ÜZEMFENNTARTÁSI TEVÉKENYSÉGEK 1.04 3.03
Miért fontos a tribológia a karbantartásban? Tárgyszavak: tribológia; kopás; kenés; súrlódás; karbantartás-szervezés.
A tribológiai ismeretek következetes alkalmazása csökkenti a súrlódást és a kopást, így karbantartási költség takarítható meg. Ennek többek között az is előfeltétele, hogy a vállalat ésszerűen szervezze meg a tribológiai feladatokat. A német Tribológiai Társaság (GfT) munkalapot készített a tribológia vállalaton belüli megszervezéséről és feladatairól. Az alábbiak – a munkalap szerinti felosztást követve – bemutatják, hogyan szervezték meg a tribológiai tevékenységeket egy nagyvállalatban, és ennek mi a jelentősége a karbantartás szempontjából.
Mi a tribológia? A tribológia kifejezés először 1966 márciusában jelent meg a brit tudományos és oktatásügyi miniszter által létrehozott bizottság közleményében. A brit bizottság azt a feladatot kapta, hogy gyűjtse össze a kenéssel kapcsolatos ismereteket és kutatási eredményeket, majd tegyen ajánlást olyan intézkedésekre, amelyekkel az ipar igényei kielégíthetők. A bizottság annyira fontosnak találta egy új fogalom meghonosítását, hogy annak nevét jelentésének címébe is belevette. A „tribológia” szó a görög „tribos” (dörzsölni) és „logos” (tan) szavakból származik, tehát szó szerint „dörzsöléstan"-t jelent. Mivel ez mesterségesen létrehozott szó, tetszés szerinti tartalommal megtölthető. Az angol munkacsoport a következő meghatározást javasolta: A tribológia egymásra ható és egymáshoz képest elmozduló felületek, valamint az ezekkel kapcsolatos gyakorlatok tudománya és technológiája. A német Tribológiai Társaság 1968-ban ugyanerre a gondolatra érthetőbbnek tartotta a következő meghatározást:
A tribológia a súrlódás, kopás és kenés szakterületeire vonatkozó törvényszerűségek és ismeretek tudományos kutatásának és gyakorlati alkalmazásának tudománya. A tribológia alkalmazását tribotechnikának nevezik. A legújabb kutatások szerint a tribológia ipari alkalmazása révén az iparilag fejlett országok bruttó nemzeti termékük 1–1,4%-ának megfelelő megtakarítást tudnak elérni. Német viszonylatban ez azt jelenti, hogy évente mintegy 3,2 Mrd eurót takaríthatnak meg szerkezeti elemek, gépek, berendezések és járművek súrlódásának és kopásának csökkentése révén. A tribológiával szorosan összefügg két népgazdaságilag jelentős szakterület: a karbantartás és a diagnosztika.
A tribotechnikai feladatok megszervezése egy vállalatnál A feladatkör és az annak elvégzéséhez szükséges tribotechnikai szervezet terjedelme a vállalat nagyságához és céljához igazodik. Vannak nagy-, közepes és kisvállalatok. Minden csoporton belül léteznek elsődleges feladatok és olyan további feladatok, amelyek elvégzése kívánatos lenne. A német Tribológiai Társaság kiadott egy munkalapot a vállalati tribotechnika megszervezéséről és feladatairól. A tribotechnikai feladatokat és felosztásukat az 1. táblázat tartalmazza. 1. táblázat A vállalati tribológia feladatai és fő tényezői Üzemgazdasági feladatok: – szabványosítás és egységesített műszaki előírások – adatrögzítés, adatfeldolgozás és adatkiértékelés – készletgazdálkodás – együttműködés a beszerzési osztállyal – a kenőszolgálat megszervezése Műszaki feladatok: – a súrlódási helyek, kenőanyagok, kenőkészülékek és -berendezések, valamint ezek csoportjának vizsgálata és értékelése – a kenőanyagok és technológiai anyagok előkészítése, szétválasztása és ártalmatlanítása – a kenőkészülékek és kenőberendezések karbantartása – kármegállapítás és tribotechnikai konstrukció – a gyártó további feladatai – képzés és továbbképzés
Az alábbiak azt mutatják, hogyan szervezte meg egy német nagyvállalat, a ThyssenKrupp Stahl AG (a továbbiakban vállalat) a tribotechnikai feladatok megoldását, és annak milyen jelentősége van a karbantartás szempontjából.
Üzemgazdasági feladatok Szabványosítás és egységes műszaki előírások. A vizsgált vállalatnál az ajánlott kenő- és technológiai anyagok minőségét specifikációk és szabványok alapján értékelik. A minőség értékelésére azért van szükség, mert a piacon számtalan, különböző minőségű termék kapható. Ezenkívül hasonló vagy azonos minőségű termékek árai különbözők lehetnek. Ezek minőségét a szabványok segítségével össze kell hasonlítani. Természetesen nem kell minden ajánlott terméket megvizsgálni és összehasonlítani, csak azokat, amelyektől gazdasági haszon várható vagy azért, mert a termék olcsóbban beszerezhető, vagy azért, mert bár drága, de a jobb minőségű anyagból várhatóan kevesebb is elegendő lesz, vagy meghosszabbítja a berendezések élettartamát (kisebb lesz a kopás), ami karbantartási szempontból előnyös. A vizsgálati szempontokat a szabványok adják meg. Alapjában véve a DIN–ISO, illetve a DIN vagy EN szabványok érvényesek. Mivel ezek a szabványok sok esetben az acéliparban nem elegendők, a Stahlinstitut VDEh, amelynek a legtöbb acélgyártó tagja, ún. SEB-lapokat adott ki. (Stahl-Eisen-Betriebsblätter.) Ezeket a lapokat az acélipari tribológiával foglalkozó munkacsoportok dolgozzák ki. Ezenkívül a vállalat saját munkalapokat is előállít. Ezeket akkor is elkészítik, ha a többi szabvány a termékekre nézve semmilyen minimális követelményt nem ír elő, pedig ezt a cég gazdasági szempontból szükségesnek tartaná. Szakterületi együttműködés A szabványokat a tribo- és fluidtechnikai munkacsoport készíti el, amelyben – a tribológiai osztály irányításával – közreműködnek az üzem minden szakterületének – karbantartás, beszerzés, építés stb.) – munkatársai. Ezeket a szabványokat a konszern saját szabványügyi részlege kezeli. Ha az anyagok a szabványok alapján végzett műszaki vizsgálat során megfelelnek a vizsgálati szempontoknak, akkor használatukat engedélyezik. Az adatokat laboratóriumban ellenőrzik a gyártó által rendelke-
zésre bocsátott mintán. Ennek a vizsgálatnak a költségeit az ajánlattevő viseli. A tribotechnikai osztály az engedélyezett termékek listáját a beszerzési osztály rendelkezésére bocsátja. Ez az eljárás lehetővé teszi, hogy kedvező áron szerezzenek be azonos minőségű anyagokat, egyúttal pedig egyszerűsíti a termékfajták kiválasztását és csökkenti a használt termékfajták számát. A leírt tevékenység eredményeképpen létrejön egy jegyzék a kenőés technológiai anyagok választékáról, amelyet üzemi szabványba foglaltak. Új gépi berendezések beszerzésekor a szállítónak előre megadják az alkalmazandó kenőanyagoknak ezt a választékjegyzékét. Az ettől való eltérés szándékát meg kell indokolni. A kohászati üzemek, hengerművek és feldolgozó üzemek gépi berendezései szinte kivétel nélkül üzembiztos módon elláthatók azokkal a kenő- és technológiai anyagokkal, amelyek ebben a szabványban szerepelnek. A szabvány alkalmazása révén a vállalat teljes kenőanyagszükségletének 75%-a kb. 25 fajta kenőanyaggal fedezhető. Jelenleg kb. 250 fajta kenő- és technológiai anyagot használnak, ebből kb. 190 fajta van raktáron. Azokra az anyagokra, amelyek nincsenek raktáron, az üzemek rendkívüli megrendelést küldenek a beszerzési osztálynak. Ilyenkor a tribotechnikai osztály a megrendelést előzetesen engedélyezi, vagy helyette egy raktáron lévő anyagot ajánl. Szabványt azonban nem csupán a termékminőség megítélésére alkalmaznak. A vállalat karbantartója fontosnak tartja a kenőkészülékek és kenőberendezések, valamint alkatrészeik bizonyos mértékű szabványosítását és egységesítését. Ennek megfelelően a következőket szabványosítják: – a kenő- és technológiai anyagok szállítási feltételeit, ezen belül a minőségi szavatosságot (pl. jelezni kell a termék megváltoztatását), a minőségi vizsgálatokat (pl. az átvételkor végzett ellenőrzést), a biztonsági adatokat tartalmazó leírásokat, a szállítás módját (pl. a kötegelés fajtáját) és a jelzést; – a kenőberendezések és kenőkészülékek, valamint a csövek, tömlők, csavarozások, tartályok stb. szállítási feltételeit. A tribológiai szervezeten belül az adatrögzítést, az adatfeldolgozást és az adatkiértékelést három területen végzik, amelyeket a 2. táblázat mutat be.
Raktárgazdálkodás. A vállalat szervezetében a készletgazdálkodás önálló osztály. A tribotechnika befolyása a következő területekre korlátozódik: – a karbantartóval együttműködve a készleten tartandó kenő- és technológiai anyagok kijelölésére; ez azért fontos, hogy üzemzavar esetén a karbantartás gyorsan hozzájusson bizonyos termékekhez; – az átvételi ellenőrzés meghatározására (lásd „Műszaki feladatok”); – a kenő- és technológiai anyagok kiszerelésére optimális nagyságú egységekben (pl. a hordóárú átcsomagoltatása konténerárúvá). 2. táblázat A tribológiai szervezet területei Anyaggazdálkodás és tribotechnika A kenő- és technológiai anyagok költségeinek és fogyasztásának rögzítése az anyagokra jellemző számadatok feltárása érdekében. Itt lemérhető a felhasználás és a költségek folyamatos csökkentésének eredményessége. Ezt a következők indokolják: – A kenőanyag-szükségletre vonatkozó szabványok folyamatos átdolgozása, amelyet a technika legújabb állásához való alkalmazkodás igényel. Így pl. olyan kenőanyagokat alkalmaznak, amelyek lehetővé teszik a kenési időközök ritkítását és ezáltal a kenőanyag-fogyasztás csökkentését. – Az olcsóbban ajánlott kenőanyagok minőségi összehasonlító vizsgálata annak érdekében, hogy az anyaggazdálkodás jobban kihasználhassa a piaci lehetőségeket. – Az igények koncentrálása, azaz a szükséglet kielégítése kevés fajtával. Így az anyaggazdálkodás nagyobb mennyiségeket tud beszerezni, amelyekre általában kedvezőbb árat kaphat. – Minimálkenés alkalmazása a kenőanyag-felhasználás csökkentése érdekében. Raktárgazdálkodás és tribotechnika A kenő- és technológiai anyagok raktárkészletének, ki- és bevételezésének nyilvántartása (mennyiség, fajta, érték). Az egyes fogyasztókra lebontott kivételezések a karbantartónak fontos jelzést adhatnak berendezéseinek állapotáról (pl. tömítési problémák, a kenőzsírelosztó túl magasra van beállítva stb.). Karbantartás és tribotechnika – kenőszolgálat Kenőberendezések állagmegőrzése és karbantartási költségeik nyilvántartása, valamint a végrehajtott karbantartási műveletek és költségeik feltárása. Az adatok elemzéséből a karbantartó, a tribotechnikával együttműködve, optimalizálhatja az alkalmazott tribológiai rendszert.
Anyaggazdálkodás (beszerzés). A tribotechnikai egység nagyon szorosan együttműködik a kenő- és technológiai anyagokat beszerző osztállyal, a következő módon: Első lépés az előírások, irányelvek és a szállítási feltételek meghatározása az „egységes műszaki előírások és a szabványosítás” szerint. A tribotechnikai osztály előzetesen engedélyez vagy elutasít minden olyan megrendelést, amelyet a beszerzési osztály a raktáron lévőktől eltérő anyagra szándékozik feladni. Ez azt jelenti, hogy a tribotechnika felveszi a kapcsolatot a megrendelővel – rendszerint egy karbantartóval – és konzultál vele a kért anyagról. Ezután sokszor előfordul, hogy egy raktáron lévő terméket vagy egy másik terméket javasol. Végül értékeli a beszerzési osztályhoz beérkező ajánlatokat minőségi besorolás és a műszaki vizsgálat elvégzése szempontjából. A kenőszolgálat megszervezése. A vállalatnál a kenőszolgálatot rendszerint a karbantartó szervezi meg. Ő felel a kenés megtervezéséért, elrendeléséért, elvégzéséért és ellenőrzéséért. A tribotechnikai szakosztály a karbantartót is támogatja tanácsaival.
Műszaki feladatok A tribológiai rendszerek vizsgálata és értékelése. A ThyssenKrupp Stahl AG tribotechnikai osztálya új berendezések beszerzéséhez és karbantartásához a tribológiai rendszerek vizsgálatával és értékelésével támogatást nyújt. Új berendezések beszerzése – az ajánlott berendezések tribológiai rendszerének vizsgálata és értékelése a tribotechnikai előírásokra, irányelvekre és műszaki szállítási feltételekre alapozva, a gyártó által rendelkezésre bocsátott dokumentáció alapján; – a gyártó javaslatainak elfogadása vagy elutasítása, adott esetben változtatási javaslatok kidolgozása; – annak ellenőrzése, hogy a leszállított berendezések tribológiai rendszere megfelel-e a követelményeknek. Berendezések karbantartása: Állandó párbeszéd a karbantartóval a berendezések működőképességéről és kopásáról. Szükség esetén a tribotechnika megvizsgálja az alkalmazott tribológiai rendszert. A vizsgálat vonatkozhat a tribológiai rendszer értékelésére és javítására, pl. a kenési eljárásra vagy a kenőanyagnak a berendezésbe juttatására stb. Néhány gyakorlati példa a tribológiai rendszer javítására:
– a munkahenger-csapágy kenésének átállítása zsír helyett olaj– levegő kenésre, – a kenőrendszer kapszulázása hosszú idejű kenés vagy élettartamkenés biztosítása céljából, – biológiailag lebomló termékek alkalmazása környezeti szempontból érzékeny helyeken, – az üzemi vasútnál a vagonhidraulika, a nyomkarima és a váltó kenésének átállítása, – nehezen gyulladó hidraulikafolyadékok alkalmazása. A kenőanyagok vizsgálata és értékelése. A tribotechnikai osztály azt is vizsgálja, hogy a különböző kenőanyagok egymással összeférhetők és keverhetők-e és ilyen keverékek alkalmazhatók-e. A vállalatnál a kenőanyag-vizsgálatnak két fontos területe van: a beérkező anyag vizsgálata és a használt kenő- és technológiai anyag vizsgálata. A cég mindkettőt saját laboratóriumában végzi. A beérkező anyag vizsgálata: A kenő- és technológiai anyagoknak mint szerkezeti anyagoknak, alkatrészeknek, illetve működési elemeknek, elő kell segíteniük a berendezés üzembiztos működését. A minőségi és azonossági vizsgálat célja annak biztosítása, hogy az engedélyezett fajta és minőség a megfelelő helyre érkezzen. Használt kenő- és technológiai anyagok vizsgálata: A hosszú ideig alkalmazott megelőző karbantartást – a költségek állandó optimalizálása érdekében – egyre inkább felváltotta az állapottól függő karbantartás. A karbantartási műveleteket rugalmasan kell elvégezni, nem mereven előre megadott időközönként, és ezeknek tükrözniük kell a gép mindenkori igénybevételét. A szükséges karbantartási lépéseket lehetőleg hosszú időre meg kell tervezni, a várható meghibásodást pedig idejekorán fel kell ismerni. Arra kell törekedni, hogy ne csupán magát a meghibásodást, hanem annak okait is feltárják. A meghibásodások korai felismerését segíti a kenőanyag, valamint a lekopott részecskék (kopadék) és/vagy egyéb szennyeződések elemzése. A kenőanyag elemzése tájékoztatást nyújt a gépalkatrészek kopásának állapotáról és a kenőanyag további alkalmazhatóságáról. A ThyssenKrupp Stahl AG-nál a használt kenőanyagokon belül a legnagyobb mennyiségben a fáradtolajat elemzik. Vizsgálják egyebek között a hidraulikaolajokat, motorolajokat, gördülőcsapágyak olaját stb. A vizsgálat rendszerint az olaj megváltozására és szennyeződésére terjed ki. Vizsgálati módszerként alkalmazzák az infravörös spektroszkópiát, az atomspektrométeres eljárást, a részecskeszámlálást, de olyan egyszerű módszereket is, mint a neutralizációs szám vagy a titrálás stb.
A használt kenőanyagok elemzésének kisebb része a zsírelemzés. Itt lényegében a szilárd szennyeződés mennyiségét és fajtáját kívánják megállapítani. Hogyan történik a laboratóriumi elemzés során nyert adatok értékelése? Ehhez tribotechnikai adatbankot alakítottak ki kenőanyagmintákból. Ez az adatbank intranet-hálózaton minden üzem számára hozzáférhető, előnyei kézenfekvők: – az üzemek a friss elemzési eredményekhez gyorsabban, bármikor hozzáférhetnek; – minden kenőanyagminta a szükségletnek megfelelően, tehát gazdaságosan vizsgálható, mivel a tribotechnika már előzetesen egységesen beprogramozta valamennyi berendezésre és kenőanyagra vonatkozóan a rájuk jellemző elemzési paramétereket és határértékeket; – a statisztikai kiértékelés megkönnyíti a berendezések állapotának figyelemmel kísérését az elemzési paraméterek tendenciájának észlelése révén; – minden kenőanyagminta felhasználható (az új és a használt kenőanyagok); – minden elemzési adat időben megőrizhető és tárolható, valamint gyorsan hozzáférhető, ha erre a berendezés történetéhez szükség van. Kenőkészülékek, kenőberendezések és alkatrészeik vizsgálata és értékelése. A tribológiai rendszer keretében a piacon lévő új kenőkészülékeket és kenőberendezéseket is vizsgálják. A karbantartó feladata, hogy vizsgálja és értékelje, jól működnek-e a berendezések, megállapítsa, hogy milyen karbantartási és állagmegőrzési feladatokat kell rajtuk elvégezni, és mennyi pótalkatrészre van szükség.
További feladatkörök A kenő- és technológiai anyagok előkészítése, szétválasztása és eltávolítása. Ezt a feladatot a vállalatnál külön erre felkészített osztály végzi a törvényes előírásoknak megfelelően (hulladéktörvény, vízgazdálkodási törvény stb.) A kenőkészülékek és kenőberendezések karbantartása. Ezt a tevékenységet (vizsgálatot, tisztítást, betöltést, állagmegőrzést, átépítést, kármegállapítást stb.) kizárólag a karbantartó üzem végzi.
Kárfelmérés és tribotechnikai konstrukció. A vállalat a korábban említett feladatokon kívül – a tribológiai fejlesztés érdekében kutatási és fejlesztési projekteken is dolgozik. Kutatási és fejlesztési projektek. A termelés, karbantartás és tribotechnika kutatási és fejlesztési projektek keretében arra törekszik, hogy az alkalmazott tribológiai rendszereket innovatív módon átalakítsák vagy módosítsák. Ezeket a projekteket a termelőberendezéseknél adódó problémák megoldására külön tűzik ki, külön költségkerettel. A projektek egyik különösen fontos témája a működési idő növelése pl. a berendezés teljes élettartamára szóló kenéssel. Kiegészítő feladatok. A Tribológiai Társaság irányelve a tribotechnikai berendezések – kenőgépek, kenőberendezések, csapágyak és más súrlódó felületek – gyártói számára is tartalmaz feladatokat. Képzés és továbbképzés. A karbantartók számára jelentős és fontos feladat a dolgozók tribotechnikai ismereteinek bővítése. Nem minden vállalatnál működik olyan tribológiai szakosztály, mint a ThyssenKrupp Stahl AG-nál. Sajnos a mérnökök, művezetők és szakmunkások képzésénél legtöbbször elhanyagolják a tribológiai ismereteket. Ezeket azonban továbbképzés során el lehet sajátítani. Összeállította: Szabó Ildikó Baudner, J.: Die Bedeutung der Tribologie für die Instandhaltung. = Stahl und Eisen, 124. k. 2. sz. 2004. p. 61–65. Bartz, W. J.: Tribologie von der Antike bis zur Gegenwart. Teil 3. = Tribologie und Schmierungstechnik, 51. k. 4. sz. 2004. p. 44–53. Kuhn, E.; Holweger, W.: Topography and tribological behaviour of lubricating greases – an experimental study. = Industrial Lubrication and Tribology, 56. k. 1. sz. 2004. p. 14–18.
