VDMA Forum 2011 Condition Monitoring was kommt danach? J. Lösl Geschäftsführer Pruftechnik Condition Monitoring GmbH
Pruftechnik die Firma gegründet 1972 3 Produktbereiche Alignment weltweiter Marktführer im Laser Shaft Alignment geometrisches Alignment High end Alignment Services Non-Destructive Testing Prüfung von metallischen Halbzeugen in der Produktion Zustandsorientierte Instandhalutng Offline und Online Condition Monitoring Systeme Online-Ölüberwachung - metallische Partikel Maschinendiagnose Schwerpunkt Trouble shooting Training gerätespezifisch und zertifiziert
Grundsätzliche IH-Strategien Ausfallabhängige Instandhaltung fix it when it breaks fire fighting viele ungeplante Stillstände hohe Kosten heutzutage nur noch akzeptabel für unwichtige Maschinen Zeitabhängige Instandhaltung regelmäßige Instandhaltungsintervalle wenige geplante Stillstände hoher Instandhaltungsaufwand Restnutzungsdauer nicht voll ausgeschöpft Zustandsorientierte Instandhaltung Durchführung von Condition Monitoring Reparaturen und Service abhängig vom Zustand der Maschine Reduktion der ungeplanten Stillstände Instandhaltungsaufwand reduziert im Vergleich
Condition based maintenance* *Zustandsorientierte Instandhaltung Condition based maintenance Kurzdefinition Durchführung von Messungen und Untersuchungen (z. B. Öl) zur Erkennung des Maschinenzustandes Online oder Offline Reparaturen und Service-Arbeiten wenn nötig Möglichkeit zur zustandsorientierten Planung von Instandhaltungsarbeiten Reduktion von nicht geplanten und geplanten Stillständen Erhöhung der Verfügbarkeit und Effektivität von Maschinen
Reliability *Zustandsorientierte Instandhaltung CbM doch was ist die Realität Wiederholte Lagerausfälle Gebrochene Wellen Unklare Schwingungserscheinungen Generell erhöhtes Schwingungsniveau Was tun in diesen Fällen was kommt danach?
Beispiel LNG Tanker Problem: Auf einem relativ neuen LNG-Tanker fallen regelmäßig die antriebsseitigen Lager des Motors aus. In einem Fall ist sogar schon die Welle gebrochen.es müssen Kräfte im Spiel sein, die dies verursachen können.
LNG Tanker Messaufbau Messaufbau: 2 Pruftechnik Permalign-Paare zur Messung der Verlagerung zwischen Motor und Getriebe (M1 und M2). Messung der Verlagerung bzw. Bewegung zwischen einer Referenzfläche des Tankers und de Maschinenteilen (Motor und Getriebe getrennt). Dies ergibt die Relativbewegung zwischen dem Schiffskörper und den Maschinenteilen (M3 und M4). Reference Fläche
LNG Tanker Ergebnisse: Während des Hochfahrens kippen Motor und Getriebe zueinander. Unter normalen Arbeitsbedingungen reduziert sich der Effekt, was durch den Versteifungseffekt der Verrohrung zu erklären ist. Zusätzlich ist thermisches Wachstum zu beobachten.
s [µm] B1Compressor\ NDS\ 1142 ASCOMM Setup 05.06.2010 00:19:51 1000 980 960 940 920 900 880 860 840 820 800 780 760 740 720 700 M 680 660 640 620 600 580 560 540 RPM : 3600 (60,00Hz) M(x) : 347,35 ms 520 M(y) : 694,48 µm 500 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 t [ms] s [µm] 5500 5450 5400 5350 5300 5250 5200 5150 5100 5050 5000 4950 4900 4850 4800 4750 4700 4650 4600 4550 4500 B1Motor\ 0NDS axial\ 1128 DICDIST 05.06.2010 00:13:59 M RPM : 4770 (79,50Hz) M(x) : 553,47 ms M(y) : 5032,00 µm 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 t [ms] LNG tanker Axiale Wellenbewegungen: Es wird eine Doppelmembrankupplung verwendet, welche in Bezug auf das axiale Spiel sehr genau einzustellen ist. Induktive Wegaufnehmer wurden verwendet um die axialen Wellenverlagerungen zu messen. Ergebnis: Double membrane coupling has to be stretched by 0.5 mm. Partial Load: 820 µm 690 µm = 130 µm Full Load: 820 µm 705 µm = 105 µm Difference: 25 µm Partial Load: 5280 µm 4980 µm = 200 µm Full Load: 5280 µm 4940 µm = 140 µm Difference: 60 µm Partial Load: 9120 µm 8870 µm = 250 µm Full Load: 9120 µm 9180 µm = -60 µm Difference: 310 µm
M LNG Tanker Radiale Wellenbewegung: Die E-Motor hat Wälzlager. Es wurde die Wellenverlagerung mit Wegaufnehmern und VIBXPERT relativ zum Lagergehäuse gemessen. Ergebnis: 1X Orbit zeigt relativ kleine Bewegung, was auf akzeptable Ausrichtung hindeutet. Beim ungefilterten Orbit sind ganz klar Reaktionen der Welle auf Zwänge sichtbar. Dauerbetrieb unter diesen Bedingungen nicht möglich. Lagerdesign ist zu ändern. Y2 [µm] B1Motor\ DS radverthori\ 1131 DICDISPOrb 90 05.06.2010 12:20:55 35 30 Bearing clearance 25 20 15 10 5 0 180-35 0-30 -25-20 -15-10 -5 0 5 10 15 20 25 30 35-5 -10-15 -20-25 -30-35 270 Y1 [µm] View of electric motor Filtered orbit 1 X Unfiltered orbit
Zuverlässigkeitsansatz Problemanalysemethodiken FMEA Failure Mode and Effects Analysis FMECA -Failure Mode, Effects and Criticality Analysis führt zu RAMS-Betrachtungen (Reliability, Availability, Maintainability, Serviceability) LCC Life Cycle Cost Analysis Proaktives Condition Monitoring
Bedeutung Betreiber Betreibersicht maximale Verfügbarkeit bei möglichst geringen Life Cycle Costs bestehende Anlagen Anwendung Condition Monitoring kombiniert mit Problemanalyse und Ursachenbehebung Neuanlagen RAMS und LCC bei Anlagenkauf mit einbeziehen evtl. neue Ansätze Kauf von Produktionsmöglichkeit Best Practice Ansatz aus Betreibersicht
Aus Sicht der Hersteller Herstellersicht Design to requirement Gewährleistung kostenoptimal gestalten z. B. durch Einbau von Condition Monitoring Systemen Konsequente Verwendung der Erfahrungen aus Serivce, Condition Monitoring und Problemanalysen zur Weiterentwicklung Bessere Kundenbindung durch Anbieten langfristiger Servicepakete Verkauf von Produktionskapazität statt von Anlagen mit Service-Verträgen Best Practice Ansatz für den Hersteller
Pruftechnik Total Condition Monitoring Solution Innovative und erprobte Offline und Online-Systeme SW-Lösungen für die Anwendungsfälle Problemanalyse-Service unter Verwendung unterschiedlichster Techniken - Schwingung - Drehmoment -.. CPK- neuartige Ansätze für Condition Monitoring und Probemanalyse Schulung (auch zertifiziert nach ISO 18436) Telediagnose Service und Consulting Mithilfe beim Aufbau von Telediagnose-Centern bei Kunden
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