Kako unaprijediti analizu ulja za podmazivanje klipnog kompresora primjenom induktivno spregnute plazme?

Otkrijte nov način analize ulja za podmazivanje u klipnim kompresorima primjenom inovativne tehnike induktivno spregnute plazme.

Jedan od vodećih uzroka preranog otkazivanja strojarske opreme su problemi sa podmazivanjem, konkretnije, čestice nečistoće prisutne u mazivima.

Prema istraživanju kompanije SKF iz 2023., 2% godišnjeg budžeta održavanja otpada na troškove kvarova nastalih zbog problema sa podmazivanjem, 40% troškova održavanja otpada na provođenje aktivnosti podmazivanja, dok 50% preranih otkazivanja ležajeva nasta zbog onečišćenog ulja i neadekvatnog podmazivanja.

Pravilno održavanje sustava podmazivanja i filtracije kod velikih strojeva u naftnoj industriji smanjuje potrebu za zamjenom ulja za 25%, za novim rezervnim dijelovima do 60%, čime izravno doprinosi smanjenju CO2.

Podmazivanje klipnih kompresora u procesnoj industriji se vrši prisilnom cirkulacijom ulja pripremljenog u sustavu pomoćne opreme.

Slika 1.: Klipni kompresor

Kao i brojnu drugu strojarsku opremu, sustav pomoćne opreme za podmazivanje zahtijeva održavanje, servisiranje, redovite analize ulja, nadopune količine ulja prema potrebama rada ili zamjene cjelokupne količine.

U  nekim postrojenjima se kompletna zamjena ulja za podmazivanje manjih kompresora vrši svakih 2000 h, što je uzaludno trošenje resursa. Brojna maziva su visokotehnološka i namijenjena su korištenju više tisuća sati ako se sustav podmazivanja pravilno održava.

Primjena tehnologije induktivno spregnute plazme za analizu ulja za podmazivanje klipnih kompresora omogućava racionalnije upravljanje sustavom podmazivanja, uštede na količinama ulja prilikom zamjene koja se ne vrši prema satima rada ili kalendarskim intervalima već stvarnom fizikalnom i kemijskom stanju maziva te unaprjeđuje korištenje sustava podmazivanja.

Što čini sustav podmazivanja klipnog kompresora?

Sustav podmazivanja klipnog kompresora je poput krvotoka kod ljudi, samo što je glavni element ulje na mineralnoj ili sintetičkoj osnovi.

Norma ISO 10438 pod nazivom Podmazivanje, brtvljenje vratila i kontrola sustava podmazivanja u naftnoj, petrokemijskoj industriji definira zahtjeve za konstrukciju i upravljanje sustavima podmazivanja strojarske opreme.

Norma API 618 pod nazivom Klipni kompresori u naftnoj, kemijskoj i plinskoj industriji objašnjava sve o konstruiranju, upravljanju i ograničenjima sustava podmazivanja ovisno o zahtjevima rada i namjene samog klipnog kompresora.

Klipni kompresori imaju sustava podmazivanja podijeljen u 2 dijela:

1. Sustav podmazivanja kućišta
2. Sustav podmazivanja klipova i cilindara

Za kompresore snage jednake ili veće 150 kW, podmazivanje kućišta mora biti isključivo prisilno. Podmazivanje prskanjem se može primijeniti na kompresore horizontalne konstrukcije koji imaju ležajeve sa kotrljajućim elementima.

Temperatura ulja za podmazivanje koljenastog vratila ne smije prijeći 70ºC pri čemu se u karteru ili spremniku ulja ne smije ugrađivati izmjenjivač topline za hlađenje.

Sustav za podmazivanje klipnih kompresora mora obavezno imati sljedeće elemente:

• Spremnik ulja, obično u karteru kompresora ali često i zasebno izdvojen na skid jedinici
• Glavna pumpa podmazivanja, može biti pokretana koljenastim vratilom ili zasebnim elektromotorom
• Pomoćna uljna pumpa pokretana zasebnim elektromotorom
• Izmjenjivač topline
• Dvojni filter (dupleks folter)
• Grijač, ako je potrebno
• Sigurnosni ventil za zaštitu svake pumpe
• Odvojeni regulacioni element za regulaciju tlaka ulja
• Odvojeni regulacioni element za regulaciju temperature ulja
• Potrebni ventili
• Cijevi i armatura odgovarajućih dimenzija
• Minimalno potrebni instrumenti: 1 indikator tlaka, 2 indikatora temperature, 1 indikator razine ulja na spremniku uli na karteru, 1 transmiter za indikaciju niskog tlaka koji aktivira alarm i pokreće pomoćnu pumpu, 1 transmiter niske razine ulja u spremniku ili u karteru, 1 transmiter diferencijalnog tlaka na filterima, 1 transmiter niskog tlaka koji štiti sustav i obustavlja kompresor

Slika 2.: Strojevi  i oprema u sustavu prisilnog podmazivanja klipnog kompresora (Izvor)

Radni tlak u sustavu podmazivanja kućišta i konstrukcije ne smije biti niži od 10 bar, iako proizvođači često preporučuju nešto niži tlak ulja za podmazivanje ležajeva.

Tlak otvaranja sigurnosnog ventila ne smije biti veći od zbroja svih normalnih tlakova ulja za podmazivanje ležajeva te gubitka tlaka kroz cjevovod, pada tlaka na filterima pri normalnom protoku ulja i minimalnoj temperaturi 27ºC.

Kako bi se spriječila kontaminacija ulja ako dođe do propuštanja na izmjenjivaču, tlak ulja mora biti veći od tlaka vode za hlađenje. Spremnik ulja mora imati nivokazno staklo sa označenom minimalnom i maksimalnom razinom.

Svi kompresori snage > 150kW moraju imati neovisnu pomoćnu pumpu sa automatskim startom koja se pokreće u rad na signal niskog tlaka ulja u sustavu i nastavlja raditi još neko vrijeme nakon što je kompresor stao s radom.

Pumpa treba biti konstruirana tako da može prepumpavati ulje kinematičke viskoznosti veće od 1000 cSt (mm²/s).

Izmjenjivači topline trebaju biti cijevnog tipa i imati površine veće ili jednake 0.5 m² sa mogućnošću izvlačenja cijevnog snopa prema normi TEMA Class C te odušak na najvišoj točki i drenažni priključak na najnižoj točki.

Cijevi moraju imati minimalan vanjski promjer 16 mm i debljinu stijenke minimalno 1.2 mm.

Filteri moraju imati minimalnu efikasnost 90% uklanjanja čestica veličine 10 μm (β10 > 10) i minimalno 99.5% za čestice veličine 15 μm (β15 >200), prema normama ISO 16889 i API 614 te diferencijalnom tlaku 3.5 bar.

Minimalan diferencijalni tlak na filterima mora biti 5 bar.

Podmazivanje cilindara i brtvenica može biti zasebnim strojem tkz. lubrifikatorom ili ubrizgavanjem na određenim mjestima.

Kada se cilindri podmazuju, uljni film mora biti tanak i ravan na stapajici po čitavoj duljini.

Glavna pumpa za podmazivanje povezana sa koljenastim vratilom ili lubrifikator moraju imati 100% povećanje protoka ili 25% smanjenje te se prilagođavati dok je kompresor u radu. Ako dođe do kvara, oglasit će se alarm.

Sustav mora imati predpodmazivanje prije pokretanja kompresora u rad.

Svaki cilindar mora imati svoje zasebno mjesto ubrizgavanja ulja te dvostruki kontrolni ventil od nehrđajućeg čelika ugrađen što bliže mjestu podmazivanja.

Ostala armatura mora biti odabrana tako da može raditi na maksimalnom radnom tlaku lubrifikatora.

Prolazi za ubrizgavanje ulja u cilindar se izvode kroz košuljicu i spajaju sa cjevčicama dovoda ulja od lubrifikatora. Cjevčice su bešavne, izrađene od austenitnog nehrđajućeg čelika i moraju imati vanjski promjer minimalno 6 mm (1/4”)  te minimalnu debljinu stjenke 1.5 mm.

Za podmazivanje se smiju koristiti isključivo sintetička ulja.

Spremnik ulja za podmazivanje mora imati toliki volumen da omogući minimalno 30 sati rada pri normalnim radnim protocima. 

Sustavi blokade rada kompresora i pomoćne opreme su sljedeći: a) sustav koji detektira temperaturu i tlak plina za obradu i b) sustav koji detektira tlak ulja za podmazivanje.

Kako se održava pomoćna oprema u sustavu podmazivanja?

Pregledajte različite dijelove sustava ima li tragova hrđe, posebno ako je kompresor stajao duže vrijeme i nije bio konzerviran.

Uklonite snopove cijevi izmjenjivača ulja i temeljito ih očistite. Ponovo ih sastavite .

Uklonite uloške ili kartuše filtra ulja i zatvorite kućište filtra nakon njegovoga pažljivog čišćenja. Ponovo vratite kartuše ili ih zamijenite novima.

Nakon svakog generalnog servisa ili revizije, a prije pokretanja u rad, potrebno je napraviti cirkulaciju ulja da se ispere čitav sustav. Ulje prvo treba biti zagrijano do maksimalno 80°C.

Tijekom postepenog zagrijavanja obavezno pratite temperaturu na termometru.

Započnite naizmjenično ispirati tako da upotrijebite glavnu i pomoćnu pumpu za ulje ako imaju vlastiti pogon, inače primijenite zasebnu elektromotornu pumpu samo u ovu svrhu.

Kod klipnih kompresora velike snage glavna pumpa je obično povezana direktno sa koljenastim vratilom.

Provjerite da se vrši ispiranje u svim granama sustava podmazivanja prateći indikatore protoka.

Na određena mjesta u sustavu treba montirati 2 do 3 mrežice za sakupljanje većih čestica prljavštine.  Periodično zaustavite ispiranje, pregledajte mrežice i uklonite nečistoću.

Ispiranje je zadovoljavajuće ako nakon najmanje 2 sata cirkulacije ulja nema više od 3 čestice po 1 cm².

Ispustite ulje za ispiranje kroz postojeći drenažni ventil i uklonite montirane mrežice. Očistite izmjenjivač topline, očistite filtere i uloške ili ih zamijenite te kemijski i mehanički očistite unutrašnjost spremnika ulja ili karter, ovisno o konstrukciji sustava podmazivanja.

Čisto ulje također treba dati na analizu. Ulje treba zamijeniti ako kemijsko-fizikalna analiza otkrije prisutnost onečišćenja.

Kada kompresor dostigne nazivnu brzinu vrtnje, zaustavite pomoćnu pumpu za predpodmazivanje ako je pokreće vlastiti motor i ako nije blokirana tlačnom sklopkom. U svakom slučaju, provjerite tlak ulja.

Provjerite temperaturu ulja na ulazu u kućište. Provjerite razinu ulja u karteru ili u spremniku.

Po potrebi dolijte ulje u spremnik dok oznaka na nivokaznom staklu ne pokaže da je razina dosegla maksimum.

Provjerite da ulje nije postalo emulzija i da ne sadržava toliku količinu zraka koja bi loše utjecala na podmazivanje.

Svaki zrak prisutan u sustavu podmazivanja bit će uklonjen kroz otvore za odzračivanje u sustavu.

Prije potpunog opterećenja klipnog kompresora, temperatura ulja u sustavu treba biti na 30°C do 35°C.

Ulje za podmazivanje kućišta ne smije pjeniti, razina na nivokazu mora biti konstantna, u sustavu ne smije biti prisutan zrak ili druge tekućine te pumpa podmazivanja mora raditi ispravno.

Kod klipnih kompresora koji imaju podmazivanje cilindra, stapajice i uljne brtvenice provjerite razinu ulja u spremniku ili karteru, provjerite količinu protoka ulja i ispravan rad svakoga voda za ulje.

Prisutnost strane tekućine poput vode u ulju može dovesti do preopterećenja na klipnjači i ostalim dijelovima (cilindrima, itd.) te može uzrokovati pukotine na dosjedima ventila, prstenima i oprugama.

Čak i kapljice tekućine male veličine prisutne između dosjednih površina imaju isti učinak kao krute čestice uslijed velike brzine sudara na dosjede, i mogu teško oštetiti klipne prstenove.

Ako se plinom kao radnim medijem prenose frakcije tekućih ugljikovodika, ulje za podmazivanje cilindra će se razrijediti, što dovodi do slabog podmazivanja.

Količina ulja prilikom podmazivanja u cilindrima mora biti kao što je odredio proizvođač, ali može doći do promjena podmazivanih dijelova u radu.

Upamtite da prekomjerno podmazivanje u jednakoj mjeri kao i nedovoljno podmazivanje mogu dovesti do problema sa ventilima, klipnim prstenima i brtvama.

Nagla promjena temperature glavnih rukavaca na ležajevima naznaka je problema kao što je odvajanje ili pregrijavanje bijelog metala.

Odvojene čestice bijelog metala će otići dalje kroz sustav podmazivanja zbog turbulentnog strujanja ulja.

Izmjenjivač topline ili hladnjak ulja treba povremeno čistiti s vodene strane, posebno u slučaju otvorenog kruga.

Ulje za podmazivanja treba analizirati najmanje jednom mjesečno, i posebno provjeravati: a) viskoznost, b) korozivnost (dopušteno samo u tragovima), c) čestice bijelog metala (nagli porast), d) voda (dopušteno samo u tragovima).

Svakako spriječite miješanje zraka s uljem i nastanak pjene jer ulje nije šampanjac i neće vas razveseliti mjehurićima.

Pjenjenje dovodi do smanjenja viskoziteta i stvara brojne probleme u radu klipnog kompresora. Povremeno provjerite brtvljenje cijevi koje spajaju spremnik ulja i pumpu u potrazi za tragovima propuštanja.

Koljenasto vratilo izrađeno je od jednog komada i ima protuutege radi smanjenja dinamičkog opterećenja u temeljima. Vratilo se izbuši iznutra da pruži prolaz za distribuciju ulja za podmazivanje. Za dobro podmazivanje, otvori moraju biti uvijek čisti i prohodni.

Klizne površine križne glave (papučice) pokrivene su oblogom bijelog metala.

Papučice imaju posebne kanale za distribuciju ulja za podmazivanje. Podmazivanje se provodi dovođenjem ulja pod tlakom u gornju i donju vodilicu kliznog tijela križne glave.

Za cilindre koji se podmazuju, provjerite poklapa li se geometrija provrta za podmazivanje na cilindru sa provrtima na košuljici.

Kod cilindara koji se ne podmazuju, jedina je razlika u tome što nije potrebno poravnati provrte za ulje za podmazivanje prilikom montaže nove košuljice.

Usisni i tlačni ventili trebaju izgledati čisto, bez naslaga i prisutnih kondenziranih tekućina.

Jedino ventili ugrađeni u cilindre koji se podmazuju trebaju biti prekriveni vrlo tankim, ravnomjernim slojem ulja.

Filter je smješten blizu ulaza razvodnika ulja za podmazivanje kućišta. Kada se rabi dvostruki filter, njegovi dijelovi se mogu spajati naizmjenično pomoću sustava ventila, što osigurava kontinuitet protoka tijekom preklapanja.

Na taj način, uložak filtra jednog dijela se može zamijeniti ili čistiti, dok drugi osigurava normalan rad. Unutar kartera ili spremnika, na ulazu cjevovoda usisa, smješteno je usisno sito ili mrežica.

Sito ili mrežica vrši početno grubo filtriranje ulja, sprječavajući ulaz nečistoća većih dimenzija u sustav i oštećenje pumpe podmazivanja.

Kompresor je opremljen privremenim filterom smještenim na ulaz razvodnika ulja na okviru.

Privremeni filter zadržava svu preostalu prljavštinu u dijelu sustava nizvodno od glavnog filtra. Može se dogoditi da njegovo začepljenje dovede do povećanog pada tlaka ulja. U tom slučaju, zaustavite kompresor i očistite filter.

Treba izvršiti pregled filtera prilikom prve iduće zamjene ulja. Ako je filter čist, obzirom da nije projektiran za stalni rad, uklonite ga.

U protivnom, ugradite ga ponovno nakon što ste ga očistili i ponovno pregledali kod slijedeće promjene ulja. Ako opet bude prljav, preporuča se izvršiti pažljiv pregled sustava radi utvrđivanja i konačnog uklanjanja izvora prljavštine.

Preporuča se ponovno ugraditi filter, kad god se izvode mehanički radovi bilo na cjevovodu i/ili opremi uzvodno od njega, i pridržavati se procedure slične prethodno opisanoj.

Glavna pumpa ulja za podmazivanje je obično zupčasta po konstrukciji i servisira se kada je klipni kompresor na generalnom remontu. Istrošenost i kvarovi dijelova pumpe obično su rezultat promjene izlaznog tlaka i problema u njegovoj regulaciji.

Slika 3.: Položaj zupčaste pumpe podmazivanja na klipnom kompresoru

Ako dođe do propuštanja ulja iz zupčaste pumpe, zamijenite njen brtveni prsten. Nakon demontaže pumpe s kućišta, rastavite različite dijelove, označivši markerom međusobni položaj dva zupčanika kako biste bili sigurni da ćete ih sastaviti u ispravan položaj. Temeljito očistite sve dijelove razrjeđivačem i zamijenite sve brtve.

Upamtite da podtlak na usisu pumpe ne smije biti niži od 0.2 bara, a tlak u kućištu pumpe treba biti reda veličine nekoliko desetinki bara. Radi nadzora ispravnog rada pumpe i uljnog sustava, treba imati vakuumski mjerač tlaka. Ovaj instrument će biti spojen kroz dva spoja, jedan na usisu a drugi na kućištu pumpe.

Temeljem sati rada kompresora treba preventivno planirati radove pregleda, mehaničkog i kemijskog čišćenja izmjenjivača.

Drugi način je praćenjem temperature rashladne tekućine i/ili temperature ulja za podmazivanje.

Porast temperature, pogotovo ako se događa sve brže i brže ukazuje da je došlo do zaprljanja rashladnih površina izmjenjivača.

Prilikom pregleda izmjenjivača provjerite stanje površina u potrazi za prisustvom pukotina da rashladno sredstvo i ulje podmazivanja ne mogu doći u doticaj.

Ako tijekom rada dođe do propuštanja i ako je tlak ulja veći od onoga rashladnog sredstva, ulje će ući u rashladni sustav i gubiti se.

Ovaj kvar će se pokazati smanjivanjem razine ulja u spremniku ili karteru. Ako je izgubljena značajna količina ulja, tlačna sklopka stavljena u krug ulja podmazivanja će reagirati i dovesti do obustave kompresora.

Ako je nasuprot tome tlak ulja niži od tlaka rashladnog sredstva, ono će ući u ulje, dovodeći do zagađenja i nakon toga oštećenja (čak vrlo teškog) zupčanika.

Iz tog razloga, obavezno treba raditi s tlakom ulja većim od tlaka rashladnog sredstva. Ako postoji grijač ulja s radnim medijem npr. parom, preporuča se da tlak radnog medija za zagrijavanje bude nižim od onoga ulja.

Funkcija glavnog filtera je uklanjanje različitih krutih čestica prljavštine iz ulja za podmazivanje, koje bi mogli oštetiti podmazivane dijelove. Vrijeme u kojem kartuša ili uložak postaje prljav je ono koje prođe od pokretanja u rad do postizanja maksimalno dopuštenog pada tlaka i iznosi približno 2500 sati.

Kažem približno jer će vrijeme potrebno da dođe do zaprljanja filtera ovisiti i o intenzitetu kompresora, radnom opterećenju, parametrima radnog medija, brzini cirkulacije ulja, stanju i starosti samog sustava podmazivanja i pomoćne opreme te kvalitete uložaka ili kartuša.

Broj sati je podložan promjeni, ovisno o količini prisutnih čestica prljavštine u sustavu. U slučaju papirnatih uložaka ovisi i o količini vode sadržanoj u ulju.

Redovito treba provjeravati stanje čistoće filtra, pomoću diferencijalnog mjerača tlaka ili tlačne sklopke. U nedostatku tih instrumenata, provjerite mjerač tlaka smješten na kraju razdjelnika ulja podmazivanja na okviru.

Preniska vrijednost tlaka se događa isključivo uslijed začepljenja uloška.

Kartušu ili uložak treba zamijeniti na pola vremena između zamjena ulja. Ulošci ili kartuše su obično izrađeni od žičanog pletiva ili od papira. Ulošci od žičanog pletiva se mogu reparirati prema specifikaciji proizvođača.

Uzmite u obzir da se svakim čišćenjem smanjuje stvarna površina uloška, tako da se može očekivati skraćenje vremena trajanja. Iz tih razloga, nakon izvjesnog broja reparacija, biti će potrebno zamijeniti kartušu ili uložak, čak i ako vizualno izgleda cjelovit i neoštećen.

U svakom slučaju, čišćenje uranjanjem u petrolej ili perolin treba izbjegavati, jer bi čestice nečistoće mogle doći s petrolejem u unutrašnjost filtra.

Papirnati ulošci se ne mogu reparirati, već se uvijek moraju zamijeniti novim ulošcima. Osjetljivi su na količinu vode sadržane u ulju podmazivanja. Maksimalno dopušteni sadržaj vode je 100 p.p.m. tj. 0.01%.

Porastom prisutne količine vode, pad tlaka kroz novi uložak će biti vrlo brz i mnogo veći od očekivanog. Maksimalna dopuštena vrijednost može se postići nakon samo nekoliko sati rada.

Ulje za podmazivanja klipnog kompresora smanjuje trenje između površina koje uzajamno kližu, uklanja toplinu proizvedenu trenjem i pruža zaštitu unutarnjih površina od djelovanja agresivnih sastojaka sadržanim u radnom mediju kojeg se komprimira.

Svojstva ulja podmazivanja mogu se značajno izmijeniti u prisutnosti čestica prljavštine ili starenjem, što rezultira oksidacijom. Preporuča se zamijeniti ulje nakon prvih 100 sati rada.

Nakon toga ulje se mijenja nakon 1000 sati, a potom nakon svakih 4000 sati. Navedeni vremenski intervali su isključivo preporuka proizvođača, s obzirom na to da su potrošnja, zagađenje i gubitak svojstava ulja rezultat djelovanja različitih čimbenika u različitim situacijama.

Obavezno treba provjeravati: viskozitet i zagađenje plinom, tekućinom, te krutim česticama različitih vrsta. Treba uvijek uzeti u obzir da niski viskozitet slabi svojstvo podmazivanja ulja.

Zagađenje plinom kao radnim medijem može dovesti ne samo do smanjenja viskoziteta, već i do snižavanja točke zapaljenja, s posljedično opasnim situacijama.

Nazočnost tekućina, osim smanjenja viskoziteta, može povećati kemijsko oštećenje na dijelovima kompresora. Nazočnost krutih čestica može dovesti do oštećenja kliznih površina i začepljenja vodova ulja.

Za pravilan program analize (učestalost i raspored rada, kriterij prihvatljivosti), uvijek su odlučujući iskustvo korisnika, preporuke proizvođača kompresora i preporuke proizvođača ili dobavljača ulja podmazivanja.

Kod zamjene ulja, potpuno ispraznite sustav. Tijekom generalnog remonta kompresora, temeljito očistite cijeli sustav. Taj postupak treba izvesti u svakom slučaju kada se uoči ili posumnja u nazočnost taloga u spremniku ili karteru.

Ulje se može mijenjati samo kada je stroj u mirovanju. Pražnjenje se može obaviti brže i temeljitije ako se ulje zagrije na temperaturu od približno 50-60°C.  U nedostatku grijača, možete koristiti izmjenjivač/hladnjak, tako da kroz njega pustite vruću tekućinu. U svakom slučaju, ulje treba cirkulirati pomoću glavne ili pomoćne pumpe.

Prije ispuštanja ulja, isključite električni grijač (ako postoji) radi izbjegavanja prskanja. Kod stavljanja svježeg ulja, pazite da grijač ne bude previše zagrijan, radi izbjegavanja prskanja ulja.

Nakon zamjene ulja  potrebno je odzračiti sustav u najvišoj točki, obzirom na to da je unutra možda ostalo zarobljenog zraka.

Uložak filtra može se oštetiti iznenadnim protokom ulja, ako u sustavu ima zraka stoga treba temeljito odzračivanje.

Punjenje spremnika ulja treba biti do vrha. Provjeravajte razinu ulja u pravilnim vremenskim razmacima. Dobra inženjerska praksa je da, dok stroj radi, razina ne padne više od 15 mm od sredine nivokaza na spremniku.

Manja razina može rezultirati slabijim podmazivanjem, uslijed ulaska zraka u sustav. Ulje se ulijeva kroz čep ili otvor obično smješten na vrhu spremnika.

Prilikom ulijevanja ulja obično treba biti otvoren odušak za odzračivanje da se ispušta zrak. Preporuča se da razina ulja ne premašuje najvišu oznaku na nivokazu za više od 15 mm.

Čak i s prevelikom razinom ulja u karteru može doći do slabog podmazivanja uslijed pjenjenja koje uzrokuje koljenasto vratilo ako udara u površinu ulja.

Što je induktivno spregnuta plazma i kako funkcionira emisijska spektroskopija?

Induktivno spregnuta plazma optičke spektrometrije ICP je laboratorijska analiza koja se koristi kao alat u rutinskoj analizi i kontroli kvalitete maziva.

Norma ASTM D5185 opisuje načine određivanje elemenata aditiva, čestica trošenja metala te kontaminacije u korištenim uljima za podmazivanje i određivanje izabranih elemenata u baznim uljima primjenom induktivno spregnute plazme optičkom emisijskom spektrometrijom (ICP-OES Inductively coupled plasma – optical emission spectrometry).

Maziva sadrže aditive uz osnovnu komponentu baznog ulja ili masti. Svrha aditiva je ili poboljšati željenu karakteristiku baznog ulja ili omogućiti svojstvo koje izvorno nije prisutno u baznom ulju ili kombinacija svega navedenog.

Količine aditiva u novoproizvedenim mazivima moraju imati točno određene minimalne razine kako bi se osiguralo da proizvod ispunjava sve navedene specifikacije performansi podmazivanja.

Iako minimalne razine moraju biti zadovoljene u novoproizvedenim mazivima, količina dodavanih aditiva mora biti pažljivo kontrolirana jer je većina aditiva iznimno skupa u usporedbi s baznim uljem, a prekomjerno dodavanje će se smanjiti profitabilnosti bez stvaranja bilo kakve dodatne koristi.

Po utvrđivanje razine aditiva u rabljenim mazivima, moguće je predvidjeti je li vijek trajanja maziva prekoračen, te je li poželjno produljiti vijek trajanja selektivnim nadopunjavanjem određenog aditiva.

Moguće je ispitati korištena maziva na prisutnost elemenata trošenja koji potječe od opreme u sustavu podmazivanja ili od dijelova klipnog kompresora, a ne od maziva, i analizom trendova procijeniti stanje opreme i potencijalni kvar.

Kada se atomi kemijskih elemenata zagriju do određene temperature, emitiraju svjetlost na frekvencijama koje su karakteristične za taj određeni element.

Svi elementi se sastoje od atoma sa jezgrama okruženim elektronima koji rotiraju oko jezgri u fiksnim orbitama. Ako se na atom primijeni dovoljno energije, neki od elektrona se kreću prema višoj orbiti, apsorbirajući energiju.

Kada se izvor energije ukloni, elektroni koji su podignuti u više orbite se vraćaju u izvornu orbite, emitirajući energiju u obliku svjetlosti tijekom povratka.

Međutim, svjetlost koja se emitira djelovanjem induktivno spregnute plazme nije normalna multifrekventna bijela svjetlost, nego se sastoji od niza fiksnih frekvencija koje su karakteristične za određeni kemijski element.

ICP uređaj konstruiran je za generiranje plazme, odnosno plina u kojem su atomi prisutni u ioniziranom stanju, na temperaturama od nekoliko tisuća stupnjeva °C. U tim intenzivnim uvjetima elektroni svih kemijskih elemenata se podižu u više orbite i emitiraju svjetlost karakterističnih frekvencija kada se vraćaju natrag u njihova izvorna stanja.

Slika 4.: ICP spektrometar proizvođača Perkin Elmer, model NexION^® 2000

Spektar emitiranog zračenja je podijeljen frekvencijama pomoću konvencionalnog spektrometra i ima intenzitet zračenje na različitim frekvencijama koje se mjeri pomoću fotomultiplikatora.

Emisijska jedinica ICP spektrometra sastoji se od tri koncentrične cijevi, najčešće od kvarca. Ove cijevi, nazvane vanjska petlja, srednja petlja i unutarnja petlja zajedno čine baklju ICP-a.

Slika 5.: Baklja za stvaranje induktivno spregnute plazme, Izvor Wikipedia

A – ulaz rashladnog plina, B – vanjski plin, C – srednji i unutarnji plin nosi uzorak za analizu, D – indukcijska zavojnica, E – vektori sile magnetskog polja, F – plazma izlazi u obliku baklje

Baklja je smještena unutar vodeno hlađene zavojnice od radiofrekvencijskog generatora. Kako se plinovi uvode u baklju, radiofrekvencijsko polje se aktivira pa zbog toga plin u području zavojnice postaje električno vodljiv. Ovaj slijed događaja stvara plazmu.

Stvaranje plazme ovisi o jakosti magnetskog polja i uzorku strujanja plina. Plazma se održava induktivnim zagrijavanjem plinova koji struje. Indukcija magnetskog polja stvara prstenastu električnu struju visoke frekvencije unutar vodiča. Vodič se, pak, zagrijava zbog svojeg ohmskog otpora.

Kako bi se spriječio mogući kratki spoj i taljenje, plazma mora biti izolirana od ostatka instrumenta. Izolacija se postiže istodobnim protokom tri vrste plinova kroz sustav: vanjski plin, srednji plin i unutarnji ili nosivi plin. Vanjski plin je obično argon ili dušik.

Dokazano je da vanjski plin služi održavanju postojanosti plazme, stabilizaciji položaja i toplinskoj izolaciji plazme iz vanjske cijevi.

Argon se obično koristi za srednji i unutarnji plin. Namjena srednjeg plina je da prenese analizirani uzorak u plazmu.

ICP spektrometar stoga uključuje sljedeće komponente: sustav za uvođenje uzorka, ICP baklja, generator visoke frekvencije, prijenosna optika i spektrometar, računalno sučelje

Za ICP analizu kemijski elementi koji će se analizirati moraju biti u otopini pa se obično koristi voda.

Budući da su maziva gotovo u potpunosti na bazi ulja, normalno je odrediti razine aditiva izravno u mazivu bez prethodnog izgaranja nakon čega slijedi otapanje pepela u vodi.

Na razinama aditiva koji su tipično prisutni u većini maziva, obično se razrijedi mazivo s nekim otapalom prije mjerenja zbog ekstremne osjetljivost analize. Čvrste čestice se moraju ukloniti jer može doći do začepljenja instrumenata.

Uzorak u tekućem obliku se ubacuje brzinom od 1 ml/min, obično s peristaltičkom pumpom u sustav za uvođenje uzorka, gdje se pretvara u fini aerosol s plinom argonom pri protoku 1 l/min.

Fine kapljice aerosola, koji predstavljaju samo 1%-2% uzorka, odvajaju se od većih kapljica pomoću komore za raspršivanje.

Fini aerosol izlazi iz izlazne cijevi komore za raspršivanje i transportira se u plazma baklju preko injektora uzorka.

Svjetlost koju emitiraju atomi nekog elementa u ICP-u se trebaju pretvoriti u električni signal koji se može kvantitativno mjeriti.

To se postiže razdvajanjem svjetla na njegovu komponentu zračenja pomoću difrakcijske rešetke i zatim se mjeri intenziteta svjetlosti s fotomultiplikatorskom cijevi na specifične valne duljine za svaki elementa.

Svjetlost koju emitira atomi ili ioni u ICP-u se pretvaraju u električne signal pomoću fotomultiplikatora u spektrometru.

Intenzitet signala elektrona se uspoređuje s prethodno izmjerenim intenzitetima poznatih koncentracija elementa i potom se izračunava koncentracija u uzorku.

U sljedećoj tablici prikazane su valne duljine pojedinih kemijskih elemenata koji potječu od različitih strojnih dijelova. Kemijski elementi su se našli u ulju za podmazivanje zbog trošenja strojnih dijelova i otkriveni su laboratorijskom analizom koristeći induktivno spregnutu plazmu u emisijskoj spektrometriji.

Svaki kemijski element ima određenu granicu otkrivanja ovisno o valnoj duljini.

Kako unaprijediti analizu ulja za podmazivanje klipnog kompresora primjenom induktivno spregnute plazme?

Trošak uzrokovan problemima sa podmazivanjem klipnog kompresora i potreba za hitnim održavalačkim radovima je visok u pogledu materijala i resursa te se reflektira kroz gubitak profita i vrijeme stajanja opreme.

Metodom ispitivanja ulja za podmazivanje po normi ASTM D5185 može se odrediti 22 elemenata, što omogućava motrenje stanja opreme korištenjem ulja te definiranjem kada je potreban preventivni rad.

Istraživanje stručnog časopisa Tribology & Lubrication Technology, studeni 2023 pokazuje kakvo je stanje po pitanju upravljanja podmazivanjem u svjetskim kompanijama.

58% ispitanih kompanija je izjavilo da uzima uzorke ulja prema rasporedu, 65% kaže da su otkrili probleme zahvaljujući rezultatima analize ulja.

46% ispitanih tvrdi da je su upravo zahvaljujući rezultatima analize definirali ganice alarma, 35% strojarske opreme je imalo probleme čiji se uzrok razotkrio upravo zbog rezultata analize ulja a rezultati 69% analiziranih uzoraka doveli su do poretanja različitih preventivnih i korektivnih aktivnosti.

Svaka ozbiljna kompanija ima sustav upravljanja podmazivanjem za rotacijske strojeve. Analize ulja doprinose spriječavanju kvarova i smajuju rizik od skupih zastoja proizvodnje.

Analizom maziva je potrebno pratiti prisutnost velikih čestica trošenja materijala jer su prvi znakovi sve većeg trošenja i nadolazećih problema u radu klipnog kompresora u stroju.

Temeljna premisa praćenja stanja stroja prema analizi količine čestica istrošenosti je da ukazuju na probleme u sustavu podmazivanja, probleme sa opremom ili probleme sa dijelovima kompresora u radu.

Količina čestica u ulju se obično analizirala ferografijom. ICP je naprednija metoda za identificirati stvarne promjene u stanju klipnog kompresora i treba je uključiti u aktivnosti upravljanja podmazivanjem klipnih kompresora.

Postoje različiti mehanizmi za uklanjanje čestica kao što su filtracija i taloženje, što znači da će se koncentracija vrlo finih otopljenih čestica trošenja metala nastaviti taložiti sve dok ulje ne bude u potpunosti promijenjeno jer se čestice nikada ne izgube u sustavu podmazivanja.

Ako se redovito uzimaju uzorci ulja iz stroja koji normalno radi, koncentracija i raspodjela veličine čestica trošenja trebala bi biti više ili manje ista tijekom vremena.

Razumijevanje ovog koncepta ključno je za postavljanje pravih razina alarma za praćenje prisutne količine čestica u sustavu podmazivanja.

Ograničenja i nedostaci analize induktivno spregnutom plazmom

Savršena analitička metoda ulja za podmazivanje ne postoji. Analiza spektroskopijom induktivno spregnute plazmen ina određene nedostatke i ograničenja.

Granice detekcije i valne duljine nekih uobičajenih kemijskih elemenata su su one primjenjive na elemente u vodenoj otopini.

Kada se koristi ICP za otkrivanje istrošenih elemenata i razine kontaminacije ulja za podmazivanje treba biti pažljiv, budući da je tehnika prikladna samo za mjerenje elemenata u otopini ili raspršenih u vrlo male čestice, promjera manjeg od 3μ.

Budući da se čestice trošenja obično kreću u rasponu od < 1μ do > 30μ, korištenje ICP-a će otkriti samo mali dio ukupno prisutnih elemenata. Tada je potrebno osigurati da sve čestice nečistoće budu u otopini oksidacijske kiseline prije analize.

Složeni spektrometar za analizu poput onog prikazanog na slici 4. zahtijeva visoko kvalificirane djelatnike za rutinske operacije te za popravke i održavanje uređaja.

Za kvalitetnu analizu potrebna je stroga kontrola temperature i vlažnosti spektrometra.

Spektri emisije su složeni, a moguće su interferencije među elementima ako je valna duljina jednog kemijskog elementa vrlo blizu valne duljine nekog drugog elementa.

Npr. jedan od valnih duljina fosfora upada u intereferenciju jedne valne duljine od bakra i aluminija.

Kao i kod atomske apsorpcijske spektroskopije, ako su prisutan čvrste čestice, uzorak koji se analizira mora se rastaviti prije analize kako bi se otopio element koji želimo analizirati.

Istažujući dostupnost primjene ICP u Hrvatskoj, našla sam samo jednu kompaniju koja komercijalno provodi ovu vrstu analize. Spektrogram sa induktivno spregnutom plazmom dostupan je samo na institutima i na nekolicini fakulteta pa nema mogućnosti komercijalne dostupnosti na tržištu.

Posljednji ograničavajući faktor je vrtoglavo visoka cijena samog uređaja, što dovodi u pitanje isplativost. Nabava i komercijalna isplativost uređaja je moguća samo za laboratorije koji obrađuju preko 1000 uzoraka dnevno i imaju veliku bazu klijenata.

​Prednosti korištenja ICP spektroskopije

S druge strane, inovativna tehnika analize temeljem induktivno spregnute plazme je veliki iskorak u laboratorijskim analizama.

Analizom je moguće identificirati brojne kemijske elemente (u teoriji njih 70) istovremeno u jednom uzorku. Uređaj za ICP je lako podložan automatizaciji, čime se poboljšava točnost, preciznost i propusnost.

Visoka produktivnost uređaja za ICP dopušta vrlo konkurentne cijene analize, dajući značajan povrat.

Primjena ICP-a uvelike je unaprijedila kvalitetu proizvodnje maziva tako da su specifikacije pouzdano ispunjene.

Analize korištenih ulja za podmazivanje, posebno kod rotacijskih strojeva kao što su klipni kompresori omogućavaju pravovremeno otkrivanje prisutnih čestica prljavštine i spriječavanje štete nastale zaribavanjem.

Određivanjem vrste kemijskog elementa u prisutnim česticama ukazuje na probleme s određenim dijelom stroja, poput ležajeva ili cijevi izmjenjivača.

Tako se na vrijeme stignu planirati radovi održavanja i intervali obustave stroja čime se posljedično spriječavaju veliki gubici u proizvodnji.

Koje vrste analize ulja za podmazivanje koristiti? Koje kvarove ste otkrili na taj način? Podijelite iskustva u komentarima!

Znate li pripremiti rotorski sklop za balansiranje?

Istražite kako pravilnim balansiranjem rotorskog sklopa povećati pouzdanost u radu centrifugalne pumpe.

Česti uzrok kvarova kod jednostupanjskih i višestupanjskih centrifugalnih pumpi je pojava povećanih vibracija nastala zbog debalansa rotorskog sklopa.

Debalans ili neuravnoteženost mase rotorskog sklopa dovodi do preranog otkazivanja ležajeva, preuranjenog propuštanja mehaničkih brtvenica i svekupno kraćeg životnog vijeka centrifugalnih pumpi. Balansiranje je uobičajena i česta aktivnost korektivnog održavanja.

Što je debalans rotora i zašto nastaje?

Rotorski sklop čine vratilo, rotor, prednji i zadnji ležajevi, što je prikazano i označeno na slici poprečnog presjeka jedne centrifugalne pumpe.

Debalans ili neuravnoteženje rotora nastaje kada njegova masa više nije u centru već se neravnomjerno raspoređuje, što za direktnu posljedicu ima povećanje vibracija.

Vibracije su rezultat međudjelovanja neuravnotežene mase u sprezi sa radijalnim ubrzanjem nastalim zbog vrtnje rotorskog sklopa što rezultira pojavom centrifugalne sile.

U svakom rotoru postoji početna količina neuravnoteženja, te preostala količina neuravnoteženja je ona preostala nakon završetka balansiranja. Rezultanto neuravnoteženje je vektorska suma svih vektora neuravnoteženja rasprostrtih duž rotora.

Intenzitet nastalih vibracija u radu pumpe je direktno proporcionalan količini debalansa. Udvostručenjem količine debalansa udvostručit će se aplituda vibracija.

Pomak kutne pozicije neuravnotežene mase rezultira jednakim pomakom faznog kuta.

Sva masa u jednoj ravnini se može vektorski zbrojiti u jedan centar debalansa,

Količina debalansa se mjeri u količini mase i udaljenosti od centra rotora tj radijusa rotora i izražava se u g/cm, oz./in. ili g/in. Povećavanjem mase ili radijusa udaljenosti proporcionalno će se povećati intenzitet sile koja uzrokuje debalans.

Najčešći uzročnici pojave debalansa rotorskog sklopa kod centrifugalnih pumpi su: trošenje rotorskog sklopa, nakupine nečistoće na površinama rotora, savijeno vratilo, greška u montaži pumpe, korozija na površinama, neadekvatne tolerancije dijelova pumpe, mehanička ili termička distorzija dijelova, pukotine na površinama dijelova i ekscentričnost dijelova.

Norma API 610 za rotore i ostale pokretne dijelove centrifugalnih pumpi navodi da se obavezno moraju dinamički balansirati prema normi ISO 1940-1 na razred kvalitete balansiranja G 2,5. Potrebno je izvršiti i provjeru preostalog prisutnog debalansa u rotorskom sklopu radi utvrđivanja je li rotor nakon balansiranja u specificiranim granicama debalansa.

Provjera ujedno potvrđuje da je stroj za balansiranje kalibriran i radi li ispravno te da nije bilo ljudske pogreške.

Razredi kvalitete balansiranja G služe za klasifikaciju kvalitete balansiranja za različite vrste rotacijske opreme.

U tablici su navedeni razredi kvalitete balansiranja u krutom stanju za različite strojeve:

Norma API 670 daje minimalne zahtjeve za sustave zaštite za rotacijske strojeve, pri čemu se mjere vibracije na vratilu, na kućištu, aksijalan položaj vratila, brzina vrtnje vratila, progib stapajice na klipu kompresora, fazni otklon, prekoračenje brzine vrtnje te kritične temperature poput temperature metala od kojeg su izrađeni ležajevi i namotaji elektromotora.

Normom su još definirani uređaji i naprave za prikupljanje podataka (sonde), sustavi za praćenje, načini ugradnje, tehnička dokumentacija i ispitivanje.

Što je balansiranje i čemu služi?

Balansiranje ili uravnotežavanje je postupak kojim se provjerava je li distribucija mase rotora jednolika. Ako se ustanovi suprotno, prilagođava se masa rotora kako bi osigurali da je preostali debalans ili neuravnoteženje unutar granica definiranih normom ISO 1925.

Norma ISO 1925 definira pojmove iz područja mehaničkih vibracija i balansiranja te greške nastale prilikom balansiranja. 

Rotori koji se vrte u području ispod prve kritične brzine nazivaju se krutim rotorima. Takve rotore se može balansirati u bilo kojoj od dviju ravnina.

Norma ISO 1940 specificira kriterije kvalitete balansiranja za krute rotore: a) vrijednosti tolerancija prilikom balansiranja, b) potreban broj ravnina korekcije i c) metode za provjeru preostalog debalansa.

Norma daje preporuke za kvalitetu balansiranja u konstantno krutom stanju s obzirom na vrstu stroja u koji je montiran te maksimalnu radnu brzinu vrtnje. Preporuke se temelje na svjetskoj praksi.

Rotori koji se vrte u području iznad svoje prve kritične brzine se nazivaju fleksibilnim rotorima i potrebno ih je balansirati u više od dvije ravnine.

Norma ISO 11342 specificira kriterije balansiranja za fleksibilne rotore.

Statičko balansiranje se odnosi na dodavanje mase na rotor kako bi se postiglo uravnoteženje mase. Obično se izvodi tako da se zavari komad metala odgovarajućeg kemijskog sastava i odgovarajuće mase na specifično mjesto na površini rotora.

Ovaj komad metala predstavlja tkz. kalibracijsku masu. Zavareni komad metala se ponaša kao uteg koji stvara protutežu bilo kojem debalansu prisutnom u rotoru.

Na sljedećoj slici zavaren je komad metala (zaokružen žuto) za uravnoteženje debalansa na rotoru.

Statičko balansiranje rotorskog sklopa bilo kojeg rotacijskog stroja se obavezno provodi u tvornici originalnog proizvođača opreme (OEM) prije isporuke naručitelju. Statičko balansiranje se često provodi u sklopu aktivnosti održavanja stroja.

Dinamičko balansiranje je naprednija metoda za riješiti se debalansa u usporedbi sa statičkim. Orijentira se na mjerenje dinamičkih sila koje stvara rotor svojom vrtnjom.

Rotorski sklop se postavlja na poseban stroj za dinamičko balansiranje tvrtke Probal Dynamic Balancing, LLC poput ovog na sljedećoj slici, koji se vrti na visokoj brzini.

Pomoću senzora se mjeri prisutna sila debalansa te se rade korekcije debalansa tako da se dodaje ili oduzima materijal sa specifičnog mjesta na rotoru, sve dok se sila što uzrokuje debalans ne svede na najmanju moguću vrijednost.

Dinamičko balansiranje se izvodi nakon svakog generalnog servisa ili nakon revizije strojeva koji su inače u kontinuiranom radu.

Kako to izgleda u praksi? Dinamičkim balansiranjem 2 rotora za 2 centrifugalne pumpe različitih snaga, različitih promjera rotora i brzine vrtnje možemo izračunati maksimalno dozvoljenu masu statičkog debalansa u gramima pomoću formule:

Podaci dviju centrifugalnih pumpi i izračunati debalans prikazani su u tablici:

Balansiranje na terenu ili balansiranje u postrojenju se izvodi kada je pumpa u radu. Balans rotorskog sklopa se postiže dodavanjem ili uklanjanjem materijala sa lopatica rotora ili podešavanjem kuta lopatica ako je riječ o ventilatorima.

Balansiranje u postrojenju se obično radi kada je u rotorskom sklopu tijekom vremena prisutna mala količina debalansa zbog trošenja materijala nastalog kavitacijom ili erozijom. Navedeni postupak je posebno pogodan za rješavanje uzroka nastalih povećanih vibracija bez potrebe za rastavljanjem čitave pumpe.

Balansiranje u postrojenju se sastoji od sljedećih osnovnih koraka:

1. Svi djelatnici uključeni u proceduru moraju obavezno nositi osobna zaštitna sredstva i poštivati pravila sigurnosti na radu. Usisni i tlačni ventil na cjevovodima moraju biti 100% zatvoreni i nepropusni. Pumpa se obustavi sa radom, u potpunosti isprazni od radnog medija i drenira. Skine se poklopac kućišta, u potpunosti se očisti unutrašnjost kućišta, rotora i poklopca. Pumpa se pokrene u rad pri čemu se izmjeri početna količina debalansa rotorskog sklopa, na slici je prikazana vektorom V_O
2. Pumpa se zaustavi i na rotor se potom montira komadom metala točno određene mase i udaljenosti od središta. Pumpa se opet pokrene u rad. Konstantno se mjeri prisutan debalans prikazan vektorom V₁ dok je pumpa u stabilnom radu, tj. rotorski sklop se vrti stabilnom brzinom vrtnje.

Debalans prikazan vektorski u ravnini balansiranja, Izvor: GE Oil & Gas

c. Izračuna se utjecaj vektora Vmnastao djelovanjem dodanog komada metala

d. Pumpa se zaustavi s radom, komad metala čijom masom za uravnoteženje rotorskog sklopa se pomakne za kut α u odnosu na vektor Vm

e. Pumpa se ponovno pokrene u rad i mjeri se utjecaj mase za uravnoteženje kada se postigne stabilna brzina vrtnje

f. Još jednom se ponovi korak c) i ako je potrebno, ponove se koraci d) i e)

g. Kada se dovrši balansiranje, ponovno se montira poklopac kućišta i otvori se usisni ventil kako bi se pumpa u potpunosti napunila radnim medijem. Nakon toga ide procedura pokretanja pumpe u rad tako da nastavi sa proizvodnim procesom.

Nakon svakog balansiranja potrebno je napraviti izvještaj i navesti mase, što je napravljeno, na kojem stroju i u kakvim radnim uvjetima.

Posljednji kriterij za odabir vrste balansiranja je dostupna oprema i uređaji za izvođenje ovog postupka. Preporuča se konzultirati proizvođača pumpe za preporuke i mišljenje ako nemate iskustva sa balansiranjem.

Strojevi za balansiranje ili balansirke se koriste za mjerenje statičkog i dinamičkog debalansa. Obično imaju postolje sa ugrađenim kotrljajućim ležajevima na koje se oslanja rotorski sklop koji je potrebno balansirati.

Norma ISO 2953 definira kriterije za izradu strojeva za balansiranje koji mogu biti vertikalne ili horizontalne izvedbe. Preko 80% balansirki na tržištu je horizontalne izvedbe.

Strojevi za balansiranje se dijele u 2 kategorije:

1. Balansirke sa fiksinim krajevima gdje se rotorski sklop fiksira na postolju i ne vibrira tijekom vrtnje. Kod ovakve vrste balansiranja dovoljan je jedan prolaz da se odredi količina debalansa i korekcijska masa. Balansirka tvrtke Probal Dynamic Balancing je prikazana na prethodnoj slici.

Djelovanje sile se mjeri ugrađenim senzorom. Nosači sa ležajevima mjere silu za razliku od mjerenja gibanja kod balansirki sa slobodnim krajem.

Ako su poznati sila i kut djelovanja neuravnotežene mase te masa rotora, korekcijska mase se može izračunati.

Velika prednost je što se balansiranje radi u samo jednom prolazu. S obzirom da balansirke sa fiksnim krajem izravno mjere silu, točnost mjerenja je osjetljiva na brzinu vrtnje.

Ako se udvostruči brzina vrtnje rotorskog sklopa, sila će se povećati 4 puta. Što je veća brzina vrtnje, to će biti veća izmjerena sila te ćemo imati veću točnost balansiranja.

2. Balansirke sa slobodnim krajevima koje omogućavaju slobodno gibanje rotora u horizontalnom smjeru na nosačima. Rotor se može vrtjeti na puno nižim brzinama u odnosu na radnu brzinu.

Djelovanje sile se mjeri preko senzora za mjerenje vibracija je se rotor može slobodno kretati prilikom vrtnje i tada se javljaju vibracije.

Postupak balansiranja je isti kao kod balansiranja na postrojenju kada se koristi komad metala kao kalibracijska masa.

Primjer balansirke sa slobodnim krajevima, Schenck Model, Adams Machinery Company

Balansiranje se provodi u više navrata i uzastopno postavljanje kalibracijske mase sve dok rotor ne postigne prihvatljiv razred kvalitete balansiranja.

Dok god je brzina vrtnje iznad brzine na kojoj se javlja rezonancija balansirke i ispod kritične brzine vrtnje rotora, odziv će biti linearan i poprilično točan. Ova vrsta balansirki se koristi za balansiranje rotorskih sklopova velikih dimenzija poput centrifugalnih kompresora ili ventilatora.

Kako pripremiti rotorski sklop za dinamičko balansiranje?

Dijagnostičkim postupkom mjerenja vibracija na centrifugalnoj pumpi utvrđeno je da se vibracije uzrokovane debalansom događaju pri 1× RPM rotorskog sklopa u debalansu.

Priprema se izvodi za dinamičko balansiranje rotorskog sklopa u servisnoj radioni na balansirki.

Pripreme za balansiranje rotorskog sklopa uključuju i nisu nužno ograničene na:

• Temeljito čišćenje. Ako su na površinama rotora i vratila prisutne naslage nečistoće, kamenca, taloga ili ostataka radnog medija, potrebno je temeljito kemijsko i mehaničko čišćenje.

Samo besprijekorno čist rotorski sklop može ići na balansiranje zato što naslage uzrokuju neopravdano povećanje mase rotora a time i prisutan debalans u radu.

• Provjera pritegnutosti vijka i matice koji drže rotor pričvršćen za vratilo. Labavo pričvršćen rotor onemogućava postizanje tlaka i visine dobave tijekom rada pumpe. Navoj na matici i na vratilu rotora mora biti bez oštećenja i bez prisutnih tragova korozije.

• Montaža novih ležajeva na vratilo prije balansiranja. Ležajevi koji su demontirani sa vratilom mogu biti oštećeni imati oštećene elemente pa ih je potrebno zamijeniti novima.

• Pravilna montaža rotorskog sklopa na stroj za balansiranje. Potrebno je pravilno pričvrstiti uređaje za očitavanje položaja na ležajeve. Transduceri moraju biti kruto nepomično pričvršćeni za ležajeve i ne smije ih se pridržavati tijekom postupka balansiranja i nipošto ne pomicati jer dobivena očitanja neće biti točna i tada nam je sav posao balansiranja uzaludan

• Mogućnost očitavanja kuta otklona unutar 5°. Očitanje prvo treba napraviti na jednoj ravnini tijekom balansiranja, bez obzira na to što ćemo možda trebati balansirati rotorski sklop u nekoliko ravnina.

Potrebno je koristiti kruto pričvršćen pretvarač kao što je laserski tahometar ili magnetski proximity senzor radi pouzdanijeg mjerenja. Zastarjeli način je korištenjem stroboskopa što se ne preporuča jer postoje brojni sofisticiraniji uređaji. Ako zaista nema drugog izbora onda će i stroboskop biti prihvatljiv.

• Treba osigurati da su vibracije i podaci o faznom očitanju ponovljivi. Ako se faza i amplituda postignuti tijekom balansiranja ne mogu ponoviti sa istim rezultatima minimalno 3 puta uzastopno, nešto nije u redu sa rotorskim sklopom i/ili načinom balansiranja pa treba ponoviti prethodne korake (čišćenje, provjeru pritegnutosti, montažu na balansirku i balansiranje nanovo) sve dok se ne postignu ponovljivi rezultati.

• Materijal koji će poslužiti kao kalibracijska masa za korekciju debalansa mora biti dostupan i kompatibilan sa materijalom rotora. Određivanje kalibracijske mase mora biti ponovljivo i podložno provjeri (tj. imajte spremnu kalibiranu i atestiranu vagu).

Zaključno, balansiranje rotorskog sklopa za rotacijske strojeve je obavezno da bi smanjili vibracije na prihvatljivu razinu, smanjili trošenje dijelova pumpe i povećali pouzdanost rada.

Adekvatno proveden postupak balansiranja rotorskog sklopa će osigurati poboljšati servisne radove i unaprijediti kvalitetu.

Koju vrstu balansiranja ćemo koristiti najviše ovisi o tome kojeg je tipa pumpa prema normi API 610 ili kompresor prema normi API 618, o promjeru samog rotora i o veličini rotorskog sklopa te o zahtjevima za balansiranje prema normi ISO 1925.

Kako pripremate rotorski sklop za balansiranje? S kojim problemima ste se susretali prilikom balansiranja? Podijelite svoja iskustva u komentarima!

Međunarodne norme i standardi u strojarskom održavanju

Svaka profesija ima skup normi i standarda kojih se treba pridržavati u svakodnevnom radu, njihovo poznavanje spada u osnovnu tehničku regulativu i temelj je profesionalne tehničke pismenosti. U ovom članku navodim norme i standarde iz procesne, naftne i plinske industrije koje osobno koristim za strojarsko održavanje i napominjem da je ovdje naveden samo jedan dio postojećih normi i standarda. Područja normizacije i standardizacije je veoma široko i pokriva sve tehničke struke, pri čemu svaka struka ima svoju skupinu normi i standarda.

Norme i standardi se obavezno navode zasebnom poglavlju u tehničkim specifikacijama te predstavljaju smjernice za strojarsku opremu, materijale, rezervne dijelove, usluge i procese. Norme sastavljaju organizacije za normizaciju te je njihova primjena dokaz određene razine kvalitete, sigurnosti i pouzdanosti proizvoda i usluga. U zakonodavstvu se ponekad upućuje na norme i preporučuje njihova primjena, koja je u posebnim slučajevima i obvezna, kako bi se postupanje uskladilo s propisima o sigurnosti i interoperabilnosti.

Zahvaljujući kvaliteti i sigurnosti proizvoda definiranih i provjerenim normiranim zahtjevima, tvrtke proizvođači  i dobavljači stječu povjerenje krajnjih korisnika, normiziranim proizvodima i uslugama olakšan je pristup tržištima jer su usklađeni i usporedivi. 

Standarde i norme treba pratiti jer se s vremenom unaprijeđuju i ažuriraju ili ukidaju ako se pokaže da više nisu adekvatni. U nastavku su navedeni popisi normi i standarda u izvornom obliku prema međunarodnoj organizaciji koja ih je objavila.

API American Petroleum Institute

Mehanička oprema za rafinerijsku preradu

• API 510 – Pressure Vessel Inspection Code: In-service Inspection, Rating, Repair, and Alteration
• API Std 530 – Calculation of Heater-tube Thickness in Petroleum Refineries
• API 570 – Piping Inspection Code: Inspection, Repair, Alteration, and Rerating of Inservice Piping Systems
• API RP 571 – Recommended Practice for Damage Mechanisms Affecting Fixed Equipment in the Refining Industry
• API RP 572 – Recommended Practice for Inspection of Pressure Vessels
• API RP 573 – Recommended Practice for Inspection of Fired Boilers and Heaters
• API RP 574 – Recommended Practice for Inspection Practices for Piping System Components
• API RP 575 – Recommended Practice for Inspection of Atmospheric and Low Pressure Storage Tanks
• API RP 576 – Recommended Practice for Inspection of Pressure Relieving Devices
• API RP 577 – Recommended Practice for Welding Inspection and Metallurgy
• API RP 578 – Recommended Practice for Material Verification Program for New and Existing Alloy Piping Systems
• API RP 579-1 – Recommended Practice for Fitness-For-Service
• API RP 580 – Recommended Practice for Risk-Based Inspection
• API Publ 581 – Publication for Base Resource Document-Risk-Based Inspection
• API RP 582 – Recommended Practice for Supplementary Welding Guidelines for the Chemical, Oil, and Gas Industries
• API Std 653 – Standard for Tank Inspection, Repair, Alteration, and Reconstruction

 Podaci o opremi (datasheets)

• API Std 610 – Standard for Centrifugal Pumps for Petroleum, Petrochemical and Natural Gas Industries
• API Std 611 – Standard for General Purpose Steam Turbines for Petroleum, Chemical, and Gas Industry Services
• API Std 612 – Standard for Petroleum, Petrochemical and Natural Gas Industries-Steam Turbines – Special purpose Applications Petroleum, petrochemical and natural gas industries – Steam turbines – Special purpose applications
• API Std 613 – Standard for Special Purpose Gear Units for Petroleum, Chemical and Gas Industry Services
• API Std 614 – Standard for Lubrication, Shaft-sealing, and Control-oil Systems and Auxiliaries for Petroleum, Chemical and Gas Industry Services
• API Std 616 – Standard for Gas Turbines for the Petroleum, Chemical and Gas Industry Services
• API Std 617 – Standard for Axial and Centrifugal Compressors and Expander-compressors for Petroleum, Chemical and Gas Industry Services
• API Std 618 – Standard for Reciprocating Compressors for Petroleum, Chemical, and Gas Industry Services
• API Std 619 – Standard for Rotary-type Positive Displacement Compressors for Petroleum, Petrochemical, and Natural Gas Industries
• API Std 670 – Standard for Machinery Protection Systems
• API Std 671 – Standard for Special Purpose Couplings for Petroleum, Chemical and Gas Industry Services
• API Std 672 – Standard for Packaged, Integrally Geared Centrifugal Air Compressors for Petroleum, Chemical, and Gas Industry Services
• API Std 673 – Standard for Centrifugal Fans for Petroleum, Chemical, and Gas Industry Services
• API Std 674 – Standard for Positive Displacement Pumps-Reciprocating
• API Std 675 – Standard for Positive Displacement Pumps-Controlled Volume
• API Std 676 – Standard for Positive Displacement Pumps-Rotary
• API Std 677 – Standard for General-purpose Gear Units for Petroleum, Chemical and Gas Industry Services
• API Std 681 – Standard for Liquid Ring Vacuum Pumps and Compressors
• API Std 682 – Standard for Pumps-Shaft Sealing Systems for Centrifugal and Rotary Pumps
• API Publ 684 – Publication for Tutorial on the API Standard Paragraphs Covering Rotor Dynamics and Balance (An Introduction to Lateral Critical and Train Torsional Analysis and Rotor Balancing)
• API Std 685 – Standard for Sealless Centrifugal Pumps for Petroleum, Heavy Duty Chemical, and Gas Industry Services
• API RP 686 – Recommended Practice for Machinery Installation and Installation Design
• API RP 687 – Recommended Practice for Rotor Repair
• API Std 689 – Standard for Collection and Exchange of Reliability and Maintenance Data for Equipment Petroleum, Petrochemical and Natural Gas Industries-Collection and Exchange of Reliability and Maintenance Data for Equipment

Spremnici

• API Std 620 – Standard for Design and Construction of Large, Welded, Low-pressure Storage Tanks
• API Std 650 – Standard for Welded Steel Tanks for Oil Storage
• API RP 651 – Recommended Practice for Cathodic Protection of Aboveground Storage Tanks
• API RP 652 – Recommended Practice for Lining of Aboveground Petroleum Storage Tank Bottoms
• API Std 653 – Standard for Tank Inspection, Repair, Alteration, and Reconstruction
• API Std 2510 – Standard for Design and Construction of LPG Installations

 Sustavi za rasterećenje tlaka

• API RP 520 – Recommended Practice for Sizing, Selection and Installation of Pressure-relieving Devices in Refineries, Part I-Sizing and Selection
• API RP 520 – Recommended Practice for Sizing, Selection, and Installation of Pressure-relieving Devices in Refineries, Part II-Installation
• API Std 521 – Standard for Guide for Pressure-relieving and Depressuring Systems Petroleum and natural gas industries-Pressure-relieving and depressuring systems
• API Std 526 – Standard for Flanged Steel Pressure Relief Valves
• API Std 527 – Standard for Seat Tightness of Pressure Relief Valves
• API RP 576 – Recommended Practice for Inspection of Pressure-relieving Devices
• API Std 2000 – Standard for Venting Atmospheric and Low-pressure Storage Tanks: Nonrefrigerated and Refrigerated

Cijevi i sustavi cjevovoda

• API 570 – Piping Inspection Code: Inspection, Repair, Alteration, and Rerating of Inservice Piping Systems
• API RP 574 – Recommended Practice for Inspection Practices for Piping System Components
• API RP 578 – Recommended Practice for Material Verification Program for New and Existing Alloy Piping Systems
• API RP 591 – Recommended Practice for Process Valve Qualification Procedure
• API Std 594 – Standard for Check Valves: Flanged, Lug, Wafer and Butt-welding
• API Std 598 – Standard for Valve Inspection and Testing
• API Std 599 – Standard for Metal Plug Valves-Flanged, Threaded and Welding Ends
• API Std 600 – Standard for Steel Gate Valves, Flanged and Butt-welding Ends, Bolted Bonnets
• API Std 602 – Standard for Steel Gate, Globe and Check Valves for Sizes DN 100 and Smaller for the Petroleum and Natural Gas Industrie
• API Std 603 – Standard for Corrosion-resistant, Bolted Bonnet Gate Valves-Flanged and Buttwelding Ends
• API Std 607 – Standard for Testing of Valves-Fire Type-testing Requirements
• API Std 608 – Standard for Metal Ball Valves-Flanged, Threaded and Butt-Welding Ends
• API Std 609 – Standard for Butterfly Valves: Double Flanged, Lug- and Water-Type
• API RP 621 – Recommended Practice for Reconditioning of Metallic Gate, Globe, and Check Valves
• API Std 622 – Standard for Type Testing of Process Valve Packing for Fugitive Emissions

Oprema za prijenos topline

• API Std 530 – Standard for Calculation of Heater Tube Thickness in Petroleum Refineries Petroleum and natural gas industries – Calculation of heater tube thickness in petroleum refineries
• API RP 531M – Recommended Practice for Measurement of Noise from Fired Process Heaters (Metric Only)
• API Publ 534 – Publication for Heat Recovery Steam Generators
• API Publ 535 – Publication for Burners for Fired Heaters in General Refinery Services
• API RP 535 – Burners for Fired Heaters in General Refinery Services
• API RP 536 – Recommended Practice for Post Combustion NOx Control for Equipment in General Refinery Services
• API Std 537 – Standard for Flare Details for General Refinery and Petrochemical Service
• API Std 560 – Standard for Fired Heaters for General Refinery Service Petroleum, petrochemical and natural gas industries-Fired heaters for general refinery service
• API RP 573 – Recommended Practice for Inspection of Fired Boilers and Heaters
• API Std 660 – Standard for Shell-and-tube Heat Exchangers Petroleum, petrochemical and natural gas industries-Shell-and-tube heat exchangers
• API Std 661 – Standard for Air-Cooled Heat Exchangers for General Refinery Service Petroleum and Natural Gas Industries-Air-cooled Heat Exchangers
• API Std 662, Part 1 – Standard for Plate Heat Exchangers for General Refinery Services, Part 1 – Plate-and-Frame Heat Exchangers
• API Std 662, Part 2 – Standard for Plate Heat Exchangers for General Refinery Services, Part 2 – Brazed Aluminum Plate-fin Heat Exchangers

Ventili

• API Spec 6A – Specification for Wellhead and Christmas Tree Equipment
• API Spec 6A718 – Specification for Nickel Base Alloy 718 (UNS N07718) for Oil and Gas Drilling and Production Equipment
• API Spec 6AV1 – Specification for Verification Test of Wellhead Surface Safety Valves and Underwater Safety Valves for Offshore Service
• API Spec 6D – Specification for Pipeline Valves, Petroleum and natural gas industries ‚Äî Pipeline Transportation Systems – Pipeline Valves
• API RP 6DR – Recommended Practice for Repair and Remanufacture of Pipeline Valves
• API Spec 6DSS – Specification for Subsea Pipeline Valves, Petroleum and natural gas industries – Pipeline transportation systems – Subsea pipeline valves
• API Spec 6FA – Specification for Fire Test for Valves
• API Spec 6FC – Specification for Fire Test for Valves with Automatic Backseats
• API Spec 6FD – Specification for Fire Test for Check Valves
• API Spec 14A – Specification for Subsurface Safety Valve Equipment, Petroleum and natural gas industries – Downhole equipment – Subsurface safety valve equipment
• API RP 14B – Recommended Practice for Design, Installation, Repair and Operation of Subsurface Safety Valve Systems
• API RP 14H – Recommended Practice for Installation, Maintenance and Repair of Surface Safety Valves and Underwater Safety Valves Offshore
• API Std 594 – Standard for Check Valves: Flanged, Lug, Wafer and Butt-welding
• API Std 598 – Standard for Valve Inspection and Testing
• API Std 599 – Standard for Metal Plug Valves-Flanged, Threaded and Welding Ends
• API Std 600 – Standard for Steel Gate Valves, Flanged and Butt-welding Ends, Bolted Bonnets
• API Std 601 – Standard for Metallic Gaskets for Raised-face Pipe Flanges & Flanged Connections (Double-jacketed corrugated and Spiral-wound)
• API Std 602 – Standard for Steel Gate, Globe and Check Valves for Sizes DN 100 and Smaller for the Petroleum and Natural Gas Industries
• API Std 603 – Standard for Corrosion-resistant, Bolted Bonnet Gate Valves-Flanged and Butt-welding Ends
• API Std 607 – Standard for Testing of Valves-Fire Type-testing Requirements
• API Std 608 – Standard for Metal Ball Valves-Flanged, Threaded and Butt-Welding Ends
• API Std 609 – Standard for Butterfly Valves: Double Flanged, Lug- and Water-Type
• API RP 621 – Recommended Practice for Reconditioning of Metallic Gate, Globe, and Check Valves
• API Std 622 – Standard for Type Testing of Process Valve Packing for Fugitive Emissions

ISO International Organization for Standardization

Popis standarda za opremu u procesnoj, rafinerijskoj i plinskoj industriji (Izvor)

Europska Direktiva o tlačnoj opremi – Pressure Equipment Directive PED

Na linku se nalazi kompletan tekst Europske Direktive o tlačnoj opremi te pdf-ovi na svim jezicima, uključujući hrvatski.

ASME – American Society of Mechanical Engineers

ASME B31.3 requirements for piping typically found in petroleum refineries; it covers materials and components, design, fabrication, assembly, erection, examination, inspection, and testing of piping

NACE – The National Association of Corrosion Engineers

• NACE No. 12/AWS C2.23M/ SSPC-CS Specification for the Application of Thermal Spray Coatings (Metallizing) of Aluminum, Zinc, and Their Alloys and Composites for the Corrosion Protection of Steel
• SP0189-2013  (formerly RP0189) On-Line Monitoring of Cooling Waters
• SP0192-2012  (formerly RP0192) Monitoring Corrosion in Oil and Gas Production with Iron Counts
• SP0296-2010  (formerly RP0296) Detection, Repair, and Mitigation of Cracking of Existing Petroleum Refinery Pressure Vessels in Wet H2S Environments
• SP0102-2010  In-Line Inspection of Pipelines
• SP0205-2010  (formerly RP0205) Recommended Practice for the Design, Fabrication, and Inspection of Tanks for the Storage of Petroleum
• SP0106-2006  Control of Internal Corrosion in Steel Pipelines and Piping Systems
• SP0407-2007  Format, Content, and Guidelines for Developing a Materials Selection Diagram
• SP0507-2007  NACE/PODS Standard Practice, External Corrosion Direct Assessment (ECDA) Integrity Data Exchange (IDX) Format (New)
• SP0208-2008  Internal Corrosion Direct Assessment Methodology for Liquid Petroleum Pipelines
• SP0110-2010  Wet Gas Internal Corrosion Direct Assessment Methodology for Pipelines
• SP0210-2010  Pipeline External Corrosion Confirmatory Direct Assessment
• NACE/ASTM G193-12d Standard Terminology and Acronyms Relating to Corrosion
• SP0113-2013  Pipeline Integrity Method Selection
• SP0213-2013  Definition of Set Soluble Salt Levels by Conductivity Measurements
• TM0284-2011 Evaluation of Pipeline and Pressure Vessel Steels for Resistance to Hydrogen-Induced Cracking
• NACE MR0175/ ISO 15156- 1-2009* Materials for use in H2S containing environments in oil and gas production—Part 1: General principles for selection of cracking- resistant materials
• NACE MR0175/ ISO 15156- 2-2009* Materials for use in H2S containing environments in oil and gas production—Part 2: Cracking-resistant carbon and low alloy steels, and the use of cast irons
• NACE MR0175/ ISO 15156- 3-2009* Materials for use in H2S containing environments in oil and gas production—Part 3: Cracking resistant CRAs (corrosion-resistant alloys) and other alloys
• MR0175/ISO 15156-2009 Petroleum and Natural Gas industries — Materials for use in H2S- containing environments in oil and gas production

Hrvatski zavod za norme i HRN  katalog normi

Pravilnik o pregledima i ispitivanju opreme pod tlakom visoke razine opasnosti

Pravilnik o tlačnoj opremi

Zakon o gradnji

Komora inženjera strojarstva na svojim web stranicama daje pregled propisa i zakona iz područja struke.

I za kraj, Krautov strojarski priručnik, iako ne spada od norme, jako je korisno imati ga pri ruci. Kolege pripadnici stare škole češće imaju na uredskom stolu papirnato izdanje, dok ga mlađe generacije imaju u pdf-u na smartphonu.

Koje norme i standarde koristite u svakodnevnom radu? Koje od navedenih ste do sada koristili? Podijelite iskustva u komentarima!

Utjecaj necentriranosti pumpe na naprezanje usisnog i tlačnog cjevovoda

Nakon montaže pumpe i elektromotora, a prije pokretanja u rad, obavezno je izvršiti centriranje ili poravnavanje čitavog pumpnog agregata. Necentriranost pumpnog agregata dovodi do naprezanja usisnog i tlačnog cjevovoda na prirubničkim spojevima, što rezultira unutarnjim naprezanjem ležajeva pumpe, pretjeranim trošenjem mehaničke brtvenice, ležajeva elektromotora i kraćim radnim vijekom spojke. Nije isključeno i da će pumpa slabije postizati potrebne radne parametre.

Na slici 1. prikazan je pumpni agregat za prepumpavanje radnog medija iz spremnika prema izmjenjivaču u tehnološkom procesu. Pumpni agregat se sastoji od elektromotora, spojke i jednostupanjske centrifugalne pumpe smještenih na zajednički temelj. Na usisnu i tlačnu prirubnicu pumpe spojene su prirubnice usisnog i tlačnog cjevovoda gdje su potencijalna mjesta koncentracije najvećeg naprezanja ako pumpni agregat nije ispravno centriran. Prirubnički spojevi označeni su žuto na slici.

Slika 1. Pumpni agregat spojen na usisni i tlačni cjevovod

Da bi izbjegli štetnu pojavu naprezanja, potrebno je pridržavati se nekih općih smjernica prilikom montaže pumpnog agregata i spajanja usisnog i tlačnog cjevovoda:

1. Prirubnice cjevovoda koje se spajanju s prirubnicama pumpe moraju biti međusobno poravnate tako da razmak među njima ne prelazi debljinu 2 brtve ili da razmak među prirubnicama ne prelazi dimenzije za montažu preporučene od strane poizvođača pumpe poput spoja prikazanog na slici 2.

Slika 2. Pravilno montiran prirubnički spoj

2. Vijci i matice montirani na prirubnice moraju se montirati bez zapinjanja ili prisilnog namještavanja.

3. Prilikom poravnavanja prirubnice cjevovoda i prirubnice pumpe ne smiju se koristiti pajseri, šipke i ručne dizalice.

4. Bitno je da svi izvođači radova slijede kompanijske procedure (ako postoje) prilikom montaže prirubničkih spojeva da bi se izbjeglo naprezanje cjevovoda.

5. Obavezno treba napraviti lasersko centriranje vratila pumpe i vratila elektromotora prema navedenim granicama proizvođač, kompanijskih standarda i dobre inženjerske prakse.

6. Potom odspojiti prirubnice usisnog i tlačnog cjevovoda od usisne i tlačne prirubnice na pumpi, ukloniti brtve i vijke.

7. Ponovno laserski provjeriti centriranost vratila pumpe i elektromotora. Sada ćete imati jednu od 2 situacije:

1) nema promjene što se tiče centriranosti pumpnog agregata. To je sjajna vijest jer znači da nema prisutnog naprezanja cjevovoda.

2) došlo je do promjene u centriranosti pumpnog agregata što je loša vijest jer imate naprezanje cjevovoda i treba otkriti što je uzrokovalo naprezanje cjevovoda te ga otkloniti. Nako toga ponovno centrirati pumpni agregat.

8. Napraviti protokol o centriranju koji potvrđuje da su pogonski i pogonjeni stroj ispravno centrirani i potpisati se.

Naprezanje usisnog i tlačnog cjevovoda nije nimalo bezopasno i za sobom povlači brojne negativne utjecaje za stroj. Npr. kvarovi ležajeva na pumpi i elektromotoru nastali kao posljedica naprezanja cjevovoda mogu biti:
• Trošenje materijala uzrokovano propuštanjem na brtvama
• Trošenje uzrokovano vibracijama
• Preopterećenje u stanju mirovanja
• Korozija uzrokovana neadekvatnim podmazivanjem zbog nedozvoljenog opterećenja i propuštanja na brtvama
• Ljuštenje materijala na površinama, uzrokovano necentriranosti i pretjeranim opterećenjem

Na koji način provjeravate naprezanje u cjevovodima? Koji dijagnostički sustav primjenjujete? Koliko kvarova ste imali kao posljedicu naprezanaj cjevovoda? Podijelite iskustva u komentarima!

Koristite li matricu za rješavanje kvarova?

Otkrivanje kvarova je sistematičan pristup rješavanju problema u radu strojeva i opreme. Prvi korak je obično prikupljanje informacija o tome što se dogodilo, odnosno što je bilo neuobičajeno u radu stroja ili zašto stroj ne ispunjava svoju funkciju.

Svaki proizvođač strojarske opreme uz stroj obavezno mora isporučiti korisnički priručnik ili priručnik za ugradnju, rad i održavanje opreme. Sastavni dio korisničkog priručnika je poglavlje često naslovljeno “otkrivanje i uklanjanje kvarova”, “rješavanje kvarova i otklanjanje uzroka”, “troubleshooting” i sl.

Otklanjanje kvarova ili problema u radu određenog stroja je kompleksan zadatak i zahtijeva puno truda u početku, no s vremenom postane lakše i brže, kako raste vaše iskustvo i poznavanje stroja, procesa i radnih parametara. Jednom kada izdvojite problem, istražite ga i otkrijete u čemu je problem, sljedeći korak je (trajna) eliminacija. U korisničkim priručnicima često nalazimo popise potencijalnih kvarova, načina otklanjanja i mogućih uzroka u obliku tkz. matrice kvarova.

Matrica kvarova je tablični prikaz i dolazi u različitim oblicima. U prvoj tablici dan je primjer matrice kvarova ili problema u radu jednog klipnog kompresora. Uzroci i korektivni postupci za otklanjanje kvarova su navedeni pod brojevima 1, 2, 3 ,4,… i povezani zvjezdicama sa svakim kvarom. Tako za kvar “Kapacitet nije na zahtijevanom stupnju” mogući uzroci se navode pod brojevima 7, 8, 9, 13, 15, 16, 17, 20.

Kada pogledamo sljedeću matricu potencijalnih uzroka kvarova, u prvom stupcu je naveden redni broj iz prve matrice, u drugom stupcu je naveden potencijalni uzrok dok su u trećem stupcu opisani načini otklanjanja.

Tako za navedeni kvar pod brojem 7 imamo uzrok “usisni vod je premalen, predugačak ili ima opremu s prejakim padom tlaka”. Predložena korekcija glasi “reducirati gubitke tlaka na normalne vrijednosti djelovanjem na vod ili na opremu”. Ova matrica je prijevod na hrvatski jezik originalnog priručnika na engleskom jeziku i nažalost nije u potpunosti prevedena u duhu strojarske terminologije na hrvatskom jeziku, ali vjerujem da ste shvatili poantu.
Sljedeći uzrok pod brojem 8 navodi: „ usisni filtar plina začepljen”, uz predložene načine otklanjanja ili provjere: “očistiti filter”, itd.

Drugi stariji primjer matrice kvarova je iduća tablica za detektiranje kvarova u radu jednostupanjske centrifugalne pumpe gdje su u prvom i trećem stupcu navedeni kvarovi “trouble”, te paralelno uz njih, u drugom i u četvrtom stupcu potencijalni uzroci “causes”. Matricu kvarova sam preuzela direktno na engleskom jeziku tako da vidite strojarsku terminologiju na engleskom jeziku.

Koje su prednosti korištenja matrice za rješavanje kvarova?
Matrice za rješavanje kvarova imaju brojne prednosti. Pregledne su i sažete te slijede isti logički princip, iako dolaze u različitim oblicima. Sjajan su alat za učenje, pogotovo za početnike u detektiranju kvarova, za novake u području strojarskog održavanja ili za operatere na obuci. Ako u postrojenju imate 10 istih ili sličnih jednostupanjskih centrifugalnih pumpi, matricu kvarova po potrebi isprintate i zalijepite na vidljivo mjesto, npr. u sali za operatere gdje je svima dostupna u svako vrijeme.

Poslužit će i kao kontrolna lista (tkz. check lista) kojom provjeravate jeste li uzeli u obzir sve moguće uzroke kvara i načine njegova otklanjanja. Matrice kvarova omogućavaju da lako i brzo naučite najčešće smetnje u radu strojeva instaliranih na vašim pogonima i usmjeravaju vas na istraživanje najčešćih razloga zašto se određeni problem dogodio te osiguravaju brzu eliminaciju “krivaca”.
Navode sve standardne i uobičajene kvarove koji se događaju, mogu se koristiti prilikom različitih analiza pouzdanosti opreme za definiranje kriterija koje istražujemo, npr. pregrijavanje, nedostatak protoka ili tlaka na tlačnoj strani, te za programiranje praćenja stanja u računalno podržanom sustavu upravljanja održavanjem.

Koji su nedostaci korištenja matrice za detektiranje i otklanjanje kvarova?
Kao što smo vidjeli u prve dvije matrice za detektiranje kvarova na kompresoru, prijevod matrice na hrvatski jezik ponekad može biti neadekvatan, problematičan i teško razumljiv, kada prevoditelj ne koristi strojarsku terminologiju nego doslovne izraze iz rječnika ili u još gorem slučaju, napravi “copy-paste” s Google translate stranice.

Sljedeći nedostatak je što su kvarovi izlistani u tablicama na nekoliko stranica za redom, dok su uzroci navedeni još nekoliko stranica poslije tablice s popisom kvarova. Tada je teže povezivati i pratiti ako morate stalno listati stranice naprijed-natrag. Osim toga, nisu sve matrice kvarova svim djelatnicima jednako čitljive i razumljive, pogotovo kada ih koriste početnici na obuci.

Često se dogodi da pojedini proizvođači strojeva naštancaju generičke matrice kvarova, pogotovo kada imaju proizvodni program sličnih tipova strojeva, pa tada trebate pripaziti je li nešto izostavljeno, što opet zahtijeva više iskustva u detektiranju kvarova. Međunarodni standardi za svaki tip opreme (npr. standard za centrifugalne pumpe API 610) definiraju osnovne zahtjeve za popisom kvarova, uzroka i načina otklanjanja kao obavezni dio tehničke dokumentacije koju proizvođač treba isporučiti naručitelju, međutim ne zadaju standardni oblik matrice kvarova.

Koristite li matrice za otklanjanje kvarova? Koje su prednosti i nedostaci po vašem mišljenju? Podijelite ih u komentarima!

Što sam naučila objavivši preko 150 članaka o strojarskom održavanju?

U proljeće 2018.te pokrenula sam svoj blog naziva Strojarska radionica s ciljem da napišem 100 članaka u kojima ću podijeliti svoje iskustveno stečene lekcije kroz pokušaje i promašaje na području strojarstva i strojarskog održavanja.

Od tada do 2022. Strojarska radionica u brojkama izgleda ovako:

• Preko napisanih 150 članaka/objava
• Prosječno 1040 riječi po članku, do sada preko 156 000 riječi
• Preko 2300 posjetitelja mjesečno
• Najčitaniji članak je o kvarovima elektromotora (5 863 pregleda), što je meni bilo poprilično iznenađenje za jedan strojarski blog. Kolege inženjeri elektrotehnike, razmislite o pokretanju bloga na teme iz elektrotehnike 😊
• Najtraženiji pojmovi: elektromotor, pumpa
• Preko 1000 sati uložnih u proučavanje stručne literature i web izvora kako bih sama naučila teorijski dio koji mi je nedostajao za određeni riješiti određeni praktični problem
• Upoznala sam brojne nove kolege iz Hrvatske i regije s kojima redovito razmjenjujem stručna mišljenja i ideje kako praktično riješiti neki problem iz svakodnevnog održavanja, brojne od tih diskusija su mi kasnije poslužile kao inspiracija za nove članke

Što sam naučila pišući strojarski blog?

Za svaki članak treba barem dvostruko više vremena od početno planiranog vremena za istraživanje i pripremu članka prije objave.

Održavanje pumpi i kompresora ni približno nije lukrativna tema poput recepata i lifestyle, ali ima svoju vjernu publiku 😊

Bolje prolaze usko fokusirane i detaljne teme, pogotovo one s kojima se strojari mogu poistovjetiti.

Posjetitelji bloga preferiraju čitati o osobnim iskustvima u strojarskom održavanju i radije šalju komentare i pitanja mailom umjesto da ih ostave u komentarima ispod članaka.  

Puno svakodnevnih strojarskih problema ima jednostavno rješenje u svojoj pozadini, samo treba uložiti truda, vremena i strpljenja na isprobavanje različitih rješenja. Neuspješni pristupi su bili lekcija, uspješni pristupi su kasnije završili objavljeni na blogu.

Ima kvarova koji nisu sami po sebi loši jer ti ukazuju gdje si promašio u koracima tijekom prethodnog popravka ili u primijenjenim metodama održavanja.

Ima kvarova koje niti jedna količina održavanja ili primijenjenih rješenja neće otkloniti jer proizlaze iz procesnih/proizvodnih problema i iz procesne tehnologije što licencor postrojenja ili projektant proizvodnog procesa nije predvidio.

Ima strojeva, opreme i situacija za koje te niti jedan inženjerski fakultet nije pripremio niti će te ikada pripremiti. Sve ovisi o specifičnostima radnog okruženja, procesnih parametara i kvalitete rada.

Što više proučavaš određeni stroj i njegovu konstrukciju, to ćeš kasnije lakše predvidjeti potencijalne probleme i nedostatke u održavanju, pogotovo kad pored nekih strojeva provedeš više vremena nego u svom dnevnom boravku.

Sa svakim novim strojarskim problemom razina tvojih kompetencija raste jer razvijaš svoje znanje o stvarima koje prije nisi znao i pronalaziš rješenja kojih prije nije bilo.

Najteže je uvjeriti ljude da usvoje i kontinuirano primjenjuju nove metode i tehnologije održavanja, zato što će time između ostalog u konačnici unaprijediti i olakšati sebi rad. Puno puta sam bila svjedok kada se uvodila nova metoda i nitko se sa time nije slagao na početku, a sada, nekoliko godina kasnije, svi to uzimaju zdravo za gotovo i ponašaju se kao da tako rade oduvijek…

Zlata vrijedi i kada ti stariji kolege argumentirano ukažu na potencijalne greške u koracima ili propuste u rezoniranju, tima kasnije uštediš puno truda i vremena na ispravljanje učinjenih grešaka.

Greško, znam te kada si dobra ideja bila! Puno teoretski dobrih ideja se kroz kasniju primjenu u praksi i analizu dobivenih rezultata pokazalo kao potpuni promašaj ili greška, međutim i tu sam izvukla pouku i sada znam kako pametnije pristupiti sličnom problemu idući put.

Za kraj, hvala vam što pratite Strojarsku radionicu.

Vaša podrška mi puno znači i daje dodatnu motivaciju za objavljivanje članaka!

Koje pouke i lekcije ste naučili u svakodnevnom održavanju i u strojarskom poslu? Koji pristupi su se pokazali promašenima, a koji uspješnima? Podijelite svoja iskustva u komentarima!

Osvrt na radionicu Certificirani lider za Pouzdanost u upravljanju održavanjem opreme

U ovom članku prenosim svoje dojmove, iskustva i zaključke sa svojeg sudjelovanja na radionici za Certificiranog Lidera za pouzdanost CRL – Certified Reliability Leader. U svijetu ima više organizacija koje pružaju edukaciju i certifikaicju iz područja pouzdanosti poput Reliabilityweb, Society of Maintenance and Reliability Professionals (SMRP), Mobius Institute i The Association of Asset Management Professionals.

Radionica se održavala 3 dana za redom online preko Zoom-a, svakog dana u trajanju po 5 sati, od čega smo imali 45 minuta edukacije + 15 min pauze. 2 trenera sa preko 40 godina iskustva u industrijskom održavanju su naizmjenično pokrivala različita područja.

Kome je radionica namijenjena?
Radionica je namijenjena svim tehničkim stručnjacima u području dugogodišnjeg održavanja opreme različitih proizvodnih postrojenja, djelatnicima u održavanju da bi usavršili postojeća znanja i stekli nova te svima koji se na bilo koji način aktivno bave različitim aspektima održavanja opreme. Radionica je priprema sudionika za kasniji ispit i dobivanje certifikata.

Radionica se plaća. Edukacijske materijale i knjige (Complete Body of knowledge) morate platiti i naručiti odvojeno i povrh svega, ispit se plaća zasebno. Na kraju vam ukupan trošak obuhvaća: radionicu + edukacijski materijal + ispit. U Hrvatskoj je trošak edukacije porezna olakšica za poslodavca pa prije nego se upustite u sve troškove, provjerite da li možete dobiti kakvu olakšicu.

Sadržaj Radionice za Certificirane Lidere pouzdanosti (CRL)
Glavni ciljevi radionice su naučiti polaznike sve elemente Uptime sustava unaprijeđenja stanja proizvodne opreme prikazanog na slici 1., terminologiju, pojmove, ideje i koncepte da bi podigli razinu vlastitog znanja te uspješno položili ispit za dobivanje Certifikata. Svatko zasebno otkrije i primjenjuje u svakodnevnom radu što znači biti Lider za pouzdanost opreme, strojeva i strojnih sustava.

Slika 1. Uptime sustav elemenata za uneprijeđenje pouzdanosti

Istraživanje koje je proveo portal za zapošljavanje navodi da je certifikacija iż područja pouzdanosti pomogla 60% zaposlenika da postignu napredovanje u karijeri, 13% ispitanika je ostvarilo povećanje plaće, dok je 7% dobilo bolji posao zahvaljujući posjedovanju certifikata.

Edukacijski materijali za radionicu (Complete Body of knowledge) obuhvaćaju 5 priručnika tkz. Putovnica/Passports u bojama za svako područje Uptime tablice elemenata te 3 knjige – rječnik pojmova, priču o putu prema pouzdanosti „ The journey” te priručnik „Nemojte samo popraviti, unparijedite! / Don’t just fix it, Improve it!”

Slika 2. Edukacijski materijali za radionicu, 5 Putovnica, knjiga o unaprijeđenju, priča o putu prema pouzdanosti i rječnik

Priručnici ili Putovnice su za područja:

• Inženjering pouzdanosti u održavanju/Reliability engineering (narančasti priručnik) s temama: analiza kritičnosti opreme, razvoj strategija za ostvarivanje i povećanje pouzdanosti, inženjering pouzdanosti, analiza uzroka kvara, upravljanje kapitalnim projektima te konstrukcija usmjerena prema pouzdanosti
• Upravljanje stanjem opreme/Asset condition Management (zeleni priručnik) obuhvaća područja dijagnostičkih metoda: prikupljanje informacija o stanju opreme, analiza vibracija, analiza radnih medija, ultrazvučno ispitivanje, infracrvena termografija, ispitivanje elektromotora, centriranje i balansiranje, NDT i podmazivanje strojeva
• Upravljanje izvođenjem radova/Work execution management (plavi priručnik) pokriva teme: preventivno održavanje, planiranje i raspoređivanje/scheduling, pouzdanost radom operatera, MRO upravljanje rezervnim dijelovima, uklanjanje defekata i računalni sustav upravljanja održavanjem CMMS.
• Leadership u pouzdanosti/Leadership for reliability (crveni priručnik) obuhvaća teme: integritet, operativna izvrsnost, pokroviteljstvo izvršnog menadžmenta, upravljanje ljudskim resursima, učenje usmjereno na razvoj kompetencija djelatnika te putovanje u razvoju pouzdanosti
• Upravljanje imovinom/Asset management (žuti priručnik) se odnosi na poslovni aspekt razvoja pouzdanosti i obrađuje teme: strategije i planovi, korporativna odgovornost, plan upravljanja strateškom opremom, upravljanje rizicima, baza znanja o opremi, upravljanje životnim ciklusom opreme, donošenje odluka, pokazatelji performansi te kontinuirano unaprijeđenje.

Slika 3. Priručnici za svako područje Uptime tablice

Da dodatno pojasnim, svaka od nabrojanih tema iz određenog priručnika sama za sebe predstavlja beskrajno znanstveno i stručno područje u kojem imate mogućnosti samostalnog istraživanja i razvoja vlastitog znanja i stručnosti. Na radionici smo dobili sveobuhvatan pregled svih sastavnica pouzdanosti u službi maksimalnog produljenja radnog vijeka opreme. Ako se odlučite na samostalno proučavanje i istraživanje, na blogu i na Internetu imate obilje izvora i digitalnih materijala.

Glavne poruke radionice

Kroz svih 15 sati trajanja radionice stalno se ponavljaju određene poruke s ciljem skretanja pažnje sudionicima na situaciju u kojoj se nalaze i gdje bi željeli biti, odnosno na dostizanje najbilje svejtske prakse. Tako smo čuli:

“Pouzdanost rada strojeva i opreme u jednom proizvodnom postrojenju je zadatak i cilj svakog djelatnika.”

“Svi posjedujete pouzdanost.“

“Ideje su dobre, ideje pretvorene u konkretne akcije su još bolje!”

“Integritet i dosljednost su početak i kraj unaprijeđenja pouzdanosti.”

“Mijenjajmo svoj način održavanja (sebe) da bi promijenili svijet oko sebe!“

Kakva je situcija u Hrvatskoj po pitanju pouzdanosti opreme?

Slušajući komentare sudionika radionice na stanje i situaciju u njihovim zemljama, prirodno je da se osvrnemo na stanje u Hrvatskoj po pitanju pouzdanosti u održavanju i najbolje prakse u svijetu. Nažalost, nisam našla konkretne kvantitativne podatke koliko se Uptime Elementi i Održavanje usmjereno prema pouzdanosti prakticira po pojedinim industrijama u Hrvatskoj pa nemam konkretne mogućnosti komentiranja. Eto prijedloga za temu istraživanja nekog budućeg stručnog članka, diplomskog ili magistarskog rada 😊

Ono što mogu reći temeljem informacija dobivenih iz neformalnih razgovora sa kolegama strojarima iz različitih branši te medijskih članaka, situacija je poprilično šarolika. Sve ovisi o velični tvrtke, raspoloživom godišnjem budžetu za održavanje, kompleksnosti proizvodnog procesa, godišnjoj količini proizvodnje, zakonskoj regulativi, zahtjevima tržišta i sl.

S obzirom da nemamo veliki proizvodni sektor u niti jednoj industriji, teško je uopće napraviti bilo kakvo kvalitetno prikupljanje podataka i adekvatnu analizu. Neke kompanije stoje poprilično dobro i trude se održavati korak sa svjetskom praksom, dok su druge tek na početnoj razini gdje caruje samo korektivno održavanje. U brojnim kompanijama održavanje i pouzdanost opreme nisu vidljivi kao sastavnice koje dodaju vrijednost poslovanju jer se utope u svakodnevnim zahtjevima proizvodnje i zadovoljavanja potreba tržišta. Npr. farmaceutska industrija stoji dosta dobro s obzirom na brojne zakonske zahtjeve koje mora ispunjavati, da ne spominjemo zdravstvene zahtjeve.

Zašto biste trebali sudjelovati na radionici za certificiranog lidera?

Prednosti sudjelovanja na specijaliziranim radionicama su višestruke. Na jednom mjestu ćete dobiti pregled cjelokupne tematike iz područja pouzdanosti, čuti različita iskustva i dobiti nove ideje za eksperimentiranje u praksi (čitaj: svakodnevnom radu). Detaljno ćete proučiti i neke segmente kojima se inače ne bavite ili se baite jako rijetko, u mom slučaju to je bilo upravljanje kapitalnim projektima i njihov utjecaj napouzdanost te ispitivanje elektromotora.

Na vođen i strukturiran način ćete proći sve glavne dijelove sustava za produljenje vijeka opreme bez obzira na industriju, vidjeti koje su vam jake i slabe točke u održavanju kroz upitnike o pojedinom elementu i vidjeti gdje se nalazi prostor za poboljšanje koje želite imati.

Treneri su u uvodnom dijelu za svaki element (Inženjering pouzdanosti, Upravljanje stanjem opreme, Upravljanje izvođenjem radova, Leadership pouzdanosti i Upravljanje imovinom) uporno postavljali pitanje: Gdje se vi nalazite i gdje se nalazi vaša organizacija? To je razina sa koje krećete i koju trebate unaprijediti jer uvijek ima prostora za bolje i kvalitetno.

Zašto vam ova radionica nije potrebna?

Svaka priča ima svoje nedostatke pa tako i ova radionica. S obzirom na to da pokriva specijalizirano područje industrijskog održavanja, budite sigurni da ćete zaista koristiti dobiveno znanje u poslu kojim se bavite ili branši gdje radite prije nego se prijavite i platite kotizaciju, inače je bačen novac. Cijena je veliki izdatak i predstavljat će udarac na budžet poslovanja ako niste trošak predvidjeli unaprijed.

Na radionici je bio prisutan veliki broj sudionika (>100 iz različitih dijelova svijeta), diskusija se odvijala isključivo preko chat-a i imali smo jako kratko vrijeme za bilo kakavu diskusiju uživo. Za sudjelovanje i praćenje trenera potrebno je napredno znanje engleskog, pogotovo iz strojarstva.

Od ostalih nedostataka, smatram da nije bilo dovoljno primjera iż prakse, svi prezentirani praktični primjeri su bili iż branši odakle dolaze treneri, uglavnom automobilska i energetska industrija. Meni je isto tako nedostajala mogućnost da imamo vremena za prikaz barem 2 ili 3 situacije koje susrećemo u svojoj svakodnevnoj praksi i načina rješavanja primjenom elementa pouzdanosti koji smo upravo razrađivali, npr. (ne)kvaliteta podataka iz CMMS-a, manjak scheduling i sl. Na online radionicama smo također zakinuti za rad u manjim grupama i druženje u pauzama za avu, jer često se puno dobrih ideja čuje baš na pauzama u neformalnom razgovoru i izmjenama

Za kraj, u Hrvatskoj nemamo zastupljen ovakav tip radionica, barem koliko mi je poznato ne postoji specijalizirana ustanova ili tvrtka koja se bavi pružanjem edukacija iz povećanja pouzdanosti strojeva i opreme. Naše tržište rada za sada još ne poznaje certifikaciju za stručnjak u području pouzdanosti održavanja, već samo pojedine proizvodno ili servisno orijentirane tvrtke.

Gdje vi stojite u elementima sa slike 1.? Na kojoj radionici ste prisustvovali u zadnjih 6 mjeseci? Koliko ste zadovoljni dobivenom edukacijom? Što ste od naučenog primijenili u praksi?

Podijelite svoja iskustva u komentarima!

Optimizacija pouzdanosti nove strojarske opreme

Svaka proizvodno orijentirana kompanija nakon određenog vremena nabavlja novu opremu i strojeve, bilo da se radi o zamjeni postojećih zastarjelih strojeva ili o izgradnji novog postrojenja. Nabava, ugradnja i pokretanje u rad novih strojeva postavlja nove izazove pred djelatnike održavanja koji će se brinuti o toj opremi, pogotovo kada se oprema nabavlja preko projekata, pri čemu inženjeri za održavanje često nemaju saznanja o tome što se događa, već budu uključeni u završnoj fazi kada strojevi kreću s radom.

Tada na teži način naučimo da je najbolje čim prije uključiti se u sve aktivnosti povezane s novim strojevima i tako spriječiti kasnije probleme i glavobolje povezane s visokim troškovima održavanja, nepouzdanim radom, utjecajem na sigurnost i okoliš te kratkim životnim vijekom.

Put prema pouzdanosti opreme započinje već tijekom izrade tehničke specifikacije za nabavu nove opreme jer treba detaljno navesti procesne i tehnološke uvjete u kojima bi prema trebala raditi. Potom, priložiti detaljan popis fizikalnih i kemijskih svojstava radnog medija koji će oprema koristiti te proučiti dijagram tijeka procesa (process flow diagram) i P&I dijela postrojenja gdje se predviđa montaža nove opreme. Treba (pred)vidjeti na koji način će nova oprema utjecati na postojeći proces i na postojeću opremu koja radi u tom dijelu tehnološkog procesa te buduće zahtjeve. Stoga ćemo sada razmotriti korake za optimizaciju pouzdanosti u održavanju nove strojarske opreme.

• Aktivnosti za praćenje stanja opreme:

Ovisno o kritičnosti određene proizvodne opreme i sustava u kojem radi, praćenje pouzdanosti treba uključivati stalno motrenje temperature, tlakova i protoka, stanje maziva, radnog medija i rashladne tekućine, brzinu vibracija rotacijske opreme te standarde centriranja. Najbolje bi bilo ako se motrenje stanja vrši online/u realnom vremenu i može se trendirati nakon određenog broja dana ili tjedana.

Najbolja praksa je kada se sva raspoloživa tehnologija za motrenje stanja opreme može koristiti od prvog puštanja stroja u rad. Time se uspostavlja početno praćenje i referentne vrijednosti. Nakon toga mogu se prestati pratiti oni radni parametri za koje se ustanovi da tijekom vremena ne dodaju vrijednost. Prikupljanje svih relevantnih informacija na početku životnog vijeka stroja, edukacija i obuka operatera i inženjera održavanja dugoročno dodaju vrijednost održavanju stroja.

• Procedure za pregled i puštanje u rad nove opreme

Kompanija koja je vlasnik nove strojarske oprem treba imati jasno definirane procedure za određivanje razine prihvatljivosti svih preporuka proizvođača radi ostvarivanja uvjeta jamstva, kada su u pitanju ugradnja na temelje, spajanje novog stroja sa postojećim sustavima (cjevovodi, instrumentacija, elektrika), čistoća površina, procedura za centriranje, pravilan izbor maziva i potrebne količine, prihvatljiva veličina filtera te ostali potrebni uvjeti ovisno o specifičnostima postrojenja uz detaljno pisane procedure za pregled prije puštanja u rad, postupak puštanja u rad i potrebne provjere tijekom rada.

• Određivanje prihvatljive razine rada nakon prvog pokretanja nove opreme

Industrijski standard je da proizvođač stroja daje podatke o normalnom radu stroja, rutinskim aktivnostima održavanja i preporuke o podmazivanju. Negdje je uobičajeni interval kompletne izmjene ulja 3 000 sati rada, dok je drugdje 6 000 sati rada. Pritom, redovite analize ulja i dreniranje kućišta omogućavaju da se taj interval produži za barem još 1 000 sati rada.

Pojedini kompresor može raditi 25 000 sati između 2 generalna servisa, dok će kompresor drugog proizvođača prema preporuci raditi 18 000 sati, a servisni interval će se produljiti ovisno o stanju vibracija i kretanju radnih parametra kroz godinu.

• Upravljanje modifikacijama na novoj opremi

Ima i takvih slučajeva da je nedugo nakon ugradnje opreme na vidjelo izašla potreba za modifikacijama kako bi nova oprema mogla ispunjavati svoju funkciju. Takve situacije su najčešće posljedica previda u fazi konstrukcije ili nedovoljne količine informacija za konstruktora. Svaka modifikacija mora biti konstrukcijski izvedena isključivo od strane originalnog proizvođača opreme ili uz njegovu pismenu suglasnost i detaljno dokumentirana.

Često nova oprema radi pri većoj brzini ili pri većem radno opterećenju kako bi  se zadovoljili zahtjevi povećanog proizvodnog procesa. Ako modifikacija nije kvalitetno izvedena, dovesti će do prijevremenog kvara, stroj će imati kraću operativnu raspoloživost i trošak održavanja će nepotrebno porasti. Prema nekim istraživanjima, povećanje brzine vrtnje će skratiti životni vijek kugličnog ležaja do 50%. Dvostruko povećanje opterećenja na kuglice/nosive elemente će skratiti životni vijek ležaja do 80%.

• Ispitivanje uzroka kvarova

U slučaju jedne višestupanjske centrifugalne pumpe, kvarovi na unutarnjoj mehaničkoj brtvenici (do spojke) i na vanjskoj mehaničkoj brtvenici (nasuprot spojke) su se događali toliko često da ih djelatnici postrojenja smatraju uobičajenom pojavom. Prevelika učestalost kvarova na istom stroju ni u kom slučaju nije uobičajena pojava jer svaki kvar koji dovodi do značajnog gubitka proizvodnje treba biti detaljno istražen radi uklanjanja uzroka ili barem produljenja vremena između 2 kvara (MTBF).

Treba ispitati koji dio stroja se pokvario? Koliko često dolazi do kvara? Koji su bili radni uvjeti u vrijeme kvara? Zašto se to desilo? Je li bilo problema sa podmazivanjem? Koje metode prevencije će se implementirati da se spriječi ponavljanje istog kvara?  Koje su se preventivne aktivnosti provodile i koliko često? Kakav je utjecaj ljudskog faktora? Jesu li trendovi motrenje stanja opreme ukazivali na potencijalni kvar?

• Određivanje potrebne razine održavanja za novu opremu

Prvo treba uzeti u obzir trošak životnog vijeka stroja koji će biti zamijenjen te napraviti kompletnu reviziju povijesti održavanja. Ovi podaci pomažu u usporedbi i provjeri konstrukcije novog stroja. Provjerava se radno opterećenje, rasponi brzine vrtnje, radne temperature, potrebna ili očekivana razina održavanja, rezervni dijelovi (poput ležajeva, brtvi i filtera) te tolerancija na radne uvjete poput prihvatljive razine vibracija, čistoće maziva te centriranosti.

Konstruktor stroja ne mora uvijek biti 100% precizan pri inicijalnoj konstrukciji, stoga treba sve ispitati i provjeriti sukladnost sa standardima. Imajte na umu da nema te količine održavanja koje će ispraviti neadekvatno konstruiran stroj.

• Razvijen sustav pohrane podataka o održavanju nove opreme

Nakon što se nova strojarska oprema pusti u rad, operateri i održavatelji moraju biti svjesni promjena u radu i specifičnim zahtjevima održavanja te načina na koji kvaliteta dokumentacije utječe na svakodnevne aktivnosti održavanja. Bitno je voditi točnu evidenciju o svakom stroju, radnim parametrima, analizama medija i maziva te poremećajima u radu, zamjenama ulja, redovitim čišćenjima ili zamjenama filtera te uzrocima promjene ponašanja ili kvarovima.

………………………

Svaka nova strojarska oprema donosi sa sobom hrpu nepoznanica i novih problema. Dobra inženjerska praksa je održavati novu opremu na najbolji mogući način i uklopiti je u postojeće prakse održavanja uz potrebne prilagodbe. Također, treba redovito obavještavati proizvođača opreme o svim promjenama koje se jave, pogotovo u prvih nekoliko godina eksploatacije.

Na koje načine osiguravate buduću pouzdanost novih strojeva? Na koji način održavate novu strojarsku opremu? Na koje prepreke i kvarove ste nailazili? Kakva su vaša iskustva s nabavom i korištenjem novi strojeva? Podijelite u komentarima!

Kako odabrati elastičnu spojku?

Kod pumpnih agregata starijeg datuma proizvodnje (>30 godina) nekada se dogodi nepovratno oštećenje spojke iz različitih uzroka. Jedino rješenje je tada izabrati novu elastičnu spojku.
Danas ću na praktičnom primjeru pokazati kako se odabire odgovarajuća spojka poput ove na slici 1.

Slika 1. Elastična spojka i dijelovi:
A) vanjski fiksni prsten, B) elastomerni umetak, C) glavčine pogonskog i pogonjenog stroja (s ili bez provrta), D) antikorozivno obrađena vanjska površina (Izvor)

Za jednostupanjsku centrifugalnu pumpu pokretanu elektromotorom, prvi korak prema odabiru spojke je odrediti faktor opterećenja. Svaki proizvođač spojki daje faktore opterećenja ovisno o vrsti pogonskog i pogonjenog stroja koje će spojka spajati. Za našu pumpu pokretanu elektromotorom faktor opterećenja iznosi f=1.00. Servisni faktor je u ovom slučaju jednak faktoru opterećenja. Brzina vrtnje elektromotora je n = 1450 rpm pri čemu stroj ima <25 pokretanja tijekom sat vremena, a snaga elektromotora iznosi P = 65 kW.

Razred spojke se vrši prema formuli:

Razred spojke je R = 45,61 kW/1000 rpm.

Sada s ovom vrijednosti idemo u tablicu spojki određenih po veličini i biramo prvu veću, u našem slučaju to je A03C/S, razred R = 60 kW/1000 rpm, označenu zelenom bojom u tablici:

Sljedeći korak je provjera unutarnjeg promjera glavčina, što ovisi o poprečnom presjeku vratila pumpe i elektromotora. Kada se naručuje nova spojka, proizvođač će vas pitati za dimenzije provrta na glavčinama i tada imate 2 opcije: 1) poslati mu vrijednost koliki je φ u mm (promjer unutarnjeg provrta) ili 2) javiti mu da vam pošalje nove glavčine punog poprečnog presjeka pa tokariti provrte na potreban promjer.

Nakon toga slijedi provjera vrijednosti maksimalnog momenta, što za odabranu spojku i standardni elastomerni umetak u prethodnoj tablici iznosi 569 Nm i u skladu je s vrijednostima momenata u dokumentaciji pumpe i elektromotora. Maksimalna dozvoljena brzina vrtnje je 4400 rpm. Prilikom centriranja pogonskog i pogonjenog stroja, aksijalni pomak može ići do 1.5 mm, paralelni pomak ide do 1.0 mm a kutno odstupanje do 2°. Navedene tolerancije odstupanja spojke prilikom centriranja treba uzeti u obzir ovisno o dozvoljenim odstupanjima za pumpni agregat u cjelini.

Na slici 2 je poprečni presjek spojke s umetkom, pri čemu su u tablici navedene vrijednosti dimenzija za odabrani tip spojke.

Slika 2. Poprečni presjek i glavne dimenzije

Za spojku tipa A03S nam udaljenost između krajeva dvaju vratila DBSE (distance between shaft ends) iznosi od 100 mm do 180 mm, pri čemu su unutarnji promjeri glavčina 85 mm i 112 mm.
Zadnji korak je provjera temperature okoline u kojoj stroj radi. Odabrana spojka je prikladna za uvjete okoline od -40°C do 80°C. S obzirom na to da je naša pumpa smještena vani na otvorenom, navedeni raspon temperatura zadovoljava uvjete za rad spojke. Elastične spojke su jednostavne za ugradnju, nisu zahtjeve za održavanje niti trebaju podmazivanje te se mogu ugrađivati u vertikalnom i u horizontalnom položaju.

Kako odabirete spojke? Podijelite vaša iskustva u komentarima! Javite mi se ako trebate savjet oko odabira spojke!

Najčešći kvarovi klipnih kompresora

Klipni kompresori poput kompresora na slici 1. su rotacijski strojevi koji komprimiraju zrak, vodik ili mješavinu različitih plinova u procesnim postrojenjima. Danas ćemo razmotriti koji su najčešći uzroci kvarova ili nepravilnosti nastalih u radu kompresora i načine uklanjanja. Prije bilo kakvih popravaka potrebno je procesni kompresor zaustaviti, rasteretiti, potpuno isprazniti od radnog medija, dobro isprati dušikom (inertirati), izbaciti iz uklopa te blindirati usisni i tlačni cjevovod.

Slika 1. Klipni kompresor (izvor)

Kada elektromotor nema napajanja ili su aktivne logike blokada na centralnom sustavu upravljanja poput niskog tlaka ulja u sustavu podmazivanja, nedostatka plina na strani usisa i visoke temperature rashladne vode, tada se kompresor neće pokrenuti u rad. Potrebno je provjeriti ima li elektromotor napajanje, provjeriti tlak, količinu i viskoznost ulja u sustavu podmazivanja te očistiti ili zamijeniti filter. Redovito kontrolirati količinu i čistoću rashladne vode ili drugog rashladnog sredstva koje se koristi. Pregrijavanje elektromotora se desi kada su nastali problemi s napajanjem, radno opterećenje premašilo dozvoljene vrijednosti ili agregat nije pravilno centriran. Svakako treba barem jednom godišnje provjeriti vrijednosti na koje s podešene zaštite elektromotora, stabilnost izvora opskrbe električnom energijom te bilo kakve neočekivane promjene u kemijskim ili fizikalnim svojstvima procesnog plina. Provjera centriranosti agregata i vizualna provjera stanja spojke su obavezni prilikom svakog servisa kompresora ili radova koji uključuju otpajanje spojke.

Nedovoljan kapacitet je posljedica prekomjernog pulsiranja tlaka plina na liniji tlačnog cjevovoda, labavih ili oštećenih usisnih i/ili tlačnih ventila te propuštanja plina radi oštećenih brtvenih prstenova u plinskoj brtvenici. Drugi najčešći uzrok nedovoljnog kapaciteta na tlačnoj strani, posebno tijekom ljetnih mjeseci, je nedostatak hlađenja cilindara. Za otklanjanje ovih kvarova obavezno je provjeriti ispravnost manometar na tlačnom cjevovodu, termovizijskim snimanjem provjeriti temperature usisnih i tlačnih ventila dok je kompresor u radu te protok i količinu rashladne vode. Pokaže li se da su manometri neispravni, treba ih zamijeniti. Zaustaviti kompresor a potom provjeriti prigušivače pulsiranja ili pulsacijske posude, Ako su usisni i/ili tlačni ventili oštećeni i na termovizijskim snimkama uočite pregrijavanje, potrebno ih je zamijeniti. Otvoriti poklopac cilindra, otpojiti stapajicu od križne glave, izvući stapajicu te zamijeniti oštećenu plinsku brtvenicu i klipne prstenove. Ako prilikom pregleda unutrašnjih stijenki cilindra uočite prisustvo korozije na površinama stijenki, obavezno treba analizirati sastav plina i vidjeti postoje li problemi u procesnim uvjetima. Također, treba analizirati ulje za podmazivanje i ovisno o rezultatima analize zamijeniti cjelokupnu količinu ulja.

Prejaka buka i vibracije nastali tijekom rada kompresora se javljaju uslijed otpuštenih vijaka na temeljnoj ploči, prisustvu prekomjerne količine kondenzata ili krutih čestica u procesnom plinu ili labavog spoja klipnjače s križnom glavom. Drugi potencijalni uzroci su necentriran agregat, otpuštanje klina ili papučica križne glave te neadekvatno brtvljenje klipnih prstenova. Nakon zaustavljanja kompresora provjeriti dotegnutost vijka na temeljnoj ploči prema vrijednostima navedenim u korisničkom priručniku kompresora, napraviti analizu sastava procesnog plina te izdrenirati cjevovod dovoda plina. Treba još provjeriti filter na usisnom cjevovodu i po potrebi ga očistiti. Pravilno zategnuti zamašnjak uz koljenasto vratilo i zamijeniti ležajeve. Centrirati agregat. Pregledati i zamijeniti usisne i tlačne ventile i njihove brtve. Izvesti preciznu provjeru klipnih prstenova te zamijeniti istrošene klipne prstenove.

Pregrijavanje dijelova kompresora također nastaje kada su prisutne krute čestice u procesnom plinu, nema dovoljnog rashladnog medija, došlo je do problema s podmazivanjem, plinska brtvenica propušta ili su se oštetili klipni prsteni. Potrebno je podesiti kapaljke lubrifikatora da doziraju točno određenu količinu ulja, očistiti filter ulja ili po potrebi zamijeniti klipne prstenove i kompletan paket brtvenih prstenova plinske brtvenice. Zamijeniti brtve uljne brtvenice i pregledati sustav dovoda podmazivanja Detaljno pregledati i provjeriti sustav hlađenja da se nisu začepili dovodi, napraviti cirkulaciju rashladnog medija uz provjeru tlakova i protoka.

Koje najčešće kvarove ste imali kod klipnih kompresora? Na koje načine ste ih otklonili? Podijelite vaša iskustva u komentarima!