Publicité
Publicité

Contenu connexe

Publicité

onderhoudsstrategieën met FFT voorbeelden.pptx

  1. Onderhoudstechnieken en strategieën – 7IO Frank Theunissen
  2. Onderhoud is een noodzakelijk kwaad. • Het is noodzakelijk om productiemiddelen in conditie te houden. • Het is een kwaad omdat onderhoudsacties geld kosten. Redenen van slijtage Onderhoudstechnieken en strategieën Slijtage/erosie Corrosie vermoeiing
  3. Noodzaken voor het uitvoeren van onderhoud: Economisch: Beheersen van de productkwaliteit; minder afkeur in de productie Voorkomen van onverwachte stilstand (productieverlies , schade) Veiligheid: Het voorkomen van ongevallen Het optimaliseren van de arbeidsomstandigheden (prettig en gezond werken) Machinekost per uur / efficiëntie: Door een optimale conditie van machines presteren deze beter per uur. De kosten van het product worden hierdoor verlaagd. Energie: Door een optimale conditie van de machines wordt het energieverbruik verlaagd. Milieu: Door een optimale conditie van machines wordt de uitstoot van schadelijke stoffen verlaagd. (chemische nijverheid-procesindustrie) Onderhoudstechnieken en strategieën
  4. Onderhoudstechnieken en strategieën Organisatie van onderhoud: CONVENTIONEEL ONDERHOUD Hier worden niet of nauwelijks onderhoudswerkzaamheden gepland. Het is de afdeling ‘bedrijf’ of ‘productie’ die melding maakt van een storing waarna de afdeling onderhoud in actie komt. MODERN ONDERHOUD De afdeling Onderhoudsmanagement vervult de denkfunctiet. Hier worden alle onderhoudsacties gepland en gecoördineerd. De afdeling onderhoud vervult de doe-functie. Deze afdeling voert de onderhoudsacties uit, eventueel met hulp van externe bedrijven.
  5. Onderhoud in de ontwerpfase: Men kan onderhoudsbewust ontwerpen door rekening te houden met: 1. Bereikbaarheid van onderdelen; 2. Snelle uitwisselbaarheid van onderdelen; 3. Standaardisatie van onderdelen. (modulair ontwerp). Door standaardisatie moeten minder onderdelen op voorraad gehouden worden. Dit is goedkoper en de onderhoudsmensen zijn vertrouwd met de gebruikte onderdelen. Hiervoor is het noodzakelijk dat de ontwerper de adviezen van de afd. onderhoud verwerkt. Onderhoudstechnieken en strategieën Belangrijke begrippen Integraal ontwerp: product kan niet worden gedemonteerd en gerepareerd. Voorbeelden: wegwerpaansteker, elektrische tandenborstel, Modulair ontwerp: product kan wel worden gedemonteerd en gerepareerd. Voorbeelden: verbrandingsmotor, wasmachine,
  6. Hoe wordt het product minder onderhoudsgevoelig? Onderhoudstechnieken en strategieën Verschijnsel Onderhoudsgevoeligheidverminderen door Effect Slijtage Betere smeermiddelen en filtersystemen toepassen. Kritische onderdelen nauwkeuriger maken uit slijtvastere materialen. Standtijd olie wordt verlengd en slijtage wordt vertraagd. Slijtage wordt vertraagd. Corrosie Betere kwaliteit staalplaat toepassen. Corrosiewerend ontwerpen. voorkomen ophoping van vuil en vocht, voorkomen van spanningsconcentraties in plaatdelen. Corrosievaste lak- en zinklagen toepassen. Vertraagt corrosie. Chemische aantasting Toepassen van duurzame laksystemen Vertraagt chemische aantasting. Vermoeiing Kritisch ontwerpen en testen van onderdelen Minimaliseert de kans op vermoeidheidsbreuken. Als voorbeeld wordt de auto genomen.
  7. Onderhoudsniveaus Onderhoudstechnieken en strategieën Trap Wie? Wat? Eerstelijns Gebruiker schoonhouden, smeren, globaal inspecteren en signaleren van gebreken Tweedelijns All-round technicus preventieve inspecties, eenvoudige werkzaamheden ter voorkoming van gebreken Derdelijns Monteur reparaties die meer specifieke kennis vereisen Vierdelijns Monteur van producent machine Ingrijpende correcties, reparaties en revisies die alleen door specialisten kan worden uitgevoerd
  8. De onderhoudsmethoden worden in 4 hoofdgroepen onderverdeeld: 1. Reactief: Hier worden uitsluitend optredende storingen verholpen (SAO) 2. Preventief: Hier tracht men door doelmatig onderhoud storingen te voorkomen • Toestands Afhankelijk Onderhoud (TAO) • Gebruiks Afhankelijk Onderhoud (GAO) 3. Predictief: het onderhoud bijsturen als het opvolgsysteem problemen ontdekt 4. Pro-actief: onderhoudsproblemen voorkomen door ze op voorhand te identificeren en door de oorzaken aan te pakken” Onderhoudstechnieken en strategieën
  9. De onderhoudsmethoden worden in 4 hoofdgroepen onderverdeeld: Onderhoudstechnieken en strategieën
  10. Reactief Onderhoud ”onderdelen vervangen wanneer ze stuk gaan” Preventief Onderhoud “onderdelen vervangen voor je verwacht dat ze stuk gaan” Predictief Onderhoud “het onderhoud bijsturen als het opvolgsysteem problemen ontdekt” Proactief Onderhoud “onderhoudsproblemen voorkomen door ze op voorhand te identificeren en door de oorzaken aan te pakken” Onderhoudstechnieken en strategieën
  11. Onderhoudstechnieken en strategieën Van Reactief naar Pro-actief…..
  12. Het defectpunt is het punt waar het defect gedetecteerd wordt. Bij een proactieve onderhoudstrategie wordt het defectpunt veel eerder ontdekt dan bij een predictieve onderhoudsstrategie Onderhoudstechnieken en strategieën Pro-actief, de meest alles-omvattende methode……….
  13. De Onderhoudsdienst komt pas in actie bij een (onverwacht) optredende storing of uitvallen van het productiemiddel. (Curatief / Correctief) Reactief onderhoud: SAO (StoringsAfhankelijk Onderhoud) Onderhoudstechnieken en strategieën Nadelen bij onverwachte storing: 1. Paniektoestand; 2. Haastige noodreparatie, het resultaat is dikwijls niet optimaal. 3. Onderdelen zijn vaak niet op voorraad. Ze moeten inderhaast besteld of gemaakt worden; 4. Productieverlies door stilstand.
  14. Reactief onderhoud: SAO (StoringsAfhankelijk Onderhoud) Onderhoudstechnieken en strategieën S.A.O. is enkel toepasbaar als:  De machine een maximale betrouwbaarheid heeft (minimale faalkans)  De gevolgschade van een onverwachte storing minimaal is.
  15. Reactief onderhoud: SAO (StoringsAfhankelijk Onderhoud) Onderhoudstechnieken en strategieën Enkel mogelijk bij redundante systemenduur in CAPEX
  16. We onderscheiden hierbij 2 vormen: 1. G.A.O.: GebruiksAfhankelijk Onderhoud 2. T.A.O.: ToestandsAfhankelijk Onderhoud Preventief onderhoud Onderhoudstechnieken en strategieën
  17. 1. G.A.O.: GebruiksAfhankelijk Onderhoud Op gezette tijden worden versleten onderdelen vervangen en wordt het productiemiddel bijgesteld. G.A.O. is uitsluitend toepasbaar als: • De standtijd van de kritische onderdelen precies bekend is (historie); • Het onderhoud tijdig wordt gepland; • De benodigde onderdelen + hulpmiddelen tijdig aanwezig zijn; • Het onderhoud nauwgezet en op geplande tijd wordt uitgevoerd (liefst tijdens productiepauze). Preventief onderhoud Onderhoudstechnieken en strategieën
  18. 2. T.A.O.: ToestandsAfhankelijk Onderhoud D.m.v. inspecties en diagnose wordt de conditie van kritische onderdelen bepaald. De toestand van bepaalde onderdelen bepaalt of onderhoud noodzakelijk is Preventief onderhoud Onderhoudstechnieken en strategieën
  19. Door machines uit te rusten met permanente bewakingssystemen (sensoren) wordt het mogelijk om niet enkel te achterhalen of een machine al dan niet zich in een slechte conditie bevindt maar tevens wordt het mogelijk om te voorspellen hoe lang de machine nog kan draaien voordat er werkelijk een storing optreedt. Predictief onderhoud Onderhoudstechnieken en strategieën
  20. Proactief Onderhoudstechnieken en strategieën Streeft om de hoofdoorzaken (Root Cause) van storingen te achterhalen en te corrigeren en om storingen als gevolg van onderliggende apparatuurcondities te voorkomen
  21. Keuze onderhoudsmethode Vaak een combinatie van methodes, bvb: motor-tandwiel-pompeenheid • periodiek olie verversen van lagerhuizen: G.A.O. • lagers vervangen nadat maximale bedrijfsuren bereikt zijn: T.A.O. • lagers vervangen indien deze plotseling stuk gaan door defecten: S.A.O. • Lagers vervangen nadat een onderhoudstechnicus een trillingsmeting heeft uitgevoerd waarbij de diagnose stelt dat er bvb nog 1000 bedrijfsuren kunnen gehaald worden: predictief onderhoud. • De machine onderwerpen aan een volledige analyse waarbij geconstateerd wordt dat de standtijd van de lagers verbeterd kan worden door bvb. de fundatieplaat te versterken = pro-actief onderhoud. Onderhoudstechnieken en strategieën
  22. Kenmerken: 1. Het tijdig detecteren van (aankomende) defecten. (Trend) 2. Het optimaliseren van onderhoud en daardoor het minimaliseren van onderhoud- en inspectie werkzaamheden. 3. Het meten van kwaliteit bij overname en installeren van systemen na aankoop of onderhoud. TAO (ToestandsAfhankelijk Onderhoud)
  23. Voordelen: 1. Geen onnodig onderhoudswerk 2. Minder ad-hoc reparatie 3. Geen gevolgschade 4. Onderhoudsplanning & budget sluitend 5. Personeelsmotivatie TAO (ToestandsAfhankelijk Onderhoud)
  24. Hier wordt de conditie van kritische onderdelen periodiek vastgesteld d.m.v. metingen en/of staalname. Volgende middelen worden gebruikt: • Trillingsmetingen: • Oliemonsterafname • Ultrasoon metingen • Thermografische metingen en/of temperatuursmetingen De meetresultaten worden in een trend uitgezet. Men ziet een storing tijdig aankomen en kan tijdig een productiepauze voor onderhoud plannen. TAO (ToestandsAfhankelijk Onderhoud)
  25. Trillingsmetingen. Wat/hoe meten? Wanneer de trillingen van een bepaalde machine toenemen zal dit niet enkel leiden tot versnelde slijtage, eveneens laat de oorzaak van de trillingen ons toe te achterhalen wat het werkelijk probleem aan deze machine is. Trillingsmetingen
  26. Trillingsmetingen. Wat/hoe meten? D.m.v. trillingsonemers (meestal acceleratieprobes) wordt het mogelijk een diagnose te stellen en te achterhalen met welke mogelijke problemen een machine te kampen zal krijgen. Trillingsmetingen Gegevens accelerometers worden via wiskundige programma’s (FFT = Fast Fourier Transformation) omgezet  ‘spectrumanalyse’ krijgt. Spectrumanalyses laat ons toe om te achterhalen wat een mogelijke oorzaak is van de verhoogde trilling.
  27. Trillingsmetingen. Wat/hoe meten? Trillingsmetingen De gegevens die verzameld worden door deze accelerometers worden via wiskundige programma’s (FFT = Fast Fourier Transformation) omgezet zodat men een ‘spectrumanalyse’ krijgt. Deze spectrumanalyses laten ons toe om te achterhalen wat een mogelijke oorzaak is van de verhoogde trilling. 𝑣 = 𝑑𝑠 𝑑𝑡 𝑒𝑛 𝑎 = 𝑑𝑣 𝑑𝑡
  28. Omzetten ‘versnelling’ via FFTSpectrumanalyse Trillingsmetingen Geeft aan per frequentie(=toerental) waar er verhoogde trillingen zijn
  29. Op welke plaatsen meten? Criteria? Trillingsmetingen • Toegankelijkheid • Minimum impact van buitenuit (door het niet correct plaatsen kan je de meting zelf mogelijk beïnvloeden) • Zorgen dat je maximale gevoeligheid bekomt van de meting • Zorg ervoor dat je signaal niet verstoord wordt • Betrouwbaarheid van de meting
  30. Op welke plaatsen meten? Criteria? Trillingsmetingen
  31. Mogelijke oorzaken van fouten: Trillingsmetingen • Onbalans van waaier of schoepenwiel (of vliegwiel) • Machine niet goed uitgelijnd • Machine niet goed vastgeschroefd • (Kogellager)schade • Glijlagerschade • Defecten aan tandwielen • Defecte pompwaaier/copressor schoepen + cavitatie • Resonantie • Gebogen assen, • Elektrische problemen • Defecten aan kettingen/riemen
  32. Trillingsmetingen
  33. Mogelijke oorzaken van fouten: Trillingsmetingen • Onbalans van waaier of schoepenwiel (of vliegwiel) Onbalans in de machine (bvb een pompwaaier die niet uitgebalanceerd is). De spectrumanalyse voor onbalans toont een verhoogde trilling op 1x het nominale toerental. Indien dus een machine op 3000tr/m draait (2 polen, 50Hz), zie je een verhoogde trilling op 50Hz. (zie figuur onderaan Dominante piek bij 1x toerental = 1XRPM Verband tussen snelheid en aantal polen
  34. Mogelijke oorzaken van fouten: Trillingsmetingen • Machine niet goed uitgelijnd Machine niet goed uitgelijnd. Bij een machine die niet goed uitgelijnd is ziet men een verhoogde trilling op 1x, 2x en 3x het nominale toerental (of de frequentie). 2X toerental is hierbij het meest uitgesproken. Voor een 2-polige machine die op 50Hz draait zou je dus op 50Hz, 100Hz en op 150Hz een verhoogde trilling waarnemen Pieken bij 1x, 2X (grootste) en 3x toerental
  35. Mogelijke oorzaken van fouten: Trillingsmetingen • Machine niet goed vastgeschroefd (op fundatieplaat = baseplate) Pieken bij 1x, 2x (grootste)
  36. Mogelijke oorzaken van fouten: Trillingsmetingen • (kogel)lagerschade) Pieken bij 1x, 2x (grootste), 3x, 4x, 5x, 6x ….
  37. Mogelijke oorzaken van fouten: Trillingsmetingen • (glij)lagerschade) Pieken bij 1x, 2x (grootste), 3x, 4x, 5x, 6x ….
  38. Mogelijke oorzaken van fouten: Trillingsmetingen • Defecten aan tandwielen Pieken met daarnaast side-bands
  39. Mogelijke oorzaken van fouten: Trillingsmetingen • Defecte pompwaaiers/compressor schoepen + cavitatie VRF=Vane Passing Frequency – daarna berglandschap
  40. Mogelijke oorzaken van fouten: Trillingsmetingen • Resonantie problemen: resonantie betekent dat de eigen frequentie van de machine zeer dicht in de buurt ligt van de krachten die inwerken op de machine (vb toerental/koppel van de motor die de machine aandrijft). De amplitude van de trillingen kan dan heel snel stijgen en ongekende hoogtes bereiken. Veel hogere trillingen dan andere defecten
  41. Trillingsanalyse
  42. Trillingsanalyse
  43. Trillingsanalyse - accelerometer
  44. Unbalance Misalignment Structural Looseness Bearing Looseness Structural Resonance Sleeve Bearing Looseness/Rubs Gear Problem Misalignment Pump Cavitation FFT Spectrum Plot for some Problems X=RPM=CPM CPM=Cycle per minute=60Hz 1X=1xRPM=1xCPM 2X=2xRPM=2xCPM 3X=3xRPM=3xCPM
  45. Vibration Analysis Unbalance • Amplitude proportional to the amount of unbalance • Vibration high normally in radial direction (may be also in axial direction incase of overhung and flexible rotors ). • 1* RPM vibration is greater than 80% (normally) of the overall reading.
  46. Vibration Analysis Unbalance • Horizontal and vertical 1* RPM amplitude should be nearly same, although it also depends on system rigidity on the particular direction. • Other frequency peaks may be less than 5% of the 1*RPM amplitude • Phase shift of 90 deg. When sensor moves from horizontal to vertical.
  47. UNBALANCE • Operating conditions such as load, flow condition and temperature effect unbalance • Balance under normal operating conditions • Changes in track and pitch angle of fan blades can result in “Aerodynamic Unbalance”
  48. Typical Spectrum For Unbalance
  49. Trillingsanalyse - uitlijningsfouten
  50. MISALIGNMENT • BIGGEST PROBLEM INITIALLY • Operating temperature can affect alignment • Machines aligned cold can go out when warm • Bases or foundations can settle • Grouting can shrink or deteriorate • Increases energy demands
  51. MISALIGNMENT • Forces shared by driver and driven (not localized) • Level of misalignment severity is determined by the machines ability to withstand the misalignment • If coupling is stronger than bearing the bearing can fail with little damage to the coupling
  52. Three Types of Misalignment • Combination (most common) • Angular • Parallel or Offset
  53. General Characteristics Of Misalignment • Radial vibration is highly directional • 1X, 2x, and 3x running speed depending on type and extent of misalignment • Angular 1x rpm axial • Parallel 2x rpm radial (H & V) • Combination 1,2,3x rpm radial and axial
  54. Typical Spectrum for Misalignment
  55. Looseness • Looseness produces 2X RPM Freq.
  56. Vibration Analysis Mechanical Looseness Caused by looseness in bearing housing bolts and cracks in the frame structure. • Radial vibration high • 2* RPM normally dominant. 0.5*, 1* and 3* RPM may also be present • Substantial Phase difference between mating surfaces which have looseness between them
  57. LOOSENESS • Not an exciting force • Allows exciting frequencies already present to exhibit much higher amplitudes • Loss or reduction in normal stiffness • Caused by: • loose mounting bolts • deterioration of grouting • cracked welds
  58. Two Types Of Looseness • Looseness of Rotating Components • Loose Rotors • Bearings Loose on the Shaft or in Housing • Excessive Sleeve Bearing Clearances • Looseness of Support System • Loose Mounting Bolts • Grouting Deterioration • Cracks • Poor Support • Frame Distortion
  59. Looseness Of Rotating System • Rattling condition cause impacts due to excessive clearance in a rolling element or sleeve bearing • Impacts cause multiple running speed harmonics to appear in the spectra • Identified by: • multiple harmonics • unstable phase • highly directional radial vibration
  60. Typical Spectrum for Looseness of Rotating System
  61. Gebogen as
  62. Tandwielen Opgelet: 2 tandwielen die tegen elkaar draaien zullen steeds een piek vertonen op het FFT diagram afhankelijk van de overbrengingsverhouding en snelheid. Hier is niets mis mee! Dit noemt men de GMF
  63. Tandwielen, vb GMF berkening
  64. Tandwielen, sidebands = defect indicator
  65. 0,8 mm De eerste lagerschade dient zich aan met metaalvermoeiing. Er ontstaat een klein golfje voor de kogel, de dBu waarde loopt op. Haarscheurtjes ontstaan in het materiaal onder de geharde laag, de dBu waarde gaat omhoog, < 20% levensduur over. Uitbrokkeling, we zijn in de laatste 5% van het lagerleven, de dBu waarde gaat weer omlaag Ultrasoon conditiemeten
  66. Rapportage & trend
  67. Trilling detectie en opname apparatuur Geluid & Trilling 1th lijn detectie 2de lijn analyse Machine conditie Continue opname systeem 1. Ultrasoon 39-41 Kherz – machine beluisteren 2. Trillingsanalyse – Waar, waarom, wanneer 3. Continue meetsystemen
  68. Beizein, MTD 71
  69. Alle machines hebben te kampen met… 1. Onbalans 2. Uitlijnfouten 3. slijtage 4. Speling 5. Losse voet 6. Elektrische doorslag 7. Tandslijtage
  70. Een aanvulling van: * Ervaring * Zintuigen
  71. Tijdsignaal trilling Alle trillingen worden gezamenlijk opgenomen Uit elkaar getrokken 1/ t Op frequentie geanalyseerd met FFT
  72. Trillinganalyse 1. Bepalen van de toestand van een machine 2. Het tijdig detecteren van een aankomend defect door middel van trend 3. Ondersteuning voor het opzetten van een onderhoud concept 4. Ingebruikname van nieuwe machines, garantie en ontwerpfouten.
  73. Baten 1. 50% reductie van stilstand op machines 2. 11% reductie in vermogen (Kw/hr) 3. 800% machine stamtijd verbetering
  74. Kosten Meet- & analyse kosten 1. Meettijd aan de machine. 4,8 min per lager 2. Aantal meetpunten. 3. Gevonden schades.
  75. Lagertype Toerental Binnenring schade frequentie Kogel frequentie Kooi schade frequentie Buitenringschade frequentie Lager schade berekening
  76. Voordelen 1. Productiviteit verhoging 2. Verlengen van machine levensduur 3. Verwijderen van ontwerpfouten 4. Voorkomen gevolgschade 5. Verminderen ad-hoc reparaties 6. Betere planning in onderhoudsdienst 7. Sluitend budget 8. Gemotiveerd personeel
  77. Opzetten van een conditie meetprogramma 1. Selecteren van relevante machines 2. Selecteren van kritische componenten 3. Inventariseren van constructie gegevens 4. Opstellen van een databestand 5. Nul meting uitvoeren 6. Toets de nulmeting aan de industrie norm 7. Preventieve acties uit de nul meting 8. 1 ste conditie meting 9. Stel meetintervallen vast 10.Meetprogramma
  78. Continue detectie en opname apparatuur 1. Ultrasoon 39-41 Kherz • machine beluisteren 2. Trillingsanalyse • Waar, waarom, wanneer 3. Continue meetsystemen Geluid & Trilling 1th lijn detectie 2de lijn analyse Machine conditie Continue opname systeem
  79. Continue uitlezing & registratie van totale trilling
  80. Persluchtlekkage detectie. Een parabool meting maakt het mogelijk tot 30 m. afstand persluchtlekken te lokaliseren. Mogelijkheden Persluchtlekkage. Lucht flow meting. Vloeistof lekken, hydraulica. Lekkende Ventielen, cilinders. Schakelkast inspectie.(Corona) Een 1 mm gat verliest 0,074 m3/min lucht en gebruikt 6.000 kwh/jaar a € 0,07 420 €/jaar Een 2 mm gat verliest 0,380 m3/min lucht en gebruikt 24.000 kwh/jaar 1680 €/jaar Een 3 mm gat verliest 0,668 m3/min lucht en gebruikt 45.000 kwh/jaar 3150 €/jaar Een 4 mm gat verliest 1,300 m3/min lucht en gebruikt 60.000 kwh/jaar 4200 €/jaar Een 6 mm gat verliest 2,200 m3/min lucht en gebruikt 100.000 kwh/jaar 7000 €/jaar
Publicité