Анализ масла при техническом обслуживании горного оборудования

Рис. 1: Прибор Spectroil Q100.

Работы на открытых горнорудных разработках зависят от крупногабаритного и дорогого оборудования, такого как экскаваторы Hitachi 5500 и самосвалы Caterpillar 793. Анализ масла важен для выявления проблем и их устранения до того, как оборудование выйдет из строя и потребуется капитальный ремонт. Раньше шахта отправляла пробы в лабораторию для анализа, но стоимость такого подхода ограничивала количество образцов, которые можно было проанализировать. Кроме того, получение результатов анализа в течение четырех дней создавало риск возникновения ущерба до их получения.

На руднике эта проблема была решена путем создания собственной лаборатории на базе атомно-эмиссионного спектрометра Spectroil Q100 с вращающимся дисковым электродом (RDE) и анализатора масла SpectroFTIR Q400 производства компании Spectro Inc.

Теперь на руднике можно получить результаты анализа масла всего за 12 минут, а снижение стоимости одной пробы позволило увеличить количество анализируемых проб почти в 10 раз. За первый год работы собственная лаборатория обеспечила экономию более миллиона долларов на простоях и более миллиона долларов на ремонте, причем в нескольких крупных авариях была получена экономия, которая полностью окупила цену инструментов.

Ключевую роль играет тяжелая техника

Рудник в значительной степени полагается на мощное оборудование, предназначенное для быстрой и эффективной транспортировки огромных объемов руды. Типичным примером является экскаватор Hitachi 5500 с максимальной грузоподъемностью 280 тонн и двигателем мощностью 2600 лошадиных сил. Самосвал Caterpillar 793 весит 270 000 фунтов и может перевозить 250 тонн руды. Этот грузовик оснащен 16-цилиндровым двигателем мощностью 2478 лошадиных сил. Эксплуатация этих крупногабаритных единиц оборудования обходится примерно в 15 000 долларов в час, поэтому минимизация времени простоя имеет решающее значение для рентабельности. Стоимость ремонта также огромна, например, стоимость восстановления двигателя составляет около 400 000 долларов. Что еще более важно, внезапный отказ основной системы тяжелой техники, например грузовика или экскаватора, может создать угрозу безопасности.

Значение анализа масла

Анализ масла долгое время был важной частью увеличения времени безотказной работы и минимизации затрат на ремонт и замену оборудования на рудниках, а также на подавляющем большинстве других крупных горных разработках мира. Анализ масла позволяет определить содержание различных металлов в масле, обеспечивая быстрый и недорогой способ измерения степени износа оборудования. Анализ масла также помогает определить состояние масла, например, путем измерения количества твердых частиц, образованных в результате окисления масла, и определения вязкости масла. Отслеживание состояния масла помогает снизить риск полного отказа, а также сократить высокие затраты на замену и утилизацию масла в тяжелом оборудовании. Отбор пробы масла занимает всего несколько минут, а стоимость анализа невысока, поэтому анализ масла — это простой и практичный способ сохранить рентабельность работы рудника.

В прошлом на руднике проводился некоторый анализ с помощью очень простого аналитического инструмента, но низкая надежность его работы вынуждала компанию в основном прибегать к услугам сторонней лаборатории.

Внешняя лаборатория предоставляла надежные результаты, но требовалось два дня, чтобы отправить пробы в лабораторию с помощью почтовой службы Federal Express, и еще два дня, чтобы лаборатория проанализировала пробы. В результате нередко к тому времени, когда шахта получала информацию о проблеме, оборудование уже выходило из строя. Эта ситуация приводила к простоям и затратам на ремонт, значительно превышающим те расходы, которые потребовались бы для ремонта несколькими днями ранее. Еще один недостаток старого подхода заключается в том, что стоимость услуг сторонней лаборатории составляет около 12 долларов за пробу, а стоимость доставки — еще 15 долларов. Эти затраты предопределяли на шахте ограничение количества анализируемых проб в день, снижая его в среднем до пяти проб.

Создание собственной лаборатории

Рис. 2. T2FM Q500.

"Я получил одобрение руководства на создание собственной лаборатории и потратил больше года на изучение различных технологий и брендов", — сказал координатор по техническому обслуживанию, ориентированному на повышение надежности (RCM) шахты. "Я пришел к выводу, что Spectro намного превосходит остальных как по производительности, так и по стоимости своих инструментов. Например, с другими инструментами пробу требуется прокачать через машину, а затем выполнить промывку, что создает возможность перекрестного загрязнения. А у прибора Q100 предусмотрен одноразовый диск, что позволяет исключить эту проблему".

Прибор Spectroil Q100 используется на руднике для анализа износа, присадок и загрязняющих веществ в минеральных или синтетических нефтепродуктах, а прибор SpectroFTIR Q400 — для измерения степени деградации и загрязнения масла. Рудник также планирует приобрести прибор SpectroVISC Q300, полуавтоматический вискозиметр кинематической вязкости, и аналитическую феррографическую лабораторию SpectroT2FM Q500. На руднике также используется система управления лабораторной информацией SpectroTrack (LIMS) для автоматического сбора результатов анализа с приборов и сохранения их в базе данных, где к ним можно получить доступ через Интернет и использовать для отслеживания тенденций. Когда технический специалист лаборатории отправляет электронное письмо координатору RCM, чтобы предупредить его о возможной проблеме, он немедленно входит в SpectroTrack и проверяет историю машины и других подобных машин, чтобы помочь определить наилучший план действий.

Экономия за счет сокращения простоев и затрат на ремонт

Собственная лаборатория уже выявила четыре проблемы, устранение каждой из которых стоило бы больше, чем все затраты на оснащение собственной лаборатории, если бы руководство шахты приняло решение дождаться результатов от сторонней лаборатории. В одном случае собственная лаборатория выявила утечку гликоля в тягаче Caterpillar 793. "Если бы мы ждали результатов из сторонней лаборатории, мы бы испортили двигатель, восстановление которого стоило бы 400 000 долларов", — сказал координатор RCM. "Вместо этого мы устранили утечку за несколько сотен долларов. Через несколько месяцев на том же грузовике мы увидели, что уровни олова и свинца в масле начали расти, что указывало на то, что подшипники начали выходить из строя. Установка новых подшипников позволила избежать полного отказа, который вот-вот должен был произойти, и сэкономила 164 000 долларов, то есть стоимость двигателя за вычетом затрат на ввод в эксплуатацию подшипников. Замена подшипников обошлась всего примерно в 12 часов простоя по сравнению с 88 часами, если бы нам пришлось менять двигатель, что позволило сэкономить еще 1 140 000 долларов".

В другом случае лаборатория обнаружила настолько высокий уровень меди в масле трансмиссии погрузчика Caterpillar 992, что сердечник был бы поврежден уже через восемь часов работы. Трансмиссию пришлось восстанавливать, но сохранение сердечника сэкономило 78 000 долларов. Иногда анализ масла также может снизить гарантийные расходы. Когда один двигатель был восстановлен, ремонтная организация взяла пробу из нижней части поддона и обнаружила высокий уровень гликоля, поэтому причиной отказа была признана утечка гликоля, которая не покрывалась гарантией. "Я отправил образец в нашу лабораторию, и они сказали, что гликоля нет", — сказал координатор RCM. "Для подтверждения я отправил еще один образец в стороннюю лабораторию, и там также сказали, что гликоля нет. Таким образом, производитель оплатил ремонт двигателя, что позволило нам сэкономить около 150 000 долларов".

"Благодаря экономии на каждом двигателе мы оплачиваем стоимость эксплуатации лаборатории в течение всего года, включая амортизацию приборов", — заключил координатор RCM. "Мы уже сохранили четыре двигателя за 18 месяцев работы собственной лаборатории, не говоря уже о многих других случаях, когда мы получили меньшую, но все же значительную экономию. Собственная лаборатория не только быстрее дает результаты, но и требует меньших затрат — около 12 центов за пробу, — что позволило увеличить количество проб, которые мы можем анализировать, примерно до 50 в день. Наконец, мы также экономим значительную сумму на замене масла, так как анализаторы сообщают нам, когда именно требуется его заменить.

С гидравлическими экскаваторами, которые используют 1500 галлонов масла по цене 3 доллара за галлон, такая экономия имеет смысл. В целом, собственный анализ масла позволил значительно сократить время простоя, затраты на ремонт оборудования и масло, а также окупил все затраты в несколько раз всего за 18 месяцев".

Для получения дополнительной информации обращайтесь в сервисный центр компании Spectro Scientific, Россия, г.Москва, ул.Родниковая, д.7 стр.4. Тел.: 8-499-553-08-60 Веб-сайт: www.spectro.ru