جلوگیری از خرابی زود هنگام به کمک شنیدن صدای التراسونیک موتور

شرح فرآیند تولید آهن اسفنجی

پروسه تولید آهن اسفنجی(DRI) در کارخانه احیاء مستقیم بدین صورت است که گندله از طریق نوار نقاله پس از اسکرین شدن و دانه بندی مناسب وارد کوره احیاء مستقیم شده و گاز احیایی(ترکیب CO+H2) با دمای تقریبی 840 درجه سانتی گراد وارد کوره شده و باعث تغییر شرایط شیمیایی گندله شده و در نهایت به آهن اسفنجی تبدیل می شود. گاز احیایی تولید شده توسط کمپرسورهای پروسس به رکوپراتور منتقل گردیده و پس از اختلاط با گاز طبیعی(متان) و برخورد با کاتالیست ها، شکسته شده و به گاز احیایی تبدیل می شود.

جهت خنک کاری آهن اسفنجی تولید شده از کمپرسور کولینگ و جهت سیل نمودن سیستم از کمپرسور سیل گاز استفاده می شود. همچنین برای خنک کاری و تمیز نمودن گاز ها از آب استفاده می شود. قلب تپنده سیستم آبرسانی کارخانه(WTP) که از مهمترین واحدها بوده، پمپ های آب ماشینری می باشند. این پمپ ها وظیفه آب رسانی به قسمت های مختلف و کلیدی کارخانه از جمله لوب کمپرسورهای پروسس، کلیه مبدل های حرارتی مربوط به کمپرسور ها، فن ها، گیربکس ها و روغن های هیدرولیک را دارند[1].

کمپرسور های پروسس در کارخانه احیاء مستقیم وظیفه تامین فلو و فشار مورد نیاز جهت تامین گاز های احیایی را دارند. افزایش ارتعاش در بیرینگ الکتروموتور کمپرسور پروسس 48A علاوه بر هزینه تعویض بیرینگ باعث توقف کمپرسور های پروسس شده که در نتیجه توقف تولید می گردد. مجموعه کمپرسور مورد نظر شامل الکتروموتور، گیربکس و کمپرسور می باشد که شکل شماره 1 موقعیت تجهیز مورد نظر در کارخانه احیاء مستقیم بوده و جدول شماره 1 مشخصات آن را بیان می کند.

شکل 1: موقعیت کمپرسور

جدول1: مشخصات فنی

استاندارد مورد استفاده 

در این تحقیق از استاندارد ISO 10816-3 ]2[ جهت شناسایی محدوده مجاز ارتعاشات استفاده شده است. با توجه به اینکه توان این موتور بالاتر از 300 کیلووات و کمتر از 50 مگاوات بوده، محدوده مجاز ارتعاشات طبق استاندارد فوق در جدول شماره 2 آمده است.

جدول2: محدوده مجاز ارتعاشات مطابق استاندارد ISO 10816-3

شرح عیب

تکنیک های پایش وضعیت می تواند کمک بسیار زیادی به عیب یابی مجموعه های صنعتی جهت جلوگیری از توقفات ناگهانی سیستم انجام دهد که در این میان، واحد بازرسی فنی با توجه به ماهیت کار خود در ابتدا دیتابرداری ارتعاشی و صدای التراسونیک موتور از نقاط و جهت های مختلف(سه جهت عمودی، افقی و محوری) تجهیز طبق شکل شماتیک شماره 4 انجام داد.

شکل 4: نقاط دیتابرداری

تحلیل داده های ارتعاشی و صدای التراسونیک موتور از طریق مختلف انجام می پذیرد که بهترین و موثرترین راه اطلاعات سازنده دستگاه می باشد و اگر سازنده اطلاعاتی در این خصوص ارائه نداده باشد از استاندارد های موجود میتوان بهره برد، از دیگر راه ها میتوان به مقایسه داده ها با سابقه تجهیز و همچنین تجهیزات مشابه نیز اشاره نمود.

پس از انجام دیتابرداری با توجه به نقاط شرح داده شده در تصویر بالا، مقایسه میزان Overall ACC ارتعاشات این تجهیز با سابقه قبلی و ترند ارتعاشات مشخص گردید که ارتعاشات فرکانس بالا در این تجهیز به شدت صعودی شده است اشکال 5 و 6 طیف های ارتعاشی و ترند ارتعاشات فرکانس بالا را در تجهیز نشان می دهد.

شکل 5: طیف ارتعاشات

شکل 6: ترند ارتعاشات

همانگونه که در شکل شماره 5 مشاهده می شود ارتعاشات فرکانس پایین آن تغییر زیادی نداشته اند و فقط ارتعاشات فرکانس بالا که میتواند عیوبی همانند شروع خرابی یا عدم روانکاری مناسب بیرینگ، وجود ضربه و … را در برداشته باشد رشد زیادی داشته است. سپس با استفاده از دستگاه صدای آلتراسونیک دیتابرداری از صدای التراسونیک موتور انجام شد و مشخص گردید که میزان Pake to  Pake این تجهیز به شدت زیاد شده و همچنین خشک کار کردن این تجهیز طبق صدای التراسونیک شنیده شده از موتور محرز بود، شکل شماره 7 طیف تایم سیگنال صدای التراسونیک موتور هنگام خشک کارکردن را نشان می دهد. این موضوع جهت انجام روانکاری به واحد نت اطلاع رسانی گردید. سپس طی یک مرحله گریسکاری و گذشت یک روز از زمان تزریق گریس مجدداٌ دیتابرداری انجام و مشاهده گردید که میزان شتاب و P_P صدای التراسونیک موتور نیز تغییری نداشت. [3-5]این موضوع به واحد نت دوباره ارجاع گردید که طبق اعلام آن واحد روانکاری مجدد صورت گرفته است و نتیجتاً روز بعد دیتابرداری انجام گردیدکه مجددا مشاهده شد، ارتعاشات فرکانس بالا رشد بیشتری داشته شده است. این روال چند روز ادامه داشت.

شکل 7: طیف صدای آلتراسونیک هنگام خشک کار کردن بیرینگ

علمیات انجام شده

با استفاده از راهکار شنیدن صدای التراسونیک موتور از طریق استفاده از هدفون دستگاه صدای آلتراسونیک در هنگام روانکاری مشخص گردید که میزان گریس تزریقی طبق برنامه به بیرینگ ها نمی رسد و می بایست گریس بیشتری تزریق شود تا صدای التراسونیک موتور تغییر کند. در این هنگام نزدیک به 60 گرم گریس تزریق شد تا صدای التراسونیک موتور تغییر کرد، شکل شماره 8 طیف تایم سیگنال صدای التراسونیک موتور پس از انجام روانکاری را نشان می دهد. همچنین طبق شکل 6 که ترند ارتعاشات در این تجهیز را نشان می دهد ارتعاشات فرکانس بالا نزولی شد. سپس در روز بعد دیتابرداری انجام شد همانگونه که مشاهده می شود همچنان ارتعاشات فرکانس بالا نزولی بوده و پس از تزریق گریس مجدد در روز سوم با استفاده از دستگاه صدای آلتراسونیک ارتعاشات فرکانس بالا به حالت قبل برگشت و این تجهیز به صورت عادی به کار خود ادامه داد. همچنین این اقدام ما را برآن داشت که از گریس مورد استفاده آنالیز انجام شود. پس از انجام نمونه برداری نتایج گریس به شرح زیر مشخص و در شکل های 9 و 10 به صورت تفکیک شده کاتالوگ گریس و نتیجه آنالیز آورده شده است.

شکل 8: طیف صدای آلتراسونیک پس از انجام روانکاری

شکل 9: آنالیز گریس استفاده شده

شکل 10: دیتاشیت سازنده گریس

همانگونه مشاهده می کنید و با توجه به نتایج آزمایش های انجام شده درجه NLGI گریس و میزان نفوذپذیری با مشخصات اعلامی توسط تولید کننده مطابقت نمی کند. بنابراین استفاده از این گریس به هیچ عنوان توصیه نمی گردد. که این موضوع به اطلاع بهره بردار رسید.

شایان ذکر است با استفاده از تحلیل صدای التراسونیک موتور از خرابی بیرینگ های این الکتروموتور و سایر تجهیزات مشابه جلوگیری به عمل آمد که در این میان مقدار زیادی در هزینه های شرکت صرفه جویی شد که در جدول شماره 3 ریز هزینه های صرفه جویی انجام شده به صورت تقریبی بیان می شود.

جدول3: سودآوری شرکت از اقدام انجام شده(مبالغ به ریال)

بنابراین با استفاده از یک راه کار مناسب می توان نگهداری بهتری از تجهیزات انجام داد و همچنین به نسبت قابل توجهی در هزینه ها و سودآوری شرکت نیز کمک به سزایی انجام داد.

نتیجه گیری

با توجه به اینکه در حال حاضر کشور ما مورد تحریم قرار گرفته و ورود روانکار مناسب جهت مصارف صنعتی از برند های معروف بسیار کم شده است، پیشنهاد میگردد شرکت ها با تشکیل کمیته های روانکار نسبت به معادیابی روانکار ها با روانکار داخلی و همچنین از شرکت های دانش بنیان جهت تولید این محصولات استفاده گردد تا موارد این چنینی در تولید محصولات کمتر شود. همچنین با توجه به اینکه میتواند روانکاری تجهیزات را با استفاده از دستگاه های صدای التراسونیک چک نمود حتی الامکان از این دستگاه ها برای انجام و چک روانکاری استفاده شود.

مراجع و منابع

[1] K. AL-Atawi & M.Almuuhha, Process Manual, AL-Tuwairqi Group.

[2] ISO 10816-3

[3] P. Girdhar, 2004, Practical Machinery Vibration Analysis and Predictive Maintenance, Oxford, Elsevier.

[4] R. K. Mobley, 1999, Vibration Fundamentals,  United States of America, Elsevier.

[5] A. G. Piersol and T. L. Paez, 2010, Harris shock And Vibration Handbook,  United States of America, McGraw-Hill

[6] Lotfi Zadeh, Fuzzy Sets, Information and Control, p338, 1965.

برای دانلود فایل اصلی مقاله اینجا کلیک کنید

.ultrasonic-predictive-maintenance