JELLEGZETES ÜZEMFENNTARTÁSI OBJEKTUMOK ÉS SZAKTERÜLETEK 1.08 5.33
Szivattyúk életciklusköltsége – tömítőrendszerek összehasonlítása Tárgyszavak: szivattyú; szivárgás; tömítőrendszer; életciklusköltség.
A legtöbb javítás alkalmából felmerül a csere mint esetlegesen ésszerűbb alternatíva lehetősége, az új berendezés beszerzésével kapcsolatban pedig a leggazdaságosabb választásé. A gazdaságosságot nem pusztán a vételár határozza meg, befolyásolja a megvásárolandó berendezés, gép. stb. használata folyamán felmerülő üzemköltség, a kiesésével járó veszteség, javításának és megelőző karbantartásának, végül még az üzemen kívül helyezésének és hulladékként való kezelésének költsége is. Mindezek együttesen alkotják az ún. életciklusköltséget, a gazdaságos csere kritériumát.
Szivattyúk életciklusköltsége Az amerikai szivattyúgyártók szövetsége (Hydraulic Institute) és 15 ország szivattyúgyártóinak európai szervezete (Europump) közösen állított öszsze egy LCC- (life-cycle-cost-) útmutatót azokról a költségekről, amelyeket a döntéshozatalnál számításba kell venni. Eszerint LCC = Cic + Cin + Ce + Co + Cm + Cs + Cenv + Cd, ahol Cic – az eredeti vételár (szivattyú hajtóművel, csővezetékekkel, segédberendezésekkel), Cin – szerelés, üzembe helyezés betanítással, Ce – energiaköltség (a rendszer előrejelzett költsége: hajtás, vezérlés segédberendezések), Co – üzemköltség (rendszeres felügyelettel), Cm – karbantartási és becsült javítási költség, Cs – állásidők (termeléskiesés), Cenv – környezetvédelem (a szállított folyadék vagy a segédberendezések általi szennyezéssel járó költség), Cd – üzemen kívül helyezés/ártalmatlanítás költsége, hulladékkezelés, környezet-helyreállítás.
Az életciklusköltség kiszámításakor az alábbi pénzügytechnikai tényezőket kell figyelembe venni: – aktuális energiaárak, – az energiaárak várható évi emelkedése (inflációs ráta), – diszkonttényező, – kamatláb, – várt élettartam (számítási periódus).
Összehasonlító vizsgálat a BASF-nél A BASF-konszernnél ennek az útmutatónak az alapján végezték el – csúszógyűrűs tömítéssel ellátott, – mágneses tengelykapcsolóval működő, – kalickás motorral hajtott szivattyúk gazdaságosságának összehasonlító vizsgálatát, annak eldöntésére, hogy hosszú távon melyik a legelőnyösebben használható tömítőrendszer. Ilyen gazdasági összehasonlításnak csak akkor van értelme, ha valamennyi konkuráló rendszer egyformán jól megfelel a műszaki és üzembiztonsági követelményeknek. Ez a feltétel már kezdetben jelentősen beszűkíti a számba vehető változatok körét.
Szivárgás a szivattyú tömítésén át A legfontosabb üzembiztonsági kritériumok egyike a megengedhető rés, azaz tömítettségi hiány. A csúszógyűrűs tömítés működéséhez még szükség is van résáramra, amely rendszerint nem látható, mivel kilépéskor gázalakú. Emissziós irányértékként – egyszeres tömítésre 1 g/h-t lehet elfogadni, – kettős tömítés esetében, amely a terméknyomást meghaladó zárónyomást hoz létre, a termékkibocsátás nullával egyenlő. Ugyanez érvényes a mágneses tengelykapcsolás és a kalickás motorral működő, ezért „hermetikusan zárónak” nevezett szivattyúkra. Az egyes típusok viselkedése közt üzemzavar alkalmával legnagyobb a különbség: – a csúszógyűrűs tömítésnél a rés lassan bővül, időt hagyva a szivattyú kikapcsolására, – kettős tömítés esetében a belső funkcióját átveheti a külső (a tömszelence), – mágneses tengelykapcsolásnál a szivárgó folyadék kilépése ellen csak dupla fallal vagy a belső tér felügyeletével lehet védekezni, – a kalickás motorral működő szivattyú külső burkolása (nyomásálló köpenye) felfogja a belső résből szivárgó folyadékot.
1. ábra Az átlagos üzemidők összehasonlítása
A felsorolt különbségek első közelítésben meghatározzák a választást a szivattyútípusok között: – ártalmatlan közegekhez (víz és hasonló folyadékok) megfelel az egyszeres csúszógyűrűs tömítés, – ha a szivattyúból üzem közben nem szabad folyadéknak szivárognia, de az egyszeri rövid termékkilépés veszélytelen, akkor használható mágneses tengelykapcsolós szivattyú, – ha a szállított termék erősen mérgező, pl. hidrogén-cianid, akkor kalickás vagy kettős csúszógyűrűs tömítéssel ellátott szivattyút kell használni a zárónyomás kiemelt felügyeletével.
További választási kritériumok Amennyiben a szivattyú megválasztását nem döntik el a fenti alapvető üzemi és technológiai feltételek, akkor a beszerzési ár, az üzemköltség és a kiesések alakulása a meghatározó tényezők. Ezek közül az ár ismert, a – lényegében az energiafelhasználástól és -költségtől függő – üzemköltség kiszámítható. A kiesési gyakoriságot a BASF-nél a szivattyúműhely statisztikái és az elmúlt öt év javításainak kiértékelése alapján becsülték, ti. megvizsgálták, hogy hányszor került egy-egy szivattyú javításra a műhelybe és mennyi volt az üzemképes időtartama, pontosabban a két javítás között eltelt idő a vizsgálati időszak. Ideális esetben az átlagos üzemidő a vizsgálat időtartamával arányosan nő, a valóságban az összefüggést ábrázoló görbe minden meghibásodás után lefelé hajlik (1. ábra) és idővel vízszintes egyenesbe megy át. A jobb szivatytyúk diagramja tehát a gyengébbeké fölött van. Ilyen értelemben a csúszógyűrűs tömítésű szivattyúk görbelefutása a legkedvezőtlenebb, a kalickás motorral működők görbéje jóval a másik kettő fölött fut, még 80 hónapos megfigyelés után is emelkedő tendenciával.
Az összehasonlított szivattyúk Az LCC-vizsgálathoz 50 m3/h toluol szállítását választották 50 m-re való emeléssel és – kettős csúszógyűrűs tömítésű (EGLRD), – lábakon álló mágneses tengelykapcsolós (MKP), – lábakra állított, kalickás motorral hajtott szivattyút (SMP) hasonlítottak össze (1. táblázat). A statisztikai adatokból megbecsülték a javítási és állásidőköltséget, majd kiszámították az életciklusköltséget az említett útmutató és az Excel-adatbázis felhasználásával. A programhoz kétéves értékre kell linearizálni a javítási költséget, amely egy-egy javítási költségből és az üzemidőből nyerhető. Az öszszehasonlított szivattyúk vételárát, valamint energia- és javítási költségét, to-
vábbá a vizsgálat időtartamát, a kamatlábat és az inflációs rátát vonták be a számításba. 1. táblázat A szivattyúk életciklusköltségének összehasonlítása, EUR Bemeneti adatok
Szivattyútípus I
Beszerzési költségek
II
III
IV
9 905
4 926
6 285
9 202
0
0
0
0
0,035
0,035
0,035
9,5
9,4
11
10
Üzemóra/év
4 000
4 000
4 000
4 000
Energiaköltség/év = villamos energia ára x súlyozott átlagos teljesítményfelvétel x átlagos üzemidő, h/év
1 330
1 316
1 540
1 400
0
0
0
0
• karbantartási költség/év
1 000
500
0
0
• javítási költség kétévenként
2 400
2 200
4 000
2 400
• egyéb éves költség
0
0
0
0
• állásköltség/év
0
0
0
0
• környezetvédelmi költség
0
0
0
0
• leszerelési és hulladékkezelési költség
0
0
0
0
10
10
10
10
• leírás, %
9
9
9
9
• infláció, %
2
2
2
2
• szerelés, üzembe helyezés • energiaár/kWh • a felszerelés súlyozott teljesítményfelvétele, kW
• üzemköltség/év
• élettartam, év
Kimeneti paraméterek • LCC-nettó érték Ebből nettó energiaköltség karbantartási költség Ebből nettó energiaköltség, % karbantartási költség, %
34 576 25 279 30 638 27 298 9 401 7 068 27 20
9 302 10 885 3 634 0 37 14
35 0
9 896 0 36 0
I – egyszeres csúszógyűrűs tömítés; II – kettős csúszógyűrűs tömítés; III – mágneses tengelykapcsoló; IV – kalickás motorral működő
Az elvégzett vizsgálat alapján a kalickás motorral működő szivattyú használata bizonyult leggazdaságosabbnak minden alkalmazási területen, tehát a többihez képest drágábban is érdemes beszerezni. (Dr. Boros Tiborné) Henniecke, F.-W.: Pumpenabdichtungssysteme im Vergleich. = Instandhaltung, 2002. aug. p. 10–12.
KÖZLEMÉNYEK A MAGYAR SZAKIRODALOMBÓL Fátrai Gy.: Történeti fatetők szerkezet- és működéselemzésre a fenntartás és felújítás szolgálatában. = Magyar Építőipar, 51. k. 9–10. sz. 2001. p. 280–288. Armuth M.; Faragó T.; Hajmási P.: Dorottya udvar: Egy közel százéves vasbetonszerkezet rekonstrukciója. = Vasbetonépítés, 4. k. 1. sz. 2002. p. 9–17. Gyurity M.; Mohai K. stb.: Erzsébet híd budai lehajtó és kapcsolódó műtárgyak felújítása. = Vasbetonépítés, 4. k. 1. sz. 2002. p. 3–8. Teljes körű épület-karbantartás. = Tranzit (Logisztika, Szállítmányozás, Üzlet), 4. k. 2002. márc. p. 33. Bereczki T.: Nyomásos öntőgépek hidraulikus berendezéseinek ellenőrzése, karbantartása, javítása. = Műszaki Kiadványok, Pneumatika, hidraulika, hajtástechnika, automatizálás, 6. k. 84. sz. 2002. p. 8–9. Valkai I.; Sziva M. stb.: A MOL RT. Dunai Finomító A V3 üzemének Deep-cut rekonstrukciója. = Magyar Kémikusok Lapja, 57. k. 5. sz. 2002. p. 174–178. Galó I.: Számítógépes csatornavizsgálat módszerei, előnyei és fejlődési lehetőségei. = Műszaki Kiadványok 81. Vízellátás, csatornázás, 5. k. 2002. p. 49–51. Ujj A.: A távfűtéses lakóépületek energiatakarékos felújítása. = Építésügyi Szemle, 44. k. 3. sz. 2002. p. 15–16. Lotz T.: A korrózióvédelmet érintő szabályozás a szervesoldószer- (VOC-) kibocsátásról szóló 10/2001. (IV.19.) KöM rendeletben. = Korróziós Figyelő, 42. k. 1. sz. 2002. p. 3–8. Szentgyörgyi T.: Közforgalmú járművek optimális élettartamának számítása – hazai lehetőségek. = Városi Közlekedés, 42. k. 1. sz. 2002. febr. p. 35–36. Domanovszky S.: A Mária Valéria híd újjáépítése. = Építéstechnika, 39. k. 1. sz. 2002. p. 30– 33. Lakatosné Varsányi M.; Mikó A. stb.: Nanoszerkezetű bevonatok a korrózióvédelemben. = Korróziós Figyelő, 42. k. 4. sz. 2002. p. 107–112.
Röviden… Szivárgás-felderítés fali csővezetéken termográfiával A tapasztalatok gyakran igazolják Murphy hírhedt pesszimizmusát: a fali csővezeték ott ázik át, ahol legnehezebb hozzáférni, sőt, a csempe vagy a padlóburkolat kínos felfeszegetése után kiderülhet, hogy a szivárgás máshonnan ered. De még az is előfordul, hogy a másodlagos vízkár nem közvetlenül a résnél a legnagyobb, hanem egy távolabbi helyen. A javítás megkezdése előtt tehát a költségviselő és a biztosító egyaránt érdekelt a hiba hiteles felmérésében és dokumentálásában. A dokumentumok közt különösen hasznosak a termográfiás felvételek, de csak a termográfiához értő szakember számára értékelhetők. Ugyanis az épülettechnikában általánosak a csupán 3-5 K hőmérséklet-különbségek, a
termográfiás képet emellett meghamisítja, hogy a szivárgó víz a fűtés vagy egy hajtómű közelében összegyűlve felmelegszik, torzítják továbbá nedvszívó padlóburkolatok, szigetelőrétegek és rések kapilláris hatása. A fenti csekély hőmérséklet-intervallumban (különösen alacsony hőmérsékleten) az értékelhető jelhez képest felerősödik a termikus „zaj” és zavarossá teszi a képet. Ezen olykor segít állványról több felvétel készítése és együttes értékelése. Többnyire azonban nem lehet elkerülni a mérési tartomány megnövelését, amitől nyugodtabb a kép, viszont csupán fekete, sötétkék és kék árnyalatokból áll. A szakértő számára ez is szolgálhat kellő információval, de dokumentumként nem fogadható el. A kontrasztok fokozása, vagyis az egyes hőfokoknak megfelelő színkülönbségek növelése pedig néha többet árt, mint használ: a képi struktúrákat elfedi a színek rendszertelen játéka. Az igazi segítséget a megfelelő szoftver nyújtja, amelynek felhasználásával csak a termográfiailag értékes részek kontrasztja nő, másutt pedig szürke a kép. Így a termogram és a csatolt fénykép alapján pontosan kijelölhető a keresett rés helye. A művelet sikere érdekében hasznos egy építőipari szakember jelenléte, aki nemcsak a kép kiértékelésében, hanem a felvételek helyének és tárgyának pontos kijelölésében is közreműködik. Mindez ugyanis az épület szerkezetétől, a benne levő üres terektől, elválasztórétegektől függ, amelyek meghatározzák a szivárgó víz útját és esetenként hőmérsékletét is. A szoftveres megoldás számos hibakeresésnél bevált, még olyan szélsőséges esetben is, amelynek felvételét 0,8 K hőmérséklet-különbséggel kellett kiértékelni, vagy olyankor, amikor egy csőhiba megtalálása nem adott kielégítő magyarázatot a vízveszteségre, és csak a szoftver vezetett rá egy másik, a nagyobbik rés helyére. (Instandhaltung, 2002. aug. p. 40–42.)
