Copyright Coservices International

Copyright Coservices International

Agenda 

Coservices International NV



Korte inleiding tot trillingsmetingen



Trillingsanalyse op standaard machines (pompen, ventilatoren…)



Trillingsanalyse op complexere machines • Reductiekasten • Laagtoerige toepassingen Envelope technieken Olieanalyse als techniek voor conditiebewaking



Praktische aspecten bij de opbouw van een CBM programma



Permanente bewakingsystemen • Machines met rollagers • Machines met glijlagers • Zuigercompressoren


Agenda 


















Wie is Coservices ? 

Coservices International is een Belgische onderneming met predictief onderhoud als core business.



Coservices biedt zowel diensten als apparatuur aan voor de verschillende predictieve onderhoudstechnieken: trillingsmetingen, olieanalyse, thermografie en ultrasoonmetingen.


Onze organisatie 

Coservices stelt op dit moment 65 personen te werk. Het hoofdkantoor bevindt zich in Leuven (B).



Coservices beschikt verder over kantoren in Tihange (B), Geleen (Nl) en in Gent (B).



Coservices is voornamelijk actief op de Belgische, Franse en Nederlandse markt, bij de grotere productiebedrijven (bv. BASF, Electrabel, Exxonmobil, AB Inbev, Janssen Pharma, Dupont…). Copyright Coservices International

Onze activiteiten - services 

Predictief onderhoud  Periodieke trillingsmetingen  Thermografisch onderzoek  Periodieke olieanalyses  Ultrasoon onderzoek


Onze activiteiten - services  Proactief onderhoud  Troubleshooting op basis van geavanceerde trillingsmetingen: impact-tests, ODS analyse, transientmetingen…  On site balanceren

 Opleidingen  Trainingsseminaries rond trillingsanalyse, olieanalyse en thermografie.


Onze activiteiten - apparatuur  Naast services in de verschillende predictieve onderhoudstechnieken, staat Coservices eveneens garant voor distributie en ondersteuning van apparatuur voor de verschillende predictieve onderhoudstechnieken.


Onze activiteiten - apparatuur Vibration analysis

Thermography Oil Analysis US Leak detection


Agenda 


















Trillingsanalyse


Trillingsanalyse

Amplitude

Y

Tijd

De op- en neergaande beweging van het lager, uitgezet in functie van de tijd, levert het tijdsignaal op. Copyright Coservices International

Trillingsanalyse

Amplitude

Y

Tijd

In de meeste machines zijn meerdere bronnen van trillingsenergie aanwezig, en zal het trillingstijdsignaal zeer complex worden. Copyright Coservices International

Trillingsanalyse Tijdsignaal en frequentiespectrum

FFT Frequentie spectrum

Complex tijdsignaal


Trillingsanalyse F BRG - T ENT ER Z ONE 3 SUPPLY F AN 8501-10#3S-F 2V FAN BRG. #2 - VERT ICAL 8

W av eform D isplay 11-OCT -89 12:07:36

6

RM S = 1.49 L OAD = 100.0 RPM = 1363. RPS = 22.72

4

2

Ac c ele ration in G -s

Tijdsdomein: amplitude in functie van tijd

Trend van amplitude

PK(+ ) = 6.64 PK(-) = 9.60 CR EST F= 6.42

0

FBRG - TENTER ZONE 3 SUPPLY FAN 8501-10#3S-F2V FAN BRG. #2 - VERTIC AL

-2

0.7

Trend Display of OVERALL VALUE

-4

0.6

-6

FAULT -8

P K V elocity in In/S ec

-12 0

30

60

90

120

150

180

210

240

T im e in mSecs L ab el: NON SYNCHRONOU S W / 1xT S SIDEBAND S Prio rity: 1

F BRG - T ENT ER Z ONE 3 SUPPLY F AN

0.4

0.3

ALERT

0.2

8501-10#3S-F 2V FAN BRG. #2 - VERT ICAL 0.14

Rou te Sp ectrum 11-OCT -89 12:07:36

0.12

PK = .1991 L OAD = 100.0 RPM = 1363. RPS = 22.72

0.10

P K V e loc ity in In/S e c

Frequentiedomein: amplitude in functie van frequentie

-- Baseline -Value: .238 Date: 21-JUL-89

0.5

-10

0.1

0 0

0.08

20

40

60

Days: 21-JUL-89 To 11-OCT-89 0.06

0.04

0.02

0 0

400

800

1200

F req u en cy in Hz L ab el: NON SYNCHRONOU S W / 1xT S SIDEBAND S Prio rity: 1


1600

80

100

Agenda 


















Case study: defecte koppeling 

Rechtstreeks gedreven pomp



Maandelijkse opvolging



Plotse sterke wijziging in het spectrum, bij meting op 7 oktober 2003.



Het trillingsbeeld, met componenten bij de toerentalfrequentie en veelvouden, wijst in de richting van een koppelingsprobleem.



Hieronder is duidelijk de gescheurde flexibele band van de koppeling te zien:


Case study: lagerschade 

Rechtstreeks gedreven ventilator, aangedreven door 400kW motor



Machines worden bewaakt met tweemaandelijkse metingen



Metingen tonen toename van 4.6 order en veelvouden, wat overeenstemt met de BPFO frequentie van 6224J lager.



De BPFO frequentie is de frequentie waarmee kogels over een bepaalde positie in het lager rollen.



Trillingen bij die frequentie wijzen op schade aan de lagerbuitenring.



Het bijzondere schadepatroon op de lagers wijst op stroomdoorgang


Case study: lagerspeling 

Riemgedreven ventilator, aangedreven door 200kW motor.



Verse lucht ventilator (lakafdeling automobielconstructeur).



De machine staat opgesteld in een gesloten cabine, en wordt gemeten met vast geplaatste sensoren.



Bij de periodieke metingen wordt een sterke toename van trillingen bij 1xRPM en veelvouden vastgesteld.



De controlemeting na de lagerwissel (onder) bevestigt opnieuw de goede toestand.



Bij de lagerwissel wordt vastgesteld dat de klembus, waarmee het lager gemonteerd werd, volledig losgekomen was.



Een onverwachte uitval van de machine was mogelijk nabij, terwijl het Overall trillingsniveau beperkt bleef tot 3mm/s RMS.


Trillingsanalyse op standaard machines 

Periodieke trillingsmetingen met FFT-analyse leveren, bij eenvoudige machines (zoals centrifugaalpompen, ventilatoren, roerwerken, hamermolens,…) een betrouwbare detectie op van: • Lagerschade en smeringsproblemen • Koppelingsdefecten of uitlijningsproblemen • Onbalans

• Lagerspeling • Resonantie • Cavitatie op pompen 

Predictief onderhoud is de aangewezen strategie bij deze machines.


Agenda 


















Case study: tandwielkast 

Twee-assige extruder, aangedreven door 2,8MW motor



21Order => tandingrijpfrequentie van het eerste tandwielpaar



Harmonische familie op 6.35 Order => BPFI lager 6238

Lage amplitudes, maar zeer zware en stijve structuur



Vergelijking toestand voor en na lagerwissel



Sterk beschadigde binnenring van 6238 lager


Agenda 


















Case study: laag toerental 

13 traagdraaiende assen drijven via kamwielen een ketting aan voor het transport van deegwaren door een heet oliebad, bij de productie van aardappelchips.



De lagers van de assen worden bewaakt met viermaandelijkse trillingsmetingen.



Gedurende zes maanden wordt een geleidelijke toename gemeten van de BPFO-frequentie van het lager Link Belt CSE B22463H



Bij volgende geplande stop wordt geadviseerd het lager te wisselen



De controlemeting toont verbeterde toestand na vervanging lager



De resterende trillingen (15xRPM en veelvouden) komen overeen met de ingrijpfrequentie van de ketting met de kamwielen



Beschadigde loopvlakken van buitenring


Trillingsanalyse op complexe machines 

Periodieke metingen met FFT-analyse laten een vrij betrouwbare analyse van lagerschade toe bij reductiekasten en traagdraaiende applicaties.



Op reductiekasten is ook schade of slijtage van tandwielen goed op te volgen.



De detectie van lagerschade is echter moeilijker dan bij standaard toepassingen, vermits de gemeten amplitudes lager zijn. De invloed van omgevingstrillingen is daardoor groter, zodat de betrouwbaarheid niet vergelijkbaar is met standaard machines als pompen en ventilatoren. Daardoor is er een duidelijke toegevoegde waarde van: Hoogfrequente envelope technieken bij trillingsmetingen

Olieanalyse bij reductiekasten Copyright Coservices International

Agenda 


















Envelope technieken 

Probleemstelling: in bepaalde toepassingen genereren lagerschades te weinig trillingsenergie om betrouwbare detectie in trillingsspectra toe te laten. • Machines met aanzienlijke massa en stijfheid

• Toepassingen met lage toerentallen 

Principe van hoogfrequente envelope technieken • Lagerschade zal in dergelijke gevallen wél hoogfrequente trillingen genereren • Deze trillingen zijn echter meestal enkel meetbaar kort bij het defecte lager, en de trillingen zijn van zeer korte duur


Envelope technieken 

Envelope techniek (toegepast op trillingssignaal - BPFO)


Digitaliseren bij klassieke envelope technieken 

Bemonsteren bij klassieke envelope techniek


Digitaliseren bij PeakVue ® 

Wijze van bemonsteren bij PeakVue verschilt 

100kHz bemonstering



Quasi effectieve max. piekwaarde, onafhankelijk van de samplefreq.


Case study: lagerschade in reductiekast 

Een twee-assige PE-extruder wordt bewaakt met periodieke trillingsmetingen.



De machine wordt aangedreven door een 5500kW asynchrone motor (1495 RPM).



De Flender tandwielkast is uitgerust met 22 vast geïnstalleerde sensoren.



Na een volledige revisie (januari 2000) wordt de machine periodiek opgevolgd..


Case study: lagerschade in reductiekast





De standaard FFT-spectra van de trillingsmetingen tonen in de periode januari 2000 tot juli 2000 een zeer stabiel verloop. In deze metingen is niet de minste aanduiding zichtbaar dat er een probleem op til is. De spectra vertonen uitsluitend ‘normale’ trillingen bij ingrijpfrequenties.


A2. - 6.9.2 Extruder BPFI 2000 2P Extr. PE -2 2

Max Amp 1.02

RM S Velocity in mm /Se c



Plot Scale 1.2

29-mrt-00 13:21:58

0

20-jun-00 10:04:27

05-jul-00 14:54:23 0

10

20

30

40

50

Frequency in Orders

60

70

80

90

Case study: lagerschade in reductiekast De hoogfrequente PeakVue metingen tonen in diezelfde periode een belangrijke wijziging in het trillingsbeeld.

A2. - 6.9.2 Extruder BPFI 2000 2P Extr. PE -2P 2 Peakvue

Max Amp 1.26

PK Ac ce ler ation in G-s



Plot Scale 1.4

29-mrt-00 13:22:06

0

20-jun-00 10:04:27

05-jul-00 14:54:23 0

10

20

30 Frequency in Orders


40

50


Analyse van het spectrum wijst op binnenringschade op een lager van de ingaande as.




Na verdere toename van de niveaus wordt geadviseerd de extruder te openen voor herstelling.


Na het advies tot herstelling wordt een bijkomend onderzoek met endoscoop uitgevoerd, zonder resultaat.



Wanneer reserveonderdelen voorhanden zijn, een vijftal weken na het advies tot herstelling, wordt de lagering van de ingaande as vervangen.


Agenda 


















Olieanalyse 

Olieanalyse is, naast trillingsanalyse, een belangrijke tweede pijler in een predictief onderhoudsplan.



Vooral bij reductiekasten zijn de twee technologieën zeer complementair.



Doel van on site olieanalyse is op een snelle wijze informatie te verzamelen over de toestand van de olie én van de machine.


On site olieanalyse met CSI minilab 



De Trivector analyzer voert 3 testen uit: 1.

Ogenblikkelijke meting van de diëlectrische constante, geeft info over de chemische toestand van de olie.

2.

Meting gedurende 180s van de diëlectrische constante, van een verdund staal, geeft info over slijtage deeltjes en aanwezigheid van water.

3.

Deeltjestelling geeft de reinheid van de olie weer, volgens de ISO 11171 norm.

De viscositeit wordt afzonderlijk gemeten. Copyright Coservices International


Welke informatie geeft het CSI minilab ? 1. Chemische eigenschappen en viscositeit Toestand van de olie

2. Slijtagedeeltjes Toestand van de machine

3. Externe vervuiling Levensduurverlengend (oliewissel of filteren) Copyright Coservices International

On site olieanalyse met CSI minilab Trivector werkingsprincipe •

Om de slijtagedeeltjes en externe vervuiling op te sporen, wordt de diëlectrische constante gedurende 180 seconden gemeten, terwijl deeltjes onder invloed van de zwaartekracht op een sensorgrid neerkomen.

•

Een wisselend magnetisch veld op de sensorgrid laat toe het onderscheid te maken tussen ijzerdeeltjes (slijtage) en andere deeltjes (externe vervuiling of water).


On site olieanalyse met CSI minilab Goede olie (referentie) 

De 5200 plot geeft het resultaat van de meting van de diëlectrische constante van de olie over 180s.

Metaaldeeltjes aanwezig


Externe vervuiling

(niet metallisch)


Op basis van de drie testen en de viscositeitsmeting wordt het resultaat van de olieanalyse weergegeven in: • de ‘chemical index’ • de ‘wear index’

• de ‘contamination index’ 

Deze informatie wordt aanschouwelijk voorgesteld in de Trivector.


Case study: flessenspoelmachine 

Onderdeel van een afvullijn in de drankenindustrie.



Zorgt voor het reinigen van flessen (retourglas).



Capaciteit:

60.000 flessen/uur.



De pompen van de spoelmachine worden bewaakt met behulp van vaste trillingssensoren.



Reductiekasten zorgen voor de aandrijving van de translatieketting.



Bewaking van de ingaande as (55RPM) met trillingsmetingen is mogelijk, maar moeilijk. Bewaking van de uitgaande as (1RPM) is vrijwel uitgesloten. 

Olieanalyse vormt dus een waardevolle toevoeging bij de bewaking van de reductiekasten.



Olieanalyse met de CSI 5200 Trivector analyzer wordt driemaandelijks uitgevoerd.



Olieanalyse van juli 2006 laat geen enkel probleem vermoeden.



De 5200-plot toont een normaal beeld.



De olieanalyse van oktober 2006 toont duidelijk de aanwezigheid van slijtagedeeltjes.



In eerste instantie wordt een oliewissel geadviseerd, tijdens de aankomende geplande stilstand.



Volgende analyses, na de oliewissel, tonen echter een gelijkaardig beeld. Er is duidelijk iets aan de hand.



Er wordt geadviseerd de reductiekast te inspecteren, doch dit kan slechts geruime tijd later gebeuren.



De hoeveelheid slijtagedeeltjes neemt nog verder significant toe. De aanwezigheid van grotere metaaldeeltjes (>40µm) veroorzaakt spikes in de 5200 plot.



Er wordt met aandrang een inspectie van de reductiekast gevraagd.



Inspectie van de tandwielkast brengt ernstige lagerschade op de uitgaande as (1 RPM) aan het licht.


Conditiebewaking bij complexe machines 

Bij complexere machines is het aangewezen om standaard trillingsmetingen op basis van FFT analyse aan te vullen met bijkomende analysetechnieken. • Hoogfrequente envelope technieken zoals PeakVue. • Olieanalyses

• Ultrasoonmetingen • Thermografische inspecties


Agenda 


















Praktisch uitwerken van een CBM programma 1. Welke assets moeten onderdeel uitmaken van mijn predictief onderhoudsprogramma ? 2. Welke predictieve onderhoudstechnieken komen in aanmerking voor de verschillende machines ? 3. Met welke periodiciteit moeten metingen uitgevoerd worden ? 4. Willen we het predictief onderhoudsprogramma zelf uitbouwen, of besteden we dit uit, en wat is de invloed op de kosten ? 5. Welke informatie wil ik over de gemeten assets, in de rapportering ?


Praktisch uitwerken van een CBM programma 1. Welke assets moeten onderdeel uitmaken van mijn predictief onderhoudsprogramma ? Volgende factoren beïnvloeden dit : • De kriticiteit voor productie is de belangrijkste factor.

• De kostprijs van herstellingen bij eventuele defecten kan ook voor minder kritische, maar dure installaties betekenen dat predictief onderhoud rendabel is. • De technische haalbaarheid moet bekeken worden. Sommige installaties zijn zo complex, dat bepaalde predictieve technieken moeilijk toepasbaar zijn.

Dit onderzoek kan beperkt worden uitgevoerd, of in sommige gevallen tot uitgebreide studies leiden: FMEA-studies of FMECA-studies. Copyright Coservices International

Praktisch uitwerken van een CBM programma 2.

Welke predictieve onderhoudstechnieken komen in aanmerking voor de verschillende machines ? De toepasbaarheid van volgende factoren dient bekeken te worden : Trillingsanalyse Olieanalyse

Thermografische inspecties Ultrasoon onderzoek Het voorgaande voorbeeld van de flessenspoelmachine toonde duidelijk aan dat één predictieve techniek, vaak door bijkomende technieken kan aangevuld worden.


Praktisch uitwerken van een CBM programma 3. Met welke periodiciteit moeten metingen uitgevoerd worden ? De gebruikelijke periodiciteit voor trillingsmetingen variëert van één tot drie maanden. In uitzonderlijke gevallen worden periodiciteiten van 2 wekelijks tot jaarlijks gehanteerd. De meest kritische machines kunnen continu gemeten worden (online systeem). De periodiciteit wordt bepaald op basis van volgende factoren:

• Kriticiteit van de machine (potentiële productieverliezen) • Toerental van machines • Historiek van de machines

• Beschikbaar budget


Praktisch uitwerken van een CBM programma 4. Willen we het predictief onderhoudsprogramma zelf uitbouwen, of besteden we dit uit, en wat is de invloed op de kosten ? • Kosten bij uitbesteden Voor standaard machines kost dit, voor 4 meetcampagnes, op jaarbasis ongeveer € xxx per machine. Voor een machinepark van circa 200 machines, kost dit op jaarbasis dus ongeveer € xx.xxx,00.


Praktisch uitwerken van een CBM programma 4. Willen we het predictief onderhoudsprogramma zelf uitbouwen, of besteden we dit uit, en wat is de invloed op de kosten ? • Kosten bij zelf uitvoeren.  Kostprijs van eigen personeel: de bewaking van het machinepark van 200 machines betekent een workload van ca. 50 mandagen.  Kostprijs voor apparatuur: Aanschaf van datacollector en bijhorende analysesoftware betekent een investeringskost van ongeveer 25000 €. Onderhoud van apparatuur en software-updates betekent een jaarlijkse kost van ongeveer

3000 €.  Kostprijs voor opleiding


Praktisch uitwerken van een CBM programma 4. Willen we het predictief onderhoudsprogramma zelf uitbouwen, of besteden we dit uit ? De voor- en nadelen van uitbesteden of zelf uitvoeren dienen afgewogen te worden. •

Het CBM programma intern organiseren, biedt het voordeel dat de analyst steeds on site is, en vaak goede machinekennis heeft. Het nadeel is dat men soms afhankelijk is van één of enkele personen.

•

Uitbesteden heeft het voordeel dat men snel over ervaren analysten kan beschikken, waarbij de ervaring ook gedeeld wordt met collega’s en buiten de bedrijfsgrenzen reikt. Het biedt ook flexibiliteit bij ziekte of verlofperiodes, die intern soms ontbreekt.


Praktisch uitwerken van een CBM programma 5. Het rapport van de analyse bevat: • Welke asset?

• Urgentiegraad. • Duidelijke probleemomschrijving. • Gericht advies.

• Feedback-veld.

Het is ‘op maat van’ de gebruiker.


Agenda 


















Permanente bewakingssystemen 

Bij machines met hogere kriticiteit kan men overwegen om het trillingsgedrag continu op te volgen.



We maken onderscheid tussen systemen voor 

Protectie: in geval van probleem de machine tijdig stilleggen.



Predictie: opvolging van één of meerdere parameters om de conditie van de machine te bepalen. Hiermee kan een probleemdiagnose gesteld worden.



Verder maken we onderscheid naar toepassingsgebied van het bewakingssysteem. 

Rollagers

•

Eenvoudige overall bewakingssystemen (Protectie)

•

Geavanceerde online bewakingssystemen (Predictie)



Glijlagers

•

Overall bewakingssystemen (Protectie)

•

Geavanceerde bewakingssystemen (Predictie)



Zuigercompressoren


Permanente bewakingssystemen 

Rollagers

•


•




Glijlagers

•


•




Zuigercompressoren


Rollagers – eenvoudige bewakingssystemen 

Loop Power sensoren: werking • Een loop power sensor is een vast geïnstalleerde accelerometer die rechtstreeks in een 4-20mA output voorziet.



Loop Power sensoren: werking • Het 4-20 mA signaal is proportioneel met het Overall trillingsniveau in een vast frequentiebereik.



Loop Power sensoren: soorten • Frequentie- en amplitudebereik worden bij de fabricage vastgelegd en kunnen niet gewijzigd worden.

• Modellen met verschillende ATEX approvals bestaan: zowel Gas als Dust voor verschillende zoneringen.



Loop Power sensoren: Voordelen • Zeer eenvoudige installatie en configuratie

• Zeer lage investeringskost (vanaf ongeveer € 250,00 voor één sensor).



Loop Power sensoren: Nadelen • Bewaking is minder trefzeker dan bij geavanceerde online systemen, maar het continue karakter van de bewaking verschaft bij kritische machines een duidelijke toegevoegde waarde als aanvulling bij periodieke monitoring. • Frequentie- en amplitudebereik zijn niet wijzigbaar.

• Ruw trillingssignaal is niet beschikbaar. Copyright Coservices International


Vibration transmitters: werking



Vibration transmitters: werking • Een transmitter voedt een permanent geïnstalleerde accelerometer, en levert een 4-20mA output die naar een DCS systeem kan gevoerd worden. • De bewaking gebeurt op basis van de Overall trillingsamplitude, soms aangevuld met een hoogfrequente parameter voor detectie van lagerschade of smeringsproblemen. • Ingebouwde, vaste of programmeerbare filters kunnen gebruikt worden om bepaalde types van problemen beter te detecteren.



Vibration Transmitters: soorten • De systemen zijn meestal leverbaar in één- of tweekanaals uitvoeringen, en met of zonder lokale uitlezing van de amplitudes.

• Sommige systemen hebben ingebouwde relais die kunnen geactiveerd worden bij overschrijding van ingestelde alarmgrenzen. • Meestal kan een BNC-aansluiting met het ruwe trillingssignaal gebruikt worden voor periodieke metingen met een FFT-analyzer.



Voordelen • Eenvoudige installatie en configuratie

• Lage investeringskost (vanaf ongeveer €700,00 voor een éénkanaals systeem).



Nadelen • Bewaking is minder trefzeker dan bij geavanceerde online systemen, maar het continue karakter van de bewaking verschaft bij kritische machines een duidelijke toegevoegde waarde bij periodieke monitoring.



Rollagers

•


•




Glijlagers

•


•




Zuigercompressoren


Rollagers – geavanceerde bewakingssystemen 

Geavanceerde on line systemen realiseren een permanente bewaking die, net als bij off line metingen, gebaseerd is op FFTanalyse van het signaal van een accelerometer.



Door een twee-kanaals processor en multiplexing wordt voor elk kanaal om de enkele minuten een spectrum berekend, wat bij periodieke metingen bv. om de twee maanden gebeurt.



Toepassingsvoorbeeld en werkingsprincipe:


Rollagers – geavanceerde bewakingssystemen DCS

AMS Machinery Manager

All parameters available via Modbus TCP to any DCS

Detailed diagnostic machinery analysis

Vibration updated every second

PeakVue analysis for bearings and gearboxes monitored every 2 minutes

Sensor health updated every second System health continually monitored


Rollagers – geavanceerde bewakingssystemen De mogelijkheden voor de conditiebepaling van de machine zijn zeer uitgebreid. We hebben beschikking over: • Tot 24 trillingsparameters per kanaal. Amplitude



Subharmonic

1X

1x Trend of Balance

Bearing

2X

Bearing

Gears

2x Trend of Bearings

Bearing

50x

5 mm/sec

1 mm/sec

Time


Alarm

Time


De mogelijkheden voor de conditiebepaling van de machine zijn zeer uitgebreid. We hebben beschikking over: • Trillingsspectrum en tijdsignaal. FBRG - TENTER ZONE 3 SUPPLY FAN

FBRG - TENTER ZONE 3 SUPPLY FAN

8501-10#3S-F2V FAN BRG. #2 - VERTICAL

8501-10#3S-F2V FAN BRG. #2 - VERTICAL

8

0.14

Route Spectrum 11-OCT-89 12:07:36

0.12

PK = .1991 LOAD = 100.0 RPM = 1363. RPS = 22.72

0.08

0.06

6

RM S = 1.49 LOAD = 100.0 RPM = 1363. RPS = 22.72

4

2

Ac c ele ration in G -s

P K V e loc ity in In/S e c

0.10

W av eform D isplay 11-OCT-89 12:07:3

PK(+ ) = 6.64 PK(-) = 9.60 CR ESTF= 6.42

0

-2

-4

-6

0.04 -8

0.02

-10

-12

0 0

400

800

1200

1600

Frequency in Hz Label: NON SYNCHRONOU S W / 1xTS SIDEBAND S Priority: 1


0

30

60

90

120

150

Tim e in mSecs Label: NON SYNCHRONOU S W / 1xTS SIDEBAND S Priority: 1

180

210

240


Voordelen • Meest betrouwbare bewaking dankzij geavanceerde functionaliteiten zoals FFT-analyse, PeakVue technologie, toerentalmeting,… • Investeringskost sterk gedaald laatste jaren (Richtprijs € 16.000 voor 12 kanaals-systeem).



Nadelen • Systeem werkt nooit 100% autonoom. Regelmatige analyse blijft vereist, zowel periodiek als bij alarmeringen.



Rollagers

•


•




Glijlagers

•


•




Zuigercompressoren


Glijlagermachines – on line protectiesystemen 

Problemen met glijlagers genereren enkel laagfrequente trillingen, maar kunnen best gedetecteerd worden met behulp van verplaatsingssensoren



Het zeer plotse karakter van bepaalde problemen (bv. doorbreken van oliefilm door wegvallen van oliedruk) vraagt bij kritische, dure machines om shut down bewaking.



Metingen gebeuren op meerdere kanalen simultaan (in real time, niet door multiplexing)



Werking •

De relatieve trillingsamplitude van de as ten opzichte van het glijlager wordt bewaakt

•

Shutdown protectie wordt meestal gerealiseerd op basis van het signaal van meerdere trillingssensoren en een aangepaste ‘trip - logica’

•

De meeste systemen bewaken louter de Overall amplitude. Sommige systemen bieden beperkte frequentie-analyse en alarmeren zowel op korte-termijn als langetermijn trends. Copyright Coservices International


Voordelen •



Trillingsbewaking gebeurt real time zodat ook bij snel optredende problemen tijdige alarmering en eventueel shut down bewaking kan gerealiseerd worden.

Nadelen • •

Installatie van displacement probes is complexer dan accelerometers. Na een trip zijn geen meetgegevens beschikbaar.



Rollagers

•


•




Glijlagers

•


•




Zuigercompressoren


Glijlagermachines – on line predictiesystemen 

Om ook een zicht te krijgen op de machineconditie (waar komt het alarm/trip vandaan?), kan men eerder vermeld predictiesysteem aan het protectiegedeelte toevoegen.

Protectie Copyright Coservices International

Predictie


De analyse van de metingen gebeurt, zoals bij rollagermachines, op basis van trendparameters, trillingsspectra en tijdsignalen.



Bijkomende belangrijke analyse-tool is een ‘Transient’ meting.



Verder wordt gebruik gemaakt van Waterfall-plots.



Orbits, Bode plots, Nyquist diagramma’s, … brengen ook allemaal nuttige informatie.





Voordelen •

Bij events (trip, start/stop) van de machine is meetdata beschikbaar en kan de toestand van de machine geëvalueerd worden.

•

De extra investering t.o.v. een louter protectiesysteem is niet zo groot (cfr. predictie bij rollagers).

Nadelen • De interpretatie van de metingen vergt specialistische kennis.



Rollagers

•


•




Glijlagers

•


•




Zuigercompressoren



Zuigermachines vragen ook een specifiek ontwikkeld meetsysteem. Dat kan zowel dienen voor Protectie als voor Predictie.


Zuigermachines – bewakingssystemen 

Zuigermachines (vnl. compressoren) vragen door hun specifieke werkingsprincipe een andere aanpak.



Er worden verschillende soorten sensoren gebruikt om een beeld te krijgen van de machinetoestand: accelerometers, verplaatsingsopnemers, druksensoren, …



Typische meetlokaties voor dit soort machine:


Zuigermachines – bewakingssystemen Vibration at the CHS

Piston rod position

Cylinder vibration

Trigger sensor Dynamic internal cylinder pressure



Gewone Overall bewaking volstaat niet meer. Voor protectie van de machine wordt veelal gewerkt met tijdsignaalanalyse (segmentatie). Alle signalen worden gelinkt aan de stand van de zuigerstang.



Verdere toestandsbepaling van de machine gebeurt ook hier op basis van bijkomende analysetools. Enkele voorbeelden:

Analyse van p-V diagramma.



Verdere toestandsbepaling van de machine gebeurt ook hier op basis van bijkomende analysetools. Enkele voorbeelden:

Waterfall plot van trillingen op CHS.



Voordelen: • Bewaking gebeurt real-time, zodat de machine in geval van problemen tijdig afgeschakeld wordt.

• De probleemoorzaak is gekend, zodat onderhoudsacties gericht gepland worden. 

Nadelen: • Systemen zijn duur en dus geschikt voor zware, kritische machines. • De interpretatie van de metingen vergt specialistische kennis.


Dank u. [email protected] [email protected]


Kostenreducties door predictief onderhoud 

Aan de hand van concrete kosten/baten analyses van gedetecteerde schadegevallen, kunnen de opbrengsten ingeschat worden.



De berekeningen zijn gebaseerd op • de effectieve kosten van de herstelling zoals deze werden uitgevoerd

• de geschatte kosten van de potentiële productieverliezen en herstellingskosten, aan de hand van verschillende scenario’s, waarvan telkens de kansen ingeschat worden 

Hoewel de berekeningen moeilijk nauwkeurig kunnen geschieden, geven dergelijke schattingen een goed beeld.


Economische aspecten: voorbeeld 

In een papierfabriek worden de drie papiermachines, alsook alle utilities (pompen, ventilatoren, druksorteerders,…) bewaakt met periodieke trillingsmetingen. Hiervoor worden wekelijks 4 dagen service uitgevoerd.



Vooral de lagers van de droogcilinders van de twee grootste papiermachines (PM1 en PM2) zijn bijzonder kritisch, omdat de uitval van één lager de volledige papiermachine stil legt.



Eénmaal per maand liggen beide machines gedurende 8 uur stil voor onderhoudswerken.



Bij tijdige detectie van de schade kunnen de lagers van de droogcilinders vervangen worden tijdens de geplande maandelijkse stop.



Indien de lagers een onverwachte stop veroorzaken, gaan de uitvallen gepaard met een onverwachte, bijkomende productiestop van minimaal 12 uren.



Het productieverlies bij stilstand van PM1 en PM2 bedraagt resp. 16,6 en 18,3 ton/h.



De toegevoegde waarde per ton papier bedraagt € 150 per ton.



De extra kost per onverwachte uitval (12h) van PM1 en PM2 bedraagt bijgevolg resp. 30k€ en 33k€.



Deze kosten zijn exclusief de bijkomende werkuren ten opzichte van een geplande lagerwissel, maar die zijn van een kleinere orde.



Detectie van lagerschade kan op de droogcilinders met behulp van de trillingsmetingen zeer betrouwbaar gebeuren.

De toerentallen van de droogcilinders variëren tussen 90 en 130RPM.



In de periode 2003 tot 2007 werden over 5 jaar in totaal 35 lagers van droogcilinders tijdig gewisseld.



In meer dan de helft van de gevallen werd naast de klassieke uitbrokkeling van het lager ook een gebarsten lagerbinnenring gedetecteerd.



In dezelfde periode 2003 tot 2007 gebeurde nog één onverwachte uitval, t.g.v. een faling van een lager van een droogcilinder.



De schade werd tijdig gedetecteerd (spectrum), maar in overleg werd beslist te trachten de machine nog één week in dienst te houden, tot aan de volgende geplande stop. Dat lukte niet…



De kost voor de bewaking van de droogcilinders van PM1 en PM2 bedraagt 25k€ per jaar, minder dan de kost van één lageruitval. Het vermijden van de onverwachte uitvallen op de droogcilinders van beide machines bespaart per jaar naar schatting 200.000 €.



De bewaking van het volledige machinepark, kostprijs 130.000 €, brengt volgens cijfers van de onderhoudsverantwoordelijke 800.000 € per jaar.


Copyright Coservices International

Recommend Documents