Hlađenje podatkovnog centra potapanjem u more – epilog projekta

Microsoft je 2018. potopio centar za pohranu podataka (data center) u more ispred obala Škotske pa sam u prethodnom članku provizorno proračunala kolika bi bila potencijalna učinkovitost hlađenja. Glavni cilj projekta bio je utvrditi doprinosi li podmorski okoliš povećanju energetske učinkovitosti, pouzdanosti i poboljšanju performansi prilikom rada podatkovnog centra. Krajem 2020. Microsoft je izvijestio da je projekt bio uspješan i da će izvući podatkovni centar iz mora kako bi analizirali stanje hardvera. Prvobitno je bilo najavljeno da će podatkovni centar biti u moru 5 godine, tj. do 2023., međutim Microsoft je iz za sada neobjavljenih razloga odlučio ranije izvući podatkovni centar na kopno.

Prema objavljenom izvještaju, analiza učinkovitosti hlađenja je pokazala zadovoljavajući razinu pouzdanog rada. Funkcioniranje servera pod morem se pokazalo 8 puta pouzdanije u usporedbi s istovjetnim podatkovnim centrom smještenim na kopnu. S obzirom na to da je unutrašnjost podatkovnog centra bila ispunjena suhim dušikom, zaključak je da rad servera u okruženju ispunjenom dušikom smješten u cilindrično kućište i potopljen u more ima minimalne mogućnosti pojave korozije te nastanka oštećenja uzrokovanih slučajnim djelovanjem ljudi tijekom rutinskih radnji pregleda ili održavanja. Microsoft planira primijeniti dobru praksu i stečeno znanje iz ovog projekta na kopnene centre za pohranu podataka kako bi povećao razinu pouzdanosti njihovog rada.  

Uzorci dušika uzeti prije otvaranja cilindričnog kućišta se analiziraju radi utvrđivanja prisutnih čestica koje su potencijalno mogli emitirati dijelovi opreme, a serveri su podvrgnuti detaljnim analizama u svrhu određivanja svih koristi rada pod morem. Ostvarena je velika ušteda na energentima potrebnim za hlađenje podatkovnog centra jer on troši značajno manje vode za hlađenje u usporedbi sa standardnim podatkovnim centrima na kopnu. Voda se koristi direktno za hlađenje i indirektno za generiranje električne energije. Sljedeća ušteda ostvarena je na prostoru jer smještaj servera u kućište i potom potapanje u more ne zahtijeva najam fizičkog prostora za smještaj servera te najam i održavanje nekretnine.

S druge strane, ovakav način hlađenja ima određene nedostatke. Za početak, cilindrično kućište je izvana bilo prekriveno algama i nakupinama morskog raslinja, što donekle smanjuje postotak topline odveden kroz kućište. Količina raslinja se s vremenom samo povećava pa učinkovitost hlađenja proporcionalno opada. Pristup djelatnika radi održavanja je nepostojeći, što znači kada se određeni server pokvari, taj server ostaje isključen i ne koristi se za daljnji rad. Smještanje kućišta pod more zahtjeva organizaciju posade, broda, dizalice i barže, što nije potrebno kod smještaja servera na kopnu. Ukupni troškovi izgradnje i puštanja u rad ovakvog podatkovnog centra na početku projekta su nekoliko puta veći u odnosu na iste aktivnosti kod klasičnih centara za podatke.

Prilikom budućih projekata treba usporediti korist i nedostatke, međutim ovaj eksperimentalni koncept rada podatkovnog centra pod morem se pokazao uspješnim sa pozicije povećane pouzdanosti u radu.

Pogledajmo sada kolika je ušteda na odvedenoj količini topline generirane radom podatkovnog centra. Ovdje se moram ograditi i napomenuti da je moj proračun izveden temeljem pretpostavke određenih parametara jer točni podaci nisu dostupni i objavljeni online.

Što mislite o ovakvom načinu hlađenja centra za pohranu podataka? Podijelite svoja razmišljanja u komentarima!

Elementi procesa rutinskog održavanja strojeva

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

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

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

Slika 1. Elementi procesa rutinskog održavanja

Krenimo redom:

Obavijest o zastoju stroja i dijagnostika kvara

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

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

Određivanje prioriteta i raspoređivanje

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

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

Planiranje i izvršavanje radova

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

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

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

Evaluacija, mjerenje i prilagođavanje procesa

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

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

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

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

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

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

Znate li izračunati trošak pumpnog agregata tijekom njegovog životnog vijeka?

Pumpni agregati za svoj rad troše 20%-25% energije u procesnom postrojenju. Iako se kupuju zasebno, svaki pumpni agregat (sastavljen od pumpe, elektromotora i spojke) funkcionira samo unutar procesnog sustava. Količina energije i radnog medija ovise o konstrukciji pumpe, konstrukciji strojnog sustava i načina na koji se odvija proizvodni proces. Ovi čimbenici su neovisni i moraju si međusobno odgovarati tijekom čitavog životnog vijeka da bismo ostvarili minimalnu potrošnju energije i minimalne troškove održavanja, dug radni vijek i maksimalnu iskoristivost.

Početni trošak kupovine opreme je samo mali dio ukupnog troška životnog vijeka za pumpe velike iskoristivosti. Danas ćemo razmotriti koji sve čimbenici utječu na ukupan trošak životnog vijeka pumpnog agregata kako bismo bolje razumjeli funkcioniranje dijelova i identificirali situacije za smanjenje potrošnje energije, rada i održavanja. Životni vijek prosječno pumpnog agregata je 20 do 25 godina, iako u Hrvatskoj postoje proizvodna postrojenja s pumpama starijim od 30 godina.

Na slici 1. imamo primjer jednostavnog pumpnog agregata (lijevo) te grubu raspodjelu troškova tijekom njegovog životnog vijeka (desno) koje čine troškovi održavanja, troškovi energenata, troškovi nabave i ugradnje te objedinjeno čitav niz manjih troškova.

Slika 1. Pumpni agregat i raspodjela troškova

Metode za analizu životnog vijeka postojećih pumpnih agregata
Prije nego što započnemo čitav proces kalkulacije troškova životnog vijeka za novi pumpni agregat, preporuča se provjeriti trošak životnog vijeka postojećih pumpnih agregata koje već imamo ugrađene na proizvodnim postrojenjima poput ovog na slici 1. Prednost je što za postojeće agregate već imamo određenu količinu povijesnih podataka o kvarovima, troškovima nabave, popravaka, održavanja i sl. Za početak treba prikupiti sve dostupne podatke o pumpnim agregatima, odrediti potrebne protoke za sustav prepumpavanja, provjeriti jesu li gubici u sustavu svedeni na najmanju moguću mjeru te odrediti koji agregati imaju najveće troškove održavanja.

Prilikom analize možemo koristiti 2 metode:

1) promatranje rada stvarnog sustava: bilježe se promjene tlakova, diferencijalnih tlakova i protoka radnog medija u sustavu cjevovoda i analizom prikupljenih podataka u realnom vremenu. Ova metoda omogućava pregled rada stvarnog sustava, međutim fizikalna ograničenja proizvodnog procesa i prisutni rizici onemogućavaju eksperimentiranje s većim varijacijama radnih parametara. Drugim riječima, ako u određenom momentu pretjerate s povećanjem protoka, možete izbaciti pumpu iz rada i time obustaviti proizvodni proces a takvu vrstu eksperimentiranja vam u stvarnosti neće dozvoliti niti jedan voditelj postrojenja

2) izračun primjenom tehnika mehanike fluida, stvaranjem matematičkog modela za sustav cjevovoda i potom računanja tlaka i protoka u određenim točkama cjevovoda. Matematički modeli omogućavaju brojne varijacije i istraživanje alternativa, međutim imajte na um da niti jedan model nije 100% savršen i da ga svakako treba provjeriti u stvarnim uvjetima rada.

Bez obzira na vrstu provedene analize, vaš krajnji cilj će biti dobivanje cjelovite slike o tome kako funkcioniraju pojedini dijelovi strojnog sustava u kojem radi pumpni agregat, utjecajima procesnih parametara na njegov životni vijek te određivanju potencijalnih karakteristika koje je moguće optimizirati.

Trošak životnog vijeka pumpnog agregata

Trošak životnog vijeka pumpe temeljem matematičke analize daje procjenu postojećeg stanja te uvid u potencijalna optimalna rješenja za povećanje životnog vijeka agregata i postizanje veće iskoristivosti stroja. Analiziraju se dva ili više konstrukcijski istih ili dovoljno sličnih agregata. Treba pripaziti da se promatraju isti konstrukcijski ili procesni parametri. Trošak životnog vijeka pumpe predstavlja ukupan trošak nabave, ugradnje, rada, održavanja, nabave i skladištenja rezervnih dijelova, popravaka, generalnih servisa, utjecaja na okoliš i zbrinjavanja opreme.

Određivanje troška životnog vijeka obuhvaća metodologiju kojom određujemo i kvantificiramo sve nabrojene troškove. Trošak životnog vijeka možemo koristiti za procjenu isplativosti nove pumpe u usporedbi s troškom generalnog servisa postojeće pumpe identičnih karakteristika, procjenu vrste održavanja te isplativosti kroz buduće vremensko razdoblje.

Trošak životnog vijeka pumpnog agregata računa se po formuli:

Tz = Tic + Tin + Te + To + Tm + Ts + Tenv + Td

pri čemu je:

Tz …Trošak životnog vijeka pumpe

Tic …trošak nabave/kupovine agregata, strojnog sustava, pomoćnog sustava

Tin … trošak ugradnje i puštanja u rad, uključujući obuku djelatnika

Te … trošak energenata, procjenjeni trošak potrošnje energenata kada je sustav u radu, uključujući pogonski stroj, opremu za praćenje rada te pomoćni sustav

To … trošak rada agregata, obuhvaća normalan svakodnevni nadzor rada

Tm … troškovi rutinskog održavanja i popravaka temeljem prediktivnog državanja

Ts … troškovi zastoja (gubitka proizvodnje zbog kvara)

Tenv … troškovi onečišćenja okoliša radi izlijevanja radnog medija npr.zbog propuštanja brtvenice ili pomoćnog sustava brtvljenja

Td … troškovi zbrinjavanja na kraju životnog vijeka, uključujući radove demontaže

Sada ćemo detaljno razraditi svaki tip troškova kako bismo dobili cjelovitu računicu.

Trošak nabave pumpnog agregata i/ili strojnog sustava, Tic

Prilikom projektiranja proizvodnog postrojenja projektant mora odlučiti o prostornom planu svih strojnih sustava. Pumpni agregati su povezani cjevovodima, što je manji promjer cijevi i armature to će biti niži trošak nabave i ugradnje čitavog sustava. Međutim, cjevovodi manjih promjera moraju biti spojeni na pumpe veće snage koje će davati veći tlak, što rezultira skupljim pumpama. Manji promjer cijevi na usisnoj strani pumpe rezultira nižom neto pozitivnom usisnom visinom. Tijekom faze projektiranja javit će se i drugi izbori koji mogu utjecati na početno ulaganje u izgradnju procesnog postrojenja, počevši od kvalitete izabrane opreme.

Različiti materijali od kojih je izrađena oprema i strojevi imaju različite brzine trošenja, različite mogućnosti podnošenja radnog opterećenja i utjecaja radnih medija, pogotovo u kemijskoj i naftnoj industriji. Različiti tipovi strojeva mogu imati različite troškove nabave, ali u konačnici dovesti do manjeg troška ukupnog životnog vijeka. Početna ulaganja uključuju još troškove projektiranja, administraciju nabave, testiranja i inspekcijske preglede, proces nabave, obuku djelatnika, rezervne dijelove za pokretanje i dvogodišnji rad te pomoćnu opremu za nadzor, upravljanje, hlađenje i brtvljenje.

Trošak ugradnje, puštanja u rad i obuke djelatnika, Tin

Trošak ugradnje prosječnog pumpnog agregata i njegovo puštanje u rad obuhvaća troškove betoniranja temeljne ploče, montažu nosača i pričvršćivanje sidrenim vijcima na temelje te podlijevanje betonom ili epoksi smjesom, spajanje usisnih i tlačnih cijevi, montažu usisnih, tlačnih i regulacijskih ventila, spajanje električnih kabela, spajanje instrumentalnih kabela i instrumentalnih uređaja, spajanje pomoćnih sustava, ispiranje strojnog sustava prije puštanja u rad radi uklanjanja nečistoće i ispitivanja nepropusnosti, analizu učinkovitosti pri prvom puštanju u rad te potrebna podešavanja, dotezanja i prilagodbe sustava nakon puštanja u rad. Ugradnju može izvesti dobavljač opreme, podizvoditelj ili djelatnici matične kompanije. Izbor izvoditelja radova utječe na trošak radne snage, vještinu radne snage, dostupnost alata i uređaja za izvođenje radova.

Ugradnja uključuje još i transport opreme i strojeva, postavljanje na predviđena mjesta prema prostrnom planu postrojenja, spajanje sustava, nadzor radova te obuku djelatnika. Pokretanje strojeva mora biti prema uputama proizvođača i izvodi se uz prisustvo predstavnika proizvođača i/ili dobavljača. Pritom treba ispuniti kontrolne liste radi provjera funkcionira li oprema unutar određenih parametara. Nakon uspješnog završetka faze puštanja u rad sve uključene strane potpisuju primopredajni zapisnik.

Trošak potrošnje energenata u mirovanju, radu te za pomoćne sustave, Te

Potrošnja energije je jedan od najvećih troškovnih elemenata u ukupnom trošku životnog vijeka stroja, pogotovo ako pumpa radi više od 2500 sati godišnje. Snaga pumpe računa se po formuli:

pri čemu je

Q…. protok

H …. visina dobave

η_p … učinkovitost pumpe

η_m … učinkovitost elektromotora/pogonskog stroja

s.g. … specifična gustoća radnog medija

Projektant postrojenja mora imati zasebne podatke za svaki pumpni agregat ili strojni sustav u odnosu na ukupnu učinkovitost rada. Učinkovitost se može promatrati kao ukupna učinkovitost pojedinog pumpnog agregata ili kao ukupna količina energije koju je sustavu utrošio u različitim režimima rada. Izbor pogonskog stroja utječe na količinu utrošene energije. Npr., više struje se koristi za pogon pumpe klasičnim elektromotorom nego elektromotorom sa frekventnim pretvaračem. K tome, ponekad potrošnja energije ne ovisi o radnom opterećenju, npr. kada sustav upravljanja sam podešava konstantno energetsko opterećenje dok varijabilni elektromotor troši različitu količinu energije pri različitim radnim opterećenjima.

Primjena prigušnih ventila, prekotlačnih ventila ili mjernih blendi za kontrolu rada će smanjiti učinkovitost i povećati količinu potrošene energije. Također, treba uključiti trošak energije i materijala potreban za rad pomoćnih sustava, poput troškova grijanja i hlađenja, sustava ispiranja te sustava brtvljenja. Npr. pomoćni sustav hlađenja uključuje trošak pripreme rashladne vode, pumpe, filtera te izmjenjivača i armature.

Troškovi rada agregata uz svakodnevni nadzor, To

Troškovi rada ovise o kompleksnosti i svrsi sustava prepumpavanja. Npr., pumpa koja se koristi za pumpanje sirove nafte treba biti više puta provjeravana tijekom dana radi propuštanja, pouzdanog rada i odgovaraju li radni parametri potrebama proizvodnog procesa. S druge strane, pumpa za prepumpavanje pročišćene vode u automatiziranom sustavu treba vrlo malo ili nimalo nadzora tijekom rada. Redovito praćenje rada daje informaciju operaterima o potencijalnim gubicima u sustavu pumpanja. Ključni pokazatelji rada pumpnog agregata su promjene brzine vibracija, neuobičajene promjene temperature, razine buke, povećanje/smanjenje potrošnje energije, količina protoka i tlak radnog medija na tlačnoj strani.

Troškovi rutinskog održavanja i popravaka temeljem prediktivnog održavanja, Tm 

Održavanje optimalnog radnog vijeka pumpe zahtijeva redovito održavanje i servisiranje. Proizvođači agregata daju preporuke o učestalosti i kompleksnosti rutinskog održavanja. Troškovi rutinskog održavanja ovise o učestalosti, opsegu i količini utrošenog materijala. Konstrukcija pumpe utječe na trošak materijala, izbor rezervnih dijelova te trajanje servisa. Program održavanja može biti planiran tako da se vrše skuplji servisi tijekom duljih vremenskih intervala ili da se provode jednostavne aktivnosti tijekom kraćih vremenskih intervala. Tijekom servisnih radova pumpa je demontirana s radne pozicije u postrojenju i prevezena u mehaničarsku radionicu.

Tijekom trajanja radova u radionici smanjuje se pouzdanost procesnog postrojenja i mogući su gubici u proizvodnji ako pumpa nema zamjensku poziciju. Troškovi servisa mogu biti smanjeni tako da se godišnje planira raspored servisa tijekom perioda kada je procesno postrojenje u obustavi ili u remontu.

Ukupan trošak rutinskog održavanja se dobije kada pomnožimo trošak pojedinačnih aktivnosti s brojem izvršenih aktivnosti održavanja tijekom očekivanog radnog vijeka pumpe. Iako ne možemo predvidjeti točan broj neočekivanih ispada ili kvarova, izračunavši srednji period između kvarova (MTBF) možemo dobiti prihvatljivu procjenu. MTBF se može procijeniti za pojedinačne dijelove pumpe i potom kombinirati da dobijemo konačan broj za čitav agregat. Ponekad je dovoljno razmotriti najbolji i najgori mogući scenarij „što ako“ za slučaj najkraćeg trajanja životnog vijeka i za slučaj najduljeg životnog vijeka temelj povijesnih podataka o radu stroja zabilježenih u računalnom sustavu za upravljanje održavanjem CMMS.

Proizvođači agregata mogu odrediti i dati informacije o MTBF za dijelove čiji kvarovi obustavljaju rad pumpe i skraćuju njen životni vijek ispod prihvatljivog trajanja. Vrijednosti MTBF se dobiju analizom povijesnih podataka ili pomoću matematičkih modela. Vrijednosti se najčešće odnose na vijek trajanja brtvenice, ležajeva, vratila, spojke i potrošnih prstena. MTBF vrijednosti se mogu usporediti s očekivanim vijekom trajanja i izračunatim brojem kvarova promatranog agregata. Ipak, moram vas upozoriti da često proizvođači strojeva nisu baš voljni pružiti ovakvu vrstu podataka kada im pošaljete upit. Na MTBF također utječu radni parametri proizvodnog procesa te načini rukovanja strojem.

Troškovi zastoja/gubitka proizvodnje, Ts

Trošak neočekivane obustave proizvodnog procesa i gubici proizvodnje imaju značajan udio u trošku životnog vijeka stroja. Unatoč očekivanom životnom vijeku definiranom u fazi konstruiranja stroja, u stvarnosti će prije ili poslije doći do neočekivanih havarija. U slučajevima havarija kada je gubitak proizvodnje neočekivano visok, često se ugrađuje rezervni pumpni agregat kako bi se smanjio rizik. Ako imamo raspoloživ rezervni pumpni agregat, početni troškovi će biti veći, ali trošak neplaniranog popravaka radi havarije će uključivati samo rad mehaničara i rezervne dijelove jer ćemo izbjeći neplanirane gubitke proizvodnje.

Troškovi čišćenja okoliša nakon izlijevanja radnog medija, Tenv

Troškovi sanacije onečišćenja okoliša tijekom životnog vijeka pumpnog agregata ovise o vrsti radnog medija koji se prepumpava i izlije u okoliš zbog neočekivanog propuštanja. Određeni radni mediji manje onečišćuju okoliš u usporedbi s drugima, ali imaju veće troškove proizvodnje. Neki primjeri onečišćenja okoliša nastali zbog kvara pumpnog agregata su propuštanje rashladne vode iz sustava brtvljenja zbog oštećenja mehaničke brtvenice, izlijevanje korozivnih ili toksičnih radnih medija, propuštanje ulja za podmazivanje uslijed oštećenja brtvenog prstena na ležajnom kućištu te propuštanje na kućištu radi pukotina. Ovdje treba uključiti i godišnje troškove nadzora inspekcijskih tijela, obnavljanej vodopravne dozvole i sl.

 Troškovi zbrinjavanja i demontaže na kraju životnog vijeka, Td

U većini slučajeva, troškovi zbrinjavanja pumpnog agregata imaju male varijacije u iznosu, bez obzira na konstrukciju pumpe te vrstu radnog medija koji je prepumpavala. Trošak demontaže i zbrinjavanja pumpe za prepumpavanje otpadne vode i pumpe za prepumpavanje glicerina su jednaki. Iznimka su slučajevi kada radni medij podliježe posebnim zakonskim regualtivama poput toksičnih ili radioaktivnih tvari. Tada se trošak demontaže i zbrinajvanja može povećati nekoliko puta radi posebnih uvjeta koje treba ispunjavati i tako u konačnici uvećati ukupan trošak životnog vijeka agregata.

Ukupan trošak životnog vijeka
Procijenjeni troškovi različitih elemenata koji čine životni vijek pumpnog agregata moraju biti izračunati tako da ih je moguće uspoređivati s troškovima različitih tipova konstrukcije pumpi. Najjednostavnije i najpreglednije je pomoću tablice. Za elemente kojima nije moguće izračunati konkretnu vrijednost treba upisati objašnjenje. Napominjem da je u razmatranje troškova potrebno provjeriti i razmotriti postojeće troškove energenata, očekivane godišnje stope inflacije za cijene energenata tijekom životnog vijeka agregata, kamatne stope, očekivane rabate te trošak amortizacije.

Za kraj današnjeg članka, ovdje je mali šalabahter sa smjernicama za smanjenje troška životnog vijeka pumpnog agregata:

• redovito primjenjujte preventivno održavanje,
• prilikom svakog servisa pumpe provjerite unutarnje zračnosti među dijelovima,
• prilikom nabave novog agregata vodite se principima troškova koje smo ovdje naveli,
• provjerite imate li prisutan gubitak energije zbog regulacijskih ventila,
• racionalno koristite pomoćne sustave,
• nemojte nabaviti prekapacitiranu/podkapacitiranu pumpu,
• odaberite pumpu i pogonski stroj prema potrebnoj namjeni i radnom mediju,
• nabavite visoko učinkovit elektromotor,
• vodite računa da imate odgovarajuću spojku ili reduktor,
• analizirajte postojeće sustave pumpnih agregata i provjerite gdje imate mogućnosti za poboljšanja,
• provjerite postoje li načini za optimizaciju troškova postojećih agregata,
• provjerite odgovaraju li postojeći agregati zahtjevima prepumpavanja u uvjetima rada proizvodnog procesa te
• uvijek nastojite pratiti učinkovitost rada postojećeg sustava i tu ćete naći prve mogućnosti za poboljšanja.

Znate li izračunati trošak pumpnog agregata tijekom njegovog životnog vijeka? Koje metode ste koristili? Koje parametre ste uključili u izračun? Podijelite svoja iskustva u komentarima!

Strojarka susreće parnu lokomotivu

Parni stroj je izumljen krajem 18. stoljeća, a već početkom 19.stoljeća koristio se za pogon lokomotiva kojima su vlakovi počeli prevoziti teret i putnike na veće udaljenosti. Parni stroj je dao je veliki poticaj razvoju industrijske revolucije u Europi. Paralelno je krenuo razvoj željezničke i telegrafske mreže, što je dovelo do bržeg protoka informacija, ljudi i dobara te uzdiglo gospodarstvo i stvorilo nove vrijednsoti kao nikada do tada u ljudskoj povijesti. Inspiracija današnjeg članka bio je posjet tehničkom muzeju i proučavanje jednog od najvećih izložaka, parne lokmotive s otvorenim parnim kotlom zbog uklonjene oplate i otvorenih cilindara te pomoćnih sustava.

Na ovoj slici vidite uklonjenu oplatu i poprečni presjek parnog kotla i cijevi, parnog cilindra s klipom, prednjeg dijela kotla za dimne plinove te prijenosnog mehanizma.

Na ovoj slici je otvorena portela s prednje strane kotla dimnih plinova.

Ovdje vidite drugu stranu lokomotive gdje je oplata parnog kotla čitava te dio pogonskog mehanizma spojenog sa 3 para pogonjenih kotača.

Tijekom proteklih 200 godina princip rada parnog stroja za pokretanje željezničkih lokomotiva se nije mijenjao. Iako su danas parni strojevi muzejski primjerci, još uvijek nas mogu naučiti i podsjetiti osnovama strojarskih konstrukcija i termodinamike. Parni strojevi su udarili temelj naglom razvoju mehaničkih dijelova i komponenti te bili preteča brojnih sofisticiranih strojeva koje i danas koristimo.

Parni stojevi su u proteklih 150 godina doživjeli svega nekoliko izmjena u konstrukciji svojih dijelova dok je princip prtvorbe energije za pogon ostao nepromijenjen. Svaka parna lokomotiva se sastoji iz 2 dijela: parnog kotla (ložište, cijevi, pregrijač, ventili) i pogonskog stroja (cilindri s klipovima, klipnjače, prijenosni mehanizam, kotači). Na slici 1. prikazan je pojednostavljeni poprečni presjek lokomotive i glavni dijelovi. Osnovno djelovanje svake parne lokomotive je da para pod tlakom od 14 bar do 22 bar ulazi u prostor cilindra s klipom, ekspandira i odgurava klip. Klip povezan s klipnjačom prenosi translacijsko gibanje na križnu glavu pogonskog mehanizma spojenu s pogonskim kotačima i tako dolazi do prijenosa translacijskog gibanja u rotacijsko tj. do pokretanja kotača i gibanja lokomotive. Para ekspandira u cilindru sve dok ne dostigne atmosferski tlak.

Slika 1.: Dijelovi parne lokomotive (izvor)

Na dnu ložišta parnog kotla nalazi se rešetka gdje dolazi do izgaranja goriva. Nastaju topli plinovi izgaranja koji odlaze prema gornjem dijelu ložišta tj. u komoru izgaranja. Ložišta u kojima izgara ugljen imaju tave na dnu u koje odlazi nastali pepeo tako što se pomoću poluge protrese rešetka.

Dimni plinovi napuštaju komoru izgaranja uz turbulentno strujanje kroz sustav cijevi u kotlu ispunjenom vodom. Toplina dimnih plinova zagrijava vodu sve do isparavanja. Nastaje para koja se pod tlakom uzdiže prema kupoli i odatle odlazi prema parnim cilindrima sustavom paralelno položenih cijevi. Količina pare se regulira pomoću regulacionog ventila smještenog u kupoli. Drugi sustav cijevi prenosi paru do pregrijača gdje se para dodatno zagrijava na višu temperaturu prije odlaska u parne cilindre. Korištenje pregrijane pare u usporedbi sa suhozasićenom parom povećava učinkovitost rada parne lokomotive za 25% do 30% (prisjetite se Mollierovog h-s dijagrama za vodenu paru). Također, kada malo detaljnije promotrimo samo kotao sa cijevima, podsjeća li vas na preteču današnjih suvremenih cijevnih izmjenjivača topline?

Nadalje, kotao parne lokomotive je zapravo posuda pod tlakom čiji rad treba pažljivo regulirati. Sigurnosni ventili su konstruirani i podešeni tako da automatski otvaraju i ispuštaju paru ako tlak u parnom kotlu prijeđe dozvoljenu granicu. Prostor iznad ložišta mora cijelo vrijeme biti ispunjen vodom. Ako razina vode padne ispod visine vrha ložišta (desna strana slike 1.), dolazi do pregrijavanja kotla i povećava se rizik nastanka eksplozije kotla. Mjerači razine vode ili nivokazna stakla se postavljaju za praćenje razine vode.

Para prolazi kroz parne cijevi i ulazi u parne cilindre gdje dolazi do ekspanzije i pomicanja klipova. Kada je predala energiju i postigla koristan rad pokrećući klipove, sustav ventila propušta pothlađenu paru nižeg tlaka kroz ispušnu cijev smještenu u kotlu ispunjenom dimnim plinovima. Gibanje kotača lokomotive nastaje kao posljedica prijenosa gibanja klipova preko stapajice i križne glave, gibanje pogonskog mehanizma se kontrolira polugom smještenom u kabini strojovođe u stražnjem dijelu lokomotive. Preko poluge se također upravlja smjerom kretanja lokomotive te ubrzanjem ili usporenjem kretanja.

Jednom kada je para pokrenula klip do kraja cilindra, sustav stapajice, klipnjače i spojne osovine kotača pretvara translacijsko gibanje klipa (naprijed-natrag) u kružno okretanje kotača.Protuutezi postavljeni na suprotnim krajevima spoja osovine i kotača omogućavaju održavanje ravnotežnog položaja tijekom kretanja. Prvobitne lokomotive su imale po 1 par pogonjenih kotača, tek kasnije su razvijeni kompleksniji mehanizmi pri čemu je najveći broj kotača pogonjenih iz pojedinačnog sklopa cilindara bio šest para. Zbog velikog promjera i potrebe za fleksibilnošću kretanja, brojne lokomotive su imale po 2 parna stroja i po 2 seta pogonjenih kotača. Raspored, broj i konstrukcija kotača i pogonskog mehanizma ovisili su o namjeni lokomotive.

Nakon što para preda energiju u cilindrima, izlazi kroz ispušnu cijev i miješa se s dimnim plinovima. Pritom nastaje propuh koji dodatno povlači dimne plinove kroz cijevi u prednji dio kotla. Svježi zrak ulazi u ložište kroz otvore ili portele na prednjoj i donjoj strani ložišta. Pomiješana ispušna para i dimni plinovi izlaze kroz dimnjak uz brzo, turbulentno strujanje. Strujanje nastale mješavine ulazi u cijev dimnjaka i pritom dolazi do naglog smanjenja brzine, pri čemu nastaje poznati zvuk lokomotive.

Budući da količina ispušnog plina ovisi o potrošenoj pari koja napušta cilindre, mora se predvidjeti ispuh vrućih plinova ili dima kada strojovođa zatvori ventil. Za ovu svrhu služi skupina malih mlaznica tkz. propuhača za usmjeravanje pare, smještenih u prednjem dijelu kotla dimnih plinova. U kotlu dimnih plinova se također sakupljaju djelomično izgorjele čestice ugljena koje su došle iz ložišta u smjesi dimnih plinova. Kada se nakupi količina čestica dovoljna da ometa strujanje plinova, tada započinje vrtloženje čestica i njihovo izbacivanje u obliku ugaraka kroz dimnjak zajedno sa smjesom pare i dimnih plinova.

S obzirom na to da se na ovom blogu bavimo strojnim održavanjem, prevencijom i otklanjanjem kvarova, sada ćemo vidjeti koji dijelovi parne lokomotive su najviše podložni kvarovima.

Parni kotao može eksplodirati ako para prijeđe maksimalno dozvoljeni tlak. Ako se sjećate, parni kotlovi su se spajali zakovicama do otkrića zavarivanja i masovne primjene u spajanju metalnih materijala. Spojevi izvedeni zakovicama imaju manju čvrstoću u odnosu na kvalitetno izvedene zavare, stoga je porastom tlaka pare raslo opterećenje zakovičastih spojeva. Osim toga, tlačne probe kao način ispitivanja posuda pod tlakom ušle su u masovnu primjenu tek u 20. stoljeću pa je upitno koliko su prvobitni parni kotlovi bili ispitivani i provjeravani prije puštanja u rad.

Požari u ložištu su još jedna od potencijalnih opasnosti, ukoliko bi došlo do pregrijavanja i manjka vode u prostoru iznad ložišta. Također, prvobitne lokomotive nisu imale nikakve protupožarne sustave. Lomovi dijelova prijenosnog mehanizma bi se javili uslijed nekvalitetne izrade ili nekvalitetnog materijala prijenosne osovine, križne glave, klipnjače ili stapajice. Pucanje cijevi kroz koje prolaze dimni plinovi se javljalo kao posljedica zamora materijala cijevi ili zbog učestalog prisustva plinova previsoke temperature. Otkazivanje sigurnosnih ventila ili gubitak funkcionalnosti je još jedan od potencijalnih kvarova, s obzirom da u ono vrijeme nisu postojale zakonske regulative redovitog servisa i ispitivanja sigurnosnih ventila.

Na kraju, mogući problemi u radu lokomotiva s kojima su se susretali strojovođe su smanjena učinkovitost izgaranja zbog ugljena loše kvalitete te lošija iskoristivost, veliki mehanički gubici, toplinski gubici uslijed nedovoljnog iskorištavanja pare, nedovoljno pregrijavanje pare, prekrute ili popucale opruge, propuštanje vode iz parnog kotla, začepljenje parnih cijevi te smanjeni prijenos topline zbog naslaga kamenca na površinama cijevi.

Što mislite, koje su naveće prednsoti i nedostaci parnih lokomotiva? Podijelite mišljenje u komentarima!

8 Najčešćih grešaka u zavarenim spojevima…i kako ih izbjeći

Prema školskoj definiciji, zavarivanje je spajanje dvaju ili više jednakih ili različitih materijala, taljenjem ili pod tlakom, s ili bez dodavanja dodatnog materijala, tako da se kao krajnji proizvod dobije homogeni, nerastavljivi zavareni spoj. Postoji čitava grana strojarstva koja se teorijski i praktično bavi zavarivanjem jer budimo realni, zavareni spojevi su svuda oko nas i nema izgradnje niti popravka bilo koje građevine, stroja ili čitavih postrojenja bez marljivog rada zavarivača. Danas ćemo razmatrati kvalitetu zavarivanja kroz potrebe održavanja strojeva i opreme, zato što kvalitetan zavareni spoj može značajno produljiti vijek trajanja npr. nosača, cjevovoda ili kućišta turbine. S druge strane, nekvalitetan zavareni spoj će vas višestruko koštati, prvo kroz popravak ili zamjenu stroja, potom kroz onečišćenje okoliša i nesigurne radne uvjete i na kraju, kroz izgubljeno vrijeme i izgubljeni proizvodni kapacitet postrojenja.

Najčešće greške kod elektrolučno zavarenih spojeva su:

1. Pukotine sadržane u zavaru

Pukotine nastaju posvuda u zavarenom spoju ili bilo gdje na materijalu pod utjecajem intenzivne topline unesene zavarivanjem. Tkz. tople pukotine nastaju u procesu zavarivanja ili nedugo po završetku zato što se metal prebrzo zagrije ili prebrzo ohladi. Pukotine se sprječavaju prethodnim postepenim grijanjem materijala prije zavarivanja ili odžarivanjem nakon zavarivanja. Tkz. hladne pukotine nastanu dugo nakon što je zavar dovršen i metal se ohladi. Hladne pukotine su karakteristične za čelike i mogu nastati zbog same strukture čelika. Prilikom prvog prolaza potrebno je napraviti deblji zavar, koristiti elektrodu pod odgovarajući kutem te po potrebi predgrijati ili odžariti osnovni materijal. Pukotine u obliku kratera nastaju na rubovima zavarenog spoja gdje ste prestali s korištenjem elektrode prije dovršetka zavara. Ove pukotine uzrokuju nastanak novih i unište kvalitetu zavara. Koristite odgovarajuću jačinu struje prilikom zavarivanja, nemojte raditi prebrzo i dovršite zavar do kraja.

2. Nepotpuno zavarivanje 

Nepotpuno zavarivanje se dogodi kada osnovni materijal i dodani materijal nisu u potpunosti pomiješani tijekom taljenja te zavar nije izveden do kraja tj.do korijena žljeba, vidljivo na slici 1. Nepotpuni zavari su mehanički slabi i kada primijenite silu, doći će do pucanja spoja. Uzroci mogu biti: dodatni materijal ne prodire do korijena šava, prilikom zavarivanja dvaju komada bilo je ostavljeno previše razmaka među njima pa se nisu spojili u prvom prolazu, kut skošenja žljeba je bio manji od 60-70°, napon struje je bio prenizak zato što kroz elektrodu nije prolazila struja dovoljno jaka da osigura potrebnu količinu topline koja će dovesti do taljenja metala.

Slika 1. Nepotpuno zavareni spoj

3. Pukotine u osnovnom materijalu

Česta greška prilikom zavarivanja je nastanak pukotine na površini osnovnog materijala, što se vidi na slici 2. Prilikom zavarivanja u više od jednog prolaza, dolazi do ponovnog unosa topline u osnovni materijal čime on slabi i može doći do pojave pukotina na površini. Ako vam se ovo dogodi, morate srediti površinu prije izvođenja sljedećeg prolaza. Jedina pozitivna stvar, ovakvu grešku ćete odmah uočiti, bez primjene dijagnostike. Uzroci nastanak pukotina na površini mogu biti korištenje elektrode prevelikog promjera, duljina električnog luka je prevelika, zavaruje se pri velikoj jakosti struje ili ste nepotrebno vrludali elektrodom po šavu.

Slika 2. Pukotina u blizini šava

4. Prisutnost šljake 

Mali komadić šljake može daleko stići i uništiti vam kvalitetan zavar. Šljaka je otpadni materijal nastao tijekom zavarivanja, komadići materijala se mogu uloviti u rastaljenu smjesu osnovnog i dodanog materijala te oslabiti zavar. Uzroci su prisutnost nečistoće, neočišćen radni prostor prije početka rada, neočišćen prvi zavar prije drugog prolaza, pogrešan kut prilikom zavarivanja te premala jakost struje u elektrodi.

5. Nepotpuno taljenje 

Nepotpuno taljenje nastaje kada se zavaruju dva metala koja nisu u potpunosti kompatibilni ili kada se prilikom taljenja osnovni i dodatni materijal ne pomiješaju u jednoliki spoj. Uzroci mogu biti prebrz povlačenje elektrode prilikom zavarivanja, izabrali ste elektrodu manje promjera u odnosu na debljinu metala kojeg zavarujete, duljina električnog luka je premala, napon struje je premali ili pak koristite pogrešnu vrstu elektrode s obzirom na osnovni materijal. Zadnji uzrok može biti prisutnost nečistoće na površini osnovnog materijala koje sprječavaju potpuno miješanje rastaljenog metala, zato je obavezno temeljito očistiti površine prije početka rada.

6. Poroznost u zavarenom spoju

Tijekom taljenja dolazi do otpuštanja plinova poput ugljikovog dioksida, ako mali mjehurići plina ne dođu do vrha šava prije nego što se taljevina ohladi i napuste zavar, ostat će zarobljeni u šavu i dovesti do slabljenja zavarenog spoja. Nastanak poroznosti možemo spriječiti korištenjem odgovarajućih elektroda, pravilnim izvođenjem zavarivanja te čistim radnim prostorom.

7. Prisutnost čestica metala

Čestice metala su uvijek prisutne na površini osnovnog materijala i nemoguće ih je u potpunosti izbjeći. Ako ne pazimo prilikom zavarivanja, čestice mogu završiti u rastaljenoj smjesi i pretvoriti se u šljaku i/ili uključke koji oslabe zavar. Prije početka zavarivanja treba dobro očistiti sve površine, ako imate mogućnost otpuhati ih komprimiranim zrakom i odmastiti prije početka zavarivanja.

8. Iskrivljenje osnovnog materijala

Ako prilikom zavarivanja ne kontrolirate širenje i sakupljanje osnovnog metala na kojem radite, može doći do toplinske dilatacije i iskrivljenja osnovnog oblika materijala, npr. izvitoperenja dviju čeličnih ploča koje spajate zavarivanjem, što se vidi na slici 3. Rizik od iskrivljenja raste što više puta unosite toplinu zavarivanjem u osnovni materijal ili ako prejako pričvrstite materijale prije početka rada. Ako su materijali nešto slabije učvršćeni, biti će manje naprezanja a time i manji rizik od iskrivljenja. Veći unos topline također može dovesti do iskrivljenja kao i prebrzo izvođenje zavarenog spoja.

Slika 3. Iskrivljenje čeličnih ploča

Na koje greške u zavarenim spojevima ste nailazili? Kako ste ih otkrivali i spriječavali? Podijelite svoja iskustva u komentarima!

10 razloga zašto vam je elektromotor zaribao…i kako ih spriječiti

Svaki stroj s vremenom doživi kvar. Intenzitet i učestalost pojave kvara će uvelike ovisiti o kvaliteti i dostatnom održavanju koje je provedenom u prethodnom razdoblju.

Elektromotori nisu iznimka po tom pitanju te danas razmatramo najčešće razloge kvarova kod elektromotora izazvanih zakazivanjem ležajeva, znakove porijekla kvara i načine kako ih spriječiti.

1. Pogrešan način montaže

Ležajevi se ispravno montiraju pod djelovanjem sile, tj. tako da ostvare čvrsti dosjed s vratilom. Posljedica pogrešne montaže ležaja manifestira se u vidu nejednolikog trošenja površina ležaja ili njegovih elemenata, povećanjem temperature u radu, zamorom materijala te preranim otkazivanjem ležaja.

Nepravilna montaža uključuje primjenu prevelike sile na vanjski/unutarnji prsten, montažu ležajeva u kućište uprešavanjem unutarnjeg prstena, montažom tako da je ležaj na vratilu u labavom dosjedu, necentrično smješten u kućištu ili u neadekvatnom položaju na sjedištu.

Sila potrebna za montažu ležaja se povećava ovisno o veličini ležaja. Pravilna montaža može biti na toplo, tako da se ležaj prvo jednoliko zagrije do 90°C na uređaju za grijanje, a potom navuče na vratilo.

Postepenim hlađenjem ležaj se „skupi“ i formira čvrsti dosjed s vratilom. Treba izbjegavati prenaglo grijanje ili hlađenje zato što će dovesti do oštećenja kristalne strukture metala od kojeg je ležaj izrađen i uzrokovati deformacije dimenzija kaveza, kuglica, unutarnjeg ili vanjskog prstena.

Drugi način je montaža ležaja na hladno i primjenjuje se za ležajeve promjera do 100 mm, kada se na vratilo nanese malo maziva, potom se ležaj prvo postavi na vratilo rukama, potom se upotrebom posebnog alata na ležaj jednoliko djeluje silom kako bi nasjeo na osovinu, što je prikazano na slici 1.

Ako se silom djeluje isključivo na vanjski prsten ili isključivo na unutarnji prsten, riskira se oštećenje ležaja zato što se sila prenosi na nosive elemente.

Slika 1. Smjerovi djelovanja sile prilikom montaže ležaja (izvor)

2. Korozija

Prisutnost vlage, kiseline, emulzije ili kondenzata nastalog uslijed prenagle promjene vanjske ili unutarnje temperature uzrokuju nastanak korozije na elementima ležaja koja ima abrazivno djelovanje.

Kada demontirate korodirani ležaj, na njemu ćete vidjeti smeđe mrlje ili naslage.

Također, nije isključena pojava vibracija u radu jer korozivne naslage uzrokuju debalans. Može se javiti i povećana zračnost u radijalnom smjeru.

Pobrinite se da u ležajno kućište ne dospije vlaga, koristite zatvoreni tip ležajeva ili razmotrite ugradnju dodatnih brtvi na ulazu u ležajno kućište.

U ovakvoj situaciji treba se konzultirati s proizvođačem elektromotora. Obavezno nabavljajte ležajeve izrađene od nehrđajućeg čelika proizvedene od provjerenih proizvođača.

3. Necentriranost

Savijeno vratilo, deformirana skošenja, stanjenje vratila na području ležajeva, labavi dosjedi i neodgovarajuće uvrtanje matice mogu dovesti do necentričnosti i pregrijavanja rijekom rada.

Nije isključena niti pojava povećanih vibracija.

Tijekom svakog servisa elektromotora potrebno je balansirati vratilo i temeljito ga pregledati u potrazi za tragovima oštećenja te dimenzionalno kontrolirati promjere na mjestima ugradnje ležajeva.

4. Oštećenja zbog djelovanja struje

Stalni prolazi izmjenične ili istosmjerne struje, čak manjeg napona, mogu dovest do oštećenja ležajeva.

Ovakva oštećenja se vide na ležaju u obliku paralelnih tragova smeđe boje na kavezu ili na čitavom obodu prstena. Za sprječavanje ovog kvara potrebno je pravilno uzemljiti elektromotor.

5. Neodgovarajuće skladištenje i rukovanje ležajevima elektromotora

Neodgovarajuće skladištenje ostavlja ležajeve elektromotora izloženim prašini i vlazi. Skladištenje u prisutnosti visokih temperatura dovodi do razlaganja masti kojom je ležaj konzerviran.

Neprikladno rukovanje ležajevima tako da ih se ostavlja u otvorenim kutijama bez namjere za montažu izleže ležajeve uvjetima okoline i nastanku korozije.

Obavezno se treba pridržavati uputa proizvođača za skladištenje i rukovanje ležajevima.

6. Nije bilo odgovarajućeg podmazivanja

Prema statistikama, do 80% kvarova na elektromotorima čini otkazivanje ležajeva zbog nedovoljnog ili neodgovarajućeg podmazivanja o čemu je bilo govora u prethodnom članku.

Kada se demontiraju ležajevi koji su zaribali, potražite na nosivim elementima (kuglice ili valjčići) tragove promjene boje (smeđe ili ljubičasto), tragove istrošenosti ili pregrijavanja, ovi tragovi će vam biti pokazatelj da nije bilo dovoljno maziva ili se mazivo razgradilo pod utjecajem temperature.

Koristite odgovarajuće mazio prema preporuci proizvođača elektromotora, izbjegnite gubitke maziva i dopunjujte ga prema predviđenom intervalu podmazivanja.

Stalno naglašavam važnost pravilnog podmazivanja i više informacija ćete naći u članku 1. i članku 2. koje možete primijeniti kako biste ubuduće spriječili zaribavanje ležajeva kod elektromotora.

Vanjski izvor vibracija može uzrokovati kotrljanje kuglica u kavezu kada elektro motor nije u radu, što dovodi do bržeg trošenja maziva.

Ležaj kao takav ostaje u mirovanju pa nema samopodmazivanja i određeni dijelovi ležaja ostanu suhi. Kada se elektromotor uključi u rad može doći do oštećenja na ležaju koje se manifestira kao linearni tragovi trošenja u aksijalnom smjeru (pruge ili ogrebotine).

Da biste spriječili rad ležaja na suho, utvrdite i otklonite uzrok vanjskih vibracija koje djeluju na elektromotor tj. na nosive elemente ležajeva. Koristite mazivo čiji kemijski sastav ima aditive protiv trošenja.

Prevelika radna temperatura u kombinaciji s neodgovarajućim podmazivanjem će dovesti do pregrijavanja.

Visoke temperature dovode do razdvajanja maziva na bazno ulje i dodatke, ulje počinje istjecati kroz dostupne otvore i gubimo učinkovitost maziva da odvodi toplinu.

Nagli skokovi temperature mogu dovesti do oksidacije masti kada se mast razdvaja na ulje i aditive, pri čemu ostaje samo suha sapunasta komponenta.

Potrebno je osigurati hlađenje tj. odgovarajuće odvođenje topline i redovito vršiti inspekciju termovizijskom kamerom.

7. Zamor materijala

Prečesto preopterećenje ležajeva tijekom rada, korištenje ležajeva nakon što je prošao radni broj sati nakon kojeg je predviđena zamjena prilikom generalnog servisa elektromotora ili prečvrsto montiran unutarnji prsten mog dovesti do zamora materijala.

Zamor se očituje u brojnim sitnim pukotinama u materijalu te nestankom čestica metala s površina obaju prstena ili nosivih elemenata.

Gubitak čestica metala s površina se ubrzava s vremenom i očituje u vidu povećane buke i vibracija zbog debalansa.

Kvar je moguće spriječiti praćenjem radnih sati elektromotora, pravovremenim generalnim servisima uz obaveznu zamjenu ležajeve te primjenom praćenja stanja opreme koje sam opisivala u prethodnom članku.

8. Neodgovarajući dosjed

Kada je ležaj previše napregnut prilikom dosjedanja, doći će do povećanog opterećenja nosivih elemenata.

Pri radnoj temperaturi će se smanjiti zračnost u radijanom smjeru. S druge strane, ako je ležaj u labavom dosjedu doći će do mikro kretanja između dijelova ležaja.

Ovaj problem se očituje u tragovima istrošenosti na pojedinim dijelovima kaveza, pregrijavanju ležajeva ili pukotinama koje se pružaju u aksijalnom smjeru na unutarnjem prstenu. Ležaj u labavom dosjedu tijekom rada stvara pojačanu buku.

Važno je montirati odgovarajući ležaj prilikom zamjene i paziti na njegovo dosjedanje na vratilu.

U korisničkom priručniku proizvođač daje oznaku ležaja kojeg treba zamijeniti te smjernice za zamjenu.

9. Prisutnost nečistoće

Nemoguće je 100% spriječiti ulazak čestica nečistoće u prostor ležajnog kućišta tijekom rada elektromotora.

Nečistoća se javlja u obliku prašine, prljavštine, sitnih metalnih krhotina ili čestica koje dospiju u ležajno kućište preko prljavih ruku ili alata.

Kada je onečišćenje uzrok oštećenja ležajeva na elektromotoru, na elementima ležaja ćete vidjeti udubljenja ili duboke riseve, dok će prethodno mjerenje vibracija pokazati povećanje vibracija van dozvoljenog područja.

Pobrinite se da svaki put prilikom zamjene ležajeva alat bude čist, mazivo svježe iz novo otvorenog pakiranja, mazalica za ubrizgavanje mora biti čista i tijekom rada koristite rukavice ili se pobrinite da na rukama nemate sitnih čestica metalne strugotine.

10. Preveliko radno opterećenje

Tijekom rada može doći do prevelikog opterećenja elektromotora radi promjene proizvodnih uvjeta, varijacija u radu pogonjenog stroja ili neplaniranog povećanja proizvodnje.

Posljedično, dolazi do preopterećenja ležajeva, pri čemu se na njihovim nosivim elementima pokazuju tragovi trošenja, promjena boje uslijed pregrijavanja i zamor materijala.

Preopterećenje se može spriječiti učinkovitijim planiranjem radnih uvjeta, praćenjem proizvodnog procesa, praćenjem stanja pogonjenog stroja, korištenjem snažnijeg elektromotora ili upotrebom ležajeva veće nosivosti.

Koje uzroke kvarova elektromotora ste do sada susreli? Kako ste ih defektirali? Jeste li otklonili ponavljajuće uzroke? Podijelite iskustva u komentarima!

Sve što ste htjeli znati o normama ISO 55001 i 55002, a niste se usudili pitati

Podaslov današnjeg članka je ujedno – 16 Pitanja o ISO standardima koja niste imali kome postaviti.  ISO 55000 je međunarodna norma izdana 2014. godine koja pruža model za razvoj, implementaciju i održavanje sustava upravljanja imovinom (strojevima, opremom, zgradama i svom ostalom fizičkom imovinom koja zahtijeva održavanje, upravljanje i praćenje kako bi ispunjavala svoju funkciju i donijela korist).

Norma ISO 55000 se sastoji od:
ISO 55000 Upravljanje fizičkom imovinom – Pregled, principi, terminologija
ISO 55001 Upravljanje fizičkom imovinom – Sustav upravljanja – Zahtjevi
ISO 55002 Upravljanje fizičkom imovinom – Sustav upravljanja – Smjernice za primjenu ISO 55001

ISO 55000 i ISO 55002 sadrže opisan sustav i smjernice za upravljanje imovinom, dok ISO 55001 definira zahtjeve.

U svakodnevnoj komunikaciji često dolazi do zabune jer se spominje “ISO 55000” dok se u stvari misli na ISO 55001 i 55002 koji su nama posebno zanimljivi sa stajališta održavanja strojeva, strojnih sustava i opreme u procesnim i proizvodnim postrojenjima.

U današnjem članku donosim detaljan pregled i i iscrpna pojašnjenja što su norme ISO 55000, čemu služe, kako ih implementirati, kada i gdje te prednosti koje donose. Za uvođenje sustava upravljanja imovinom i certifikaciju potrebna su vam sva 3 standarda jer se međusobno nadovezuju i nadopunjuju.

Standard ISO 55000 je krovni dokument i daje generalni pregled za uvođenje sustava upravljanja imovinom. Namjena mu je pružiti jasno i strukturirano rezumijevanje principa i zahtjeva koje treba primijeniti.

Uvođenje svih elemenata norme ISO 55000 slijedi definiranu metodologiju i procese koji čine sustav upravljanja imovinom, pruža integriranu strukturu i uspostavlja povezanost među svim elementima.

Osnovni koraci u primjeni norme ISO 55000 su:

• Smjernice: Standard kombinira smjernice i politike upravljanja imovinom te utvrđuje načela kojih se treba pridržavati kompanija ili organizacije kako bi uskladila ciljeve upravljanja s poslovnim ciljevima.
• Ciljevi: Upravljanje ciljevima mora biti specifično, mjerljivo, dostižno, realno i u vremenskom roku (SMART: Specific, Measurable, Attainable, Realistic and Time-bound) uz procjenu kategorija poput produktivnosti imovine, održivosti, sukladnosti sa regulativama, životnog ciklusa te racionalizacije troškova.
• Strategije: pokazuju kako će se poslovni ciljevi promijeniti u ciljeve sustava upravljanja imovinom, definiranje procesa i rokova koje treba dostići
• Dokumentacija: sve aktivnosti sustava upravljanja imovinom moraju biti dokumentirane, uključujući planove proizvodnje i održavanja, kapitalne investicijske planove (revizije, nadogradnje, zamjene i revitalizacije) i resurse. Dokumentacija se mora periodično provjeravati i nadopunjavati radi usklađivanja s ciljevima.
• Vodstvo: menadžment treba poduprijeti i odobriti strategiju upravljanja imovinom postavljanjem rokova, primjene i odgovornosti. Treba odrediti zaposlenike koji će koordinirati razvoj, implementaciju, rad i kontinuirano poboljšanje sustava upravljanja imovinom, međutim direktori i vlasnici snose punu odgovornost za provedbu.
• Planiranje: procjena svih kratkoročnih i dugoročnih rizika te kako će se sustav upravljanja imovinom integrirati u druge poslovne procese
• Podrška: definira potrebne resurse i zaposlenike, povezuje sve sudionike i proširuje doseg komunikacije među različitim odjelima kompanije
• Poslovanje: procjenjuje se implementacija, kontrola poslovnih procesa, prate se rizici i podupire uvođenje potrebnih promjena
• Procjena: identificira metriku za praćenje financijskih pokazatelja sustava upravljanja imovinom i obavlja provjere sukladnosti
• Poboljšanja: korigiraju se otkrivene nesukladnosti i uspostavlja kontinuirano unaprijeđenje

Standard ISO 55001 je model za razvoj sustava upravljanja imovinom koji određuje zahtjeve. Kada detaljnije proučimo standard, vidimo da su zahtjevi poprilično generički jer se primjenjuju na različite tipove tvrtki.

Pojednostavljeno govoreći, ISO 55001 kaže što moramo napraviti, ne kako to napraviti. Za učinkovito korištenje standarda potrebno je podrobno razumijevanje navedenih zahtjeva i njihovu primjenu na način koji odgovara tvrtki i njezinom poslovnom okruženju.

Norma ISO 55002 daje smjernice za implementaciju standarda ISO 55001 u poslovanje tvrtke. Razrađuje i detaljno pojašnjava zahtjeve navedene u ISO 55001 te daje primjere koji će pomoći u razumijevanju tih zahtjeva.

ISO 550012 nije vodič za autostopere, kontrolna lista niti skup pravila koje mogu sve tvrtke primijeniti na isti način i očekivati iste rezultate već razrađen standard za uspostavu cjelovitog sustava u svrhu unaprijeđenja poslovanja.

Sada kad smo razjasnili temeljni sadržaj svakog standarda, krenimo na konkretna pitanja.

1. Što je “imovina”?

Standard ISO 55000 definira imovinu kao „fizičku stvar, entitet koji ima potencijalnu ili stvarnu vrijednost za svojeg vlasnika“. Imovina može biti fizička ili intelektualna poput komada opreme, stroja, zgrade, postrojenja, brenda, reputacija kompanije i sl.

2. Čemu služe standardi ISO 55000, ISO 55001 i ISO 55002?

Njihova svrha je omogućiti iskorištavanje imovine na najbolji mogući način koji će donijeti korist tvrtki i svima uključenima.

Sustav upravljanja imovinom pruža cjelovit pristup koji će smanjiti troškove vlasnicima tijekom čitavog životnog ciklusa opreme, smanjiti rizik od obustave proizvodnje, kvarova i drugih poteškoća u poslovanju koji dovode do gubitaka.

Norme primjenjuju princip od vrha prema dnu u kojem donošenje odluka kreće od najvišeg menadžmenta i prenosi se duž čitave kompanije integrirajući upravljanje imovinom u strategiju kompanije.

3. Kome su potrebne norme ISO 55000, ISO 55001 i ISO 55002?

Norme su potrebne tvrtkama i organizacijama u industrijskim sektorima transporta, građevine, telekomunikacija, upravljanja nekretninama, u energetskom sektoru, rudarstvu, proizvodnji, inženjerskim djelatnostima, javnoj upravi i sektoru upravljanja prirodnim resursima.

4. Koja je razlika između normi ISO 90001 i ISO 55001?

Norma ISO 9001 određuje kriterije za upravljanje sustavom osiguranja kvalitete u tvrtkama ili organizacijama po metodologiji planiraj-izvrši-kontroliraj-djeluj (PDCA plan-do-check-act) i koristi procesno orijentiran pristup dokumentaciji uz reviziju strukture cjelokupnog sustava rada, odgovornosti, procedura i metoda osiguranja kvalitete.

ISO 55001 se fokusira isključivo na upravljanje fizičkom imovinom tvrtke.

5. Koje tvrtke i organizacije koriste normu ISO 55001?

ISO 55001 se može primijeniti u bilo kojoj organizacija koja posjeduje i upravlja fizičkom imovinom poput aviokompanija, brodara, željeznica, elektrana (nuklearnih, termo, hidro, na obnovljive izvore), petrokemije, rudarstva, naftne industrije, proizvodnje, sustava prijenosa i distribucije električne energije, telekomunikacija i sl.

6. Koje novosti uvodi ISO 55001 u sustav upravljanja imovinom?

Sustav upravljanja strojevima i opremom opisan u ISO 55001 neće zamijeniti dosadašnje dobre prakse, strategije, politike, programe i alate u upravljanju održavanjem opreme. Osmišljen je da bi pružio povezani okvir unutar kojega svi elementi mogu učinkovito funkcionirati.

Po prvi put dobili smo cjeloviti sustav upravljanja održavanjem opreme.

Nemojmo se zavaravati, ISO 55001 nije čarobni lijek koji će otkloniti sve nedostatke dugogodišnjeg nedostatka održavanja, probleme nastale uslijed nekvalitetne konstrukcije ili kvarove nastale zbog procesnih uvjeta.

Međutim, ISO 55001 omogućava tvrtki alate za osiguravanje dosljednog upravljanja održavanjem imovine, potrebne resurse i koordinaciju među svim sudionicima.

7. Što je cjeloviti životni ciklus imovine?

Posao odrađen u fazi konstrukcije kapitalnih projekata kasnije ima utjecaj na troškove održavanja cjelokupne imovine (strojeva i opreme).

Imamo brojne primjere gdje je tvrtka mogla biti pošteđena skupog i kompliciranog održavanja opreme da su bolje odluke bile donesene u ranijim fazama projekta.

Nedovoljno planiranje i kontrola u fazi konstruiranja doveli su do kroničnih problema s pouzdanosti i često zahtijevati skupe prilagodbe kako bi čitav sustav mogao funkcionirati tijekom životnog ciklusa određenog stroja ili komada opreme.

Međutim, brojne tvrtke i dalje provode rascjepkan pristup upravljanja imovinom gdje svaki odjel ima drugačije ciljeve i pokazatelje uspješnosti.

Zbog navedenih razloga, ISO 55001 omogućava model sustava upravljanja imovinom koji temeljem dobre prakse i poštujući zakonske okvire razmatra čitav životni ciklus imovine od faze projektnog rješenja sve do faze rashoda, što je prikazano na slici 1.

U svakoj fazi se pažljivo razmatraju svi elementi kako bi se u konačnici smanjio ukupni trošak održavanja imovine.

Slika 1. Životni ciklus imovine

8. Je li ISO 55001 zanimljiv za menadžment?

Svakako da jest, zato što će donijeti dobrobit čitavoj tvrtki. Menadžment brojnih tvrtki je postao svjestan da njihovi konkurenti primjenjuju ISO 55001 dok su budući potencijalni klijenti postali svjesni da je posjedovanje certifikata ISO 55001 u današnje vrijeme stalna stavka svakog poslovnog ugovora.

Ako vaš menadžment do sada nije razmatrao pripremanje tvrtke za uvođenje certifikacije ISO 55001, krajnje je vrijeme da započne.

Jedan od načina na koji se menadžmentu može ukazati na prednosti uvođenja ISO 55001 je provođenje istraživanja sustava upravljanja imovinom koje će ukazati na nedostatke postojećeg stanja u odnosu na ISO 55001.

Istraživanje treba rezultirati izvještajem koji će navesti sve prilike za poboljšanja i potencijalne uštede.

9. Kako pokazati kolegama prednosti ISO 55001?

Ako ste prošli obuku za ISO 55001, mogli biste organizirati neformalnu radionicu i upoznati kolege s prednostima. Ako menadžment odobri inicijativu za razvoj sustava upravljanja imovinom, komunikacija unutar kompanije treba uključivati sve zaposlenike i poduprijeti uvođenje ISO 55001.

U tom slučaju će vaši kolege dobiti detaljniji pregled što predstavlja ovaj certifikat i koje zahtjeve treba ispuniti kako bi se iskoristile sve prednosti.

10. Koje korake treba poduzeti moja tvrtka ako se odluči za certifikaciju?

Ne postoji jedinstvena formula ili jednoznačni vodič za certifikaciju. Svaka tvrtka je drugačija s obzirom na veličinu, vrstu proizvoda, broj zaposlenika, organizacijsku kulturu, sustave kontrole i proizvodne procese.

Npr. ISO 55001 certifikacija za tvornicu koja proizvodi lijekove će se razlikovati od certifikacije tvornice koja proizvodi alkoholna pića.

Kako bi sustav upravljanja imovinom bio učinkovit i donio dugotrajnu korist, mora biti prilagođen isključivo promatranoj tvrtki. To se postiže primjenom odgovarajuće strategije i akcijskog plana koji definira korake potrebne za usvajanje strategije.

Prvi korak je razgovor s konzultantom specijaliziranim za ovu vrstu certifikacije ili s certifikacijskom kućom o zahtjevima koje treba ispuniti.

Potom, treba napraviti analizu tvrtke da se odrede nedostaci i prostor za usklađivanje. Rezultati analize moraju pokazati strategiju za postizanje usklađenosti prema zahtjevima certifikacije i troškove implementacije strategije.

Pritom treba što više naučiti od konzultanta i usvojiti korisne vještine koje će vam trebati na nastavak rada na certificiranim procedurama jednom kada konzultant ode.

11. Je li dobro usvojiti principe norme ISO 55001, ali ne proći postupak ovlaštene certifikacije?

Pod određenim uvjetima jest. Realno, ISO 55001 certifikacija nije za svaku tvrtku i ne treba pošto poto uletjeti bez razumijevanja prednosti koje bi ovakva certifikacija donijela za poboljšanje postojećeg poslovanja ili povećanje budućih profita.

Primjena normi navedenih u ISO 55001 i sam postupak certifikacije su 2 različite stvari.

Pametnom primjenom ISO 55001 norme, tvrtka može postići odličan sustav upravljanja imovinom. Rezultat će biti sustav koji omogućava tvrtki upravljanje imovinom ili imovinskim portfeljem na učinkovit, produktivan i profitabilan način.

Prednosti opravdavaju trošak razvoja i primjene sustava upravljanja imovinom.

Vaša tvrtka može uz pomoć zaposlenika razviti i implementirati sustav upravljanja imovinom bez plaćanja konzultanata te izbjeći trošak skupog certificiranja od strane ovlaštene kuće.

Drugo je pitanje hoće li tvrtka moći podići poslovanje na višu razinu i sklapati profitabilnije poslove bez dokaza o certifikaciji.

12. Je li standard ISO 55001 u suprotnosti s ISO 9001, ISO 14001 i drugim ISO standardima?

Nije u suprotnosti, na kraju krajeva, razvila ga je ista međunarodna organizacija za standardizaciju. Bilo kakva suprotnost može proizaći jedino iz strukture upravljačkog sustava ili same politike upravljanja kompanijom, pa je potrebno istražiti situaciju u pripremnoj fazi prije početka implementacije ISO 55001.

Ako se pojave problematična pitanja, treba direktno konzultirati https://www.iso.org/contact-iso.html s konkretnim pitanjem ili provjeriti s konzultantom ili ovlaštenom kućom.

13. Već smo stekli certifikat ISO 9001. hoće li nam osigurati prednost pri stjecanju ISO 55001 certifikata?
Vrlo vjerojatno hoće. Sustav upravljanja kvalitetom obuhvaćen certifikatom ISO 9001 bi trebao ispunjavati brojne zahtjeve ISO 55001.

Oba standarda imaju dovoljan broj zajedničkih zahtjeva.

14. Koliko treba vremena za uspostaviti sustav upravljanja imovinom?

Na ovo pitanje nema jednoznačnog i konkretnog odgovora koji bi odgovarao za sve tvrtke.

Vrijeme potrebno za razvijanje sustava upravljanja i implementaciju sa zadovoljavajućim rezultatima ovisi o veličini tvrtke, njenim poslovnim procesima i brojnim drugim specifičnostima (sjetite se prethodnog primjera tvornice lijekova i alkoholnih pića).

Na vrijeme trajanja utječe i pritisak s razina višeg menadžmenta ako je ISO 55001 standardizacija u kompanijskim ciljevima za tekuću godinu.

Nekakav vremenski prosjek iznosi 3 do 6 mjeseci za usvajanje sustava upravljanja imovinom nakon čega dolazi ovlaštena kuća za certificiranje. Vremenski period mora biti dovoljno dug da omogući prikupljanje dokumentacije o provedenim procedurama koje će biti dane kao dokaz na uvid certifikacijskoj kući u svrhu potvrđivanja sukladnosti.

Vremenski period se obično utvrđuje prilikom analize nedostataka u postojećem sustavu upravljanja imovinom.

15. Je li ISO 55001 moguće uskladiti s postojećim sustavom upravljanja tvrtkom?

U slučaju brojnih tvrtki odgovor je potvrdan. Norma ISO 55001 specificira koje zahtjeve treba ispuniti sustav upravljanja, međutim nigdje ne brani integraciju u postojeći sustav upravljanja tvrtkom.

Neki zahtjevi se obavezno moraju integrirati kao to su pristup upravljanja imovinom temeljem životnog ciklusa, povezanost strategije upravljanja imovinom i strategije tvrtke, suradnja među različitim sudionicima i sl.

Međutim, mogu se javiti situacije gdje je u teoriji uskalđivanje sjajno rješenje ali u praksi uopće ne funkcionira.

16. Tko sve mora biti uključen u provedbu normi?

Svi pretpostavljaju da djelatnici tehničkih struka moraju biti uključeni, no što je s ostalim djelatnicima? Sustav upravljanja imovinom je zajednički posao i tiče se svih.

Uključuje konstruiranje i razvoj, ugovaranje, nabavu, održavanje, kontroling i financije, marketing, odnose s javnošću, ljudske potencijale, zaštitu okoliša, zdravlja i sigurnosti, pravne poslove te sve druge koji čine tvrtku.

Važno je da se svi zajednički uključe prilikom razvijanja sustava upravljanja imovinom.

Jeste li krenuli s usvajanjem principa ISO 55001 i 55002 standarda? Kakva su vaša iskustva s uvođenjem sustava upravljanja imovinom? Podijelite ih u komentarima! Pitanja, komentare i mišljenja također možete uputiti na mail katarina_knafelj@hotmail.com

Recenzija priručnika Inženjerski vodič za rotacionu opremu

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

 

Strojarka u lovu na vjetrenjaču

     Nedavno sam posjetila stari mlin pokretan snagom vjetra, zanimljiv primjer vjetrenjače koja je do pred 100 godina opskrbljivala cijeli gradić brašnom a danas služi kao turistička atrakcija u kraljevskom ljetnikovcu Sanssouci. Mlin se vidi na slici 1. Prema povijesnim zapisima, mlinari dugo vremena nisu bili priznati kao slobodni obrtnici niti su smatrani vrijednima da budu primljeni u zanatske cehove onog vremena. Tek u 19.stoljeću dobili su zasluženi status i pripadajući ceh. Stoljećima je bilo priča i glasina o njihovom nepoštenju, nepovjerenju klijenata i neslaganju s lokalnim predstavnicima vlasti u kombinaciji s pokroviteljstvom vlastelina. Mlinari su imali uistinu nezavidan položaj potaknut brojnim predrasudama i praznovjerjem. Rezultati njihova rada također nisu ulijevali povjerenje, poput male količine brašna nakon mljevenja velike količine žitarica, što je predstavljalo misteriju klijentima. Iz takvih situacija nastale su brojne izreke (nisu toliko poznate u hrvatskom govornom području), npr.

… zemljoradnik donosi svoju vreću teškog rada (žito) u kuću lopova (mlinara)…

… mlinar ne treba krasti jer mu ljudi sami dođu i kažu: uzmi prvo moje…

… u zemljoradnika bijel (čist) obraz, u mlinara bijelo skladište (od brašna koje je otuđio klijentima)…

Slika 1. Stari drveni mlin

       Nažalost, nije svaki mlinar mogao odoljeti iskušenju da uzme bar malo brašna bez znanja klijenta, pogotovo ako je živo vrlo siromašno jer je u tom slučaju bila previše primamljiva prilika da poveća svoju zaradu. Dakako, u slučaju da je bio uhvaćen u prijevari dobivao bi veliku kaznu. Uz ovaj mlin i njegovog vlasnika potječe priča iz 18 st. kada se kralju Friedricku II nije sviđalo što se mlin nalazi na zemljištu blizu njegove palače, pa je nastojao nagovoriti mlinara da mu proda mlin. Mlinar je naravno odbio, jer bi tako ostao bez redovitog izvora prihoda, uz izgovor da ne može prodati svoje obiteljsko naslijeđe. Kralj je zaprijetio da će srušiti mlin, iako nije imao zakonske osnove. Mlinar je uzvratio tako što se pozvao na vrhovni sud čija je izvršna vlast u to doba bila iznad kraljeve. Kralj se primirio i nakon toga su oboje živjeli mirno jedan pored drugog. Priča takođe ukazuje na poštovanje privatnog i naslijeđenog vlasništva u zapadnoj Europi te na zdrav razum koji je u konačnici prevladao kod kralja.

Obilazeći unutrašnjost mlina svidjelo mi se kako je građevina dobro očuvana te mehanizam za mljevenje kvalitetno održavan. U vrijeme posjeta lopatice su se vrtjele, pogonile prijenosni mehanizam koji pokreće mlinske kamene pa su posjetitelji vidjeli kako izgleda mljevenje brašna na starinski način. Na slici 2. prikazan je nacrt mlina s označenim glavnim dijelovima.

Slika 2. Nacrt mlina

Dijelovi: 1. Lopatica, 2. Osovinski vod, 3. Pogonski zupčanik s kočnicom, 4. Pogonjeni zupčanik, 5. Pogonjeno vratilo, 6. Vratilo sa zupčanikom, 7. Zupčasti prijenos sa konusnim zupčanikom, 8. Mlinski kameni, 9. Vreće za sakupljanje mljevenog brašna, 10. Sito za prosijavanje, 11. Posuda za grubo mljevene žitarice, 12. Cijev za transport grubo mljevenih žitarica, 13. Bubanj, 14. Vaga, 15. Kočnica, 16. Veća poluga kočnice, 17. Balkon, 18. Manja poluga za pokretanje veće poluge kočnice, 19. Poluga za podizanje/spuštanje

     Lijep primjer starog zanatskog strojarstva vidi se u preciznoj izradi zupčaničkih parova i čitavog prijenosnog mehanizma, te kvalitetne obrade drvenih dijelova koji čine konstrukciju čitave građevine. Snaga vjetra može varirati i okreće lopatice različitim brzinama vrtnje. Snaga se prenosi duž osovinskog voda i djeluje na pokretanje sustava zupčaničkih parova, odakle se prenosi do mlinskih kamenova koji melju brašno. Mljeveno brašno se prosijava, fino brašno se izdvaja u vreće a grubo mljevene žitarice se odvajaju u zasebnu posudu i potom transportiraju prema bubnju i ponovno vraćaju na mljevenje. Vreće se važu nakon punjenja i skladište u prostoriji u prizemlju. U slučaju prejakog vjetra ili kada vjetra uopće nema, lopatice se fiksno zaustavljaju na mjestu pomoću kočnice i učvrste konopima. Kočnica funkcionira djelovanjem poluga. S balkona na vanjskoj strani mlina pruža se pogled na park, ravnicu i kraljev dvorac. Tko zna, možda je prije 200 godina mlinar s veseljem mahao kralju stojeći upravo na ovom balkonu, nakon što je kralj bio primoran odustati od svoje prijetnje da će srušiti mlin… 🙂

Koji starinski primjerak mehanizma ste vidjeli u posljednje vrijeme? Kako vas se dojmio? Podijelite svoja iskustva u komentarima!

Povećanje pouzdanosti stroja primjenom pravilnog podmazivanja

Pravilno podmazivanje strojeva je kompleksna i bitna stavka u održavanju strojeva.

Kompanije godišnje troše puno na sirovine, rezervne dijelove, proizvodne procese a u isto vrijeme previde višestruku korist u postizanju veće pouzdanosti strojeva i uštede energije primjenom pravilnog podmazivanja.

U brojnim postrojenima nećete pronaći definirana mjesta podmazivanja na strojevima dok je prema istraživanjima, 40% kvarova strojeva uzrokovano neodgovarajućim podmazivanjem poput krivo odabranog maziva, pogrešnog intervala ili neodgovarajuće količine radi nedostatka praćenja kada je stroj zadnji put podmazan.

Činjenica je da se često na podmazivanje zaboravlja sve dok nas na to ne podsjeti teška havarija godinama kasnije, skupi popravak i još skuplji zastoj proizvodnje.

Idemo malo računati…

Procesna postrojenja se sastoje od raznih skupina opreme i mogu imati po 1000 komada strojeva.

Svaki stroj uključuje različite dijelove koji zahtijevaju podmazivanje poput elektromotora, spojke, pumpe, multiplikatora i sl. što znači da jedan pumpni agregat ima 5-15 mjesta podmazivanja.

Pomnožimo li to sa stotinjak strojeva u manjem proizvodnom postrojenju, dobit ćemo preko 1000 mjesta podmazivanja.

Svako mjesto podmazivanja često traži različite aktivnosti u različitim intervalima.

Npr. spremnik ulja za podmazivanje kompresorskog agregata zahtijeva nadopunu ulja svakog tjedna, mjesečno uzimanje uzorka ulja radi laboratorijske analize, dreniranje svakih 10 dana te jednom godišnje potpuno pražnjenje i punjenje novim ulje.

Ako uzmemo da svako mjesto podmazivanja zahtijeva 3 do 4 aktivnosti i pomnožimo s 1000 mjesta podmazivanja, dobijemo 4000 aktivnosti na jednom proizvodnom postrojenju koje djelatnici moraju godišnje odraditi kako bi osigurali pravilno podmazivanje.

Za veća proizvodna postrojenja broj aktivnosti može doći i do 250 000 godišnje.

Kako pratimo podmazivanje?

 Vođenje evidencije o redovitom podmazivanju često je „pohranjeno“ u pamćenju djelatnika koji se već godinama brinu za iste strojeve, međutim što se dogodi kada djelatnik prijeđe na drugo postrojenje, ode u mirovinu ili napusti kompaniju?

Vrijedno znanje odlazi zajedno s njim.

S druge strane, novi djelatnici moraju uložiti puno vremena dok nauče sve potrebne aktivnosti i upoznaju procedure, što dovodi do toga da se brojna mjesta podmazivanja zanemare ili se o njima brine neredovito.

Vezano uz ovakav način praćenja, imam jednu anegdotu.

Kada sam prije puno godina tek počela raditi na mjestu inženjera za održavanje, došla sam na jedno manje postrojenje radi popisivanja i vizualnog pregleda opreme.

Tamo sam između ostalih strojeva zatekla i jedno puhalo. Na uljokaznom staklu tog puhala primijetila sam da je ulje iz lagano žute boje prešlo u tamno žutu.

Nakon što sam obavila popisivanje, otišla sam u kontrolnu salu popričati s djelatnicima. Između ostalog pitala sam jednog djelatnika koje ulje koriste za podmazivanje turbopuhala i kada je zadnji put promijenjeno.

Čovjek je odgovorio da koriste ulje za turbopuhalo.

Mislim si, valjda nisam dobro postavila pitanje, idem preformulirati i pitati ponovno. Upitala sam ga opet koji viskozitet ima ulje za podmazivanje njihovog turbopuhala, od kojeg je proizvođača korišteno ulje, čime mjeri količinu prilikom točenja ulja.

Djelatnik, je odgovorio (pomalo iziritirano): „Pa rekao sam vam, koristim ulje za turbopuhalo“, nato se ustao, otvorio metalni ormarić i iz njega izvukao bijeli plastični kanister na kojem je crnim markerom pisalo „Ulje za turbopuhalo“….

Toliko o točnosti informacija dobivenih usmenom predajom.

Veće kompanije se oslanjaju na excel tablice koje se sastoje od popisa opreme i brojnih stupaca po imenu: mjesto podmazivanja, tip maziva, količina maziva, interval podmazivanja, datum zadnje izmjene ulja.

Tablice pokrivaju temeljne potrebe podmazivanja, ali zakažu kada u praksi treba odraditi podmazivanje prema zabilježenim zahtjevima (koliko, kako, gdje).

Najčešće se zaborave zabilježiti ili netočno zabilježe datumi kada su odrađene aktivnosti, popunjavanje bezbrojnih ćelija tablice je zamorno i točnost upisanih podataka ovisi o odgovornom i savjesnom pristupu pojedinaca zaduženih za praćenje podmazivanja.

U konačnici redovitost podmazivanja i pravovremenost odrađivanja potrebnih aktivnost postaje upitno i nepouzdano te ovise o angažmanu i pamćenju djelatnika.

Praćenje podmazivanja pomoću računalnog sustava za upravljanje održavanjem CMMS (computer management maintenance system) koriste naprednije kompanije, pritom se fokusiraju na održavanje praćenjem stanja i preventivno održavanje.

Osnovno računalno praćenje autogeneriranjem radnih naloga za odrađivanje aktivnosti podmazivanja daje dobre rezultate, međutim djelatnici se često i previše pouzdaju u računala a premalo u zdravorazumski pristup.

Također, računalni sustavi su skupi i ne može si ih priuštiti svaka kompanija.

Godišnje se generira manji broj radnih naloga u odnosu na broj mjesta podmazivanja, sustavi ne mogu ostvariti popunu povezanost podataka o izvršenim aktivnostima na svakoj točki podmazivanja i često nema podataka koji se prikupljaju u xls. tablicama.

U CMMS je ponovno potreban ručni unos podataka što zahtijeva puno vremena i angažman djelatnika oko točnosti podataka.

Praćenje podmazivanja je moguće vršiti samo na razini radnog naloga i oznake stroja pri čemu se gube detalji o mjestu i frekvenciji podmazivanja te količini maziva.

Izlistavanje radnih naloga unatrag 3-4 godine o odrađenim aktivnostima podmazivanja daje nepotpunu/lažnu sliku o stvarnom stanju podmazanosti strojeva jer ne pokazuje sve relevantne podatke.

Detaljno prilagođavanje CMMS sustava je najskuplji način praćenja podmazivanja, pogotovo ako ga spuštamo na razinu praćenja pojedinačnog mjesta podmazivanje (sjećate se onih 1000 mjesta iz prethodnog poglavlja?).

Ovakav način praćenja se pokazao uspješnim, međutim prilagodba sustava je kompleksna i skupa za ažuriranje jer je neizostavno potreban angažman djelatnika održavanja (često uz suradnju programera) kako bi računalni sustav funkcionirao.

Svaki od navedenih pristupa praćenju pravilnog podmazivanja se neizbježno oslanja na pamćenje djelatnika, što dovodi do toga da je na puno mjesta podmazivanje zanemareno ili van preporučenih intervala, međutim kompanije i dalje smatraju kako je njihov program podmazivanja zadovoljavajući.

Nema trenutačnih povratnih informacija ako je na nekom stroju danas preskočena provjera podmazanosti, već će proći mjeseci a ponekad i godine prije nego se dogodi havarija stroja i skup zastoj proizvodnje kada se itekako vide posljedice zanemarenog podmazivanja.

Npr. navika korištenja ležajeva u radu dok se ne raspadnu uz slabu zamjenu ulja i dok stroj ne završi na hitnom generalnom servisu također stvara velike troškove gubitka energije i gubitka učinkovitosti opreme.

Povećanje pouzdanosti i postizanje uštede

Sada postaje jasnije da kvalitetan i detaljno prilagođen program/softver za praćenje podmazivanja omogućava detaljan prikaz djelatnicima svih potrebnih podataka o podmazivanju na razini specifičnih aktivnosti i daje potrebne informacije tako da strojevi budu podmazani na pravim mjestima, u pravo vrijeme i uz pravu količinu maziva.

Kvalitetan softver automatski uključuje u radne naloge aktivnosti podmazivanja. Radni nalozi izlaze u vidu popisa zadataka direktno prema djelatnicima zaduženim za izvršavanje i omogućavaju dodavanje povratnih informacija o stvarnom stanju strojeva.

Zadaci koji nisu (do kraja) odrađeni se označavaju i ponovno šalju svakog tjedna sva dok se ne odrade.

Opisani automatizirani način praćenja podmazivanja omogućava uštedu vremena i kreiranje tjednih i mjesečnih izvještaja o potrošnji maziva, radu opreme, intervalima podmazivanja i učestalosti izvršavanja zadataka na razini čitavog postrojenja.

Liste zadataka se slažu na način da formiraju rute podmazivanja koje uključuju sve strojeve na postrojenju kombiniranjem kriterij podmazivanja prema potrebama.

Rute podmazivana usmjeravaju djelatnike s jednog mjesta na drugo i prikazuju sve potrebne informacije.

Djelatnici iz tjedna u tjedan prolaze rutama i odrađuju predviđene aktivnosti podmazivanja. Umjesto označavanja je li čitav radni nalog odrađen ili ne, označavaju se samo odrađeni zadaci s liste.

Tako se omogućava pouzdanije praćenje podmazivanja po svim bitnim kriterijima na dnevnoj razini.

Praćenjem stanja na razini mjesta podmazivanja direktno se računaju troškovi maziva i rada stroja te energetske i ekonomske uštede nastale izostankom kvara. Smanjuje se količina korektivnog održavanja i raste pouzdanost postrojenja.

Specifično prilagođeno podmazivanje ujedno smanjuje faktor ljudske pogreške, povećava učinkovitost rada i štedi energiju do 20% .

Kako pratite podmazivanje strojeva? Jeste li zadovoljni postojećim programom podmazivanja? Podijelite svoja iskustva u komentarima!