دیروز (دو شنبه 26 آذرماه 97) سمینار پایش وضعیت (condition monitoring) را در دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی برگزار کردم.

حال هوای دانشگاه بسیار دلنشین بود و علی الخصوص همراهی اساتید محترم و دوست داشتنی دانشگاه جناب آقای دکتر حداد و جناب آقای دکتر همت یار به این فضای علمی و فنی سمینار ارزش بیشتری داده بود.

سرفصل های این سمینار به قرار زیر بود:

• چرا نگهدای از ماشین ها اهمیت دارد؟
• شاخص های ارزیابی نگهدای و تعمیرات ماشین چیست
• Cost of Repairs و Repair cost چه مفهمی دارد؟
• هرکدام از  استراتژی های تعمیراتی Run to failure-Preventive و Predictive در چه مواقعی ارجحیت دارد؟
• در نگهداری پیش‌بینانه چه روش هایی در اولیت قرار دارد؟
• lead time چیست؟
• مهتمرین عوامل ارتعشات ماشین چیست؟
• دو سؤال اساسی در مورد ماشین که توسط پایش وضعیت پاسخ داده میشود.

با توجه  به اهمیت پایش وضعیت در سلامت ماشین تصمیم گرفتم بخش های مهم  از این سمینار را در قالب این گزارش منعکس کرده

تا بخشی از این محتوای آموزشی را با شما همراهان همیشگی وبسایت آموزش نیروگاه اشتراک گذرای نمایم.

پایش وضعیت یا نگهداری پیش‌بینانه

بهره‌برداری و تعمیرات، مهم­ترین نقش را در چرخه عمر سیستم‌های صنعتی ایفا می‌کنند. به لحاظ آماری در طول عمر سی ساله تجهیرات صنعتی، بیست و پنچ سال متعلق به بهره برداری و استفاده از تجهیز بوده و این عدد در مقایسه با زمان پنج ساله ای  که  صرف طراحی، ساخت، نصب و راه ادازی تجهیز می باشد، چشمگیر می باشد. از طرفی در بعضی مواقع از ماشین در نقطه فراتر از شرایط پیشنهادی سازنده ماشین، بهره برداری میشود. به عنوان مثال اکثر اتوموبیل ها برای چهار سرنشین طراحی شده اما خیابان های شهر چیز دیگری را نشان میدهد. همچنین علاقه مندی صاحبان صنایع به افزایش قابلیت اطمینان (Reliability) و تولید مستمر و پایدار (Availability) از یک سو و کاهش خرابی های ناگهانی و برنامه ریزی نشده ماشین (unplanned downtime) از سوی دیگر، لزوم ایجاد برنامه ای مدون با هدف نگهداشت ماشین را نشان میدهد. در سال‌های اخیر، میان روش‌های متفاوت نگهداری و تعمیرات، نگهداری پیش‌بینانه (Predictive maintenance) تجهیزات با استقبال بیشتری روبرو شده است.

پایش وضعیت (Condition Monitoring)، یکی از اجزای اصلی نگهداری پیش‌بینانه می باشد. پایش وضعیت به مجموعه اعمالی گفته می‌شود که با پایش وضعیت ماشین و بررسی تغییرات آن در طول زمان و بر اساس پارامترهایی مانند ارتعاشات، صدا، عملکرد، روانکاری و دما، وضعیت ماشین را تعیین می‌کند. با رشد سریع تکنولوژی پیش‌بینی می‌شود که در آینده‌ای نه‌چندان دور، نگهداری پیش‌بینانه نقش بسیار پررنگی در صنعت داشته باشد.

پایش وضعیت چیست؟

پایش وضعیت روشی است که سلامت دستگاه­ها را بطور مداوم و لحظه­ای توسط حسگرهای مختلف مورد پایش قرار می­دهد تا قبل از اینکه وضعیت دستگاه به حالت بحرانی برسد، اقدامات اصلاحی و پیشگیرانه بر روی آنها صورت گیرد.

پایش وضعیت روشی است مبتنی بر:

1- دریافت نشانه­ها از ماشین      ۲- مقایسه آن با استاندارد

٣- تشخیص خرابی                   ۴- تمرکز فعالیت­ها بر رفع خرایی و کنترل نهایی

فواید استفاده از پایش وضعیت

۱- کاهش هزینه­های نگهداری             ٢- کاهش هزینه­ها و زمان تعمیرات

٣- کاهش زمان توقف دستگاه              ۴- استفاده بهینه از دستگاه

۵- کاهش قطعات یدکی در انبار            ۶- بهبود ایمنی سیستم و پرسنل

۷- افزایش عمر پیش­بینی شده             ۸- کنترل­های مدیریتی

نتایج حاصل از یک تحقیق برای ارزیابی تواناییهای پایش وضعیت

۱- ۵۰ تا ۸۰ درصد کاهش در هزینه­های تعمیرات

۲- ۳۰ درصد کاهش در موجودی انبار قطعات یدکی

۳- ۳۰ درصد افزایش درآمد

۴- ۵۰ تا ۸۰ درصد کاهش در هزینه­های نگهداری

۵- ۲۰ تا ۶۰ درصد افزایش کلی بهره­وری

مهم­ترین روش­های پایش وضعیت

۱- آنالیز روغن                         ۲- آنالیز ارتعاشات

۳- نمایش پارامتر فرآیند             ۴- نمایش التراسونیک

۵- حرارت سنجی                    ۶- بازرسی بصری

۷- آزمایش خواص فیزیکی          ۸- آزمایش خواص شیمیایی

چه ماشین‌هایی به پایش وضعیت نیاز دارند؟

تابه‌حال این سؤال را از کارشناسان پایش وضعیت زیادی شنیده‌ام: چه ماشین‌هایی نیاز به پایش وضعیت دارند؟ در پاسخ بایستی بگویم که در مدارک یک پروژه، مدرکی به نام «ارزیابی تجهیزات بحرانی» (Equipment Critical Rating) وجود دارد. این مدرک وضعیت یک ماشین را در هشت حوزه بررسی می­کند و در هریک از این حوزه‌ها به عملکرد آن نمره­ای بین صفر تا چهار می‌دهد. هشت حوزه مذکور به قرار زیر است:

لازم است این مطب را با یک مثال حقیقی برایتان شرح دهم؛ فرض کنید می‌خواهید بدانید که یک پمپ سانتریفیوژ که در سیستم آتش‌نشانی یک نیروگاه بخار نصب شده است، به ­لحاظ پایش وضعیت از چه درجه اهمیتی برخوردار است. همانطور که پیش­تر نیز بیان شد، می­بایست پمپ را در هشت حوزه مذکور در لیست بالا تحلیل نمایید؛ به‌عنوان‌مثال پمپ آتش‌نشانی از آیتم شماره یک این لیست یعنی ایمنی، نمره چهار را می‌گیرد؛ زیرا همان‌طور­که از نام پمپ هم پیداست، وظیفه آن خاموش ­کردن آتش‌سوزی است و به این لحاظ اهمیت بسزایی دارد؛ با­این­‌حال بدین­ سبب که در روند تولید نیروگاه نقشی ندارد، از آیتم شماره چهار که «اهمیت تجهیز در تولید» است، نمره صفر را می‌گیرد. مجموع نمره‌های پمپ آتش‌نشانی از این هشت سؤال، درجه اهمیت این پمپ به ­لحاظ پایش وضعیت را مشخص می‌کند.

به‌عنوان‌مثال اگر همین پمپ آتش‌نشانی از مجموع هشت حوزه مذکور، امتیاز 30 را به ­دست آورد، در دسته ماشین‌های «حیاتی» (Vital) یعنی دسته یک قرار می‌گیرد. معمولاً ماشین‌های دسته اول، دوم و سوم به پایش وضعیت نیاز دارند. نوع پایش وضعیت و زمان تناوب پایش وضعیت نیز به دسته هر یک از ماشین­ها بستگی دارد. پرواضح است که در دسته اول، سخت‌گیری و حساسیت بیشتری نسبت به دیگر دسته‌ها وجود دارد؛

اگر مدرک  «ارزیابی تجهیزات بحرانی» وجود نداشته باشد، چه باید کرد؟

اما اگر در مدارک نیروگاه یا پتروشیمی یا کارخانه محل کار شما مدرکی به نام «ارزیابی تجهیزات بحرانی» وجود نداشته باشد، چه باید کرد؟ در این شرایط پیشنهاد می‌شود که پایش وضعیت دستگاه‌ها و ماشین­ها را بر­اساس این طبقه‌بندی انجام دهید: مهم‌ترین ماشین‌ها به ­لحاظ پایش وضعیت، آن‌هایی هستند که توقفشان منجر به آسیب­ رسیدن به‌ سلامت انسان‌ها و محیط زیست می‌شود. در مرحله دوم ماشین‌هایی پایش شوند که توقفشان، توقف فرآیند تولید را به همراه دارد؛ به‌عنوان‌مثال توربین در یک نیروگاه در این دسته قرار می‌گیرد. در سطح بعدی سراغ ماشین‌هایی بروید که توقفشان، موجب محدودیت فرآیند تولید می‌شود. در مرحله چهارم پایش وضعیت ماشین‌هایی را انجام دهید که توقفشان، محدودیت فرآیند تولید را به همراه دارد؛ با­این­حال اگر متوقف شوند، در سیستم برای آن­ها رزرو و کمکی (Auxiliary) در نظر گرفته شده است؛ چنانکه به‌محض خاموش­ شدنشان، ماشین رزرو روشن می‌شود. در مرحله آخر ماشین هایی پایش وضعیت میشوند که هزینه تعمیرات بالایی داشته باشد.

اولویت با کدام نوع پایش وضعیت است؟

دومین سؤال مهمی که در اینجا مطرح می­شود این است: ابتدا چه نوع پایش وضعیتی را انجام بدهیم؟ به ­عبارت­دیگر اولویت با کدام نوع پایش وضعیت است؟ در پاسخ به شما باید بگویم که پایش وضعیت در صنایع، به این صورت اولویت‌بندی می‌شود: در مرحله اول باید آنالیز ارتعاشات (Vibration Analysis) ماشین چک شود؛ شما می­توانید به کمک آنالیز ارتعاشات، با کمترین میزان سرمایه‌گذاری به بیشترین میزان سودآوری و عیب‌یابی از تجهیزات برسید. درصورتی‌که مایل باشید سرمایه ­گذاری بیشتری برای این کار در نظر بگیرید، آنالیز روغن (Oil Analysis) را انجام دهید. در مراحل پیشرفته‌تر نیز آنالیز دما (Temperature Analysis)، تحلیل شرایط عملکردی (Performance Analysis) مانند فشار و دبی و درنهایت آنالیز جریان (Current Analysis) را در مورد الکتروموتورها انجام ‌دهید.

مقاله پایش وضعیت روغن توربین چگونه است؟ را از دست ندهید.