Tribotechnické listy

 

 

Od nápadu k realizácii – ako dosiahnuť kvalitnú a spoľahlivú diagnostiku

Začiatkom deväťdesiatich rokov, keď som sa začal venovať technickej diagnostike, najmä vibrodiagnostike formou služby pre priemysel, pri mojich obchodných rokovaniach vo fabrikách s technickým personálom, som takmer vždy musel vysvetľovať pojem vibrodiagnostiky. Načo sa používa, aký je princíp a aké možnosti prinášajú jej aplikácie. Samozrejme vo veľkých národných podnikoch v chemickom priemysle, v petrochémii a hlavne v energetickom priemysle bola diagnostika známa a využívaná, ale pre menšie firmy v potravinárskom a v strojárskom priemysly a v iných prevádzkach to bola novinka.

Našťastie dnes už je  situácia odlišná. Čoraz viac firiem sa stretáva s diagnostikou, využíva ju čiastočne alebo v plnej miere a uvedomuje si, že je to nástroj na zefektívnenie prevádzkovania a údržby strojov, cesta k zvýšeniu spoľahlivosti výrobných a obslužných zariadení. Niektorí zaviedli diagnostiku pretože v minulosti mali veľké škody  z náhlej a veľkej poruchy jednej alebo viac dôležitých zariadení a chceli tomu v budúcnosti predísť. Druhí rozmýšľali dopredu a chceli modernizovať systém údržby, využiť možnosti ktoré im pomáhajú pri rozhodovaní a plánovaní údržbárskych zásahov podľa skutočného a konkrétne dokumentovateľného stavu zariadení. Zase iní zaviedli systém údržby založený na diagnostike strojov na tlak zahraničného majiteľa. Nezávisle na motivácii, podľa mojich skúsenostiach v niektorých prípadoch sa podarilo rozbehnúť celkom dobre diagnostiku zariadení v danej prevádzke, ale pomerne často sa stáva, že napriek počiatočnému elánu, začatý diagnostický projekt časom stroskotal. Neúspech vysvetľujú nedostatkom finančných prostriedkov, nerentabilitou, sklamaním, pretože vibrodiagnostika nepriniesla očakávané výsledky a sľúbenú istotu, alebo jednoducho ľudia, ktorím sa na tom záležalo odišli z firmy alebo prešli do inej funkcie.

V praxi sa často považuje proces zavedenia diagnostiky za jednoduchý. Zabezpečí sa merací prístroj, na obsluhu prístroja sa vyškolí jeden, v lepšom prípade dvaja zamestnanci, ktorí rozbehnú meranie na najdôležitejších rotačných strojov. Bohužiaľ v nejednom prípade som sa stretol s tým, že rok po nákupe prístroje skončia nevyužité, zaprášené v zásuvke písacieho stola. Dôvodom sú nespoľahlivé výsledky. Po oprave sa nepotvrdili výsledky merania, došlo k poruche pričom prístroj nesignalizoval zvýšenie hodnôt, alebo jednoducho personál nedokáže správne vysvetľovať a analyzovať namerané hodnoty. Niekedy je chyba v princípe alebo v podmienkach merania. Aj pri najjednoduchších meracích prístrojoch treba dodržiavať určité zásady pri meraní a treba mať aspoň minimálne poznatky o princípe merania, o postupe vyhodnotenia a o limitných hodnotách pre daný stroj. Každá firma predávajúca vibrodiagnostické prístroje poskytuje školenie na obsluhu prístroja, avšak väčšinou sa podávajú iba informácie o jednotlivých funkciách prístroja a o spôsobe nastavenia týchto funkcii. Na školeniach sa vôbec, alebo len málo hovorí o samotnej vibrodiagnostike. Pri takýchto podmienkach nemôžeme očakávať od budúceho neskúseného používateľa tohto prístroja, ktorý doteraz o diagnostike nevedel takmer nič, aby po niekoľko hodinovom školení o prístroji, podával dobré výkony v určení stavu stroja.

Podľa môjho názoru a skúsenostiach úspešné zavedenie diagnostiky do prevádzok, kde túto metódu doteraz nevyužívali, je možné iba po kvalitnej príprave a to z technickej, vedomostnej a z organizačnej stránky. Už hneď pri prvom rozhodovaní, pri výbere spôsobu zabezpečenia diagnostiky, treba brať do úvahy viac faktorov. Treba určiť ciele, preskúmať možnosti, podmienky a vybrať najvhodnejšiu cestu na jej dosiahnutie. Sú dva možné spôsoby zabezpečenia vibrodiagnostiky:
-    investovať do diagnostických prostriedkov, vyškoliť personál a diagnostiku zabezpečiť s vlastnými silami
-  objednaním služieb externej firmy, ktorá je špecializovaná na výkon diagnostiky

Je zrejmé, že externá diagnostická služba je rentabilnejšia do určitého množstva strojov určených na diagnostiku, pretože náklady s počtom strojov, respektíve s počtom meracích pozícii rastú lineárne, pričom náklady na vnútornú diagnostiku nezávisia od počtu meracích pozícii. Existuje hranica, po ktorú ročné náklady vynaložené na diagnostiku externou firmou sú nižšie ako pri vlastnej diagnostike. Po túto hranicu by sa mali využiť skôr služby vonkajších dodávateľov. Hranicu je možné určiť analýzou nákladov na vybudovanie vnútornej diagnostiky. Pri analýze treba brať do úvahy:
-    investičné náklady na zabezpečenie diagnostických prostriedkov
-    náklady na školenie a odborné zdokonalenie
-    ročné mzdové náklady
-    režijné náklady súvisiace s diagnostikou


Bod P v grafe znázorňuje náklady na vnútornú diagnostiku. Skladá sa zo mzdových nákladov zahrňujúcich hrubé mzdy, všetky odvody do sociálnej a zdravotnej poisťovne spolu s daňami a poplatkami, náklady na vyškolenie diagnostikov a investičné náklady na zabezpečenie prístroja, pričom investičné náklady v grafe som rozdelil na 10 rokov. Týmto nákladom pri vnútornej diagnostike sa nedá vyhnúť. Bod R znázorňuje počet meracích pozícii, dokedy je rentabilnejšie využiť služby externých diagnostických firiem. Je to dané tým, že nie sú žiadne počiatočné náklady, ale cena diagnostiky s počtom meracích pozícii rastie. V závislosti od pomeru ceny za meracie miesto je externá diagnostika lacnejšia  do cca 2 500 - 3 500 meracích pozícii ročne.

 


Na grafe č.2 vidíme porovnanie a  vývin nákladov počas desiatich rokov. Desaťročný interval som zvolil pretože s veľkou pravdepodobnosťou počas desiatich rokov prístroj sa technicky a morálne tak amortizuje, že bude treba znovu investovať do nového. Nezabúdajme, že ide o digitálne prístroje spolupracujúce s výpočtovou technikou, ktorých vývoj rastie obrovským tempom, a časom môže byť problémom už aj samotná komunikácia staršieho prístroja s novšími počítačmi.

Bod P1 v grafe znázorňuje počiatočné náklady na vnútornú diagnostiku vynaložené ihneď v prvom roku. Skladajú sa z investičných nákladov na zabezpečenie prístroja, zo mzdových nákladov a z nákladov na vyškolenie diagnostikov. V grafe som na porovnanie použil ročné náklady na externú diagnostiku 13 000 € so 4 % infláciou. Pre uvedenú cenu vychádzajú v desaťročnom intervale rovnaké náklady na externú a vnútornú diagnostiku. Inými slovami,  externá diagnostika je rentabilnejšia do cca. 13 000 € ročných nákladov. Ak sú náklady na externú diagnostiku vyššie, je výhodnejšie vybudovať vnútornú diagnostiku.


Nezávisle na spôsobe zabezpečenia vibrodiagnostiky, považujem za veľmi užitočné už pri samom začiatku rozhodovania, využiť pomoc skúsených odborníkov v tejto téme. Každopádne treba celý proces dobre pripraviť. Začína sa to analýzou všetkých dostupných parametrov potrebných pri rozhodovaní pre výber externej alebo vnútornej diagnostiky. K tomu je potrebné mať k dispozícii ročné náklady za externú diagnostiku, cenu meracieho prístroja pre vnútornú diagnostiku, cenu odborného školenia diagnostického personálu a predpokladané hrubé mzdové náklady personálu. Ak sa javí rentabilnejšou externá diagnostika, treba využiť služby vonkajších dodávateľov. Ak padne rozhodnutie pre vnútornú diagnostiku nasleduje výber vhodného prístroja, kde tiež nie je na škodu odborná pomoc. Existuje široká škála meracích prístrojov s rôznymi parametrami v rôznych cenových reláciách a orientácia v týchto parametroch vyžaduje určité odborné znalosti. Aby sa predišlo nákupu príliš jednoduchého a lacného prístroja alebo naopak, zbytočne drahého, pre danú prevádzku s nepotrebnými parametrami, je výhodné poradiť sa so skúsenými diagnostikmi.

 


Ďalším krokom je oboznámenie dotyčných pracovníkov, počnúc údržbármi až po technických pracovníkov prichádzajúcich do styku s prevádzkou,  opravou daných strojov a s celou problematikou diagnostiky formou krátkeho školenia. Cieľom školenia je, aby bolo každému jasné na akom princípe pracuje vibrodiagnostika, čo môžeme od nej očakávať a kde sú hranice. Nejde o školenie diagnostického personálu, pretože ten potrebuje oveľa podrobnejšie odborné školenie a vo väčšom rozsahu. Podľa mojich skúsenostiach takéto všeobecné školenie technikov v značnej miere ovplyvní úspešné zavedenie diagnostiky a odporúča sa aj vtedy, keď diagnostiku vykonáva externý dodávateľ. Po krátkom školení technických pracovníkov nasleduje špeciálne odborné školenie diagnostikov. 
Po odbornom školení diagnostického personálu nasleduje výber a nastavenie meracích parametrov na jednotlivých strojoch, určenie limitných hodnôt, parametrizácia frekvenčného spektra atď. Po vytvorení databázy merania a nastavení parametrov je výhodné fyzicky označiť na zariadeniach meracie pozície podľa odporúčania technickej normy ISO 10 816. Pre magnetické upevnenie sa môžu nalepiť oceľové podložky na meracie pozície priemeru snímača, hrúbky aspoň 5 mm. Je to dôležité pre opakované meranie pochôdzkovou metódou, aby bolo zaručené uloženie snímača vždy na rovnaké miesto. Je to podmienkou na korektné sledovanie trendu hodnôt na meracích pozíciách. Nakoniec nasleduje samotné meranie, opakovaný zber dát podľa meracej databázy, vyhodnotenie a postavenie trendov.

Na dosiahnutie dobrých výsledkov a zvýšenie spoľahlivosti diagnózy je potrebný ešte jeden faktor, spätná väzba medzi údržbou a diagnostikou. To znamená, údržba by mala v plnej miere využiť výsledky merania pri  rozhodovaní o oprave a aplikovať všetky poznatky získané z diagnostiky. Zároveň by mala pred ďalšími meraniami informovať personál vykonávajúci diagnostiku o všetkých vykonaných opravách a zásahoch na stroji, aby diagnostik pri stanovení diagnózy mohol tieto zásahy brať do úvahy. Na druhej strane diagnostik ako pozorovateľ, aspoň na začiatku by sa mal zúčastniť opráv, ktoré odporúčal, aby sa na vlastné oči presvedčil o správnosti svojej diagnózy a prehlbil si svoje znalosti. Totiž na určenie správnej diagnózy je veľmi užitočná dokonalá znalosť konštrukcie stroja, ktorú najlepšie získa, ak sa osobne zúčastní na rozoberaní stroja. Diagnózu získanú z nerozoberaného stroja cez snímače preverí pri rozoberaní. Je to najlepší zdroj ako zdokonaliť poznatky, získať prax a zvýšiť si odbornú sebadôveru.

Podľa môjho názoru, ak je vibrodiagnostika v danej prevádzke zavedená podľa hore uvedeného popisu, tak je predpoklad, že sa skutočne dosiahnu vopred určené očakávania. Uvedené môžeme zhrnúť do nasledovného odporúčaného scenára na vybudovanie vibrodiagnostiky rotačných stojov:
1.    Poverenie odborníka na vypracovanie projektu, postupu zavedenia vibrodiagnostiky v prevádzkach.
2.    Prieskum strojového parku, určenie strojov podľa dôležitosti v prevádzke, podľa veľkosti škody, ktorá by vznikla výpadkom výroby vplyvom poruchy a podľa nákladov na opravu.
3.    Výber strojov, na ktorých sa bude aplikovať vibrodiagnostika.
4.    Charakterizovanie pravdepodobných a očakávaných porúch diagnostikovaných strojov.
5.    Určenie veľkosti diagnostickej práce, celkového počtu meracích pozícii.
6.    Určenie parametrov merania - meracie veličiny, mohutnosť kmitania, druhy analýz napr. obálková analýza, spektrálna analýza, frekvenčné rozsahy, hustoty merania a pod.
7.    Určenie nákladov na zabezpečenie diagnostiky:
7. A  Náklady na diagnostiku pomocou externej firmy.
7. B  Náklady na diagnostiku vybudovaním vnútorného diagnostického týmu.
8.    Výber formy diagnostiky.
8. A  Ak sa javí rentabilnejšou zabezpečenie vibrodiagnostiky externou firmou, zvolí sa variant A.
8. B   Ak na základe počtu meracích pozícii je rentabilnejšia vnútorná diagnostika, zvolí sa variant B.


Variant A:
A1.  Uzatváranie zmluvy externou firmou na výkon diagnostických prác podľa vopred určených parametrov a harmonogramu merania.
A2.  Školenie technických pracovníkov o prediktívnej údržbe, o všeobecných zásadách vibrodiagnostiky a o spôsobe jeho úspešného využitia.
A3.  Pravidelný zber údajov externou firmou a ich vyhodnotenie, určenie trendov, sledovanie stavu zariadení, signalizácia skrytých nezávažných porúch a vypracovanie návrhov opatrení, aby sa z nich nevyvinula závažná nečakaná porucha.
A4.  Zabezpečenie spätnej väzby medzi údržbou a diagnostikou.


Variant B:
B1.  Výber a nákup vhodného meracieho prístroja.
B2.  Rozsiahle odborné školenie diagnostického personálu.
B3.  Krátke školenie technických pracovníkov o prediktívnej údržbe, o všeobecných zásadách vibrodiagnostiky a o spôsobe jeho úspešného využitia.
B4.  Vytvorenie databázy merania a nastavenie meracích parametrov.
B5.  Určenie limitných hodnôt signalizujúce výstrahy a nebezpečný stav podľa technických noriem alebo podľa odporúčania výrobcu zariadenia, ak sú k dispozícii.
B6.Pravidelný zber údajov a ich vyhodnotenie, určenie trendov, sledovanie stavu zariadení, signalizácia skrytých nezávažných porúch a vypracovanie návrhov opatrení, aby sa z nich nevyvinula závažná nečakaná porucha.
B7.  Zabezpečenie spätnej väzby medzi údržbou a diagnostikou.
B8.  Podľa potreby, na základe dlhodobých výsledkov merania, korekcia limitných hodnôt na jednotlivých strojoch.

Záver
Na záver pár slov o trvaní vybudovania vibrodiagnostiky. Podľa skúsenostiach prípravná fáza 1 až 8 trvá dva tri mesiace. Ak sa zvolí variant A, prvé merania sa môžu realizovať do jedného mesiaca. To znamená zavedenie diagnostiky s variantom A spolu s prípravnou prácou trvá cca. štyri mesiace. Variant B je trochu zdĺhavejší, lebo treba zabezpečiť prístroj, vyškoliť personál, vybudovať databázu merania, prekonať začiatočné chyby a neistoty atď. Podľa mojich skúsenostiach vybudovanie kvalitnej a spoľahlivej vnútornej vibrodiagnostiky trvá minimálne 2 roky od rozhodnutia vybrať sa touto cestou.

 


Ing. František Molnár

 

 

Späť

 

Pridať komentár

* :
* :
* :
9 + 6 =
Odoslanie formulára

TriboTechnika 4/2019

TriboTechnika_4_2019 by TechPark Vydavatelstvo on Scribd