Bülten09 dökümanına ulaşmak için lütfen tıklayın
Transkript
Bülten09 dökümanına ulaşmak için lütfen tıklayın
Bakım Mühendisliğinde En Son Teknolojiler : VibraTek İşin Uzmanından! 02/2016 Teknik Bülten 9 KAĞIT FABRİKALARINDA TİTREŞİM İZLEME YÖNTEMİ UYGULAMASI İLE İLGİLİ BİR ÖRNEK1 Gaines Reynolds, Boise Cascade Kağıt Fab, Alabama USA Tony Coley, TIMSCO Danışmanlık, Alabama USA ABD'nin Alabama eyaletinde kurulu bulunan kağıt hamuru ve kağıt üretim fabrikası, Boise Cascade firması tarafından işletilmektedir ve Titreşim Izleme Yöntemi'nin uygulanması ile ilgili olarak iyi bir örnek teşkil etmektedir. Fabrika ortamı olduça aşındırıcı maddelerle doludur. Bütün işletmenin faaliyeti, büyük bir kütle halinde olan kağıt makinasının sağlıklı çalışmasına ve bu makina üzerindeki, oldukça ağır şartlar altında çalışmakta bulunan bazı kritik konumdaki rulmanların durumuna bağlıdır. Bu makalede, fabrikanın ağır çalışma koşulları altında son iki yıldır kullanılmakta olunan Titreşim Izleme Yöntemi'nin kuruluşu ile ilgili açıklamalar ve bu süre içerisindeki, büyük hasarlara neden olabilecek arızalar ile program dışı üretim aksamalarında görülen çok büyük düşüşler hakkında bilgiler yer almaktadır. Özellikle, program dışı üretim aksamasının bir saatlik maliyetinin 33000 USD olduğu gözönüne alınılırsa, bu sistemin getirmiş olduğu kar oldukça fazladır. Kağıt hamuru ve kağıt üretim fabrikasının ortamı, makina sağlığı açısından oldukça çeşitli tehlikelerle doludur. Nem oranı %100'e varan oldukça fazla miktarda buhar mevcuttur. 66 ile 93C'lere varan oldukça yüksek sıcaklıklar vardır. Ortamda, klor v e şap gibi yüksek aşındırma özellikli kimyasal maddeler bulunmaktadır. Bunların yanında birde, yine fabrika ortamı içerisinde havada, keçeleme yolu ile geçirgenlikleri çok iyi bir şekilde önlenmiş bulunan kapalı kısımlar haricindeki yerlerde, filtre edilemeyecek kadar küçük parçacıklar halindeki kağıt tozları da mevcuttur. Işletmenin temeli olan bu makina ,1965 yılında 25 milyon USD'a kurulmasına karşın, bugün için yenilenme maliyeti 250 milyon USD'ı bulmaktadır. Ancak,1920'lerden önce kurulmuş ve halen üretimde bulunan makinalar göz önünde bulundurulunca, kağt endüstrisi standartlarına göre bu makinanın büyükçe bir kısımını orta yaşlı sınıfında değerlendirmek gerekir. Bu orta yaşlı makinanın sağlıklı olarak üretime devam edebilmesi ise artık tamamı ile Titreşim Izleme Yöntemi'nin çok dikkatli bir şekilde uygulanmasına bağlanmıştır. Bu yöntemle, belli peryot aralıklarında, makina üzerindeki bir çok rulmanın durumu, manyetik olarak tutturulmuş akselerometreler ve bir veri toplama ünitesinin yardımı ile izlenmektedir. Daha sonra bu veriler analiz için bir PC'ye aktarılmaktadır. Ancak, makinanın imalatında 200'den fazla rulman kullanılması, hepsinin birden izlenmesini güçleştirmektedir. Makinanın dönen parçalarını uzun, geniş şaseye tutturmak için kullanılan ve şase içerisine yerleştirilmiş rulmanlar, daha çok arızalara neden olmaktadır. Bu rulmanlar daha çok, çalışma koşullarının en ağır olduğu, makinanın arka ve alt kısımlarında yer almaktadır. Bu nedenle makinanın çalıştığı sırada, bu rulmanlara emniyetli bir şekilde ulaşmak imkansız olduğu gibi, makinanın çalışmadığı durumda da bu rulmanlardan titreşim verilerini almak imkansızdır. Şayet, titreşim verilerini kullanmadan, rulman arızalarını önceden tespit edebilecek başka bir yöntem olsaydı, problem daha az kritik olabilirdi. Ancak, gerçekte bu tip yöntemler oldukça zordur. Rulmanlar ortalama 8 yıllık bir ömür biçilerek imal edilmektedir. Fakat, gerçekte çalışma süreleri ortalama 13 ayın biraz üstündedir. Titreşim uzmanları, rulman ömrünü kısaltan en önemli neden olarak, rulmanların merkezden kaçık bir şekilde yerleştirilmesini göstermektedir. Bunun yanı sıra, aşırı yada yetersiz yağlama, rulman üzerinde dengesiz yük 1Bu makale, "Sound and Vibration" dergisinin Şubat 1994 tarihli sayısında yayınlanmış olup VibraTek tarafından Türkçeleştirilmiştir. VibraTek Teknik Bülten 9 dağılımı ile havada bulunan kimyasal maddeler, ısı ve kirlilik gibi çevre koşulları da rulman arızalarına neden olan diğer etkenlerdir. Endüstriyel birçok kişi, rulmanların üçtebirinin yerine takılması sırasında zarar gördüğünü tahmin etmektedir. Işletme, hayati derecede önem taşıyan bu rulmanların bir izleme sistemi ile takibe alınmasına karar verdikten sonra, Titreşim Izleme Yöntemi'ni, daha önceleri çelik, şeker ve yarı-iletken mamuller üretim tesislerinde uygulamış ve bu konuda uzmanlaşmış mühendislik hizmetleri veren Timsco firması ile temasa geçmiştir. Firma tarafından görevlendirilen üç uzman, ilk aşamada beş gün içerisinde 149 adet akselerometreyi yerleştirerek, krıtik konumdaki rulmanların izlenilmesini başlatmıştır. Oldukça dar ve kirli ortamlarda çalışma yapmak zorunda kalmak, karşılaştıkları en önemli problemlerdi. Bu ilk çalışmadan sonra, alt kayış makaralarındaki rulmanlara 54 adet ve kanatlara 12 adet akselerometre yerleştirilmiştir. Sistemin bu şekilde kademeli olarak kurulması, toplam maliyet açısından da fayda sağlamış oldu. Firma tarafından uygulanan yöntemde: Akselerometrelerin monte edilebilmesi için öncelikle rulmanların oturduğu gövdeler üzerinde düz yuvalar açıldı. Bu yuvalar içerisine çok güçlü yapıştırıcılar yardımı ile üzerinde saplamalar bulunan ve paslanmaz çelikten imal edilmiş takozlar yapıştırıldı. Akselerometreler, bu saplamalar üzerine vidalandı. Daha sonra, akselerometrelerden uzatılan kablolar, makinanın çalışan ekipmanlarından korunma sağlamak amacı ile makinanın yağlama hatları boyunca, sıkıca sarılmak sureti ile döşendi. Fiberglas'la güçlendirilmiş polikarbon malzemeden ve fabrika şartları göz önüne alınarak özel olarak imal edilmiş olan bir kutuya kadar, 4.5-6 m uzunlukta kablolar çekildi. Kablolar buradan da, üzerinde düğmeler bulunan ve su geçirmeyecek şekilde imal edilmiş veri toplama ünitelerine uzatıldı. Böylelikle, her bir akselerometrenin toplam ortalama uzunluğu 60 m'yi buldu. Bu veri toplama ünitelerine toplanan veriler ise daha sonra analiz ve zaman içindeki eğilimini tespit için bir PC'ye aktarılmaktadır. Bu sistemde kullanılan akselerometreler, bağlantılar, kablolar ve bağlantı üniteleri Wilcoxon2 firması tarafından üretilmiştir. Projenin en önemli noktasını akselerometrelerin seçimi teşkil etti. Timsco firmasının Wilcoxon ürünlerini seçmesinin nedeni ise, bu firmanın ürünlerini çok çeşitli koşullara uygunluk sağlayacak şekilde tekrar veya yeniden imal edebilmesidir. Örneğin, Wilcoxon firması, yüksek aşındırmaya dayanabilecek kabloların neopren ile yalıtılmış olanlardan daha çok Teflon yalıtımlılar olduğunu tespit edince, bu kağıt fabrikasında teflon yalıtımlı kablolar kullanılmıştır. Önceleri, birleşme yerlerinde kirlenmeler göz önüne alınarak plastık dökme bağlantılı akselerometreler kullanılmasına karşın, bir rulmanın arıza sonucu değişmesi gerekince, kablo sistemininde değişmesi gerektiği kaçınılmazdı. Bunun üzerine firma, üzerinde kilitleyici segmanlar bulunan ve su geçirmeyecek şekilde imal edilmiş konnektörleri devreye soktu. Bu da, hem yüksek basınçlı su hortumlarından gelen basınçlı su nedeni ile kablo bağlantılarının ayrılmasının engellenmesine ve hem de gerektiğinde kolaylıkla kabloların sökülebilmesine olanak sağlamıştır. Bu sistemde Wilcoxon firması tarafından üretilen 793 serisi akselerometrelerin kullanılması ile oldukça hassas ölçümler yapılmış ve rulmanlardaki boşluklar, merkezden kaçıklıklar, deformasyon gibi arızalar son derece net bir şekilde tespit edilebilmiştir. Iki yıldır kullanılmakta olan bu akselerometrelerde hiçbir yapısal arıza ile karşılaşılmamıştır. Arızalar ya yangın nedeni ile, ya da fabrikadaki personel tarafından makinanın bakımı esnasında kaza ile üstlerine basılıp kırılması sonucu oluşmuştur. 793 serisi akselerometrelerin sağladığı veriler, bir bilgisayarlı veri toplayıcıya yüklenmekte ve analiz için FFT diagramlarına çevrilmektedir. Oldukça geliştirilmiş bir pograma sahip olan bu bilgisayar, günlük analizler yapmasının yanı sıra, verileri hafızasında depolayarak zamana bağlı eğilimleri de gösterebilmektedir. Sisteme üç adet bilgisayar bağlanarak, aynı anda üç uzmanın çalışabilmesi de sağlanmıştır. 2Wilcoxon firması Türkiye'de VibraTek Ltd Şti tarafından temsil edilmektedir. VibraTek Ltd Şti Dr Rüştü Nuran Sokak 16/3 Tel: 216 447 1437 Fax: 216 447 1437 http://www.vibratek.com.tr e/p: vibratek@vibratek.com.tr 2 VibraTek Teknik Bülten 9 Sistem, çalışmaya başlamasından hemen iki ay sonra meydana gelebilecek 300.000USD'lık bir arızayı önceden tesbit ederek önemini ispatlamıştır. Sistem bunun yanında periyodik bakımlar sırasında değişmesi gereken rulmanları, bakımı çok zor noktalarda yer alan rulmanların durumunuda tespit ederek, işçilik sürelerinden tasarrufu sağlamakta ve makinanın güvenirliliğini de artırmaktadır. Boise Cascade firması, Titreşim Izleme Yöntemi'nin başarıya ulaşması ile birlikte, artık fabrikanın üretimini artırmayı planlamaktadır. Kağıt endüstrisindeki fabrikalardan beklenen, kurulduğu ilk günkü gibi, hatta üstündeki bir kapasite ile çalışmalarıdır. Bu sistemi kullanmaya başladığından beri Boise Cascade'nin üretim kapasitesi 600 m/dak'ya ulaşmıştır, bunun da 750 m/dak'ya çıkartılması planlanmaktadır. Önleyici Bakım Sistemi sayesinde, bu % 25'lik artışdan makina kapsamının nasıl etkileneceği konusunda oldukça değerli bilgiler elde edilecektir. Firma, bunun yanı sıra Titreşim Izleme Sistemi uygulamasını en üst düzeye getirme çalışmaları da yapmaktadır. Buna göre, veri toplama kutularına yapılacak bir takım ilaveler ile, makina üzerinde takibe alınan bütün noktaların sürekli olarak ve yalnızca tek bir operatör tarafından izlenmesi sağlayacak bir sistem geliştirilmeye çalışılmaktadır. Not: VibraTek, Bakım Mühendislerini ilgilendiren tüm çağdaş teknolojilerin yanısıra, titreşim mühendisliği konusunda da danışmanlık, eğitim ve ekipman sağlayan uzman bir kuruluştur. ©2016 Bu yazının her hakkı saklıdır. Sadece, yazının başlığı ve yazarı referans verilerek alıntı yapılabilir. Aksine davranış, hukuki sorumluluk getirir. VibraTek Ltd Şti Dr Rüştü Nuran Sokak 16/3 Tel: 216 447 1437 Fax: 216 447 1437 http://www.vibratek.com.tr e/p: vibratek@vibratek.com.tr 3