آنچه در این مقاله به آن پرداخته خواهد شد بیان موردی است درباره یاتاقان ژورنال آسیاب گلولهای مواد خام یک کارخانه سیمان که با استفاده از آنالیز روغن عیب آن تشخیص داده شد و رفع گردید.
عیبیابی آسیاب گلولهای با آنالیز روغن بیرینگ ژورنال
آسیاب گلولهای مواد خام مورد استفاده در یک کارخانه سیمان دارای ظرفیتی برابر با ۲۰۰ تن در ساعت میباشد. این آسیاب دارای دو موتور با توان ۲۴۵۵ کیلووات است. قطر آسیاب 6/5 متر و طول آن 45/13 متر است و با سرعت ۱۳ دور در دقیقه دوران میکند. آسیاب مذکور بر روی دو یاتاقان ژورنال قرار گرفته است.
شکل 1: آسیاب گلولهای مواد خام کارخانه سیمان ارومیه
از آنجا که یاتاقانهای ژورنال آسیاب گلولهای همواره تحت تاثیر نیروهای بزرگ دینامیکی قرار دارند و کل وزن آسیاب و مواد داخل آن توسط این یاتاقانها تحمل میشود، اطمینان از کیفیت روغن داخل یاتاقان و سالم بودن اجزای داخلی یاتاقان از جمله بابیتها از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است.
یکی از بهترین روشها برای آگاهی یافتن از وضعیت اجزای داخلی یاتاقان از جمله بابیتها و همچنین اطمینان از کیفیت مناسب روغن داخل یاتاقانهای ژورنال، انجام منظم آنالیز روغن است. روغن یاتاقانهای ژورنال آسیاب گلولهای شرکت سیمان ارومیه هر سه ماه یکبار مورد آنالیز قرار میگیرد. با انجام آنالیز روغن، میزان عناصر فرسایشی داخل روغن، میزان افزودنیها و آلایندههای داخل روغن کاملاً مشخص میشود. نمونهای از نتایج آنالیز روغن مربوط به روغن یاتاقان ژورنال آسیاب گلولهای در حالت نرمال در شکل ۲ قابل مشاهده است.
شکل ۲: نمونهای از نتایج آنالیز روغن یاتاقان ژورنال آسیاب گلولهای در حالت نرمال
با توجه به شکل ۲، آنالیز روغن اطلاعات بسیار ارزشمندی در مورد کیفیت روغن و وضعیت داخل یاتاقان از نظر سایش در اختیار ما قرار میدهد. چنانچه در مشخصات فیزیکی و شیمیایی روغن یا در میزان عناصر فرسایشی و آلایندههای داخل روغن تغییرات چشمگیری رخ دهد نشاندهنده وجود عیب در سیستم است بنابراین آنالیز روغن یکی از روشهای بسیار موثر در پایش وضعیت ماشینآلات به شمار میآید.
آنالیز روغن ماشینآلات مهم خط تولید یک کارخانه سیمان از جمله روغن یاتاقانهای ژورنال آسیاب گلولهای مواد خام هر سه ماه یکبار انجام میشود. در یکی از این دورهها، نتایج آنالیز روغن نشان دهنده افزایش چشمگیر در عناصر فرسایشی نظیر آهن، مس و سرب بود. همچنین میزان آلاینده سیلیس بسیار بالاتر از حد نرمال بود. شکل ۳ نتایج آنالیز روغن مربوط به این دوره را نشان میدهد. این نتایج حاکی از وجود یک عیب در سیستم بود و لزوم بررسی هر چه سریعتر مشکل و شناسایی ریشهای عیب را ایجاب مینمود.
شكل ۳: نتایج آنالیز روغن که حاکی از وجود عیب در سیستم است
با توجه به شکل ۳، میزان عناصر آهن حدود ۴ برابر، آلومینیوم ۷ برابر، مس ۳ برابر و سرب حدود ۵ برابر نسبت به حالت نرمال افزایش یافتهاند. عنصر قلع نیز که در نمونههای قبلی وجود نداشت اکنون به مقدار 3.9ppm در داخل روغن یاتاقان وجود دارد. شکل ۴ ذرات فرسایشی موجود در نمونه روغن را نشان میدهد.
شکل ۴: ذرات فرسایشی موجود در نمونه روغن شامل مس (راست) و آلیاژ آهن (چپ)
وجود عناصر فرسایشی فوق در داخل روغن یاتاقان نشان دهنده سایش شدید اجزای داخلی یاتاقان از جمله بابیتهاست.
شش برابر شدن میزان سیلیس (Si) روغن نشان میدهد که گرد و غبار وارد یاتاقان شده است و از آنجا که سیلیس خاصیت سایندگی دارد، اجزای یاتاقان با نفوذ سیلیس در لابهلای آنها و تحت اثر بارهای بزرگی که به آنها وارد میشود دچار سایش شده و عناصر تشکیل دهنده این اجزا وارد روغن یاتاقان شده است.
پس از انجام بررسیهای دقیق مشخص گردید که سیل رینگ یاتاقان ژورنال دچار خرابی شده است و نمیتواند بطور کامل مانع نفوذ گرد و خاک موجود در قسمت آسیاب مواد خام به داخل یاتاقان شود. با مشخص شدن منشاء عیب، اقدامات اصلاحی در دستور کار واحدهای فنی کارخانه قرار گرفت. پس از اطمینان از سالم بودن و عدم آسیب جدی به اجزای داخلی یاتاقان، سیلرینگ یاتاقان ژورنال اصلاح شد. سپس روغن یاتاقان بطور کامل تخلیه و داخل آن شستشو گردید (flushing).
پس از شارژ روغن نو به میزان ۵۴۰ لیتر به داخل یاتاقان، آسیاب استارت شد و پس از گذشت سه ماه نمونه روغن مورد آنالیز قرار گرفت که حکایت از رفع مشکل و نرمال بودن وضعیت روغن از لحاظ ذرات فرسایشی داخل آن داشت.
شکل ۵ نتایج آنالیز روغن پس از اصلاح سیلرینگ را در مقایسه با نتایج آنالیز روغن مربوط به سیل رینگ معیوب نشان میدهد.
شكل ۵:نتایج آنالیز روغن پس از اصلاح سیلرینگ در مقایسه با حالت سیلرینگ معیوب
با توجه به شکل ۵ پس از اصلاح سیلرینگ معیوب میزان نفوذ گرد و خاک به داخل یاتاقان کمتر شده است بنابراین عامل ایجاد سایش که سیلیس است به یک پنجم کاهش یافته است و به طبع آن عناصر فرسایشی کاهش قابل ملاحظهای پیدا کردهاند. میزان قلع و سرب موجود در روغن نیز که نشانه سایش بابیتها است به صفر رسیده است و وضعیت سیستم دوباره به حالت نرمال بازگشته است. به منظور پایش مداوم وضعیت یاتاقانهای ژورنال، برنامه آنالیز روغن آنها بطور منظم در آینده نیز انجام خواهد شد تا به محض بروز اشکال در سیستم در کمترین زمان و با کمترین هزینه شناسایی و رفع گردد.
استفاده از نتایج آنالیز روغن در یک کارخانه سیمان تاکنون در شناسایی بسیاری از عیوب دیگر نیز اثربخش بوده است که از جمله میتوان به تشخیص نشتی آب سیستم خنککن یاتاقانهای آسیابهای سیمان به داخل یاتاقان، تشخیص نشتی آب به داخل سیستم هیدرولیک آسیاب مواد غلتکی، تشخیص ساییدگی چرخدندههای سیمترو گیر آسیابهای سیمان اشاره کرد.
نتیجه گیری آنالیز روغن بیرینگ ژورنال
استفاده از آنالیز روغن در پایش وضعیت ماشین آلات یکی از بهترین و سریعترین روشها میباشد که با قابلیت اطمینان بسیار بالایی میتواند به عنوان ابزاری برای اطلاع از وضعیت عملکرد ماشینها و تشخیص عیوب آنها در اختیار متخصصین و دستاندرکاران نگهداری و تعمیرات در صنایع مختلف قرار گیرد. با استفاده از این روش، عیبیابی ماشینآلات در کوتاهترین زمان ممکن و در مراحل ابتدایی شروع عیب قابل ردیابی و تشخیص است. در این مقاله با استفاده از تکنیک آنالیز روغن، عیب یاتاقان ژورنال آسیاب گلولهای مواد خام یک کارخانه سیمان که خرابی سیل رینگ آن بود تشخیص داده شد و قبل از آسیب رسیدن به اجزای داخلی یاتاقان با اصلاح سیلرینگ بطور کامل رفع گردید.
منبع: رضا قاسمی آذر ” تشخیص خرابی سیل رینگ یاتاقان ژورنال آسیاب گلولهای مواد خام یک کارخانه سیمان با استفاده از آنالیز روغن” هفتمین کنفرانس تخصصی پایش وضعیت و عیبیابی ماشین آلات ایران، جزیره کیش، دانشگاه صنعتی شریف، پردیس بین الملل ، اسفند ۱۳۹۱
