Tillståndsövervakning – en viktig del av förebyggande UH
Varje typ av vätskesystem kan, genom kontinuerlig övervakning av vätskans tillstånd, spara onödiga drift- och underhållskostnader. I hydraul- och smörjsystem kan friktion, slitage, läckage och höga temperaturer bidra till att vätskan blir förorenad, exempelvis av partiklar och/eller vatten.
Föroreningar orsakar följdfel i komponenter och delsystem, ibland till och med i hela systemet. Dessutom orsakar hydraul-/smörjvätskans normala åldringsprocess prestandaförluster som ofta leder till driftsstörningar.
För att förhindra dessa ofta tidskrävande och kostsamma konsekvenser är övervakning av vätskans tillstånd av stor betydelse, menar Hydac. Att kontrollera tillståndet på hydraul- och smörjvätskan är jämförbart med att ta ett "fingeravtryck" på systemets allmänna tillstånd.
Onlinesystem för kontinuerlig övervakning av vätskor, så kallad fluid condition monitoring, förkortat FCM, är av avgörande betydelse för systemets funktionalitet och livslängd, enligt Hydac.
FCM stöder både maskinägare och tillverkare i sina ansträngningar att öka tillgängligheten på maskinutrustningen. I första hand för att endast behöva utföra ett planerat underhåll och att minska kostnaden för maskinerna under deras livslängd.
Även LCC vägs in
För många produktions- och industrianläggningar är de kostnadsbaserade beslutskriterierna för nya investeringar inte längre bara anskaffningsvärdet för en maskin. Vad som också tas i beräkning är livscykelkostnaden, LCC, det vill säga kostnaden över hela maskinens livslängd. Förutom upphandlingskostnaderna inkluderar LCC även kostnaderna för drift och avveckling.
Lägg också till förändrade kundkrav. Exempel på kundkrav inom mobil gruvutrustning är högre produktivitet, större brytkrafter och högre effektivitet. För att möta dessa krav blir industrin allt mer beroende av användning av annan teknik, som exempelvis elektro-hydraulik, högre systemtryck och finare toleranser i ingående maskinkomponenter (ligger nu inom en- och tvåsiffrigt μ-intervall).
En bieffekt av denna trend är att maskinerna blir allt känsligare för kontamineringar i oljan. Om renhetsnivån inte övervakas, och förbättringsarbeten inte görs tillräckligt tidigt, kan slitaget gradvis minska systemets effektivitet. Ibland kan systemets effektivitet sjunka med upp till 20 procent innan maskinoperatören ens uppmärksammar ett problem.
Givare slår larm
Detta kan förhindras genom att använda effektiva givare och delsystem för FCM. Givarna upptäcker avvikelserna i ett tidigt skede och gör det möjligt för maskinanvändaren att planera för korrigerande åtgärder i god tid.
De grundläggande marknadskraven för produktionsmaskiner, både stationära och mobila, är: Omedelbart larm vid allvarliga fel, samt minskning av enhetskostnaden för en produkt, där "produkt" kan referera till en maskinproducerad del eller till exempel tonnage per timme.
För att uppfylla kraven måste ett lämpligt underhållskoncept etableras. Reaktiva strategier och förebyggande strategier kan inte minimera de totala kostnaderna för driftstopp, underhåll och komponentutbyte.
Endast ett förebyggande underhållskoncept gör att alla de kritiska maskindelarna kan utnyttjas fullt ut. Det innebär att man detekterar ökade nivåer som indikerar början på fluidens avvikelse från normaltillståndet.
Livslängd uppskattas
Så snart en avvikelse detekteras kan man med lämplig algoritm uppskatta hur lång den återstående livslängden blir med motsvarande parameter eller komponent och använda denna livslängdsberäkning på ett kontrollerat sätt för produktionen. Under tiden kan reservdelar anskaffas och UH-insatsen planeras och schemaläggas, med minimala kostnader.
Fördelarna och nackdelarna för olika underhållskoncept är, enligt Hydac, följande:
- I en reaktiv modell är de största kostnadsfaktorerna oplanerat underhåll och produktionsstopp.
- I en förebyggande modell är de största kostnadsfaktorerna i hög grad planerat underhåll. Dessutom byts komponenter ut som kunde ha användas lite till.
- I en prediktiv modell finns det extrakostnader för FCM-systemet, men de totala driftskostnaderna och därmed LCC blir de lägsta.
Ännu en kostnadsfördel med FCM fås direkt vid konstruktion på grund av möjligheten att bättre optimera storleken på ingående komponenter. Komponenter behöver inte längre vara överdimensionerade och därför dyrare, risken att komponenterna används vid sin prestandagräns elimineras och systemet får en högre effektivitet.
Dessa sensorer behövs
Den största fördelen med FCM är möjligheten att övervaka vätskan löpande i realtid. Enligt Hydac är de viktigaste systemegenskaperna som ska övervakas, och lämpliga sensorer för det, i prioriteringsordning:
- Sensorer för fasta partiklar.
- Differentialtryckgivare för filter, för att ha koll på kontaminering efter påfyllnad av fluid.
- Sensor för fritt eller inlöst vatten, för att ha koll på vatteninträngning genom kondens eller läckage.
- AN-sensor, för att ha koll på åldrande på grund av hydrolys eller oxidation.
För att genomföra ett förebyggande underhållskoncept måste de elektriska sensorutgångarna konfigureras enligt följande riktlinjer:
- Utgående signaler måste i huvudsak göra det möjligt för systemet eller för operatören att uppskatta den återstående livslängden för en komponent eller en process för att utföra planerat underhåll.
- Omkopplarutgångar är vanligtvis lämpliga för långsamma processer.
- Analoga eller digitala bussutgångar bör helst användas för mycket övergående processer.
Texten tidigare publicerad i Loesche Magazine.
Omarbetad av Christer Åkerlundh