugradili drugačiji tip ležaja ili nešto treće.

Način na koji se rotor pričvršćuje na vratilo također ima utjecaj. Svaki proizvođač pumpe ima svoj način montaže rotora i osiguravanja fiksnog položaja na vratilo. Rotor može biti pričvršćen standardnom maticom, klinom ili kombinacijom matice s podloškom i rascjepkom, kombinacijom matice i klina i sl. Utor za klin predstavlja mjesto koncentracije naprezanja i potencijalnog nastanka pukotine ako zaobljenja, kutevi i skošenja nisu pravilno tokarena. Kada je rotor učvršćen klinom može doći do labavljenja između ostalog radi nepravilno montiranog klina ili neodgovarajućih dosjednih površina. Rotor mora biti osiguran i pričvršćen na takav način da se neće olabaviti bez obzira u kojem smjeru se vrtjelo vratilo, što je prikazano na slici 5.

Slika 5. Osiguranje rotora podloškom i maticom

Prilikom naručivanja i kupnje novog pumpnog agregata trebate unaprijed tražiti nacrte vratila i pumpe od dobavljača ili proizvođača i provjeriti na koji način se montira rotor na vratilo i kako se pričvršćuje. Vratila kojima je utor za klin tokaren s većim radijusom zaobljenja na mjestima utora te na mjestima nalijeganja ležaja na vratilo su konstrukcijski bolja varijanta. Takva vratila su nešto skuplja ali sprječavaju labavljenje rotora u slučaju nefunkcionalnog ventila ili zamjene faza kod elektromotora koje će dovesti do vrtnje vratila u suprotnom smjeru.

Izvedba navoja (lijevovojni u odnosu na desnovojni) na mjestu montaže rotora kod jednostupanjskih centrifugalnih pumpi je takva da se zračnost rotora u odnosu na vratilo smanjuje ako vratilo rotira u smjeru kako je konstrukcijski predviđeno. Rotor se olabavi („klepeće“ na vratilu) ako vratilo rotira u suprotnom smjeru u odnosu na smjer predviđen specifikacijama. Rotori montirani s perom u čvrstom dosjedu se neće olabaviti ako dođe do suprotnog smjera vrtnje gledano iz smjera elektromotora prema pumpi.

Kod nekih elektromotora je okretni moment prilikom pokretanja u rad do 7 puta veći u odnosu na okretni moment u normalnom režimu rada. Automatsko pokretanje pumpnog agregata iz stanja mirovanja je najrizičniji trenutak jer može doći do savijanja i loma vratila na pogonskom ili pogonjenom stroju. Nekad se dogodi da se nakon montaže pumpe na radnu poziciju i spajanja elektromotora te uklopa u trafo stanici ide provjeravati smjer vrtnje elektromotora kada je spojka montirana i agregat centriran.

Ovakav postupak je također rizičan i može za posljedicu imati lom vratila jednog od strojeva ili spojke. Nekad se radi uštede vremena čitav isporučen agregat odmah montira u postrojenje skupa sa postoljem bez ikakvih prethodnih provjera smjera vrtnje pogonskog stroja pa onda imamo 50% vjerojatnosti da će se vrtjeti u suprotnom smjeru. To za posljedicu često ima odvrtanje matice i labavljenja rotora pumpe ili lom spojke i/ili vratila. Konstrukcijski utjecaj je kada vratilo ima mali promjer poprečnog presjeka u odnosu na duljinu jer će tada doći do savijanja. Ostali direktni uzročnici lomova se javljaju ako na vratilo djeluje velika sila savijanja ili okretni moment veći od dozvoljenog, ako je izrađeno od materijala koji ne odgovara radnom mediju ili ako je rotacijski stroj u kontinuiranom radu predugo vremena od propisanog te konstantno radi na temperaturi većoj od dozvoljene.

Za kraj, provjerite što se događa na tlačnoj strani cjevovoda pumpi. Pumpe imaju nepovratni ventil na tlačnoj strani koji često propušta radi kvarova poput deformacije metala, erozije sjedišta i puknuća klapne koji se dogode tijekom vremena. Kada je ventil pokvaren, dolazi do povrata radnog medija natrag prema pumpi i porasta opterećenja na rotor i vratilo. U preventivno održavanje treba biti uključen pregled ventila cijevi i ostalih elemenata strojnog sustava jer svi imaju utjecaj na rad pumpe a time i na naprezanje vratila.

Je li vam se dogodio lom vratila? Koji je bio uzrok loma? Na koji način ste otkrili uzrok loma? Podijelite iskustva u komentarima!

 

Elementi procesa rutinskog održavanja strojeva

Proces rutinskog održavanja strojeva i opreme je dio svakodnevnog poslovanja u proizvodnim i procesnim postrojenjima. Proces uključuje proaktivno(prediktivno i preventivno) i reaktivno održavanje (popravci). Djelatnici uključeni u proces su inženjeri iz održavanja, operateri iz postrojenja iz djelatnici iz radione podijeljeni po strukama (električari, mehaničari, instrumentalci i sl.) te po potrebispecijalisti iz različitih područja.Ovisno o veličini postrojenja i broju strojeva uvijek postoji određen broj djelatnika koji rade zajedno i dijele resurse te koordiniraju posao ovisno o prioritetima.

Od svih tipova održavanja, rutinsko održavanje je najteže ostvarivati uz visoku razinu kvalitete i efikasnosti kroz dulje vrijeme zbog brojnih razloga: ovisnost o pojedincima koji donose odluke kada je u pitanju sadašnji rizik u odnosu na dugoročni doprinosu, nedovoljna obučenost djelatnika, uključenost velikog broja djelatnika s različitih strana, različitost prioriteta koji su si međusobna konkurencija, kompanije koje nagrađuju djelatnike što se iz dana u dan bave vatrogasnim rješavanjem situacija, ponavljanje poslova iz dana u dan koji se ne završavaju na vrijeme, hitnoće koje prekidaju planirane radove i ruše rasporede, djelatnicima koji imaju slabije tehničke vještine se dodjeljuju jednostavniji ponavljajući poslovi dok vještiji djelatnici rade na kompleksnijim poslovima ili rješavaju hitnoće.

Osnovni organizacijski preduvjeti za ostvarivanje rutinskog održavanja su postojanje službe koja obavlja održavalačke radove tijekom osmosatnog radnog vremena, prijavljivanje hitnih kvarova odmah na početku radnog vremena čime se prekidaju ili pomiču tekući radovi, rješavanje hitnih kvarova sve do završetka posla i puštanja stroja u rad, odrađivanje visoko prioritetnih planskih radova po potrebi i vikendom. Danas ćemo razmotriti koji su osnovni elementi u procesu rutinskog održavanja i rješavanja popravaka. Na slici 1. su navedeni svi elementi svakodnevnog rutinskog održavanja.

Slika 1. Elementi procesa rutinskog održavanja

Krenimo redom:

Obavijest o zastoju stroja i dijagnostika kvara

U većini slučajeva djelatnik službe održavanja koji obavještava o zastoju stroja i nastalom kvaru treba napraviti dijagnostiku ili ako je djelatnik operater na proizvodom postrojenju pa nije u potpunosti siguran o kojoj vrsti kvara se radi, tada treba obavijestiti djelatnika iz službe održavanja da dođe dijagnosticirati kvar. Kod kompleksnih strojnih sustava ponekad je čak potrebno pozvati specijaliziranu tvrtku koja se bavi specifičnom vrstom dijagnostike.

Kvar znači da stroj ne obavlja više svoju funkciju za koju je namijenjen ili da njegov rad odstupa od uobičajenog, npr. pumpa nema dobave, kompresor ne uspijeva postići 100% kapaciteta, glava ventilatora ima povećane vibracije, na reduktoru se učestalo uključuje alarm povišene temperature ulja i sl. Nakon dijagnostike kvara otvara se prijava koja mora sadržavati: datum i vrijeme nastanka kvara, tehnološku oznaku stroja, konkretan i sažet opis kvara, posljedice kvara na proizvodnju (onečišćenje okoliša, gubitak proizvoda, ispad postrojenja, i sl.) i uvjete u kojima stroj radi (radni medij, tlak, temperatura te ostali potrebni detalji).

Određivanje prioriteta i raspoređivanje

Određivanje prioriteta za izvršavanje popravaka i vremensko raspoređivanje radova su dva elementa koji se planiraju zajednički te odgovaraju na pitanja a) Koji kvarovi su hitnoće i moraju biti riješeni čim prije? i b) Ako kvar nije hitan, u kojem vremenskom roku mora biti otklonjen?

Ako su svi kvarovi hitni, tada se stvara preopterećenje sustava i resursa uz veće troškove. Zato treba provjeriti opravdanost svake hitnoće i ako je moguće što više kvarova otklanjati u duljem vremenskom periodu. Osim hitnih kvarova, postoje još kvarovi koji imaju prioritet otklanjanja u periodu od svega nekoliko dana, do dva tjedna, do mjesec dana ili do nekoliko mjeseci ako je riječ o planiranim polugodišnjim/godišnjim servisima. Računalni sustavi za upravljanje održavanjem (CMMS) imaju odabir prioriteta otklanjanja kvara u izborniku.

Planiranje i izvršavanje radova

Sljedeći logičan korak je planiranje radova za otklanjanje kvarova. Neplanirani radovi za otklanjanje kvarova i promašaji u određivanju prioriteta uzimaju do 4 puta više vremena i resursa u usporedbi s planiranim radovima i prethodno određenim prioritetima. Glavni cilj bi trebao biti postizanje što većeg broj planskih radova prema određenim prioritetima. Obilježja planiranih radova su svi potrebni resursi (alat, materijal, rezervni dijelovi, djelatnici po strukama, inertizacija, dreniranje, dozvole za rad, blindiranje, prateća mehanizacija, transportna sredstva ) u predviđeno vrijeme na predviđenom mjestu tako da se kvar može u potpunosti otkloniti bez prekidanja posla od početka do kraja.

Raspored izvršavanja radova mora biti posložen tako da nema praznog hoda i nepotrebnih produljivanja. Prije planiranja radova treba pregledati mjesto rada gdje se stroj nalazi, koji su svi pripremni radovi i resursi potrebni ovisno o tome hoće li se popravak izvršiti u radioni ili na postrojenju te procijenjeno vrijeme za radnje prije puštanja stroja u rad nakon dovršetka popravka (deblindiranje, vraćanje izolacije, punjenje radnim medijem, odzračivanje i sl.) Tijekom planiranja radova obavezno treba navesti je li za izvođenje radova potrebna skela, transportna sredstva (dizalica, kamion, viljuškar…), posebna zaštitna sredstva itd.

Potom se sastavlja radni nalog u kojem se navodi redoslijed radova uz prateće resurse, alat, popis materijala, transportna sredstva i sve potrebne struke. Radni nalog se šalje svi uključenim djelatnicima, tj. nadzornim inženjerima i sprema u CMMS tako da bude dostupan kad god je potrebno.

Evaluacija, mjerenje i prilagođavanje procesa

Nakon kompleksnih i dugotrajnih popravak i mukotrpnog puštanja stroja u rad, većini održavatelja je jednostavno drago da je posao konačno gotov i da mogu ići dalje s popravcima drugih strojeva (koliko puta ste bili u ovakvoj situaciji? 😉 ). Umjesto da stanemo, zapitamo se zašto je bilo toliko teško i mukotrpno, mi smo jednostavno sretni što možemo to ostaviti iza sebe i od sutra krenuti s radom na drugim strojevima.

Podrobnija analiza bi nam ukazala na sve propuste i nepravilnosti, međutim zbog preopterećenosti poslom, brojnih obaveza i drugih smetnji ovakav pristup je nažalost postao prije pravilo nego iznimka kod većine djelatnika u održavanju u velikom broju kompanija. Brojni poslovni procesi imaju evaluacijske formulare kao standardni dio poslovanja nakon odrađenog projekta ili aktivnosti temeljem kojih se točno određuje koji koraci su uzrokovali kašnjenja ili gubitke, međutim u praksi svakodnevnog rada jednostavno nemamo vremena ili resursa da se dodatno bavimo ovakvim analizama.

Čak i kada se u rutinski proces održavanja nastoji uvesti evaluacija procesa nakon otklanjanja kvara, često se ovakva dobra namjera pretvori u dodatnu papirologiju koja zahtijeva sudjelovanje puno ljudi i dodatno opterećenje uz ionako pretrpan raspored.
Evaluacija bi trebala omogućiti djelatnicima izvještavanje o svim situacijama koje nisu bile u skladu s predviđenim procedurama i o svim negativnostima što su dovele do kašnjenja ili gubitaka kako bi se ubuduće radilo efikasnije i naučilo na prethodnim greškama.

Evaluacija treba ukazati na postotak neplaniranih radova koji su se pojavili, postotak dodatnih radova koji su se pojavili u postupku defektaže, postotak radova koji us bili u skladu s planiranim, usporedbu planiranog i ostvarenog rada, materijala i resursa. Evaluacija bi trebala biti napravljena svakog ponedjeljka za prethodni tjedan, bilježiti sve nepravilnosti da se može vidjeti koji krivi koraci se ponavljaju i kako ih ispraviti ili eliminirati te poboljšati planiranje ubuduće. Tako kontinuirano unaprijeđujemo proces rutinskog održavanja strojeva i opreme.

Završni korak je prilagođavanje procesa rutinskog održavanja temeljem provedene evaluacije. Svako povećanje efikasnosti zahtijeva neprestano prilagođavanje zato što se u praksi održavalačkog posla nije desilo da imate dva identična tjedna zaredom po pitanju količine potrebnih resursa, materijala ili radova. Ako je količina potrebnih resursa u radioni ili na postrojenju identična iz dana u dan, znači da ih imate ili premalo na raspolaganju ili previše. Ako ih imate premalo, povećava se rizik, a ako ih imate previše znači da upravljanje resursima nije učinkovito koliko bi trebalo biti.

Kakav je vaš proces rutinskog održavanja strojeva? Provodite li redovite evaluacije? Što ste naučili i koje propuste ste uočili? Podijelite vaša iskustva u komentarima tako da svi naučimo!
Pitanja, komentare i poruke šaljite na mail: katarina_knafelj@hotmail.com

3 načina za unaprijediti proces ispiranja sustava ulja

Čišćenje i ispiranje sustava ulja za podmazivanje kompresora, pumpi i turbina se često pokaže slabom točkom kada je stroj u mirovanju tijekom obustave proizvodnog procesa.

Ovakvi strojevi ima pomoćni sustav ulja za podmazivanje o kojem ovisi pouzdanost rada.

Čišćenje sustava ulja za podmazivanje se uobičajeno provodi nakon generalnog servisa stroja i traje određeno vrijeme koje ulazi u opseg radova.

Proizvođači strojeva propisuju načine čišćenja i ispiranja sustava podmazivanja, dok u praksi svaka tvrtka za održavanje strojeva provodi čišćenje na drugačiji način.

Danas ćemo razmotriti načine za unaprijeđenje i standardizaciju procedure ispiranja i čišćenja sustava ulja koja je prijeko potrebna svakom velikom rotacijskom stroju.

Prvi korak je kompletno pražnjenje spremnika korištenog ulja, izmjenjivača, filtera i sustava cijevi i armature.

Spremnik ulja i kućišta filtera treba kemijski i mehanički očistiti. Ugrađuju se novi filtarski elementi (ulošci, kartuše, mrežice, ovisno o tipu filtera).

Postavlja se pomoćna cijev kojom se zaobilaze priključci uljovoda spojeni s ležajevima, reduktorom i brtvenicama. Instrumenti se također blokiraju na priključcima.

Cjevovodi uljnog sustava se demontiraju, mehanički čiste i montiraju nazad.

Ove radnje su potrebne kako bi se izbjeglo gomilanje zaostalih čestica prljavštine i osigurali dijelovi strojeva i instrumenti od onečišćenja tijekom ispiranja.

Na određena mjesta na cijevima dovoda ulja se postavljaju posebne mrežice, najčešće između 2 prirubnice.

Mrežice su najčešće u obliku stošca, cilindra ili plosnate okrugle s mikronskim dimenzijama oka.

U praksi se koriste i različiti oblici mrežica u različitim dijelovima sustava podmazivanja, npr. stožasta s većim promjerom oka na ulazu u sustav, plosnata s mikronskim okom prije ležajnog kućišta i sl. Potom se spremnik napuni novim ulje odgovarajuće viskoznosti.

Pomoćna pumpa za podmazivanje se pokreće u rad i kreće cirkulacija ulja kroz čitav sustav.

Cirkulacija ulja tijekom ispiranja može trajati minimalno 24 sata sve do nekoliko dana, ovisno o veličini stroja, količini ulja za podmazivanje i kompleksnosti sustava podmazivanja.

Ispiranje se ponekad može odužiti sve dok se ne ukloni nečistoća te uzrokovati velika kašnjenja u pokretanju stroja a time i čitavog proizvodnog procesa, što nas dovodi do ekonomskih gubitaka proizvodnje.

Da bismo izbjegli gubitke, pogledajmo na koje načine možemo unaprijediti proces ispiranja sustava ulja:

1) Primjena drugačijeg ulja kao medija za ispiranje:
Većinom se isto ulje koje koristimo za ispiranje također koristi za podmazivanje stroja nakon pokretanja u rad.

Međutim, za ispiranje je bolje koristiti ulja manje gustoće u odnosu na gustoću ulja za podmazivanje, npr. ako za podmazivanje koristimo ulje gradacije 30W, za ispiranje možemo koristiti ulje gradacije 10W ili 20W, samo moramo paziti da ga nakon dovršetka procesa ispiranja u potpunosti ispumpamo iz sustava i napunimo ulje gradacije 30W prije pokretanja stroja u rad.

Također, u ulje za ispiranje se mogu dodati aditivi u vidu deterdženata ili kemikalije za pročišćavanje prije početka ispiranja koji će na sebe vezati mikroskopske čestice nečistoće.

2) Poboljšanje protoka ulja tijekom ispiranja:
Veliki, turbulentan protok ulja je ključan za temeljito ispiranje i uklanjanje nečistoće iz sustava. Turbulentan protok u cijevima sustava podmazivanja se postiže tako da:

a) koristimo hidraulična fleksibilna crijeva minimalnog promjera i fiting spojnice za prespoj,

b) uklonimo sve potencijalne prepreke iz sustava cijevi,

c) privremeno montiramo ventile na prespojnim cijevima kako bismo lakše regulirali kojom linijom ide protok,

d) koristimo dodatnu pumpu većeg kapaciteta (npr. pumpu s dijafragmom) umjesto postojeće pomoćne pumpe radi povećanja protoka te kada to nije moguće, postavimo dodatni ventil za regulaciju protoka u samo jednoj grani cijevi kako bi se protok povećao.

Prednost rada pumpe s dijafragmom umjesto postojeće vijčane ili zupčaste pumpe je stalan protok te pulsacija ulja u cijevima, što dovodi do turbulentnog strujanja ulja.

Ponekad se dodatno ubrizgava plinoviti dušik koji uzrokuje turbulentno strujanje ulja za ispiranje, međutim potrebne su visoke mjere opreza prilikom izvođenja tog postupka.

Mjesto ubrizgavanja dušika mora biti nakon filtera i instrumenata, u smjeru protjecanja ulja radi izbjegavanja oštećenja. Dušik je također potrebno filtrirati prije ubrizgavanja i ubacivati ga isključivo kada je ulje u cirkulaciji, tj. kada pomoćna pumpa radi i prepumpava ulje kroz sustav.

Zbog fizikalnih karakteristika plinovitog dušika, kada ubrizgamo malu količinu plina u sustav cirkulirajućeg ulja doći će do pojave velikih vibracija.

Trenutak ubrizgavanja dušika se treba poklopiti s trenutkom kada pomoćna pumpa s dijafragmom napravi jedan puls, dakle treba postići usklađenje.

Prilikom izvođenja ovog postupka treba udaljiti sve djelatnike koji nisu potrebni u tom vremenu iz sigurnosnih razloga.

Napominjem da se opisani postupak u praksi jako rijetko primjenjuje i izvode ga samo obučeni djelatnici. Prednost postupka je zaista temeljito čišćenje sustava podmazivanja a glavni nedostatak povećani rizik.

3) Unaprijeđenje procedure ispiranja:
Uobičajeno je da se ulje tijekom ispiranja zagrijava, cirkulira i potom kontrolira količina prikupljenih nečistoća na mrežici sve dok ulje ne proglasimo čistim.

Po potrebi se mrežica nekoliko put mijenja. Prije izmjene mrežice potrebno je zaustaviti cirkulaciju ulja i čekati da se ono ohladi.

Nedostatak ovog procesa je taj što nema strojara koji će vam pouzdano reći koliko će cijeli proces trajati, čime se potencijalno produljuje vrijeme dovršetka radova i pomiče rok pokretanja stroja u rad.

Nakon dovršetka cirkulacije ulja, potrebno je ukloniti sve pomoćne cijevi koje su služile za prespoje, pomoćne ventile i dodatnu pumpu te spojiti instrumente.

Cijevi moraju biti skroz čiste. Potom se uključuje pomoćna uljna pumpa u radi i sada kreće prava cirkulacija te je potrebno sustav u potpunosti ispuniti uljem uz otvoreni odzračnik.

Kada na odzračniku počne teći ulje, znači da smo iz sustava izbacili sav zrak iz cijevi i možemo ga zatvoriti. Često će protok ulja biti nešto sporiji u odnosu na protok sa prespojem zato što sada ulje prolazi kroz ležajeve ili brtvenice koji se zbog svoje konstrukcije ponašaju poput neke vrste prigušnica.

Glavni parametar tijekom cirkulacije ulja i ispiranja sustava je radna temperatura ulja.

Na početku procesa ispiranja ulje treba zagrijati. Svaki proizvođač u korisničkom priručniku stoja navodi vrijednosti temperature koje mora imati ulje tijekom ispiranja.

Nakon završetka cirkulacije, ulje treba rashladiti na najnižu dozvoljenu temperaturu koju je preporučio proizvođač stroja.

Grijanje i hlađenje ulja za ispiranje treba ponavljati sve dok se ne postigne čistoća u sustavu podmazivanja.

Ulje treba grijati postepeno do preporučene temperature koja je npr. za sustav podmazivanja manjih kompresora između 65°C i 85°C.

Treba paziti da ne dođe do propuštanja vrućeg ulja i poduzeti sve mjere opreza.

Grijanje i hlađenje ulja tijekom ispiranja se postiže izmjenom topline u cijevnim izmjenjivačima sustava podmazivanja. Po potrebi je moguće spojiti dodatne izmjenjivače, pri tome moramo paziti da ulje ne pregrijemo ili ne pothladimo previše.

Cilj je postići apsolutnu čistoću u sustavu ulja za podmazivanje u raspoloživom vremenu.

Nakon dovršetka cirkulacije ponekad se također preporučuje zamijeniti sve brtve na prirubničkim spojevima cijevima jer njihove površine predstavljaju potencijalne džepove gdje se nakupljaju metalne čestice ili prljavština koju ulje ne ispere.

Preporučuje se montirati klingeritne brtve odgovarajućih fizikalnih i kemijskih svojstava.

Cirkulaciju tijekom ispiranja treba početi pri niskom tlaku i temperaturi ulja te provjeravati sve spojeve radi propuštanja.

Ako primijetimo propuštanje, zaustaviti cirkulaciju i pritegnuti spoj. Potom se postepeno povećava tlak i ulje se grije. Čitavo vrijeme treba paziti na moguća propuštanja.

Kada ulje dostigne puni radni tlak i temperaturu, potrebno je s vremena na vrijeme provjeravati vrijednosti na instrumentima i bilježiti koliko je vremena proteklo.

Potom postepeno snižavati tlak i temperaturu, rashladiti ulje i obustaviti cirkulaciju.

Treba provjeriti količinu nečistoće nakupljenu na mrežicama, zamijeniti ih i započeti čitav postupak cirkuliranja ispočetka i ponavljati ga sve dok na mrežici ne bude nečistoća.

Napominjem da je postupak ispiranja i čišćenja sustava podmazivanja rotacijskih strojeva obično dio paketa usluge generalnog servisa i rijetko se ugovara zasebno.

Međutim, tijekom izvođenja radova potrebno je provjeravati situaciju s djelatnicima tvrtke koja izvodi radove i potvrditi u primopredajnom zapisniku da je ispiranje izvršeno i da je sustav čist.

Preporučujem da tijekom izrade specifikacija za izvođenje generalnog servisa navedete specifične zahtjeve za ispiranjem i čišćenjem sustava ulja za podmazivanje te dodate plan ispiranja.

Plan ispiranja se može naći u korisničkom priručniku stroja ili možete poslati upit proizvođaču stroja da vam pošalje plan ispiranja za dotični stroj.

Koju proceduru ispiranja primjenjujete? Jeste li zadovoljni čistoćom sustava podmazivanja nakon obavljenog ispiranja? Podijelite svoja iskustva u komentarima!

Recenzija priručnika Inženjerski vodič za rotacionu opremu

      Inženjerski vodič za rotacionu opremu (Engineering’s guide to Rotating equipment, džepno izdanje) autora Clifforda Matthewsa uvodi nas u osnove dobre prakse funkcioniranja rotacione opreme, teorijskih principa i fizikalnih zakona koji to omogućavaju te daje iscrpan pregled normativa i standarda za svaki tip opreme.

      Što se samog autora tiče, Clifford Matthews je britanski inženjer s dugogodišnjim iskustvom u tehničkom vještačenju i ispitivanju različitih vrsta strojeva i opreme te u projektnom menadžmentu. Objavio je niz praktičnih priručnika u formi džepnih izdanja o radu i funkcioniranju strojeva te o dobroj praksi za opremu pod tlakom, inspekcijska ispitivanja, kontrolu opreme i sl. Najpoznatiji su mu Vodič za istraživanje kvarova, Vodič za ispitivanje opreme pod tlakom, Studije slučaja u strojarskom konstruiranju, Priručnik za ispitivanje strojarskih radova te brojni stručni članci. Clifford Matthews nije jako razvikan u usporedbi s nekim drugim autorima iz tehničkog područja čije sam priručnike recenzirala na ovom blogu u članku 1, članku 2, članku 3 i teško ćete naći više podataka o njemu ili recenzija njegovih knjiga kada pretražujete web.

      Inženjerski vodič za rotacionu opremu kojeg danas razmatramo se sastoji od 14 poglavlja i 350 stranica, izdanje koje imam je iz 2002.godine. i pokazao mi se vrlo korisnim kada sam bila inženjer početnik u radu s rotacionom opremom ali i danas kada sam iskusnija u tom području jer pomoću njega mogu brzo pronaći preciznu i konkretnu informaciju ili podsjetnik kada vlastita memorija zakaže uslijed svakodnevne poplave informacija koje treba usvojiti ili riješiti a naš prijatelj google nije dostupan.

      Prvih 6 poglavlja obuhvaća pregled temeljnih inženjerskih znanja od torzije, naprezanja, statike, dinamike, vibracija do elemenata strojeva i mehanike fluida. Teme su zajedničke za sve tipove rotacijskih strojeva i služe kao teorijska podloga. Poprilično se dobro preklapa s osnovnim poglavljima Krautovog strojarskog priručnika.

      Potom kreću poglavlja od sedmog do desetog u kojima autor detaljno razrađuje različite tipove rotacione opreme, počevši s pumpama, kompresorima, turbinama, motorima s unutarnjim izgaranjem sve do ventilatora. Opisuje tehničke i tehnološke karakteristike, povezuje način funkcioniranja stroja s temeljnim tehničkim znanjima (npr. rad kompresora i teorijske spoznaje iz mehanike fluida i dinamike te elemenata strojeva).
U 11. i 12. poglavlju opisana su osnovna pravila konstruiranja te izbora odgovarajućeg materijala i standardizacije dok se 13. i 14. poglavlje bave primjenama tehničkih standarda u praksi te listom međunarodnih organizacija za donošenje normativa u području rotacione opreme.

      Inženjerski vodič za rotacionu opremu je zgodan primjerak tehničke literature ispunjen brojnim ilustracijama i presjecima rotacijskih strojeva, sadrži obilje korisnih podataka za svakodnevno korištenje svima koji se bave rotacijskom opremom poput inženjera održavanja, operatera, inspektora i tehničara. Korisniku omogućava brzi pregled važećih međunarodnih i industrijskih standarda povezanih s određenom vrstom opreme, pogotovo po pitanju ispitivanja opreme koja podliježe Zakonu o opremi pod tlakom u proizvodnom postrojenju naftne, petrokemijske, kemijske ili farmaceutske industrije. Također, priručnik sadrži brdo tehničkih podatka o rotacijskim strojevima, tablica i kontrolnih listi. Pojednostavljeno prikazuje kompleksne teorijske principe konstrukcije i funkcioniranja rotacijske opreme i nije zamjena za zakonike, norme, korisničke priručnike proizvođača ili relevantnu tehničku dokumentaciju. Razumljiv je i drugim profilima tehničkih struka osim strojara, npr. građevinarima, električarima, instrumentalcima, NDT ispitivačima i sl.

     Posebno je korisno što se na kraju svakog poglavlja nalazi popis numeriranih standarda vezanih uz temu samog poglavlja, npr. na kraju poglavlja o pumpama navedeni su svi međunarodne standardi o pumpama, što je vrlo korisno kada vam brzo treba referenca ili provjera smjernica u standardu. Također je dana lista linkova na web stranice najčešćih proizvođača određenog tipa opreme gdje se može pronaći više podataka i na kraju, lista međunarodnih udruga i inženjerskih organizacija koje se bave izradom i praćenjem standarda i normi. Vodič je poslužio je i u situacijama obrnute logike kad treba vidjeti što sve funkcionira ispravno da bismo shvatili što je krenulo krivo u mehanizmu određenog stroja.

     Nisam našla niti jednu drastično negativnu stranu, ovaj džepni vodič je upravo to, kompaktan i koristan džepni priručnik za svakodnevni rad kada brzo morate pronaći neku informaciju ili preporuku za određeni rotacijski stroj. Ako ste očekivali detaljnije i dublje proučavati određenu temu (npr. dinamiku rotorskog sklopa centrifugalnog kompresora), ovdje je nećete naći. Trebate se umjesto toga preusmjeriti na korisničke priručnike proizvođača dotičnog stroja ili na priručnike koji se bave isključivo temom koja vas zanima jer ovaj vodič daje samo osnovni prikaz određene vrste rotacijske opreme i glavnih tehničkih karakteristika, načine funkcioniranja, smjernice za odabir opreme i osnove dobre prakse u održavanju i radu određene vrste stroja. U priručniku ćete rijetko naći neku revolucionarnu ili novu ideju, već solidno utemeljeno postojeće inženjersko znanje o rotacionoj opremi. Osnovne principe i smjernice iz vodiča možete koristiti gdje god radite sa rotacijskom opremom, bez obzira na vrstu industrije.

        Imala sam praktične koristi od upotrebe ovog priručnika, pogotovo kada mi je trebao šalabahter ili brzinski podsjetnik na teorijsku pozadinu osnovnih fizikalnih principa na kojima funkcionira određeni rotacijski stroj kako bih dobila pogled iz drugog kut zašto je došlo do kvara na promatranom stroju. Također je više puta poslužio u situacijama kada sam trebala provjeriti detalje iz određenih normi i njihove smjernice kao podlogu za izradu tehničkih specifikacija.

Koji inženjerski priručnik svakodnevno koristite? Što vam je nedostajalo? Kakve praktične koristi ste imali? Preporučite ga u komentarima!

 

Raspored opterećenja kod prijenosnika snage

     Prijenosnici snage su strojni sklopovi koji prenose snagu i/ili gibanje s pogonskog stroja na pogonjeni i prisutni su u svim tipovima proizvodne i prerađivačke industrije. Sklop se sastoji od pogonskog i pogonjenog strojnog elementa koji rotiraju i ostvaruju prijenos bilo izravnim zahvatom, bilo posredno preko trake, remena, lanaca i sl.

Najzastupljeniji su mehanički prijenosnici snage poput reduktora, multiplikatora ili mjenjača dok je najraširenija vrsta prijenosa zupčanički i remenski. Karakteristike prijenosa su prijenosni omjer (omjer brzine vrtnje ulaznog (pogonskog) i izlaznog (gonjenog) člana prijenosnika) te raspored opterećenja na vratila.

Raspored opterećenja na prijenosnike može se klasificirati kao J – jednoliko (uniformno raspoređeno), U – umjereno i T – teško opterećenje. Slijedi tablica s klasifikacijama opterećenja prema vrsti stroja i tipu industrije.

Ventilatori i puhala	Raspored opterećenja
Puhala (radijalna i aksijalna	J
Ventilatori rashladnih torneva		U
Ventilatori za pisilno propuhivanje		U
Turbo puhala	J
Kemijska industrija
Agitatori	J
Centrifuge		U
Rashladni bubanj		U
Sušionik		U
Mikser/mješalica		U
Kompresori
Klipni kompresori			T
Turbo kompresori		U
Dizalice
Kranska dizalica		U
Koloturnik s kukom	J
Prijenosnik s unutarnjim i vanjskim ozubljenjem		U
Razno
Centrifugalne pumpe		U
Vitla/Vinčevi		U
Klipne pumpe			T
Vijčane pumpe		U
Aeratori		U
Koloturnici na brodovima tipa dredger			T
Oprema na naftnim bušotinama			T
Strojevi za pranje		U
Prehrambena industrija
Strojevi za punjenje boca	J
Preša za limenke		U
Sjekači lima			T
Drobilica sirovine		U
Stroj za izradu tijesta		U
Strojevi za pakiranje		U
Drobilice šećerne repe	J
Građevinski strojevi
Mješalice betona		U
Teretna dizala		U
Stroj za asfaltiranje		U
Generatori i transformatori
Transformatori frekvencije			T
Generatori			T
Generatori na uređajima za zavarivanje			T
Metaloprerađivačka industrija
Strojevi za vučenje limova			T
Lančani prijenosnici		U
Valjkasta preša			T
Pneumatski čekić			T
Transportne trake		U
Rezačica			T
Stroj za ingote			T
Stroj za zavarivanje cijevi		U
Stroj za namotavanje žice		U
Preše za kovanje			T
Preše za bušenje			T
Savijačica		U
Prerada gume, plastike, papira, tekstila, drva
Preše za sirovinu			T
Ekstruderi		U
Mješalice		U
Drobilice sirovine			T
Stroj za predenje		U
Stroj za češljanje vune		U
Tračne pile			T
Strojevi za obradu drva	J
Strojevi za bojanje i lakiranje		U
Strojevi za izradu uzoraka		U

Koji je raspored opterećenja na prijenosnike u vašim postrojenjima? Podijelite iskustva u komentarima!

 

 

Preporuke za održavanje rotacijske opreme

      Rotacijska oprema u industriji (pumpe, kompresori, turbine, reduktori, ventilatori, mješalice, dizel motori, puhala, transportne trake, separatori,…) je neizostavan dio svakog prerađivačkog i proizvodnog postrojenja, često i srce određene proizvodne jedinice. S obzirom na kritičnost pojedinih strojeva, rijetko kad je neka proizvodna jedinica otporna na dugotrajan zastoj uzrokovan kvarom rotacijskog stroja. Rotacijska oprema je u neprekidnom radu 24 sata dnevno, 7 dana tjedno i tako cijele godine, svaki pa i najmanji neplanirani zastoj uzrokuje gubitke u proizvodnji i profitu.

Danas ćemo razmotriti općenite preporuke za pouzdan rad rotacijske opreme. Specifične preporuke ovise o vrsti stroja, njegovo namjeni i tipu industrije, npr. način održavanja pumpi i separatora u tvornici lijekova se razlikuje od održavanja istih strojeva u petrokemiji ili tvornici hrane.

      Čistoća ulja za podmazivanje: svi rotacijski strojevi se podmazuju. Najveći neprijatelj podmazivanja su čestice koje onečiste mazivo i u konačnici dovedu do oštećenja ležajeva. Dodatno, maziva moraju biti odgovarajuće uskladištena i korištena. Detaljnije preporuke o podmazivanju sam navela u članku, ovdje i ovdje.

      Izbor odgovarajućeg stroja: prosječna starost rotacijske opreme u Hrvatskoj varira u rasponu 20 – 40 godina, ovisno o vrsti industrije. Strojevi koji su prije radili, sada rade s poteškoćama ili uopće ne rade jer se promijenio radni medij, promijenio se dio proizvodnog procesa, proizvođač je prestao proizvoditi rezervne dijelove pa popravci više nisu mogući, proizvođača je kupio konkurent i nastavio proizvoditi prilagođene rezervne dijelove koji ne odgovaraju vašim strojevima, stroj je nebrojeno puta popravljan i nadograđivan, tehnička dokumentacija je nepotpuna i/ili nedovoljna….Bitno je ostati fleksibilan i na vrijeme nabaviti novi stroj jednakih ili poboljšanih radnih performansi ili napraviti tvorničku nadogradnju kod originalnog proizvođača (ako postoji).

     Planirani intervali održavanja i servisiranja: svake godine u siječnju potrebno je sastaviti godišnji plan održavanja i servisa te naručiti unaprijed rezervne dijelove. Okvirne datume servisa treba ravnati prema rokovima isporuke rezervnih dijelova te uvijek imati na skladištu obavezne rezervne dijelove za popravak kritičnih strojeva. Treba napraviti plan preventivnih aktivnosti, provjeriti i po potrebi revidirati plan podmazivanja i plan pregleda specifičnih strojeva ili pomoćnih sustava koje izvode isključivo ovlašteni serviseri. Tako ćete unaprijed rezervirati ovlaštene servisere da dođu upravo onda kada vam je potrebno zato što puno ovlaštenih tvrtki istovremeno pokriva područje nekoliko zemalja pa se može dogoditi da vam ne mogu doći „preko noći“ jer ih je već rezervirao netko iz susjednih zemalja. Prema iskustvu i uvjetima proizvodnje, planove održavanja i servisiranja treba redovito prilagođavati.

       Iskrenost i realne procjene: kada dođe do kvara određenog stroja, djelatnik koji rukuje strojem treba iskreno reći kakvi su bili radni parametri i što je sve primjetio. Često se dogodi da situacija u kojoj održavatelji postavljaju pitanja o kvaru radi određivanja uzroka i spriječavanja ponovne pojave kvara, a za uzvrat dobiju iskrivljene i mutne odgovore. Također, kada održavatelji kažu da je procijenjeno vrijeme popravka stroja n dana (ili n sati), to je najtočnija procjena koju mogu dati u tom trenutku. Naposljetku, kada imamo potpunu havariju uz (ni)malo rezervnih dijelova, mehanika i preciznost ne trpe požurivanje…

      Informiranost uz stalno učenje: zahvaljujući dostupnosti informacija na internetu, moguće je učiti iz najbolje prakse vodećih kompanija u svijetu iz određene branše. Također, dostupan je veliki broj znanstvenih radova, tehničkih priručnika, baza znanja, studija slučaja i bezbroj tutorijala. Pripazite samo na pouzdanost izvora. Kako budete sve dublje istraživali određenu problematiku vidjet ćete na koji način je isti ili sličan problem riješen negdje drugdje u svijetu i unaprijediti svoje znanje.

Na koji način održavate rotacijsku opremu? Podijelite iskustva u komentarima!