Справочник

Глава 15: Анализ масла для службы обеспечения надежности

Компонент

При анализе масла обнаруживаются изменения в химическом составе смазочного материала, частицы износа, указывающие на дефекты компонентов, а также загрязнение частицами, проникающими в систему смазки извне. "Анализатор Spectro 5200 Trivector доказал свою способность определять основные причины отказа оборудования, такие как невидимая коррозия, загрязнения, ненадлежащий смазочный материал и проникновение воды", - сказал Нильс Маес, специалист по состоянию оборудования компании Allied Reliability Group. - Выявление этих проблем на ранней стадии позволяет заблаговременно вмешиваться в работу оборудования, не дожидаясь до полного отказа". В данной статье описывается ряд типичных примеров того, как анализ масла может снизить затраты на ремонт и повысить производительность.

Дата пробы Эталон масла   07.07.2014 14.04.2014 07.01.2014 19.11.2013 15.10.2013 10.10.2013 04.10.2013 09.08.2013 10.07.2013 15.05.2013 01.03.2013
Проба №     9450 9306 9024 8881 8842 8811 8773 8630 8610 8558 8441
Лаборатория №                          
Инженер-исследователь     Coservic Coservic Frederik Kenny Kenny Kenny Kenny   Kenny Koen Koen
Уникальный идентификатор     9450 9306 9024 8881 8842 8811 8773 8630 8610 8558 8441
Степень износа     0 0 0 0 54 0 100 0 100 100 0
Состояние счетчика     30 41 41 14 77 30 100 21 100 100 41
Химическое состояние     0 0 0 0 0 0 100 0 78 90 0
Использование прибора                          
Использование масла                          
Добавление масла                          
Индекс цветных металлов   8                      
Количество частиц <6 мкм   30 3,87 1,81 0,94 1,8 3,45 4,14 0 2,93 0 0 0,58
Количество частиц 6-14 мкм   31 4,95 6,81 8,07 1,42 7,16 4,04 0,75 2,42 1,01 0.75 18,27
Количество частиц >14 мкм   32 0,17 0,43 0,4 0,23 1,39 1,77 1 983,15 0.26 1 971,24 1 523,34 12,14
Общее количество частиц   11 8,99 9,05 9,41 3,47 12 9,94 1 983,90 5.61 1 972,26 1 524,09 30,99
Продукты износа системы   33 0,22 0,23 0,24 0,09 0,3 0,25 49,6 0.14 49,31 38,1 0,77
Вязкость при 40 °C 150 26                      
Вязкость при 100 °C 18,8 27                      
Индекс вязкости 142 28                      
Химический индекс   0 -6,3 -0,7 1,5 -1,9   -1,8 999 -0.3 76,5 165,5 0,1
Индекс загрязнения   1 0 0 0 0 65,5 0 999 0 999 999 0
Диэлектрические частицы 2,13 2 2,07 2,12 2,14 2,11 2,12 2,11 80 2.13 2.89 3,78 2,13
Индекс ферромагнитных частиц   3 0 0 0 0 65,7 0 999 0 999 999 1,4
Вода, %   4 0 0 0 0 0,066 2,11 999 0 999 999 0
Лазерный счетчик капель   5 0 0 0 0 4 0 2 0 2 4 0
Лазерный счетчик ферромагнитных частиц   6 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0
Лазерный счетчик частиц цветных металлов   7 0 0 0 0 0 0 3 0 3 3 0
Вязкость DV при 40 °C 150 9 149 148 140 143 147 146   148 178 159 157
Изменение вязкости DV, %   10 0 0 -6 -4 -2 -2   0 19 6 4
Количество частиц >4   12 88 925 60 712 46 338 37 307 86 615 87 874 31 089 61 368 30 468 24 217 54 928
Количество частиц >6   13 25 269 32 266 31 782 6 349 30 748 18 249 31 567 11 794 30 820 24 556 46 192
Количество частиц >10   14 558 1 185 2 857 346 2 021 1 025 31 320 369 30 320 24 232 18 181
Количество частиц >14   15 60 105 156 69 373 318 30 567 58 29 359  23 502 4 310
Количество частиц >18   16 14 32 23 23 105 155 29 751 21 28 236 22 715 884
Количество частиц >22   17 5 13 6 9 42 88 28 957 10 27 145 21 969 275
Количество частиц >26   18 2 7 3 3 21 48 27 497 5 25 140  20 650 109
Количество частиц >32   19 0 3 1 1 8 20 25 582 2 22 585 18 940 30
Количество частиц >38   20 0 1 0 0 3 5 22 690 1 18 741 16 482 6
Количество частиц >70   21 0 0,1 0 0 0,2 0 13 997,30 0 8  491,10 9 617,80 0,2
ISO >4   22 24 23 23 22 24 24 22 23 22 22 23
ISO >6   23 22 22 22 20 22 21 22 21 22 22 23
ISO >14   24 13 14 14 13 16 15 22 13 22 22 19
NAS 1638   25 13 14 14 11 14 13 18 12 18 18 14
pH   29                      
Предотвращение проникновения воды в редуктор и масляные баки

Линия заполняет до 50 000 банок в час, а затем закатывает заполненные банки. Машины оснащены программой "Автоматическая очистка без разборки", которая обеспечивает их промывку большим количеством воды и химикатов. Компания ARG осуществляет мониторинг основных масляных баков с проведением анализа масла. В течение пяти месяцев у главного привода постоянно возникали проблемы, связанные с попаданием воды в редуктор и масляные баки. Масло часто меняли, проверяли и заменяли уплотнения, но это не решало проблему. Компания Allied Reliability Group предложила подавать в масляные баки сухой воздух. Избыточное давление было ограничено небольшим уровнем, чтобы избежать разрушения уплотнений. Такой подход устранил проблему проникновения воды.

На этом же заводе используется машина для мойки бутылок, которая ополаскивает бутылки перед наполнением. Редукторы приводят в движение приводную цепь, которая перемещает бутылки внутри машины. Измерения вибрации успешно используются для контроля состояния входного вала, который работает со скоростью 55 об/мин. Для сравнения, выходной вал работает только со скоростью 1 об/мин, что слишком медленно для точных измерений вибрации. Поэтому каждые три месяца проводится анализ масла в масляном баке для смазки вала.

Недавнее измерение с использованием системы 5200 Minilab показало внезапное увеличение количества частиц износа в масле. Первым делом были проведены замена масла и повторный анализ масла, но при анализе новой пробы уровень частиц износа также оказался высоким. Количество и размер частиц износа продолжали увеличиваться, обнаруживались частицы размером более 40 микрон. При первой плановой остановке машина была осмотрена. Во время осмотра был выявлен сильно поврежденный подшипник выходного вала.

Проблема была решена капитальным ремонтом редуктора. Если бы проблема не была обнаружена анализом масла, редуктор вышел бы из строя и вызвал отказ других деталей. Производство было бы остановлено, так как линия не могла работать без промывочной машины до завершения ремонта.

Этикетировочная машина на том же заводе работает со скоростью 60 000 бутылок в час. Из-за высокой сложности и конструктивных ограничений определенные части этой машины можно контролировать только с помощью анализа масла. Анализ масла в резервуаре редуктора показал повышенную вязкость, большое увеличение диэлектрической проницаемости и проникновение воды.

Рис. 1. Анализ масла обнаруживает проблемы низкооборотного вала

Осмотр редуктора показал, что в масляный резервуар попало большое количество клея из-за повреждения уплотнения. Если бы проблема не была выявлена анализом масла, редуктор в конечном итоге остановился бы, что привело бы к большим затратам на ремонт и производственным потерям. Точный анализ масла позволил внести относительно недорогие исправления, которые помогли устранить проблему во время следующей плановой остановки производства.

На сталеплавильном заводе используется процесс холодной прокатки, при котором металлическая заготовка проходит через одну или несколько пар валков для уменьшения толщины и придания разных значений толщины. Прокатка в валках дрессировочной клети представляет собой заключительный этап холодной прокатки и включает минимальное уменьшение толщины, обычно от 0,5% до 1%. Кроме того, дрессировка обеспечивает гладкую однородную поверхность прокатанного стального листа. Многочисленные редукторы, приводящие в движение дрессировочные валки, смазываются из общего масляного резервуара, содержащего 6000 литров (1585 галлонов) масла Shell Omala 220.

Недавняя проба масла показала повышенный индекс ферромагнитных частиц, увеличенное количество частиц и падение вязкости с 220 сСт до 82 сСт. Компания Allied Reliability Group посоветовала металлургическому комбинату срочно осмотреть масляный резервуар. Проверка показала, что несколько нагревательных элементов вышли из строя, что привело к увеличению количества частиц и индекса ферромагнитных частиц. Осмотр также выявил неисправность циркуляционного насоса, что привело к перегреву масла и достижению высоких местных температур. На заводе были заменены неисправные нагревательные элементы, отремонтированы циркуляционные насосы и заменено масло во время планового ремонта. Новая проба, взятая из той же точки, показала, что проблема устранена. Если бы компания продолжала эксплуатировать машину с некачественным маслом, редукторы были бы повреждены, что привело бы к увеличению затрат на ремонт и производственным потерям из-за внепланового простоя.

Рис. 2. При анализе масла обнаруживается проблема в системе балансировки вентилятора

На этом же сталелитейном заводе с помощью соответствующего измерительного оборудования отслеживаются вибрации более высокооборотных валов. Но вал, приводящий в движение редуктор со скоростью 9 об/мин, движется слишком медленно, чтобы измерение вибрации было эффективным. Вместо этого каждые три месяца проводится анализ пробы масла.

Самая последняя проба масла показала увеличение общего количества частиц и, в частности, ферромагнитных частиц. Анализ вибрации на других валах, приводимых в действие тем же редуктором, не выявил аномалий. Редуктор вскрыли и осмотрели при следующем плановом осмотре. Элементы качения низкооборотного вала имели явные следы трения. Наружное кольцо подшипника было черным из-за сильного нагрева от трения. Подшипник, очевидно, раскололся бы, если бы его не заменили. Анализ масла в этом случае позволил сэкономить значительные средства за счет снижения затрат на ремонт и предотвращения простоя производства.

На сталеплавильном заводе для удаления газов из сталеплавильных конвертеров используется вентилятор диаметром 3 метра, который вращается со скоростью 1000 об/мин. Газы настолько горячие, что лопасти вентилятора необходимо охлаждать водой. Это приводит к прилипанию стальной пыли к лопастям вентилятора, вызывая нарушение их балансировки. Чтобы компенсировать этот дисбаланс, в вентилятор встроены четыре масляные камеры, расположенные под углом 90 градусов друг к другу по диаметру вентилятора. Между камерами перекачивается масло для балансировки вентилятора. В этой балансировочной системе регулярно проводится анализ масла.

В определенный момент в масле было обнаружено большое повышение уровня воды и загрязняющих примесей. О проблеме немедленно сообщили бригаде технического обслуживания, которая назначила осмотр при первой плановой остановке. Через два дня после проведения анализа и до осмотра из-за высокого уровня воды сломался масляный насос.

Осмотр показал наличие проблемы с одним из уплотнений, из-за чего охлаждающая вода с лопастей вентилятора попала в систему балансировки.

Рис. 3. Анализ масла выявил проблему в поршневом компрессоре

Проба масла, взятая из поршневого компрессора, показала высокий уровень воды и присутствие ферромагнитных частиц. По этим результатам был произведен капитальный ремонт компрессора. Во время этой проверки распредвалы показали высокий уровень износа. Предположительно, износ был вызван снижением смазывающих свойств масла из-за проникновения воды. В свою очередь, проникновение воды произошло из-за отказа водоотделителя. В этом случае анализ масла снизил затраты на ремонт и предотвратил остановку производства.

"Это типичные примеры экономии за счет предотвращения ремонтов и производственных потерь, которую можно обеспечить с помощью анализа масла", — заключил Маес. — Контроль состояния объектов позволяет обнаруживать дефекты на ранней стадии, предотвращая неожиданные сбои и помогая организации составить график технического обслуживания. Система 5200 Minilab обеспечивает четкую индикацию износа металла, химического состава смазочного материала и загрязнения. Кроме того, система осуществляет анализ тенденций состояния оборудования для формирования решений по прогнозированию и профилактическому обслуживанию на основе полученных данных. Контроль состояния смазочных материалов также позволяет экономить масло и сокращать расходы на его утилизацию за счет проведения технического обслуживания по мере необходимости".

Может быть интересно
Все статьи