www.atdsr.sk
SPRAVODAJ
ATD SR 1, 2 / 2010
OBSAH
slovo prezidenta asociácie technických
diagnostikov slovenskej republiky
Dr.h.c.mult. prof. Ing. Juraj Sinay, DrSc.
2
ak sa chce zbierať úroda, musí sa vynaložiť veľa úsilia
Ing. Viera Peťková, PhD.
3
bezpečnosť a údržba – kampaň eú, dobrá prax
Ing. Laurencia Jančurová Šéfredaktor:
Dr.h.c.mult. prof. Ing. Juraj Sinay, DrSc.
Hlavný redaktor:
prof. Ing. Hana Pačaiová, PhD.
Redakčná rada:
Dr. H.c mult. Prof. Ing. Juraj Sinay, DrSc.
doc. Ing. František Helebrant, CSc.
prof. Ing. Jozef Balla, CSc.
Ing. Viera Peťková, PhD.
prof. Ing. Hana Pačaiová, PhD.
doc. Ing. Juraj Grenčík, PhD.
RNDr. Ondrej Valent, CSc.
Ing. Peter Tirinda, CSc.
Ing. Jiří Svoboda
Ing. Milan Baranec
4
čo prináša revízia terminológie údržby?
doc. Ing. Juraj Grenčík, PhD.
využití bezkontaktního měření teplot v technické
diagnostice pásových dopravníků
Ing. Vlastimil Moni
doc. Ing. František Helebrant, CSc. 8
bezpečnosť a ochrana zdravia aj pri práci
v diagnostike
Ing. Viera Peťková, PhD.
RNDr. Ondrej Valent, CSc.
informačný obsah stacionarity signálu
Asociácia technických diagnostikov
Slovenskej republiky
Technická univerzita v Košiciach
Strojnícka fakulta
Katedra bezpečnosti a kvality produkcie
Letná 9, 042 00 Košice, tel. č.: 0918 386 051
využitie vybraných vibrodiagnostických metód
v monitoringu prevádzkových charakteristík
strojových zariadení
Grafická úprava:
Mgr. art. Linda Marenčíková
Vladislav Marek
Ing. Ladislav Hrabec, Ph.D.
Tlač:
Hi-Reklama, spol. s r. o.
Komenského 11A, 040 01 Košice
www.hi-reklama.sk
Vydavateľ:
Rozširuje:
12
revoluce v moderní údržbě
Dr. H.c mult. Prof. Ing. Juraj Sinay, DrSc.
prof. Ing. Václav Legát, DrSc.
prof. Ing. Jozef Balla, CSc.
prof. Ing. Aurel Sloboda, PhD.
prof. Ing. Hana Pačaiová, PhD.
doc. Ing. Juraj Grenčík, PhD.
doc. Ing. Vladimír Stuchlý, CSc.
Ing. Viera Peťková, PhD.
Ing. Ján Puškáš
Ing. Radovan Hudák, PhD.
Ing. Peter Tirinda, PhD.
Recenzenti:
5
Ing. Tomáš Stejskal, PhD.
14
18
personálna a technická bezpečnosť
Ing. Roman Richter, PhD.
20
použitie rastlinných olejov v elektrotechnickej praxi
prof. Ing. Iraida Kolcunová, PhD.
Ing. Martin Marci
Ing. Lýdia Dedinská
Ing. Ľudovít Csányi
prof. Ing. Stanislav Fabian, CSc.
RNDr. Tibor Krenický, PhD.
28
32
prodloužené výměny olejů osobních automobilů
35
tribologická diagnostika prevodovkového oleja
Ing. Jana Hrabkovská
prof. Ing. Aurel Sloboda
Ing. Jana Hrabkovská
sekretariát ATD SR
38
údržba a jej vplyv na bezpečnosť jadrových
elektrární
Objednávky časopisu a inzercie prijíma vydavateľ. Za pôvodnosť,
vecnú správnosť alebo záväzky ručia autori príspevkov.
Plánovaná expedícia – október 2010
Evidenčné číslo časopisu: 19/08
Ing. Ján Puškáš
Ing. Rudolf Hrivík
41
tribotechnická diagnostika olejov
Ing. Milena Kureková
RNDr. Radoslava Paulenková
ISSN 1337-8552
1
43
SPRAVODAJ ATD SR 1, 2 / 2010
slovo prezidenta asociácie technických
diagnostikov slovenskej republiky
Vážené dámy a páni,
nechať certifikovať aj v rámci nášho COP-u a
stretávajme sa aj v budúcnosti na odborných
akciách organizovaných Asociáciou technických diagnostikov v Slovenskej republike ale
aj našimi partnermi v Českej republike alebo
partnermi z aktívnej priemyselnej praxe.
číslo „13“ je v predstavách väčšiny občanov Slovenskej republiky spájané s niečom,
čo sa nemusí podariť alebo môže priniesť
neúspech, jednoducho povedané je považované za „nešťastné“ číslo. Nemusí to ale
platiť vždy a my, v rámci Asociácie technických diagnostikov Slovenskej republiky,
sme o tom presvedčený, že naša 13. konferencia DIS 2010 (Diagnostika strojov)bude
úspešná. Dôvodov na to by som mohol uviesť
viac, ale čo považujem za dôležité pri tejto
príležitosti uviesť, je úspešná tradícia tohto
vedecko-technického podujatie v rámci
odbornej komunity technických diagnostikov. Je to už história, ktorá dokazuje, že
komunita diagnostikov má záujem o výmenu
poznatkov, vzájomné stretávania sa a
odbornú ale aj priateľskú komunikáciu. Som
rád, že Vás v mene organizátorov, predovšetkým Asociácie technických diagnostikov Slovenskej republiky ako aj pracovníkov Katedry bezpečnosti a kvality produkcie,
Strojníckej fakulty Technickej univerzity v Košiciach, môžem na
našej konferencii DIS 2010 v nových priestoroch hotela Yasmín
srdečne privítať. Dovoľte mi v tejto súvislosti vysloviť presvedčenie, že Asociácia technických diagnostikov Slovenskej republiky je už tradične vhodnou platformou pre integráciu všetkých
odborníkov v oblasti technickej diagnostiky s cieľom akcelerovať
jej uplatnenie v podmienkach podnikov Slovenskej republiky pri
aktívnej spolupráci s partnerskými organizáciami v zahraničí ako
aj firmami, ktoré sa zaoberajú výrobou a predajom diagnostických prístrojov a kompletných diagnostických reťazcov.
Teším na spoluprácu s Vami všetkými!
Už sme si zvykli na to, že hlavnou náplňou činnosti Asociácie
technických diagnostikov Slovenskej republiky – ATD SR je predovšetkým neustála propagácia a popularizácia technickej diagnostiky. Je to v kontexte jej súčasti v rámci moderných metód
údržby na základe najnovších poznatkov vedy a techniky práve
v tejto oblasti. Počas konferencie sa vytvára odborná platforma
pre výmenu skúsenosti a to tak v oblasti jej reálnej aplikácie, ako
aj v oblasti teoretických princípov jednotlivých druhov diagnostických metód pre všetkých odborníkov, pre ktorých sa technická
diagnostika stala záľubou a povolaním. Jednou z významných
aktivít ADT SR je v súčasnosti realizovanie systému certifikácie
odborného personálu – COP, ktorý bude aj v budúcnosti niesť jej
rukopis. Sme radi, že už máme veľkú skupinu úspešných držiteľov tohto certifikátu a veríme, že to bude aj motivácia pre ďalších
odborníkov z priemyslu. Veľmi ma teší, že práve pred niekoľkými
dňami sme certifikovali prvých dvoch odborníkov v oblasti tribológie, o ktorú sme rozšírili portfólio našich certifikačných aktivít
ako naplňovanie dohody medzi ATD a Tribologickou spoločnosťou SR, ktorú sme podpísali v minulom roku.
Práve v tejto súvislosti sa obraciam na Vás všetkých s výzvou, aby
ste pokračovali v systéme svojho ďalšieho vzdelávania v súlade
s trendmi v priemyselne rozvinutých krajinách. Môžeme mať
lepší pocit ako keď pomocou diagnostických metód vieme povedať užívateľovi strojného zariadenia, aby konal, lebo za istý čas
mu zariadenie môže havarovať a spôsobiť nehodu, poruchu a tým
odstavenie zariadenia. Skúsme sa neustále vzdelávať, nebojme sa
Dr.h.c.mult. prof. Ing. Juraj Sinay, DrSc
prezident ATD SR
2
www.atdsr.sk
ak sa chce zbierať úroda,
musí sa vynaložiť veľa úsilia
Slovenskou národnou akreditačnou službou v súlade s medzinárodným štandardom
ISO/IEC 17024:2003 – Posudzovanie zhody,
zavedená v STN EN ISO/IEC 17024:2004
Dôvera v príslušnú certifikačnú schému sa
dosiahne všeobecne prijatým procesom
posudzo-vania. Nasleduje dohľad a periodicky sa opakované posúdenia spôsobilosti
certifikovaných osôb.
Vývoj nových certifikačných schém osôb, ako
ohlas na rastúcu rýchlosť technických inovácií
a narastajúcu špecializáciu personálu môže
nahradiť variabilitu vo výchove a výcviku a
tak pomôcť trhu práce.
Certifikačný orgán pre certifikáciu personálu v technickej diagnostiky (COP TD) je
zriadený pri ATD SR. Pri koncipovaní COP TD
prijal zásadu postupného rozbiehania jeho
činnosti v jednotlivých odvetviach technickej
diagnostiky, v závislosti od reálnych materiálnych, finančných a personálnych možností.
Dnes úspešne vykonáva certifikáciu osôb v oblasti vibrodiagnostiky, infračervenej diagnostiky a v súčasnosti sa završuje akreditačné konanie v oblasti tribotechnickej diagnostiky.
Posledný rok bol v znamení certifikácie osôb v IČ technike a tribotechnike. Dnes sa môžeme hrdiť takmer šesťdesiatkou certifikovaných osôb v oblasti technickej diagnostiky a ešte do konca roka sa
uskutoční certifikácia približne ďalších desať ľudí.
Pre ďalšie obdobie COP TD pripravuje akreditáciu aj pre ďalšie
oblasti bezprostredne súvisiace s technickou diagnostikou.
Motto: „Človek pozná sám seba, keď zápasí
s prekážkami.“ A. de Saint-Exupéry
Zákon prírody je jasný. Ak chceme zbierať úrodu, plodiny musíme najskôr zasiať,
zalievať, hnojiť a okopávať. Inak to nie je ani
v technických vedách. Aj v technike treba
vynaložiť veľa úsilia, aby sa dosiahol požadovaný výsledok. Nedodržanie postupov môže
mať rôzne dôsledky.
Tisíce vedcov hľadá spôsob znižovania nákladov pre získanie vyšších ziskov. Preto nie je
žiadnym prekvapením, že spoločenská organizácia, ktorou je Asociácia technických diagnostikov v Slovenskej republike (ATD SR),
združujúca odborníkov z výrobných organizácií, školstva, vedy a pod., sa vyvinula práve
z tejto pôdy.
Systém kvality, je dynamický, dlhodobý, nikdy
nekončiaci sa proces. Jeho podstata spočíva
v činnosti všetkých pracovníkov na rôznych stupňoch riadenia.
Certifikát kvality by mal poukazovať na splnenie požiadaviek
kladených na systém manažérstva kvality, a to nielen prostredníctvom kvality produktov, ale aj celkovým nárastom efektivity
práce organizácie. Súčasťou kvalitnej organizácie práce je kvalita
personálu. Jedným zo spôsobov potvrdenia odbornosti je doklad
z certifikácie personálu v oblasti technickej diagnostiky.
Pre človeka, ktorý je zodpovedný za údržbu strojov predstavuje
špičková technika ohromné výhody – ovplyvňuje ekonomiku, produktivitu, kvalitu a bezpečnosť práce – a to je v dnešnej dobe vysokej konkurencie na priemyselnom trhu skutočne kľúčové. Systém
dia-gnostickej údržby je prvý, ktorý rešpektuje skutočný technický
stav objektivizovaný metódami technickej diagnostiky.
Technická diagnostika – zabezpečuje predĺženie aktívnej časti
technického života stroja, zvýšenie účinnosti a zníženie nákladov
na jeho prevádzku a údržbu.
Metódy technickej diagnostiky zamerané na proaktívnu spoľahlivostnú údržbu sú najvyšším stupňom , ktoré sa sústreďujú na príčiny a nie na symtómy opotrebenia.
V súčasnej dobe existuje niekoľko diagnostických metód, ktoré
prispievajú k eliminovaniu strát. Výber spôsobu a metódy merania závisí od druhu meraného zariadenia. Monitorovanie stavu a
diagnostika strojov sú integrálne súčasti efektívneho programu
údržby, stále viac sa presadzujúce vo všetkých moderných technológiách.
Medzi cieľmi, ktoré si pre svoju činnosť vytýčila ATD SR už pri
svojom vzniku v roku 1995, bolo zorganizovanie resp. iniciovanie
vzniku uceleného systému vzdelávania a ove-rovania spôsobilosti
pracovníkov v oblasti technickej diagnostiky. S týmto námetom
vystúpili najmä pracovníci, ktorí svojim profesijným zameraním
prichádzali do styku s veľkými zložitými strojmi a zariadeniami.
K tomu bolo potrebné zabezpečiť zodpovedajúci kvalifikovaný
personál so systematickým zvyšovaním jeho kvalifikácie v certifikačnom systéme.
Certifikácia osôb je jedným z prostriedkov poskytovania záruky,
že certifikovaná osoba spĺňa požiadavky kvalifikovanosti, odbornosti a spoľahlivosti informácií o danom zariadení. Certifikácia
je nezávislé, nestranné, odborné posúdenie znakov či vlastností
definovaných v deklarovaných predpisoch. Certifikáciu vykonáva certifikačný orgán akreditovaný orgánom posudzovania
záver
Sila vedomostného inžinierstva je veľká. Formálne vzdelávanie
bude ustupovať celoživotnému integrovanému vzdelávaniu. Pri
firemnom vzdelávaní sa kladie dôraz na efektívnosť, zodpovednosť
a prepojenie so stratégiou celej organizácie. Tak ako vývoj údržby
hmotného majetku, tak i vzdelávací proces je sústavný, nikdy sa
nekončiaci dynamický proces, ktorý vždy zhodnocuje existujúci
systém a pokračuje nastavením ďalšieho rozvoja.
Diagnostika nie je len technika. Je to aj o ľuďoch. Zmena prístupu
diagnostiky k údržbe a naopak je vecou zmeny kultúry a ľudí pracujúci v nej. Práve v tom sú ešte veľké rezervy, ktoré môžu prispieť ku
zvýšeniu ziskov v organizáciách a vyššej konkurencieschopnosti.
Význam technickej diagnostiky pre vedenie podniku je veľký.
Kvalita a bezpečnosť je funkciou času, doby prevádzky, intenzity
pôsobenia vonkajších vplyvov a pod.
Všetkým účastníkom XIII. Ročníka medzinárodnej vedeckej konferencie DIS 2010 Teória a aplikácia metód technickej diagnostiky,
prajem bohatý program a príjemný čas prežitý v kruhu diagnostikov.
Ing. Viera Peťková, PhD.
vedúca Certifikačného orgánu personálu v TD, SR
Asociácia technických diagnostikov SR
3
SPRAVODAJ ATD SR 1, 2 / 2010
Laurencia Jančurová
bezpečnosť a údržba – kampaň eú, dobrá prax
Partnerstvo prinesie vašej organizácii viacero výhod, ktorými napr. sú:
• uverejnenie vo vyhradenej sekcii webovej stránky kampane,
s výrazným vyobrazením vášho loga a kontaktných údajov, uvedením podrobných údajov o činnostiach, ktorými sa zaoberáte,
a s odkazom na vaše webové stránky,
• uverejnenie podujatí, ktoré ste organizovali v „Kalendári podujatí kampane“;
• uverejnenie vedúcej osobnosti vašej organizácie, ktorá môže
byť uvedená na webovej stránke kampane aj s fotografiou;
• príležitosť propagovať on-line súvisiace tlačové správy,
správy a činnosti, jednak v sekcii správ webovej stránky kampane Zdravé pracoviská, jednak cez naše elektronický bulletin
OSHmail, ktorý má vyše 35 000 odberateľov.
• propagácia zo strany agentúry: vždy, keď agentúra propaguje
kampaň Zdravé pracoviská na úrovni EÚ (napríklad európskym
zainteresovaným stranám, sociálnym partnerom, Európskemu
parlamentu a Európskej komisii, ako aj na podujatiach predsedníctva EÚ a pri udeľovaní cien za dobrú prax) alebo v médiách,
uverejňuje aj oficiálnych partnerov kampane.
Kampaň Zdravé pracoviská „Dobré pre Vás. Dobré pre podnik“,
ktorú koordinuje Európska agentúra pre bezpečnosť a ochranu
zdravia pri práci (EU OSHA) a jej partneri v 27 členských štátoch EÚ,
podporuje na národnej i európskej úrovni široké spektrum aktivít
zameraných na propagovanie bezpečnej údržby.
Kampaň má záštitu španielskeho a belgického predsedníctva EÚ
v roku 2010 a maďarského a poľského predsedníctva v roku 2011,
Európskeho parlamentu a Európskej komisie, ako aj Európskych
sociálnych partnerov.
Kampaň pokrýva viac než 30 krajín vrátane všetkých členských
štátov EÚ. Presadzuje sa v nej prístup založený na spolupráci
zamestnávateľov, zamestnancov a ich zástupcov.
dôležité dátumy
Začiatok kampane: 28. apríl 2010
Svetový deň bezpečnosti a ochrany zdravia pri práci
• Európsky týždeň bezpečnosti a ochrany zdravia pri práci:
október 2010
• Podujatie Ceny za dobrú prax:
apríl 2011
• Európsky týždeň bezpečnosti a ochrany zdravia pri práci:
október 2011
• Slávnostné ukončenie kampane:
november 2011
Všetky aktuálne informácie ku kampani možno nájsť na webovej
stránke EU OSHA www.osha.europa.eu.
V prípade záujmu získať propagačné materiály kampane, prípadne
ďalšie informácie možno kontaktovať Národné kontaktné miesto
EU OSHA, ktorým je Národný inšpektorát práce.
Mnoho podujatí kampane sa zameriava na Európske týždne bezpečnosti a ochrany zdravia pri práci, ktoré sa konajú v októbri 2010
a 2011. Tieto Európske týždne, ktoré sa organizujú od roku 2000,
sú každoročnými sériami podujatí na propagáciu bezpečnosti a
ochrany zdravia na pracovisku. Sleduje sa pri nich týchto päť cieľov: zvýšenie informovanosti, poskytovanie informácií, príprava
zdrojov a umožnenie prístupu k nim, podpora činností, ktoré majú
vplyv na pracovisko, identifikovanie a uznanie dobrej praxe.
Agentúra organizuje v rámci kampane cenu za dobrú prax v oblasti
bezpečnosti a ochrany zdravia pri práci. Cenou za dobrú prax sa
odmeňujú organizácie, ktoré našli inovatívne spôsoby ako spraviť dôslednú údržbu bežnou súčasťou správy svojich pracovísk.
Európski víťazi sa budú vyberať v dvoch kategóriách, a to pracoviská do 99 zamestnancov a pracoviská nad 100 zamestnancov.
Do národného kola súťaže, ktoré vyhlásilo Národné kontaktné miesto
EU OSHA s termínom uzávierky do 27. 8. 2010 došli štyri príspevky,
všetky z organizácií s počtom zamestnancov nad 250. Dva víťazné
príspevky, splňujúce všetky kritériá boli zaslané do medzinárodného
kola, ktoré bude hodnotené na úrovni tripartity EU OSHA.
ako vám môže pomôcť agentúra
uznanie a partneri kampane
Za to, že sa zúčastníte kampane, vás Európska agentúra zviditeľní ako
organizáciu, ktorá sa venuje bezpečnosti a ochrane zdravia pri práci.
Keď pomocou jednoduchého on-line dotazníka oznámite agentúre, čím sa vaša organizácia zaoberá, môžete dosiahnuť uznanie svojej účasti formou osobného osvedčenia o účasti, ktorý si
možno stiahnuť z webových stránok, vytlačiť a vystaviť, ale aj formou on-line reklamného nápisu pre vašu webovú stránku.
kontakt
Ing. Laurencia Jančurová
Národné kontaktné miesto, Národný inšpektorát práce
Masarykova 10, 040 01 Košice
tel. č. 055 797 99 27
e-mail: [email protected]
Organizácie, ktoré dokážu konať na medzinárodnej úrovni a želajú
si významné zapojenie do kampane, majú možnosť stať sa oficiálnym partnerom kampane.
Recenzent:
prof. Ing. Hana Pačaiová, PhD.
4
www.atdsr.sk
Juraj Grenčík
čo prináša revízia terminológie údržby?
(poznámky k 2. revidovanému vydaniu normy en 13 306/2010)
úvod
(napr. pojmy 9.20 – obdobie porúch spôsobených opotrebením a
9.21 – obdobie konštantnej intenzity porúch) upravuje pôvodný
význam termínov uvádzaných v norme IEC 60050–191.
Ešte upozorňujem, že v čase spracovania príspevku nebola uzavretá konečná verzia prekladu a tak je možné, že aj ďalej uvedené
zmeny v revidovanej norme nemusia byť konečné. Môžu však slúžiť ako námet do diskusie a prispieť k čo najlepšej kvalite prekladu.
Nie je tomu tak dávno, čo sa Slovenská spoločnosť údržby (SSU) podujala na aktualizáciu terminologickej normy STN EN 13306/2001,
vydanej na Slovensku v roku 2003. Bolo to hneď rok nato, keď sa
z iniciatívy bývalého predsedu SSU, Ing. Adolfa Murína, zišla skupina v rámci SSU (A. Murín, J. Hrubec, V. Íro, H. Pačaiová, V. Stuchlý,
J. Grenčík a ďalší), ktorá starostlivo prediskutovala existujúcu verziu prekladu normy a následne na SÚTN predložila návrh zmien.
Táto iniciatíva vychádzala priamo z cieľov, ktoré si SSU stanovila
hneď pri svojom vzniku, a to aktívne vplývať na oblasť údržby na
Slovensku, pričom k týmto aktivitám vo výraznej miere patrí aj
vplývanie na tvorbu technických noriem z oblasti údržby.
K navrhovaným zmenám bolo vypracované stanovisko zo strany
SÚTN, v ktorom boli reakcie na predložené návrhy. V prvej polovici
roka 2005 sa potom uskutočnilo niekoľko pracovných stretnutí na
SÚTN s pozvanými odborníkmi z praxe a vysokých škôl k prerokovaniu návrhov zmien. Tieto rokovania boli veľmi náročné, lebo sa
často nenašli jednotné stanoviská na viacero návrhov zmien prekladov termínov a bývali pozmenené aj niektoré predtým odsúhlasené termíny či definície, až napokon sa podarilo prerokovať
celú normu, i keď nedošlo vždy k jednomyseľnému odsúhlaseniu
všetkých návrhov. Náročnosť procesu tvorby dokumentuje aj to,
že niektoré pojmy sa dodatočne upravovali ešte aj na základne
korešpondenčnej diskusie, nakoľko sa javili ako nie dostatočne
vhodné. Asi časť príčin problémov s prekladom spočíva aj v tom,
že aj keď je základným jazykom normy angličtina, normu tvorili
príslušníci mnohých iných krajín. Napríklad na tvorbe normy sa
zúčastnila pracovná skupina EFNMS „Terminológia“ pod vedením
profesora Pera Schjølberga z Nórska, ktorá sa snažila aplikovať
terminológiu predovšetkým z oblasti spoľahlivostných noriem,
avšak zároveň zapracovať nové trendy v rozvoji údržby na konci
dvadsiateho storočia. Nový názor na funkciu údržby sa odrazil aj
v jej definícii: „kombinácia všetkých technických, administratívnych a riadiacich činností počas životného cyklu objektu s cieľom
udržať alebo obnoviť taký jeho stav, v ktorom môže vykonávať
požadovanú funkciu“. Táto definícia údržby zostáva aj v novom
vydaní normy nezmenená. Je výstižná a logická, jedine vidím
zbytočne duplicitné vyjadrenie „administratívnych a riadiacich
činnosti“ (myslím, že administratíva je súčasťou riadenia), ale to
je skutočne detail.
O zmenách revidovaného vydania prekladu pod gesciou SSU bolo
už pred časom referované (napr. [1]), takže tomuto sa bližšie nebudem venovať.
Čo sa mi zdá s odstupom času menej pochopiteľné je, že aj keď
sa k revízii prekladu zišla veľká skupina a prebiehala skutočne
široká diskusia a pripomienkovanie, nik, vrátena mňa, bližšie
neporovnal východzí dokument normy, ktorý je v nej aj ako jediný
zdroj citovaný, a to IEC 60050-191 International electrotechnical
vocabulary – Chapter 191: dependability and quality of service
[Medzinárodný elektrotechnický slovník. Kapitola 191: Spoľahlivosť a akosť služieb].
Preto pri spracovaní prekladu revízie normy chceme tento nedostatok odstrániť a čo najviac zosúladiť terminológiu údržby s terminológiou spoľahlivosti a kvality (tam, kde sú použité identické
pojmy). Dopredu ale treba poznamenať, že ani anglický originál normy EN 13306/2010 sa nedrží dôsledne použitia identických pojmov normy IEC 60050–191, a niektoré buď spája alebo
čiastočne preformulováva. Ak ide len o malé úpravy bez zmeny
významu, tak to v zásade nemusí vadiť. Ale v niektorých prípadoch
ciele údržby
V úvode normy sú formulované ciele údržby, ktoré sú len málo
upravené od predchádzajúceho prvého vydania. Zároveň ale
výstižne dokumentujú aký typ úprav sa v norme často vyskytuje,
preto ich aj detailne a v plnom znení uvádzam. Teda hlavné ciele
údržby podľa normy sú:
• zabezpečiť pohotovosť objektu plniť požadovanú funkciu,
pri optimálnych nákladoch (predtým: „často pri optimálnych
nákladoch“)
• uvažovať bezpečnostné a akékoľvek ďalšie záväzné požiadavky súvisiace s objektom ;
• uvažovať každý dopad na životné prostredie
(predtým oba body len „bezpečnostné požiadavky súvisiace
s objektom na personál údržby aj personál používateľa, a kde je
to potrebné, aj vplyv na životné prostredie“);
• napomáhať životnosti objektu a kvalite produktu alebo poskytovanej služby aj so zohľadnením nákladov, kde je to potrebné
(predtým „udržať životnosť objektu a kvalitu produktu alebo
služby a tam, kde je to potrebné, aj so zohľadnením nákladov“)
Dosť často sa vyskytujú menšie úpravy a doplnky v poznámkach
k definíciám (napr. k definícii stratégie údržby – metóda manažmentu použitá na dosiahnutie cieľov údržby, je v poznámke pridaný príklad: outsourcing údržby, priradenie zdrojov atď.) alebo len
zmena plurálu za singulár: cieľ údržby (predtým „ciele údržby“).
štruktúra normy
Termíny v norme sú rozdelené do desiatich kapitol, tak ako bolo
v pôvodnej, len niektoré názvy boli upravené, avšak obsah jednotlivých kapitol zostal nezmenený. Termíny sú v kapitolách 2–11:
2 Základné termíny
3 Termíny vzťahujúce sa na objekty
4 Vlastnosti objektov
5 Poruchy a udalosti
6 Poruchové a iné stavy
7 Typy údržby
8 Činnosti údržby
9 Termíny vzťahujúce sa na čas
10Zabezpečenie a nástroje údržby
11Ekonomické a technické faktory
Na konci normy sú prílohy, oproti predošlému vydaniu, v ktorom
boli tri, je ich teraz o dve viac. Novinkou je hlavne matica kritickosti uvedené v Prílohe E.
nové pojmy
V norme je pomerne veľa nových pojmov. Nebudeme tu uvádzať
všetky, ale aspoň dôležité nové termíny tu uvedieme, niekde aj
s ich definíciou. Číslovanie zodpovedná revidovanej norme.
5
SPRAVODAJ ATD SR 1, 2 / 2010
2.9 prevádzka (operation)
kombinácia všetkých technických, administratívnych a manažérskych
činností, iných ako sú činnosti údržby, ktoré vedú k používaniu objektu
7.13 údržbový stupeň; stupeň údržby
(maintenance level; level of maintenance)
kategorizácia údržbových úloh podľa zložitosti
3.6 poistný náhradný diel (insurance spare part)
náhradný diel, ktorý normálne nie je potrebný počas užitočného
života objektu, ale ktorého nedostupnosť by spôsobila neprijateľné časy nefunkčnosti z dôvodu jeho zaobstarávania
Poznámka – Ak je náhradný diel drahý, potom pre účely účtovníctva
možno takýto diel považovať za základný prostriedok.
Poznámka autora – používa sa aj pojem „strategický náhradný diel“,
ale norma prináša slovo „poistný“. A na zváženie stojí, či nepoužívať výraz „náhradný diel“ a nie „náhradný dielec“, ako bolo odporučené jazykovým korektorom a je v poslednom vydaní terminologickej normy. Je to typ pojmu, kde to v zásade nie je dôležité, obe
slová sú prijateľné, skôr závisí na tom, ktoré je rozšírenejšie (napr.
ČSE IEC 50(191), ktorú tu budeme veľmi často citovať, používa termín
„náhradný diel“, ale preklad je ešte z roku 1993 a našlo by sa určite
dosť iných noriem, kde je to už „náhradný dielec“).
7.14 outsourcing údržby (maintenance outsourcing)
zmluvné prenajatie všetkých alebo časti činností údržby organizácie na určené časové obdobie
4.3 vnútorná bezporuchovosť; vlastná/inherentná bezporuchovosť (inherent reliability)
bezporuchovosť objektu určená konštrukciou a výrobou
9.12 čas úlohy aktívnej preventívnej údržby
(active preventive maintenance task time)
časový interval kedy sa vykonáva úloha aktívnej preventívnej údržby
4.5 vnútorná udržiavateľnosť; vlastná/inherentná udržiavateľnosť (inherent maintainability)
udržiavateľnosť objektu určená pôvodnou konštrukciou
9.14 technické oneskorenie (technical delay)
celkový čas potrebný na vykonanie pomocných technických činností súvisiacich s činnosťou údržby, ale ktoré do nej nepatria
4.12 stredná intenzita porúch
počet porúch objektu v danom časovom intervale delený týmto
časovým intervalom
Poznámka – V niektorých prípadoch môže byť jednotka času nahradená inými jednotkami používania.
9.15 čas prevádzky do poruchy (predtým „čas do poruchy”)
(operating time to failure)
celkový čas prevádzky objektu od okamihu jeho prvého uvedenia
do používania až do poruchy alebo od okamihu obnovenia až do
nasledujúcej poruchy
4.14 zastaranosť (pre účely údržby)
neschopnosť objektu v dôsledku nedostupnosti potrebných zdrojov na trhu za prijateľných technických a/alebo ekonomických
podmienok
9.19 čas do obnovy (predtým „čas opravy)
(time to restoration)
časový interval v ktorom je objekt v nepoužiteľnom stave v dôsledku
poruchy
5.2 spôsob poruchy (failure mode)
(podľa ČSN IEC 50(191)), zároveň bol zrušený termín 6.5 fault
mode – charakter poruchového stavu
9.22 obdobie skorých porúch (early failure period)
časový interval v počiatočnom živote objektu, kedy je okamžitý parameter prúdu porúch u opraviteľného objektu, alebo okamžitá intenzita porúch u neopraviteľného objektu, značene vyššia ako v nasledujúcom období
8.9 obnova (restoration)
udalosť, pri ktorej je po poruche znovu obnovená schopnosť činnosti podľa požiadaviek
8.15 príprava údržbárskych úloh (maintenance task preparation)
dodanie všetkých potrebných informácií a identifikácia požadovaných zdrojov aby sa mohla vykonávať údržbárska úloha
8.16 rozvrh údržby (maintenance schedule)
vopred vypracovaný plán s podrobným rozpisom kedy sa má vykonávať údržbárska úloha
5.11 skrytá porucha (hidden failure)
porucha, ktorá nie je detekovaná počas normálnej prevádzky
11.2 stredný čas prevádzky medzi poruchami;
MTBF (mean operating time between failures)
Priemer časov prevádzky medzi poruchami
5.13 závažnosť (poruchy alebo poruchového stavu)
(severity (of a failure or a fault))
potenciálne alebo skutočné škodlivé následky poruchy alebo
poruchového stavu
Poznámka – Závažnosť poruchy sa môže týkať bezpečnosti, pohotovosti, nákladov, kvality, životného prostredia atď.
5.14 kritickosť (poruchy alebo poruchového stavu)
(criticality (of a failure or a fault))
číselný koeficient závažnosti poruchy alebo poruchového stavu
kombinovaný s pravdepodobnosťou alebo frekvenciou jeho výskytu
Poznámka – Číselný koeficient v tomto kontexte sa môže definovať
napríklad ako oblasť výskytu v maticovom diagrame frekvencie
výskytu poruchy – závažnosti (pozri Príloha E).
5.15 kritériá poruchy (failure criteria)
vopred definované podmienky, ktoré majú byť prijaté ako nepochybné dôkazy poruchy
6.15 poruchový stav softvéru; závada softvéru
(software fault; bug)
stav softvéru, ktorý mu môže brániť jeho požadovanej činnosti
Obr.1 Matica kritickosti
6
www.atdsr.sk
zrušené termíny
8.8 lokalizovanie poruchy – zmena na „lokalizovanie poruchového stavu”
9.1 čas funkčnosti – zmena na „čas použiteľného stavu“
(ČSN IEC 50(191))
časový interval, počas ktorého je objekt v použiteľnom stave
9.2 čas nefunkčnosti – zmena na „čas nepoužiteľného stavu“
(ČSN IEC 50(191))
časový interval, počas ktorého je objekt v nepoužiteľnom stave
9.3 prevádzkový čas – zmena na „čas prevádzky“
(ČSN IEC 50(191))
časový interval, v ktorom je objekt v prevádzkovom stave
9.4 požadovaný čas – zmena na „čas požadovanej funkcie“
(ČSN IEC 50(191))
časový interval, počas ktorého sa požaduje, aby objekt bol v použiteľnom stave
9.5 pohotovostný čas – zmena na „čas pohotovostného stavu“
(ČSN IEC 50(191))
časový interval, počas ktorého je objekt v pohotovostnom stave
9.6 čas nečinnosti; aj „nevyužitý čas” (ČSN IEC 50(191))
časový interval, počas ktorého je objekt v nečinnom stave
9.17 prevádzkový čas medzi poruchami – zmena na „čas prevádzky medzi poruchami“ (ČSN IEC 50(191))
9.20 obdobie dožívania – zmena na „obdobie porúch spôsobených
opotrebením“ (wear-out failure period) (ČSN IEC 50(191))
Nová definícia: obdobie života objektu, kedy okamžitý parameter
prúdu porúch u opraviteľného objektu, alebo okamžitá intenzita
porúch u neopraviteľného objektu, s časom značne narastá
9.21 obdobie konštantnej intenzity porúch (constant failure
rate period)
Nová definícia: obdobie života objektu, kedy je okamžitý parameter prúdu porúch u opraviteľného objektu, alebo okamžitá intenzita porúch u neopraviteľného objektu, približne konštantná
Viacerú termíny boli v norme zrušené:
3.4 opravený objekt (repaired item)
4.10 intenzita porúch (rate of occurrence of failure)
6.5 fault mode (charakter poruchového stavu)
6.6 skutočný stav (actual state)
9.13 čas do poruchy (time to failure)
10.4 analýza poruchového stavu (fault analysis)
10.5 dokumentácia údržby (maintenance documentation)
11.2 efektívnosť údržby (maintenance effectiveness)
pomer medzi plánovanými cieľmi údržby a skutočným výsledkom
11.3 účinnosť zabezpečenia údržby
(maintenance support efficiency)
pomer medzi plánovanými alebo očakávanými zdrojmi potrebnými
na splnenie požadovanej úlohy údržby a skutočne použitými zdrojmi
11.6 priemerný čas opravy (mean repair time)
zmeny
Najviac by sa dalo písať o zmenách. Už bolo spomenuté, že viaceré zmeny
s len v doplňujúcich poznámkach alebo úprave (spresnení) formulácií
bez zásadnej zmeny významu. Druhý typ zmien je ale v samotnom preklade, najmú s ohľadom na spomínanú normu ČSN IEC 50(191). V ďalšom
sú uvedené zmeny (nie všetky) a tam, kde je zmena podľa normy ČSN IEC
50(191), tak je táto norma aj pri zmene uvedená.
3.5 náhradný dielec – zmena na „náhradný diel“
(ČSN IEC 50(191))
3.7 Úroveň členenia – Stupeň rozčlenenia (ČSN IEC 50(191))
4.8 záloha; redundancia (redundancy)
existencia viac ako jedného prostriedku v objekte na plnenie
požadovanej funkcie, keď je to potrebné; V ČSN IEC 50(191) je
„rezerva“, ale mám za to, že záloha je používanejšie.
4.12 Intenzita porúch – zmena na „stredná intenzita porúch”
5.8 primárna porucha – zmena na „nezávislá porucha“
(ČSN IEC 50(191))
5.9 sekundárna porucha – zmena na „závislá porucha”
(ČSN IEC 50(191))
6.5 funkčný stav – zmena na „použiteľný stav“ (ČSN IEC 50(191))
6.6 obmedzený stav – zmena na „zhoršený stav” (návrh autora
zmeniť preklad – v angličtine degraded state)
6.7 nefunkčný stav – zmena na „nepoužiteľný stav”
(ČSN IEC 50(191))
6.8 prevádzkyneschopný stav (disabled state) doplnený termín
o výpadok (outage)
6.11 nečinný stav doplniť aj nevyužitý stav (idle state)
(ČSN IEC 50(191))
Kapitola 11 Ekonomické a technické ukazovatele – zmena na „faktory“
11.2 priemerný čas prevádzky medzi poruchami – zmena na
„stredný čas prevádzky medzi poruchami; MTBF”
(ČSN IEC 50(191))
Poznámka – Tento termín sa používa pre opraviteľné objekty.
11.3 priemerný čas medzi poruchami – zmena na „stredný čas
medzi poruchami” (ČSN IEC 50(191))
11.4 priemerný čas opravy – zmena na „stredný čas opravy;
MRT“ (ČSN IEC 50(191))
Na záver ešte uvádzame Maticu kritickosti (Príloha E), ktorá podčiarkuje súvislosť medzi údržbou a rizikom (bezpečnosťou).
literatúra:
Kapitola 7. „Typy a stratégie údržby“ je premenovaná len na „Typy
údržby“
[1] Grenčík, J.: Terminológia údržby na normatívnom základe, In:
Údržba: časopis pracovníkov údržby. – ISSN 1336-2763. – Roč.
5, č. 3 (2006), s. 4–5.
[2] ČSN IEC 50(191) Medzinárodný elektrotechnický slovník.
Kapitola 191: Spoľahlivosť a akosť služieb.
[3] STE EN 13306(2006): Údržba – Terminológia údržby
7.6 odložená údržba – odložená údržba po poruche; odložená
korektívna údržba
údržba po poruche, ktorá sa nevykonáva okamžite po rozpoznaní
poruchového stavu, ale je oneskorená v súlade s danými pravidlami
7.7 okamžitá údržba – zmena na „okamžitá údržba po poruche“; „okamžitá korektívna údržba“
8.1 kontrola – návrh aj na synonymum „inšpekcia” (inspection)
8.3 skúška zhody – zmena na „overovacia skúška“
(ČSN IEC 50(191))
8.5 bežná údržba
pravidelné alebo opakované jednoduché činnosti preventívnej
údržby (novo doplnené je „preventívnej údržby“)
8.6 generálna oprava (overhaul)
vyčerpávajúci súbor činností preventívnej údržby vykonávaných
s cieľom udržať požadovanú úroveň výkonnosti objektu (novo
doplnené je „preventívnej údržby“)
kontakt:
doc. Ing. Juraj Grenčík, PhD.
Žilinská univerzita, SjF, Katedra dopravnej a manipulačnej techniky
Univerzitná 1, 010 26 Žilina
tel. č. 041/513551
e-mail:[email protected]
predseda predstavenstva Slovenskej spoločnosti údržby
www.udrzba.sk
Recenzent:
prof. Ing. Václav Legát, DrSc.
7
SPRAVODAJ ATD SR 1, 2 / 2010
František Helebrant, Vlastimil Moni
využití bezkontaktního měření teplot
v technické diagnostice pásových dopravníků
the utalization of non-contact temperature measurements
in technical diagnostics of the belt conveyors
anotation
Zásadní zvrat v možnostech širokého uplatnění metody bezkontaktního sledování tepelných změn byl zaznamenán právě v souvislosti s vývojem moderní techniky bezkontaktního měření teplot. Termovizní aparatura měří a zobrazuje objektem vyzařované
infračervené záření. Fakt, že radiace – vyzařování je funkcí povrchové teploty objektu, umožňuje kameře tuto teplotu vypočítat
a zobrazit.Nové termovizní aparatury jsou schopny pomocí zabudovaného zobrazovacího systému vytvářet detailnější teplotní
obraz, kterým jsou popsány teplotní vlastnosti pole měřeného
objektu. Jednotlivé izotermální plochy jsou odlišeny barevně
v nastavené paletě barev, kterou je možno libovolně měnit.
Obraz snímaného objektu je možno také natočit na připojené
záznamové zařízení nebo uložit jako obrázek (termogram) ve
14-ti bitovém dynamickém rozsahu na paměťové médium. V průběhu měření jsou kamerou automaticky zaznamenávány veškeré
údaje o podmínkách měření, které jsou potřebné pro vyhodnocení termogramů. Nicméně je nutné v kameře nastavit již výše
zmíněné parametry objektu, jako jsou emisivita, teplota okolí,
relativní vlhkost vzduchu a vzdálenost mezi objektem a kamerou.
The article deals with examples of thermography use (thermovisual measurements) to find out the technical state of belt conveyors and their equipment in the open-pit mines. The measurements themselves are part of the grant project MPO FR-T11/537
“The Complex Diagnostic System for Belt Transportation”, which
basic output is a prototype of a diagnostic system on a model
belt conveyor and prepared, certified and diagnostic services. All
measurements are and will be verified as in situ measurements.
Key words: belt conveyor, technical diagnostics, thermography,
thermovisual measurements
úvod
Bezkontaktní měření teploty nalezlo uplatnění v mnoha oborech. Jednak jsou to obory, které by se mohly označit jako „klasické“, kde si každý dokáže potřebu sledování teploty představit.
Do této kategorie patří například nedestruktivní vyhledávání
tepelně-technických závad v obvodových pláštích budov, kontrolu jakosti provedení tepelných izolací či sledování ohřevu
povrchů. Tato měřící metoda však stále častěji nalézá své uplatnění také i v méně „tradičních“ činnostech, jako je diagnostika
dobývacích strojů a zařízení, sledování a včasné odhalení vzniku
záparu a následného samovznícení uhlí, měření teplot při procesu
hoření uhelného produktu ve vysokoteplotních pecích, mapování
hutnických procesů či letecké snímkování dobývacího prostoru.
Termogramy pořízené termovizní kamerou mají na levém okraji
stupnici, která rozděluje nastavený rozsah měřených teplot na
jednotlivé izotermální intervaly v energetických hladinách udávaných v „izotermálních jednotkách“. Ke každému termogramu
je možné pomocí digitálního fotoaparátu vytvořit doprovodnou
fotografii. Pro další zpracování a analýzu pseudobarevných termogramů (obrázků snímaného objektu, kde každá barva stupnice odpovídá definovanému rozmezí teplot) přenesených spolu
s fotografiemi do PC se využívají moderní rozsáhlé počítačové
software (např. ThermaCAMTM Reportér 2000 Profesionál.)
V posledních letech se na hnědouhelných lomech ve stále větším měřítku začaly uplatňovat při technické diagnostice metody
fyzikální, a to zejména ty, které využívají tepelných změn. Závislosti mezi vývojem zvyšování oteplení jako jednoho ze základních fyzikálních ukazatelů, bylo i v minulosti hodně užíváno.
Dostupná technika však umožňovala pouze přímé – kontaktní
měření pomocí teploměrů a termistorů a to se všemi nevýhodami, které jsou s tímto způsobem spojené.
1. měření proudových spojů elektrického zařízení
poháněcích stanic pásových dopravních cest
Diagnostika elektrických zařízení pomocí termovize obecně
spočívá v odhalování míst se zvýšeným přechodovým odporem
či snížením izolačním odporem, které se projevují zvýšením
Obr.č. 1 Moderní termovizní aparatury
8
www.atdsr.sk
teploty. Při měření termovizí se toto zvýšení teploty projevuje
odlišným tónem barevného obrazu na stínítku obrazovky termokamery. V praxi bylo ověřeno, že realizace tepelné diagnostiky
elektrických zařízení vn rozvoden pomocí termovize je velmi
efektivní způsob zjišťování závad. Zpracování výsledků pomocí
počítače umožňuje objektivní hodnocení technického stavu zařízení a dosavadní kontroly elektrických rozvoden ukázaly oprávněnost těchto kontrol. Nalezené závady je možno opravit při
nejbližší odstávce nebo dále průběžně sledovat vývoj závažných
poruch, které nelze z provozních důvodů bezpečně odstranit a
které by mohly eventuelně způsobit havárii zařízení.
pohonů poháněcích stanic DPD provozovaných na povrchových
lomech při těžbě hnědého uhlí se určí rozsah oprav popř. repasí
při provádění ročních revizí jednotlivých technologických celků.
Pomocí získaných výsledků z dlouhodobých měření proudových
spojů a kontaktů elektrického vybavení rozvoden poháněcích
stanic pásové dopravy byla vypracována metodika měření proudových spojů elektrického zařízení s využitím termovizní techniky, vyhodnocování takto nalezených závad a byly navrženy příslušné formuláře pro záznam získaných výsledků
Na uhelných pásových linkách dále hrozí při zadření válečku
k znemožnění jeho rotace a třením ocelového pláště o povrch
gumového pásu ke zvýšení teploty až může dojít k havarijní
situaci samovznícení uhelného prachu většinou při náhodném
zastavení dopravníku. Z tohoto stručného rozboru jednoznačně
vyplývá, že technický stav válečků DPD může mít v určitých
podmínkách zásadní vliv na bezpečnost provozu, energetickou
náročnost a celkovou ekonomickou stránku provozování TC.
Důležitým článkem ovlivňující celkovou provozní spolehlivost
technologického celku jsou hladké válečky horní větve dopravního pásu a válečky diskové spodní větve dopravního pásu. Technický stav válečků DPD ovlivňuje především opotřebení dopravního pásma a celkové hlavní a vedlejší odpory prostřednictvím
změny globálního součinitele tření f z hodnoty 0,016 pro ideální
stav až po 0.03 pro mezní stav.
2. diagnostika rotujících částí pásových dopravních cest
V současné době je technický stav válečků kontrolován před
zahájením revize TC provozními pracovníky pomocí vizuální kontroly a protáčením válečků při odstaveném dopravníku. Tento
způsob je časově náročný a značně je ovlivněn lidským faktorem
– zkušenost, pečlivost, časový fond údržby apod.
Systém sledování a provádění údržby dopravních cest je prováděn v intencích vnitřních předpisů těžebních společností, které
zohledňují předepsanou státní legislativu (příslušné normy
a vyhlášky). Aktuální technický stav dálkové pásové dopravy
je možno objektivně hodnotit v oblasti pohonů DPD (dálková
pásová doprava) na základě výsledků bezdemontážní diagnostiky ložisek pohonů, popř. diagnostiky ozubených kol převodových skříní. Na základě zjištěného skutečného technického stavu
Vzhledem k uložení válečků DPD ve valivých ložiscích se
nesprávná funkce ložiska projeví zvýšením součinitele tření, což
má za následek zvýšení povrchové teploty válečku v okolí loži-
Obr. 2 Nalezená závada proudového spoje na DPD 221 pole RM 2.2 – max. t. 75
Obr. 3 Válečky pásového dopravníku hodnotu
9
SPRAVODAJ ATD SR 1, 2 / 2010
Obr. 4 Napínací buben pásového dopravníku
sek (čela válečků). Tento vnější projev nesprávné funkce ložisek
válečků lze plynule sledovat termovizní aparaturou na celé trase
DPD za provozu. Tato skutečnost byla již v minulosti experimentálním měřením několikrát ověřena.
Pro úplnost je uveden příklad nerovnoměrného zatížení pásu a
vybočení pásu pásového dopravníku zjištěné pomocí termovizní
aparatury. Tyto skutečnosti mají zřejmý vliv na opotřebení horní
a dolní krycí vrstvy a tím i na životnost dopravního pásu.
Podobná situace je i u bubnů poháněcích a vratných stanic dálkové pasové dopravy. Na provozní spolehlivost pásových dopravníků má značný vliv technický stav bubnů a je jedním z klíčových
konstrukčních prvků. Velký vliv na vlastní provozní spolehlivost
mají valivá ložiska těchto bubnů. Z uvedeného pak především
vyplývá nutnost řešit diagnostikovatelnost těchto valivých ložisek bubnů buď samostatně nebo jako součást celé pohonné jednotky pásového dopravníku. Na obrázku č. 4 je uveden příklad
anomálie povrchové teploty naměřené na jedné straně téhož
napínacího bubnu.
3. poháněcí motory a převodovky
Termovizní měření povrchových teplot poháněcích motorů a
instalovaných převodovek dálkové pásové dopravy umožní stanovit provozní povrchovou teplotu pohonných jednotek a dále
odhalit případné závady těchto klíčových zařízeních.
Provozní povrchová teplota je určena z procentuálního zastoupení (histogram) teplot vybrané plochy pořízeného termogramu,
obsahující celou zájmovou plochu měřeného motoru či převo-
Obr. 5 Termografická měření dopravního pásu
10
www.atdsr.sk
Obr. 6. Termografická měření motoru a převodovky
[6] KREIDL, M.: Měření teploty – senzory a měřící obvody. BEN –
technická literatura, Praha 2005, 1.vydání, 240s.,
ISBN 80-7300-145-4
[7] KREIDL, M., ŠMÍD, R.: Technická diagnostika. BEN – technická
literatura, Praha 2006, 1. vydání, 408s. , ISBN 80-7300-157-6
[8] LYSENKO, V.: Detektory pro bezdotykové měření teplot. BEN
– technická literatura, Praha 2005, 1. vydání, 160s.,
ISBN 80-7300-180-2
[9] MARASOVÁ, D., TARABA, V. GRUJIĆ, M., FEDORKO, G., BINDZÁR, P.: Pásová doprava. Fakulta BERG, TU v Košiciach 2006,
1. vydání, 200s.
[10]MONI, V. a kol.: Termovizní měření proudových spojů, transformátorů, vvn vypínačů a vn rozvoden SU,a. s.– divize
Družba, VÚHU a. s. Most, Most 2004, TO – 030/04
[11]MONI, V.: Aplikace výsledků bezkontaktního měření teplot v hornické praxi. Diplomová práce HGF VŠB-TU Ostrava,
Ostrava 2007, 142s.
dovky. Takto zjištěnou hodnotu povrchové teploty je možno
porovnat s intervalem běžných provozních teplot těchto zařízení.
Z rozložení barev a jejich kontrastu ve vybrané ploše termogramu
lze dále usuzovat na případní anomálie.
Zařazením bezkontaktního měření teplot pomocí termovizní aparatury do technické diagnostiky pásových dopravníků se podařilo
najít cestu, jak získávat informace o provozních teplotách jednotlivých konstrukčních částí a o možnostech využití těchto informací pro posuzování aktuálního technického stavu těchto klíčových součástí. Zpracováním termogramů pořízených při běžném
pracovním provozu dálkové pasové dopravy je umožněno objevit
případné teplotní anomálie značící závadu provozovaného zařízení.
Aplikace výsledků bezkontaktního měření povrchových teplot
zařízení a součástí pásových dopravníků jednoznačně prokázali, že termovizní aparatura nesporně patří k té měřící technice,
pomocí které lze s úspěchem sledovat aktuální stav elektrických
rozvoden a rozvodů poháněcích stanic na DPD a technický stav
všech rotujících částí a pohonů dopravníků.
Příspěvek vznikl za podpory projektu MPO FR-TI1/537 „Komplexní diagnostický systém pro pásovou dopravu“.
použitá literatura
[1] FUKÁTKO, T.: Detekce měření různých druhů záření. BEN –
technická literatura, Praha 2007, 1.vydání, 192s.,
ISBN 978-80-7300-193-3
[2] HELEBRANT, F., MONI, V., HUDECZEK, M., URBAN, P.: Technická
diagnostika a spolehlivost – V. Termografie. VŠB – TU Ostrava
2008, 1. vydání, 69 s., ISBN 978-80-248-1942-6
[3] JENČÍK, J. – VOLF, J. a kol.: Technická měření. Vydavatelství
ČVUT, Praha 2003, dotisk 1. vydání, 212s., ISBN 80-0102138-6
[4] KLOUDA, P., MONI, V.: Měření mechanického kmitání a povrchové teploty uložení bubnů dopravních cest na rýpadle
SchRs1320. VÚHU a. s. Most, Most 2006, AZL-071/06
[5] KRATOCHVÍL, T., ŠIMEK, J.: Využití termovize pro diagnostiku
vn rozvoden severočeských hnědouhelných dolů. UHLÍ 2 –
1990, SNTL Praha 1990
kontakt
Ing. Vlastimil Moni
VÚHU, a. s. Most, Budovatelů 2830, 434 37 Most
tel.: +420 47 620 86 81, fax. +420 47 670 3992
e-mail: [email protected]
doc. Ing. František Helebrant, CSc.
VŠB – TU Ostrava, FS, 17. listopadu 15, 708 33 Ostrava-Poruba
tel.: +420 59 737 43 88, fax: +420 59 737 46 00
e-mail: [email protected]
Recenzent:
Ing. Radovan Hudák, PhD.
11
SPRAVODAJ ATD SR 1, 2 / 2010
Viera Peťková
bezpečnosť a ochrana zdravia aj pri práci
v diagnostike
occupational safety and health protection during diagnostic activity
anotation
Ak sa máme zaoberať slovom bezpečnosť, definovaným ako situácia, v ktorej je systém riadený a proces poškodenia ešte nezačal,
musí sa taktiež vysvetliť protiklad tohto výrazu nebezpečenstvo,
čo sa vysvetľuje ako situácia alebo systémový stav, v ktorom
existuje primerane predpovedateľný potenciál pre neúmyselné
poškodenie ľudských alebo fyzických častí v systéme.
The obligation of an employer: He is obliged to improve working
conditions and to adapt them for the benefit of the employees.
To ensure that the work sites, roads, work means, materials, work
procedures does not endanger safety and health of employees. To
replace laborious and monotonous works and works performed
under difficult and health-endangering or harmful working conditions by suitable work means, work procedures, production procedures as well as by improving the work organization.
Kľúčové slová/Key words: safe work, vibrations, risk
Z nebezpečenstva sú ďalej odvodené:
Ohrozenie, ako špecifický činiteľ, ktorý by za vymedzených okolností spôsobil škodu. Každá nebezpečná situácia obsahuje minimálne jedno ohrozenie.
Riziko, znamená veľkú pravdepodobnosť, že v určitom časovom
období sa vyskytne škoda špecifického typu, na niektorých častiach systému.
Poškodenie, je taký stav v systéme, kedy tento nemôže plniť svoju
systémovú funkciu a vyžaduje opravu. Medzi typy „poškodenia“
ľudí patria pracovný úraz, ochorenie a v menšej miere preťaženie.
úvod
V poslednom období je akousi módou zahajovať články, prednášky
z oblasti riadenia údržby, ktoré sa prihovárajú publiku podobnými
slovami akými sú: „V záujme každého podniku je dosahovanie
vysokých ziskov pri minimálnych nákladoch.“
Preto cieľom posudzovania a riadenia rizika je zabezpečiť, aby
sa takýmto odchýlkam buď predišlo, alebo aby boli odhalené a
napravené predtým, než sa stanú nevratnými. Ale nestačí ich len
zadefinovať, ale treba ich aj riešiť systémovo. Je potrebné presne
zadefinovať, čo je potrebné k dosiahnutiu cieľa.
Táto myšlienka je pravdivá a vôbec s ňou nechcem polemizovať,
ale súčasne by som rada upriamila pozornosť aj na inú stránku,
a to bezpečnosť pri práci údržbára či diagnostika, ktorý je bezprostredne spätý práve s hlavnou myšlienkou tejto vety, dosahovania ziskov spoločnosti, pri dodržaní všetkých bezpečnostných
prevádzkových podmienok, ale tak, aby sám sa nepodieľal na zvyšovaní nákladov následkom úrazu.
Ako praktický príklad môže poslúžiť, ako postupovali v spoločnosti
na prepravu plynu. Hlavná myšlienka riešenia základnej úlohy bola
cez procesy čiastkových úloh, pri výkone zachovania bezpečného,
spoľahlivého a bezporuchového chodu turbosústrojov.
ako zvýšiť bezpečnosť pri meraní?
Základným cieľom prepravnej spoločnosti je zabezpečiť požadovaný objem plynu v danom čase, v daných parametroch pre
konečného zákazníka a súčasne byť pripravený operatívne splniť
kontrahované požiadavky. K tomu, aby prepravná spoločnosť toto
zabezpečila, a bola dlhodobo spoľahlivým dodávateľom obchodným partnerom, musí mať technologické zariadenia v dobrej kondícii. Zariadenia bude mať len vtedy v poriadku, ak sa o ne bude
zodpovedne starať. V akom stave tieto technológie sú, poskytnú
najlepšiu odpoveď výsledky diagnostických meraní. Potom čiastkovou úlohou je dodržanie limitných hodnôt vibrácií na turbosústrojoch v určenom rozsahu.
Zlepšenie pracovných podmienok, bezpečnosť a hygiena sa môžu
stať výkonným vektorom podniku, ak sú dobre premyslené, organizované a spravované. Vstup tejto dynamickej sily do podniku si však
vyžaduje správne organizovanie procesov. Odborníci na riadenie
rizika hovoria o normách a štandardoch, ktoré musia byť dodržané.
Tento princíp je zakotvený na úrovni Európskej únie, kde sú
základy organizá-cie bezpečnosti v podniku položené v Smernici
89-391, ktorá sa nazýva „Rámcová smernica“, a ktorá definuje
sériu opatrení, ktoré majú za cieľ podporovať zlepšenie bezpečnosti a zdravia pracovníkov pri práci, ako aj hlavné povinnosti uložené zamestnávateľom, ako i v národnom Zákone č. 124/2006 Z. z.
o bezpečnosti a ochrane zdravia pri práci a o zmene a doplnení
niektorých zákonov s platnosťou od 1. 7. 2006.
Logicky potrebné funkcie k dosiahnutiu toho cieľa sú:
1. funkcia merania vibrácií (vzťah k okoliu)
2. funkcia nastavenia cieľových vibrácií (vzťah k používateľovi)
3. funkcia ovládania vibrácií (vzťah k zdroju vibrácií/riadiaci systém)
V podniku existuje mnoho prvkov, ktoré vplývajú na zdravie a bezpečnosť pri práci a týkajú sa rôznych aspektov, ktoré medzi sebou
súvisia. Na prvom mieste je to ľudský faktor, ktorý priamo zasahuje
do výrobného procesu, spolu so sociálnym a nie zanedbateľným
morálnym aspektom. Na druhom mieste je to ekonomický faktor,
ktorý mnohokrát o svoje prvenstvo vo výrobe bojuje s ľudským
faktorom, lebo prioritou výroby sú zisky, zisky, zisky,…
Meranie vibrácií je možné vykonávať v rámci preventívnej údržby
formou pochôdzkových meraní alebo systémom prediktívnej
údržby, ktorá sa uplatňuje prenos údajov na diaľku cez monitorovací systém.
Tu sa treba pozastaviť pri pochôdzkovom zbere údajov.
Metóda údržby na základe monitorovania technického stavu strojov vychádza z faktu, že na základe merania a analýzy mechanického kmitania možno získať cenné informácie o technickom stave
strojných zariadení. Namiesto údržbárskych zásahov v pevných
časových intervaloch sa periodicky vykonávajú merania a sle-
Aby sa tento princíp nenarušil, prichádza na pomoc právne hľadisko, ktoré cez systém legislatívy dohliada na „samoničiaci sa“
proces ľudí vo výrobe pri honbe dosiahnuť čo najlepších výsledkov, predbehnúť konkurenciu, a taktiež ako dohľad na dodržiavanie enviromentálnych pravidiel.
12
www.atdsr.sk
duje sa prevádzkový stav každého jednotlivého stroja. Servisné
práce sa potom vykonávajú iba vtedy, keď merania ukážu, že je to
potrebné. Pomocou pravidelných meraní mechanického kmitania
možno zistiť už v rannom štádiu počiatok poruchového stavu a sledovať jeho vývoj. Na základe trendu vývoja poruchy sa naplánuje
oprava zariadenia v príslušnom termíne tak, aby nedošlo k havárii.
z týchto snímačov sa vyviedli do prepojovacej skrinky umiestnenej na najbližšom bezpečnom mieste napríklad na nosný stĺp konštrukcie haly. Z tohto miesta diagnostik, merací technik, môže bezpečne pripojiť cez konektor svoj merací prístroj a zozbierať reálne
údaje vibrácií stroja. Nie je ohrozený vysokou teplotou, vibráciami,
či iným záťažovým nebezpečenstvom.
Pochôdzkové meranie vibrácií na turbosústrojoch, ako i iných zariadeniach prináša mnohé riziká pri výkone merania. Riziko spojené
s ohrozením zdravia vzhľadom na vysokú hlučnosť prostredia,
vysoké tepelné zaťaženie, vibrácie ako i nebezpečenstvo pracovného úrazu v dôsledku ťažko dostupných meracích miest. Vibrácie
akýchkoľvek rotačných strojov sa merajú za ich chodu. Meracie
miesta sú určené technickými normami podľa druhu zariadenia.
Väčšinou sú to miesta blízko najviac namáhaných častí, akými sú
ložiská.
Podľa prístrojového vybavenia sa súčasne môžu zberať vibrácie z jedného, dvoch či viacerých snímačov súčasne. Prítomnosť
pracovníka v rizikovom priestore sa výrazne znížila a čas pobytu
v priestore prevádzkovej (výrobnej) haly je kratší. Okrem toho sa
skvalitnil výkon diagnostického merania, stabilnejším uchytením
snímačov merania.
Úpravou meracích miest sa dosiahli nasledovné prínosy:
• zvýšenie bezpečnosti pracovníkov vykonávajúcich merania ako
i prevádzky zariadení
• pracovník sa v prevádzke počas chodu zariadení zdržuje kratšiu
dobu,
• zníženie nákladov na opravu
• zvýšenie životnosti strojov
Umiestnenie snímača na meranie vibrácií má tiež presne stanovené pravidlá.
Pri pochôdzkovom meraní diagnostik musí dodržať všetky tieto
podmienky. Preto sa stáva, že tým ohrozuje aj svoje zdravie a bezpečnosť.
Takéto riešenie je využiteľné vo všetkých nepretržitých prevádzkach, kde nasadenosť výrobných zariadení je vysoká a výpadok
z činnosti by spôsobil veľké ekonomické straty, ohrozenie zdravia či dokonca životov ako i poškodenie životného prostredia. Ide
hlavne o energetické zariadenia, výrobné linky s nepretržitou prevádzkou, či merania pri pásoch s pohybujúcimi sa časťami, a pod.
Aké prekážky musí prekonať vibrodiagnostik?
Diagnostik, ktorý má vykonať meranie vibrácií na všetkých meracích miestach, musí prekonať niekoľko prekážok.
1. prekonať fyzické a stavebné prekážky okolitých pomocných
zariadení, ktoré sú súčasťou zariadenia,
2. počas merania znášať vplyv vysokej teploty,
3. meranie sa vykonáva za chodu zariadenia, ktoré vydáva hluk,
4. niektoré miesta sú málo osvetlené,
5. riziko úrazu pri nedostatočne zabezpečenom priestore (potrubia, rozliaty olej, a pod.).
všeobecné závery
Prevencia je systém opatrení plánovaných a vykonávaných vo
všetkých oblastiach činnosti zamestnávateľa, ktoré sú zamerané
na vylúčenie alebo obmedzenie rizika a faktorov podmieňujúcich
vznik pracovných úrazov, chorôb z povolania a iných poškodení
zdravia z práce, a určenie postupu v prípade bezprostredného a
vážneho ohrozenia života alebo zdravia zamestnanca.
Ako už vyplýva aj z legislatívnych pravidiel, prevádzkovateľ zariadenia je povinný zabezpečiť také podmienky, aby neohrozili zdravie a bezpečnosť ľudí.
Preventívne opatrenia je zamerané na to, že sa zabezpečí vykonanie merania bez ohrozenia zdravia pracovníkov vykonávajúcich
merania. Ľudia, ktorí vykonávajú merania pri činnom zariadení
sú často v tesnejšom kontakte so zdrojmi nebezpečenstva. Preto
ochranu pri práce nie je možné rieši dočasnými opatreniami, ale
systémovo. Systémové riešenie prináša niekedy aj zvýšenie investičných nákladov, ale organizácii sa to vráti vyššou bezpečnosťou obslužného personálu a jeho zvýšenou výkonnosťou a tým
produktivitou práce, čo má v spätnoväzobnom vzťahu zvýšenie
ziskov. Manažment podniku musí rešpektovať personálu, ako ľudskú osobu, a konať tak, aby každý mohol opustiť svoje pracovisko
v dobrom zdraví.
Skúsenosti ukazujú, že pokiaľ konštrukčné riešenie senzorov sa
veľmi nezmenilo, došlo k výraznému pokroku v elektronike, čo
umožnilo a prispelo aj k zvýšeniu bezpečnosti pri práci a zníženiu
rizík z ohrozenia úrazu. Pre ochranu zdravia pri práci sa využíva
systém tzv. bariér.
Všetky systémy majú zabudované opatrenia na to, aby udržiavali
zdroje nebezpečenstva v nich obsiahnuté pod kontrolou, v rámci
normálnych hraníc fungovania systému. Pre bezpečnosť práce sa
vytvárajú tzv. bariéry, ktoré môžu byť aktívne aj pasívne. Aktívne
sú, ktoré priamo zasahujú do procesu, pričom pasívne, ktoré napr.
svojim konštrukčným riešením zabraňujú možnosti vzniku úrazu.
použitá literatúra
Ďalším druhom je nemateriálna bariéra, zručnosť ľudskej obsluhy
udržiavať určitú vzdialenosť od nebezpečenstva v prípade, že:
• používa stroj (napr. vykonáva meranie na činnom zariadení),
• riadi vozidlo po danej trase a vyhýba sa kolíziám,
• narába s elektromechanickými prístrojmi.
[1] PEŤKOVÁ, V: Prezentácia príspevku pre Európsku kampaň
„Dobrá prax 2010–2011“
[2] PAČAIOVÁ, H. – SINAY, J. – GLATZ, J.: Bezpečnosť a riziká technických systémov. Košice: Technická univerzita, 2009.
ISBN 978-80-553–0180-8
Prínosom teda má byť zamedzenie rizika úrazu pri splnení úlohy.
V princípe, pri meraní je ponechaný pochôdzkový zber údajov. Riešenie spočíva iba v úprave meracích miest. Vykonáva sa preventívna stratégia údržby.
kontakt
Ing. Viera Peťková, PhD.
Eustream, a. s., Vihorlatská 8 , 949 01 Nitra
tel.: 037 625 51 75
e-mail: [email protected]
Riešenie:
Na konkrétnom meracom mieste stroja sa v danom mieste upevila meracia plôška v tvare kocky, na ktorú sa pevne pripevnili tri
snímače v smere vertikál, horizontál a axiál, čím sú splnené podmienky dané požiadavkou normy na meranie. Spojovacie káble
Recenzent:
doc. Ing. Juraj Grenčík, PhD.
13
SPRAVODAJ ATD SR 1, 2 / 2010
Ondrej Valent
revoluce v moderní údržbě
Současné směry v údržbě se chýlí k chaosu. Když slyšíte ty různé
směry a zkratky, tak Vám vlasy stojí na hlavě. Každá liška chválí svůj
ocas. Jedni i druzí říkají …naše církev – CMMS anebo TPM, atd. je ze
všech církví nejcírkvovatější. Jak to vidím já? Pravda je někde jinde.
Jedna strana říká pojďme a implementujme Japonce do našich podmínek… Nikdy se Vám to nemůže povést. Japonská mentalita a dělník je
o něčem jiném, než my. Druzí říkají… počítače a SW vyřeší všechno…
Omyl… bohužel jen to, co jsme jim dali na vstup. Moderní trend je zavádět do údržby počítačový systém řízení (CMMS). Nicméně vynaložené
miliony zdaleka nemusí přinést očekávané úžitky. I tady platí, jako ve
statistice... smetí dovnitř – smetí ven. Pokud nevyřešíte otázku vstupů
do systému, výsledky budou nedostatečnéV praxi vidíme podivné
hybridy, když všude všechno je řízeno svatým IT. Ale na dílnách a
v provozech na nástěnkách nakonec visí mraky papírů… inspektoři,
provozáci běhají a sbírají informace na papírech, technici a střední
management kontroluje a ťuká informace z hor papírů do PC, všichni
hledají všechny pro podpisy, schvalování… A po zpracování ve svatém
PC zase tisknou haldy papírů do rukou údržbářů, inspektorů, aby je
zase vyplnili… tiskli papíry na nástěnky… Kde je ten zádrhel? Jak na to?
Preventivní údržba je údržba stroje nebo zařízení prováděná podle
předem stanoveného časového plánu prohlídek. Má za cíl předcházet
poruchám včasným vyhledáváním a odstraňováním možných příčin
jejich vzniku a sestavení harmonogramu dalších kroků v rámci preventivních oprav. Je navržena tak, aby udržovala a zvyšovala efektivní využití výrobních kapacit a sleduje tři hlavní zásady prevence:
• Zachování normálních podmínek.
• Včasné odhalení abnormalit.
• Rychlá reakce.
Preventivní údržba vyžaduje provedení následujících kroků s ohledem na individuální stroje a zařízení:
• Vytipovat stroje a zařízení pro program preventivní údržby.
• Definovat činnosti, které budou v rámci preventivní údržby prováděny.
• Stanovit časové intervaly mezi definovanými činnostmi.
• Stanovit systém efektivního plánování dílčích činností preventivní údržby.
• Vytvořit standardy pořizování a řízení dokumentace plynoucí
z preventivní údržby.
plánovaná údržba
Preventivní údržba se provádí prostřednictvím prohlídek, oprav a
renovací. Činnosti, jež jsou během preventivní údržby vykonávány,
spadají do těchto tří typů:
Typ 1: Pravidelná péče o běžné součásti a systémy
(mazání, čištění, doplňování paliva, seřizování atd.)
Typ 2: Pravidelné prohlídky vedoucí k odhalení podmínek, jež by
mohly vést k poruše stroje či k náhlému selhání.
Typ 3: Údržbové práce zahrnující seřizování, opravu, odstraňování
a nahrazování součástek a prvků, které jsou zatím v relativně raných stadiích hrozícího selhání.
Plánovaná údržba znamená plánovanou preventivní, prediktivní
nebo proaktivní údržbu, kterou provádí specialisté útvaru údržby
s operátory strojů. Náplní plánované údržby jsou především preventivní inspekce a preventivní opravy. Preventivní opravy jsou
prováděny na základě zjištěných skutečností v průběhu preventivní
inspekce a jsou zaměřeny na snížení pravděpodobnosti výskytu
poruchy nebo vypovězení funkčnosti zařízení. Cílem plánované
údržby je předcházet poruchám včasným odhalením a odstraňováním možných příčin vzniku poruch.
preventivní údržba
Nevýhodou u preventivní údržby jsou odstávky strojů, které je nutno
většinou uskutečnit, a tím dochází ke ztrátám času. A právě z tohoto
hlediska je důležité správné plánování preventivních prohlídek a
oprav. Myšlenky jsou vynikající, ale ten lidský faktor! Pokud je to
možné, tak ho musíme zobjektivizovat a vyloučit jeho selhání.
Preventivní údržba je činnost, která se provádí před výskytem poruchy, aby se předešlo hrozícímu selhání – jedná se o činnost obsahující úkony, jež ukazuje obrázek. Tato údržba zahrnuje plánované
aktivity založené na znalosti chování porouchaných součástek a
podmínek a je buď prováděna za účelem vylepšení systému nebo
aby se předešlo chátrání zařízení.
Smyslová vodítka
zrak – prosakování
sluch – kavitace
hmat – vibrace
čich – horký olej
Řešení problémů
• identifikace
• lokalizace
• odhad
Zamezení selhání
• pravidelná péče
• průběžná kontrola
• údržba (seřizování, oprava,
odstraňování, nahrazování
Zlepšení
• modifikace
• dodatečná montáž
• přeprojektování
tpm (total productive maintenance)
Filosofie TPM (Total Productive Maintenance) vznikla v Japonsku
v 50. a 60. letech. TPM rozvíjí přístupy preventivní a prediktivní
údržby v USA a Evropě a zavádí nové prvky, jako je zavedení autonomní údržby, zapojení malých týmových skupin, vizuální management či prvky bezpečnosti na pracovišti.
Mezi základními pilíři TPM patří autonomní údržba – operátor zařízení provádí samostatně inspekce, čištění, mazání, samostatné provedení menší údržby.
Autonomní údržba neznamená převedení povinností údržby na
obsluhu stroje a její zastupování, ale vykonávání vybraných opravárenských a kontrolních činností. Mezi další úkoly obsluhy patří:
• Poznání zařízení.
• Čistění strojů a zařízení a opatření proti zdrojům znečištění.
• Tvorba standardů pro čištění, mazání a kontrolu zařízení.
• Monitorování a identifikování zdrojů poruch.
• Zlepšování zařízení.
• Spoluúčast na prevenci.
• Provádění některých jednoduchých oprav.
• Spolupráce s údržbáři-specialisty při větších závadách.
• Plánovaná údržba s cílem zajistit 100 % spolehlivost zařízení.
Obr. Preventivní údržba
14
www.atdsr.sk
prediktivní údržba
Proactinance je komplexní řešení přístrojů pro sběr informací a SW
pro generaci úkolů, údržby a vyhodnocení skutečného stavu strojů
a plánování práce údržbářů. Data jsou přístupná v síti na strojových
grafech. Přenos informací je zajištěn z a do řízení procesu a údržby.
Systém je určen pro inspektory a údržbáře podniku.
Jeho vlastnosti ho předurčují na využití pro sběr a vyhodnocení
dat i v nejtěžších provozech. Expertní systém automaticky vyhodnotí stav stroje na základě naměřených dat a jejich vyhodnocení.
Barevná obrazovka okamžitě informuje na strojových grafech
o překročení mezních hodnot a vadných částech. Kapesní formát a
lehká váha umožní každodenní nošení v provozu. Identifikace operátora a stroje dle RFID umožní automatickou identifikaci a kontrolu.
PROACTINANCE umožňuje komplexní řešení proaktivní údržby
v podniku od sběru dat z měření a inspekcí přes jejich vyhodnocení
a expertízu, až po automatizované řízení správy majetku a údržbářských činností v počítačové síti. Představuje soubor přístrojů a
prostředků, které jsou vzájemně propojené a které poskytují komplexní funkce pro údržbářské činnosti. Informace jsou prezentovány ve strojové grafice (HMI), stavy jsou vizualizované v barevné
ikonové semafórové logice, takže jeho používání se stáva pochopitelné pro každého.
PROACTINANCE je systém, který komplexně zabezpečuje činnosti
spojené s proaktivní údržbou při diagnostikování závady, inspekční
obchůzky, sousosti stroje jako i při opravě na poškozeném zařízení
a při plánovaní takovéto opravy. Systém vytváří měřicí a inspekční
Prediktivní údržba je metoda testování strojů, která nalézá chyby ve
stavech strojů na základě diagnostických metod. Testování strojů
se většinou provádí bez nutnosti odstávky stroje, která je obvykle
nezbytná v případě programů preventivní údržby. Dobře zpracovaný program prediktivní údržby využívá dostupné a ověřené technologie testování, jako je analýza vibrací, infračervená termografie,
analýza oleje a částic opotřebení, ultrazvukové testování atd.
Přínosem správně zavedeného programu prediktivní údržby je především fakt, že odstraňuje z údržby nutnost pouhých dohadů. Testovací zařízení umožňuje identifikovat problém včetně jeho potenciální příčiny a kvalifikovaní technici jsou tak mnohem lépe schopni
doporučit ty nejvhodnější postupy a zásahy pro odstranění opakujících se problémů, zabránit neplánovaným prostojům, prodloužit
životnost stroje a zvýšit celkový výkon operací a zařízení závodu.
Programy prediktivní údržby jsou méně nákladné a spolehlivější
než tradiční preventivní údržba založená na daných intervalech
prohlídek stanovených na základě počtu provozních hodin nebo
časového plánu. Z pohledu výrobních strojů a zařízení je náplní
programu prediktivní údržby následující:
• Testování provozuschopnosti stroje
• Zjištění místa, příčiny výskytu poruchy stroje
• Předpověď další provozuschopnosti
proactinance – integrace autonomní, preventivní,
prediktivní a proaktivní údržby
Důležitým následním krokem je integrovat aktivity údržby do jednotného systému. Proč to nebylo možné?
V minulosti došlo a současně dochází k nebývalému rozšíření počítačových systémů řízení údržby CMMS. Veškeré plánování, přenosy
informací jsou vyřešeny… až na data na bitevním poli… mezi údržbáři, operátory, diagnostiky a stroji. Chybějícím prvkem byl SW a
přenosné počítače, které by sbíraly informace do systému a poskytovaly je u stroje. Základním problémem byla především extrémně
vysoká cena, nutnost vysoce kvalifikované obsluhy a vzájemně
nekompatibilní informační databáze.
Obsluha a údržbáři mají velmi omezenou možnost získat relevantní
informace o skutečném stavu strojů bez použití metod prediktivní
údržby. I sebedůkladnější prohlídka stroje bez měření stavu není
schopna odhalit všechny příčiny poruch.
Váš systém managementu práce je tak hodnotný jako jeho data.
Proactinance dramaticky zdokonaluje kvantitu a kvalitu dostupných informací pro lepší plánování a realizaci. Inegruje autonomní,
preventivní, prediktivní a proaktivní údržbu v jeden celek.
15
SPRAVODAJ ATD SR 1, 2 / 2010
SW, řídit inspekční sběr dat a v neposlední řadě propojit vstupy a
výstupy diagnostických systémů s CMMS.
Zautomatizujte vaši rutinní inspekci mazání a diagnostiku strojů
použitím flexibilního inspekčního systému ProactorCE. Použitím tohoto kapesního přenosného přístroje s unikátní technologií
můžete zahodit svůj zápisník. Přenosný inspekční zařízení ProactorCE nahrazuje zápisník elektronickým sběračem dat. Definujte
vaše vlastní inspekce. Firmware ProactCE má široký rozsah typů
inspekcí, zahrnující numerické, textové pole, datum a čas, indikátory
úrovní, seznamy s jednoduchým a vícenásobným výběrem, obrázky,
volné poznámky a přednastavené poznámky.
Kombinovaný snímač Vám umožní komplexní změření stroje
a expertní systém v přístroji CMMSChecker Vám automaticky
vyhodnotí jeho aktuální stav a poškození. Váš systém managementu práce je tak hodnotný jako jeho data. ProactCE dramaticky
zdokonaluje kvantitu a kvalitu dostupných informací pro lepší plánování a realizaci.
Jednotky jsou dostupné i v jiskrově bezpečném a IP65 provedení.
pochůzky, mazací plány a řídí práci mazačů, diagnostiků, odběr a
vyhodnocení dat z olejových analýz. Data jsou přístupná v provozu
na přenosných organizátorech PDA. Inspektoři jsou vedeni na obrazovce strojovými grafy a barevnými ikonami. Identifikace inspekčních míst je automatická pomocí RF ID identifikace nebo čárových
kódů. Vyhodnocení měření a sběru dat je automaticky provedené a
obsluha je okamžite upozorněna na změnu barevnou signalizací. Po
obchůzce je automaticky vygenerován požadavek na opravu.
Kapesní zařízení ProactorCE jsou jednoduchá na naučení a používání. Přístroj byl navržený na produktivitu vyžadujjící minimální
školení operátora a údržbáře. Se svým dotykovým displejem je ProactorCE komfortní pro ty, kteří rádi pracují s perem. Pochůzky nebo
RFID kódy – vaše volba. ProactorCE umožňuje identifikaci operátora, přenos informací a sběr dat podle předdefinované pochůzky
nebo může operátor stroje kontrolovat náhodně pomocí RFID kódů.
Rychlá zpětná vazba. Instrukce nápravných akcí můžou být nahrané
do přístroje a zobrazené operátorovi okamžite, jako je indikovaný
poruchový stav. Umožňuje též zobrazit historická data jako trendový
graf, čím umožní operátorovi ověřit změny stavu sledovaného stroje.
Ulehčete si management práce! ProactorCE může přistupovat k objednávkám, plánům, inventáři a jiným klíčovým datům přímo od podlahy.
Stáhněte nové preventivní objednávky údržby do přístroje (eliminujte tlač!) a natáhněte hotové pracovní objednávky (žádné další
vytváření pracovních objednávek!). Vytvářejte nové pracovní požadavky/objednávky na místě – zastavte zapisování poznámek a zapomínání vkládat je do CMMS. Zaznamenejte údaje potřebné pro údržbářskou práci přímo u zdroje. Zdokonalte produktivitu a efektivitu.
ProactCE dáva výkon PROACTINANCE do rukou vašim pracovníkům,
umožňující jim dělat lepší rozhodnutí od stroje: použití historie
zařízení na řešení problémů, lepší a bezpečnejší práce s přístupem
k informacím o částích, pracovních plánech, bezp. informace a jiné.
Jako jeden z klíčových faktorů je nutno vyřešit kořenové příčiny
poruch rotačních strojů. Jsou to především nedostatečné mazání a
nadměrné síly od nevyhovující geometrie a jiných důvodů.
Systém Proactinance řeší právě tyto problémy. Umožňuje integrovat mazací plány a obchůzky do vstupů CMMS a diagnostického
cmms® checker – zkoušečka strojů pro údržbáře
Automatická diagnostika a odhalení poruch stroje.
Zobrazení poruch na barevných strojových diagramech.
Váš nový „mobil“ pro zkoušení strojů. Vejde se do Vaší kapsy.
Sběrač dat a měřící přístroj s gigantickou pamětí 4 GB.
Rychlost sběru dat: až 100× rychlejší od předchozí generace datových kolektorů.
Automatizace multi-měření v bodě pěti signálů.
Vyhodnocení měření
Barevná, i na slunci čitelná OLED obrazovka se strojovými diagramy,
sloupcovými grafy a barevnými semafory.
Automatická diagnostika a odhalení poruch stroje.
Zobrazení poruch na barevných strojových diagramech.
Obsáhlá knihovna strojů s předem nastavenými strojovými grafy,
měřením a mezními hodnotami.
16
www.atdsr.sk
Automatický expertní systém pro odhalení závad.
Archivace a analýza dat
Přenos dat do SW PROACTINANCE a odtud export dat do SW pro
řízení údržby, automatická vyhodnocení měření a generace požadavku na práci.
Režimy sběru dat
• Obchůzka. Paměť 4 GB SD karta.
• Měření do sloupcových diagramů.
Měření
Automatická identifikace měřeného bodu pomocí RFID kódu a
čtečky RFID zabudovaného do snímače.
Systém rychlokonektorů pro uchycení multiparametrického snímače.
Zdroje vstupu:
4 paralelní kanály s vypnutelnými zdroji pro nábojové zesilovače:
Multiparametrický snímač: 3 x akcelerometr, ultrazvuk, IČ teploměr,
RFID čtečka.
ICP akcelerometry: zrychlení, rychlost a obálka z ručně držených
nebo namontovaných snímačů nebo z monitorovacích systémů.
Snímač teploty
RFID čtečka
Vstup z klávesnice nebo z dotykové obrazovky: Univerzální tachometrický a spouštěcí vstup a výstup: akceptuje impulsní vstupy do
+/- 5 V a výstupy 5 V, nebo 24 V.
Definovatelné ikony.
Zpracování signálu:
Časový průběh, statistika, Crest faktor, Curtosis, Rain flow, efektivní
hodnota (RMS), šp-šp.
Frekvenční analýza
Softwarový demodulátor s autokorelací: obálkování s libovolnými
volitelnými vstupními filtry pro zvýrazněnou detekci závad ložisek
a záběru zubů (i pomaluběžných).
Vstupní parametry:
Tachometr: minimální amplituda pulsu 2 V špička-špička, 10 % doba
náběhu/poklesu, minimální šířka pulsu 1 us, a tvarovací obvod.
Průměrování: Programovatelné.
Čas měření: pro všechny kanály max. 12 sec. pro rozsah max. frekvencí 500 Hz–32 kHz, max. 300 sec. pro rozsah max. frekvencí
20 Hz–1 kHz.
Spektrální analýza:
• Počáteční frekvence: přepínatelná mezi 0 a maximální frekvencí.
• Max. frekvence: volitelná mezi 20 Hz a 32 kHz.
• Rozlišení: Programovatelné 200, 400, 800, 1600 a 3200 čar.
• Okna pro měření: Hanning, Flat top, Kaiser-Bessel, Rectangular.
HW a SW
Procesor: AD SHARC + CORTEX
Paměť: 4 GB SSD karta
A/D převodník: 4 x 24-bit A/D, 2*12 bit A/D, 250ksps, 4 x zapínatelné proudové zdroje 4 mA.
Obrazovka: Barevná dotyková 3“ OLED(1024 * 600)
Komunikace: 1x USB 2.0 stereo audio výstup, multikonektor
Firmware: CMMS®Proactinance
Fyzické údaje
Zvýrazněná klávesnice: 6 kláves.
Klávesnice: Na displeji a utěsněná, chemicky odolná kapacitní, citlivá na dotek.
Pevné klávesy: šipka vpravo, vlevo, nahoru, dolů; OK, ESC.
Pouzdro: eloxovaný hliník odolný proti elektromagnetickému
rušení, krytí IP 44 .
Rozměry: 100 mm × 60 mm × 34 mm.
Hmotnost: 200 g,
Multiparametrický snímač: 3* akcelerometr, ultrazvuk, IČ teploměr,
RFID čtečka 150 g, nebo 3-osý akcelerometr s magnetem: 300 g,
kabel 150 g
Napájení
Lion baterie 3000 mAh až 8 hodin běžný provoz.
Prostředí
Kryt : eloxovaný hliník
Rozsah vstup. napětí: +/- 5 Vss.
Dynamický rozsah: 4x24-ti bitová konverze signálu, SNR min 120 dB,
S/(THD+N) min. 100 dB v celém frek. rozsahu, vzorkovací frekvence
64 kHz,
Vstup/výstup: 4 x analogový, 2 x digitální vstup, 2 x digitální výstup.
Analogový výstup – sluchátka. USB 2.0 2Mb/s
Napájení pro snímače: volitelný proudový zdroj 4x2mA (24V) pro
každý snímač zvlášť.
Amplituda: přesnost do 1 % vstupu při jedné specifikované frekvenci.
Vstupní konektory: Vstup, výstup a tachometr/fáze 25-kolíkový
D-SUB konektor pro multiparametrický snímač, stereo audio výstup
pro poslech měřeného signálu, mini USB pro přenos dát, externí
napájení.
Měření:
Rozsah: 0 Hz až 30 kHz (nastavitelný).
Označení CE: EN50081-2, EN50082-2.
Krytí IP: IP 44.
Skladovací teplota: 0 °C až +50 °C.
Provozní teplota: 0 °C až +50 °C .
kontakt
RNDr. Ondrej Valent, CSc.
CMMS®, s. r. o., Zbraslavská 22/49, 159 00 Praha 5
tel/fax: +420 2 518 124 49, tel/ISDN: +420 2 573 142 57
e-mail: [email protected], www.cmms.cz
Kancelář: Zbraslavská 43/11, 159 00 Praha 5
Recenzent:
doc. Ing. Juraj Grenčík, PhD.
17
SPRAVODAJ ATD SR 1, 2 / 2010
Tomáš Stejskal
informačný obsah stacionarity signálu
informational contents of signal stationarity
anotation
Signál je stacionárny, ak pri výbere primerane dlhého časového
záznamu sa jeho stredná hodnota a rozptyl významne nemenia.
Primerane dlhý časový záznam znamená, že stále jestvuje taká
hranica časového záznamu, kde sa jeho štatistické parametre
(stredná hodnota a rozptyl) začnú významne meniť. Významná
zmena je relatívny pojem, pretože sa zakladá na dohodnutej veľkosti zmeny.
The contribution deal about of signal stationarity definition problem. It is voice the ability of programmable analysis. It is compare
information contents of signal with time record, frequents analysis and statonarity change. It fine it is deal about of experimental
analysis on real record.
Key words: stationarity, signal, diagnostics
porovnanie informácie stacionarity, času a frekvencie
úvod
Časová oblasť analýzy odhaľuje:
• Osamotené veľké výkmity s nižšou frekvenciou, ktorých perióda je nepravidelná, alebo s rýchlym útlmom.
• Pravidelné výkmity signálu s nízkou efektívnou hodnotou
• Skokovitá zmena strednej hodnoty alebo rozptylu signálu
• Trendová zmena signálu
Odhalenie skutočného stavu stroja respektíve včasné zachytenie
začínajúcich sa porúch na stroji spočíva nielen vo voľbe vhodného
diagnostického signálu, ale aj v dobrej analýze daného signálu.
V mnohých prípadoch sa nepriaznivý stav detekuje, ale to nepostačuje na lokalizáciu miesta a určenia príčin poruchy. Aj tu sa
môže uplatniť vyššia úroveň analýzy signálu.
V prípade vibrodiagnostiky je dôležitá nielen frekvečná analýza
ale aj časový záznam signálu [1]. Obe analýzy vo frekvenčnej a
časovej oblasti majú svoje výhody a nevýhody. V tejto súvislosti
vystane ešte ďalšia otázka, či jestvuje analýza, ktorá je schopná
odhaliť niektoré skryté informácie v signále skôr ako ich odhalí
časová a frekvenčná analýza. Pri štúdiu stacionarity signálu je
možné takéto špeciálne informácie vyťažiť [2]. Ostáva však na
experimentálnu prax nakoľko je informácia takéhoto typu osožná
pre diagnostické účely.
Frekvenčná oblasť analýzy odhaľuje:
• Periodické zložky signálu (harmonické, subharmonické,
postranné pásma, rezonančné...)
• Celkovú zmenu efektívnej hodnoty signálu
Analýza stacionarity odhaľuje:
• Pomalé zmeny konkrétnej zložky strednej hodnoty a štandartnej odchýlky
• Periodické kolísanie konkrétnej zložky strednej hodnoty a
štandartnej odchýlky
• Konkrétne intervaly času pri ktorých nastáva významná zmena
strednej hodnoty a štandartnej odchýlky
definícia stacionarity a prax
Náhodný proces {yt ,t C T} je striktne stacionárny, ak pre ktorúkoľvek časť radu indexov (t1,t 2, ...,tn ) z T={0, 1, 2,...} a ktorékoľvek
reálne číslo k, pre ktoré ti+k c T : i=1, 2, ..., n existuje združená distribučná funkcia F pre ktorú platí: F(y t1,yt2,...,yn)=F(yt1+k ,yt2+k ,...,ytn+k).
Z vyššie uvedenej definície vyplýva, že ak proces je striktne stacionárny, potom jeho štatistické charakteristiky ako distribučná
funkcia, ale aj hustota rozdelenia, stredná hodnota, rozptyl časového radu a iné, nezávisia od času. Z praktického hľadiska platí,že
ak sa vyberie ľubovoľný časový úsek signálu, tak jeho stredná hodnota a rozptyl budú konštantné.
Na druhej strane je ľahko dokázateľné, že vyššie uvedenej definícii
stacionarity vyhovuje iba jediný signál a tým je konštantný signál,
nemenný v celej časovej osi. Tento fakt je dôvodom, prečo je nutné
definíciu určitým spôsobom prispôsobiť požiadavkám praxe.
Vymenované výsledky analýz sú špecifické len pre daný druh analýzy. To znamená, že iným typom analýzy nemožno danú informáciu odhaliť. Takže aj analýza stacionarity odhaľuje informácie
ktoré nie sú viditeľné v pri časovej alebo frekvenčnej analýze.
určenie miery stacionarity
Viditeľný tvar signálu vo veľkej miere závísí od mierky zobrazenia
signálu. Na vyhonotenie je preto vhodné voliť parametre nezávislé
od mierky. Na základe toho sa navrhli nasledovné matematické
ukazovatele.
Relatívny aritmetický priemer ktorý sa vzťahuje ku štandartnej
odchýlke signálu (1). Takýto parameter môže nadobúdať aj hodnoty
väčšie ako 1. Pri fyzikálnych procesoch vzťah medzi nulovou hodnotou zmenou strednej hodnoty nie je štatisticky ustálený, pretože nulová hodnota sa pri niektorých fyzikálnych dejoch volí len
v zmysle dohody. Preto je vhodné miesto absolútnej hodnoty xmax
závislej od voľby nuly použiť hodnotu štandartnej odchýlky signálu, ktorá je od nulovej hodnoty nezávislá. Štandartná odchýlka
súčasne reprezentuje aj efektívnu hodnotu signálu, takže aj z toho
dôvodu je to vhodná voľba.
V štatistickej praxi sa stacionarita testuje vizuálnym posúdením,
vyšetrovaním tvaru autokorelačnej funkcie a vyšetrovaním stacionarity po častiach. Z hľadiska informačného obsahu autokorelačnej funkcie platí, že ak funkcia osciluje a blíži sa k nule, tak signál
je stacionárny (obr.1).
|xmax – xi|
x sREL= smax
(1)
x sREL relatívny aritmetický priemer vzhľadom k štandartnej
odchýlke signálu
smax výberová štandardná odchýlka z maximálnej dĺžky časového úseku ∆ Tmax
Obr. 1 Porovnanie autokorelačnej funkcie stacionárneho (a)
a nestacionárneho signálu (b).
18
www.atdsr.sk
analýza na reálnom signáli
Pri rozptyle signálu už nepôsobí nepriaznivý vplyv voľby nulovej
hodnoty. Preto je vhodné použiť zaužívaný typ relatívneho posúdenia. Relatívna výberová štandartná odchýlka.
|smax – si|
sREL= smax
Vyššie uvedené teoretické úvahy boli spracované v analyzačnom
programe. Pre tento program stačí zadať vyšetrovaný interval
hodnôt záznamu. Grafickou formu sa automaticky zobrazí priebeh
parametrov x sREL a sREL pre rôzne časové úseky (obr. 2). Na uvedenom príklade je časť záznamu osovej sily pri vŕtaní do železa.
(2)
sREL relatívna výberová štandartná odchýlka
si výberová štandardná odchýlka z časového úseku ∆ T1
záver
Skutočné využitie analýzy pre účely technickej diagnostiky je
možné až po experimentálnom vysledovaní symptómov poruchy
a zodpovedajúcich charakteristických zmien pri vykonaní analýzy stacionarity. Pravdepodobne na preverenie je najvhodnejší
vybračný signál, ale aj teplotné signály sa môžu touto metodikou
preverovať
Pre jednotlivé časové úseky sa v Exceli vytvorili grafické zobrazenia, ktoré poukazujú na zmenu sledovaných parametrov. Otázkou zostáva ako určiť kedy nastáva významná zmena stacionarity,
keďže stredná hodnota a štandartná odchýlka signálu sa zákonite
menia pri ľubovoľnej voľbe sledovaného časového intervalu.
Z toho dôvodu sa prijala podmienka sledovania významnej relatívnej zmeny na úrovni 10 %. Pre relatívnu výberovú štandartnú
odchýlku je to nasledovná podmienka. Ak odchýlka je splnená
podmienka, potom sa signál považuje za stacionárny.
sREL=
|smax – si|
smax
≤0,1
literatúra
[1] KREHEĽ, Radoslav – DOBRÁNSKY, Jozef: Optický snímač
nepriameho merania opotrebenia rezného nástroja.
In: MM. Průmyslové spektrum. no. 4, (2007), p. 54–55.
ISSN 1212-2572.
[2] VALENČÍK, Štefan: Koncepcia a perspektíva multimodálneho
diagnostického pracoviska, In: Transfer inovácií.
ISSN 1337-7094. – Č. 13 (2009), s. 24–27
(3)
V prípade strednej hodnoty signálu (relatívny aritmetický priemer vzhľadom k štandartnej odchýlke) sa vychádza z normálneho
rozdelenia náhodného signálu. 95 % odchýlok signálu od strednej
hodnoty leží v intervale štandartných odchýlok 4s. v rámci tohto
intervalu je 10 percentná zmena strednej hodnoty na jednu stranu
rovná 2s/10. Na základe toho stacionárny signál by mal vyhovovať
podmienke (4).
x sREL=
|xmax – xi|
smax
≤0,2
kontakt
Ing. Tomáš Stejskal PhD.
Katedra výrobnej techniky a robotiky, SjF, TU v Košiciach
Němcovej 32, 042 00 Košice
(4)
Recenzent:
Ing. Peter Tirinda, PhD.
Obr. 2 Príklad analýzy stacionarity pre záznam osovej sily vŕtania
19
SPRAVODAJ ATD SR 1, 2 / 2010
Roman Richter
personálna a technická bezpečnosť
personal and technical safety
anotation
na bezpečnosť sa dá dokumentovať dlhodobou štatistikou dopravných nehôd, pretože pri zisťovaní ich príčin sa najčastejšie objavuje neprispôsobenie rýchlosti vozidla stavu a povahe komunikácie, nesprávne predbiehanie, nedodržiavanie predpísanej rýchlosti vozidla, nedanie prednosti v jazde a podobne, čo sú všetko
príčiny, ktoré sa klasifikujú ako zlyhanie „ľudského faktora”, a to
nielen v doprave, ale všeobecne v systéme človek – stroj – prostredie. Pri kvantifikácii vplyvu ľudského faktora na dopravnú nehodovosť niektoré zdroje uvádzajú jeho až 90-percentný podiel.
Vidíme, že táto problematika je z hľadiska bezpečnosti systémov, a
teda aj z bezpečnosti a ochrany zdravia nielen pri práci nesmierne
významná. Z hľadiska bezpečnosti systému sa v poslednom čase
do po-predia skúmania dostávajú „ľudské chyby”. Je všeobecne
známe, že významný počet úrazov, resp. pracovných úrazov spôsobuje ľudské zlyhanie alebo presnejšie „chybné správanie” človeka často v časovej tiesni, ktoré možno kvantitatívne formulovať
pomocou známeho Poissonovho rozdelenia pravdepodobnosti.
Človek ako operátor je preto často označovaný ako „najslabší”
prvok systému „človek - stroj”. Pritom však treba vychádzať z toho,
že automatický systém, ktorý ho nahrádza, nemožno vždy a bezvýhradne považovať za bezpečnejší a spoľahlivejší. [1]
Bezpečnosť a ochrana zdravia na pracovisku je celosvetovým
problémom. K dispozícii je množstvo informácií o BOZP poskytovaných organizáciami BOZP mimo EÚ. Riešenia právnych predpisov, stratégií a osvedčených postupov vyvinuté inde vo svete taktiež poskytujú hodnotné informácie a hodnotiaci rámec na vytvorenie bezpečných, zdravých a výkonných pracovísk. Bezpečnosť a
ochrana zdravia pri práci je v súčasnosti jednou z najdôležitejších
a najrozvinutejších aspektov politiky EÚ v oblasti zamestnanosti a
sociálnych vecí. Práca v tejto oblasti vyžaduje zložitú spoluprácu
medzi rôznymi subjektmi na úrovni EÚ a členských štátov vrátane
Work and health safety, as integral part of Integrated Management
System, goes hand-in-hand with the entrepreneurial activities
of our corporation. Baring in mind the responsibility for the safe
operation of production technologies for aluminum and aluminum
products, we are not satisfied with the fulfillment of the legislative require-ments only. Continuous improvement and effective
use of resources help us create such work environment that is not
the cause of accidents, injuries, or illnesses.
To improve work and health safety, we are creating an internal
company structure by using tools and activities that involve all
employees. This intradepartmental culture is characterized by
mutual assistance (knowledge and skills), protection and carrying
for the fellow coworkers, and a team work.
Key words: Technical Diagnostics, Occupational Safety, LOTO,
T-rate.
úvod
Technická diagnostika patrí k takým činnostiam výkonu prediktívnej údržby, kedy sa pracoviskom „často“ stáva „tesná“ blízkosť technického objektu v pracovnom režime, na ktorom sa daná činnosť
vykonáva. Otázka bezpečného pracoviska a bezpečnosti pracovníka
pri výkone je významným faktorom takto vykonávanej aktivity.
Možnosti zvyšovania bezpečnosti systémov zlepšovaním ich technickej stránky sú v súčasnosti už takmer vyčerpané. Riešeniu technických problémov sa konštruktéri a projektanti venovali a venujú
najmä preto, že ich riešenie je relatívne jednoduchšie a dostupnejšie a pri vyhovujúcom riešení prinášalo skoro vždy kladné
výsledky. Obťažnosť problematiky ľudského faktora a jeho vplyvu
Obr. 1 Základné podmienky bezpečnosti
20
Revoluce v preventivní údržbě
CMMS®PROACTINANCE / CMMS®INSPECT
- automatizace preventivní a autonomní údržby
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
Váš kapesní elektronický zápisník a zdroj informací o zařízení
Určený pro pracovníky údržby, mazače a operátory
Inspekční sběr informací ze zařízení
Mazací plány a výkon mazací služby
Měření a sběr provozních dat
Pracovní příkazy a výkazy
Automatická identifikace strojů pomocí RFID kódů
Barevné strojové grafy a formuláře
Automatické vyhodnocení výjimek a překročení mezí
Automatická generace obchůzek, přenos dat a požadavků na práci
CMMS®PROACTINANCE a SW pro řízení údržby
CMMS®CHECKER
– kapesní zkoušečka strojů pro údržbáře
■
■
■
■
■
■
■
Automatická diagnostika a odhalení poruch stroje
Zobrazení poruch na barevných strojových diagramech
Sběrač dat a měřicí přístroj s gigantickou pamětí 4 GB
Změření a automatická diagnostika stroje během dvou minut
Automatická identifikace strojů pomocí RFID kódů
Automatizace měření 5 snímači na ložisku
Opakovatelné uchycení snímačů rychlokonektorem
na ložiskových maznicích
Emailový zpravodaj:
Údržba a diagnostika
Váš pravidelný zdroj informací
o know-how, metodice,
školeních, událostech, přístrojích
a SW pro moderní údržbu
a diagnostiku.
Zdarma!!!
Přihláška k odběru e-novin na
www.cmms.cz
CMMS s. r. o.
Zbraslavská 22/49
159 00 Praha 5
[email protected]
www.cmms.cz
diaľnica pre zemný plyn
do európy
www.eustream.sk
Naším základným poslaním je preprava zemného plynu na Slovensko a cez územie Slovenskej republiky na
európske trhy. Aby sme toto poslanie mohli zodpovedne naplniť, prevádzkujeme v Slovenskej republike
vysokotlakovú prepravnú sieť. Náš prepravný systém predstavuje dôležité energetické prepojenie medzi
Spoločenstvom nezávislých štátov a Európskou úniou. Inými slovami, sme hlavnou vstupnou bránou a
najväčšou diaľnicou pre ruský plyn v EU. Obchodný názov našej spoločnosti “eustream” odráža toto
špecifické postavenie.
eustream def.indd 1
4/30/10 10:10:03 AM
www.atdsr.sk
zdokonalenie systému riadenia bezpečnosti
vlád a ďalších verejných orgánov, ako aj organizácií zamestnancov
a zamestnávateľov. Hoci v minulosti bolo vypracované obrovské
množstvo právnych predpisov Spoločenstva týkajúcich sa bezpečnosti a ochrany zdravia pri práci, v súčasnosti sa pre ďalšie zlepšovanie pracovných podmienok v členských štátoch EÚ stáva čoraz
dôležitejším vývoj a realizácia holistických prístupov a stratégií
v oblasti BOZP.
Politika v oblasti BOZP nie je len záležitosťou zákonov a právnych
predpisov – tie tvoria jej základ a musia sa uplatňovať na úrovni pracoviska. Ak sa však majú dosiahnuť merateľné zlepšenia pracovných
podmienok a znížiť počet pracovných úrazov a chorôb z povolania,
je potrebné skombinovať ich s ďalšími nástrojmi, napr. sociálnym
dialógom, osvedčenými postupmi, zlepšovaním informovanosti,
zavádzaním nástrojov a aktivít angažujúcich všetkých zamestnancov na zlepšovaní bezpečnosti a ochrany zdravia pri práci. Jedným
z takýchto nástrojov v rámci výzvy EÚ OSHA (Európska agentúra
pre bezpečnosť a ochranu zdravia pri práci), ktorá vyhlásila na roky
2010÷2011 kampaň „Bezpečnej údržby” je zvyšovanie povedomia
o význame údržby pre zdravé a bezpečné pracoviská.
Poslaním projektu bolo zdokonalenie systému riadenia bezpečnosti. Zavedením nástrojov a aktivít, angažujúcich manažment a
ostatných zamestnancov spoločnosti na zlepšovaní bezpečnosti a
ochrane zdravia pri práci, zaistiť trvalé zvyšovanie úrovne bezpečnosti, a tým dosiahnuť najvyššiu štvrtú úroveň bezpečnosti podľa
prístupu DuPont. Jednotlivé úrovne bezpečnosti, podľa prístupu
DuPont, a ich základné charakteristické znaky sú na obrázku 2.
čo je loto v slovalco?
LOTO (Lock Out/Tag Out) je systém zaisťovania energií v strojoch a
zariadeniach (SaZ) tak, aby nemohlo dôjsť k ich náhodnému, resp.
neriadenému uvedeniu do chodu. LOTO je skratka z anglického
“lockout/tagout” čo vo voľnom preklade znamená „uzamknutie
zariadenia/označenie uzamknutia zariadenia” – obr.3. LOTO je prioritne zamerané na ochranu zamestnancov. Zaistenie zariadenia je
zabezpečenie zariadenia voči náhodnému (nežiadúcemu) spusteniu alebo pohybu predpísaným vypnutím (odpojením) zariadenia
od všetkých druhov energií (a uvoľnenie zostatkovej energie) pri
neštandardných výrobných aktivitách.
Každý systém (zariadenie) využívajúci energie, vyžaduje pred a
počas nepravidelných pracovných aktivít (údržba a/alebo oprava)
riadenie týchto energií tak, aby nemohli poškodiť ľudské zdravie.
LOTO je integrovaná časť údržby. Údržbu a opravu je možné vykonávať iba vtedy, ak je zariadenie (jeho časť) odpojené od energií,
vypnuté, uzamknuté a správne označené. Každý zamestnanec sa
základné podmienky bezpečnosti
Systém manažérstva bezpečnosti a ochrany zdravia pri práci
(podľa OHSAS 18001). Časť celkového systému manažérstva,
umožňujúca riadenie rizík BOZP, ktoré súvisia s činnosťou organizácie. Toto zahŕňa organizačnú štruktúru, plánovacie činnosti, zodpovednosti, prax, postupy a zdroje pre rozvíjanie, implementáciu,
dosahovanie, revíziu a dodržiavanie politiky BOZP, viď obr.1.
Obr. 2 Proces formovania kultúry bezpečnosti
Obr. 3 Princíp systému LOTO
25
SPRAVODAJ ATD SR 1, 2 / 2010
Účelom systému je technická bezpečnosť, T-rate je ukazovateľ
bezpečnosti a spoľahlivosti technických bariér. Účelom systému
T-rate je prevencia voči vzniku nehôd a havárií so závažnými
následkami pomocou systému technickej bezpečnosti bariér a
ukazovateľa T-rate, ktorý vyjadruje starostlivosť o úroveň technickej bezpečnosti prevádzky alebo SaZ. Starostlivosť a úroveň technickej bezpečnosti je rozhodujúca pre prevenciu vzniku závažných
nehôd a havárií. Systém T-rate je prioritne zameraný na ochranu
SaZ a ich okolia.
pred začatím údržby alebo opravy istí používaním jeho osobného
zámku, ktorým sa uzamknú jednotlivé kľúče a zámky na izolovanie
energií konkrétnych SaZ.
systém t-rate
(spoľahlivosť technických bezpečnostných bariér)
Za niekoľko posledných desaťročí sa výrazne zvýšila pozornosť a
úspechy v oblasti bezpečnosti. „Teória ľadovca“ postavená na princípe predchádzania vážnym nehodám a situáciám, kedy sa len tesne
unikne nehode, a to zabránením vzniku menších nehôd, bola základom väčšiny práce a preukázala sa byť úspešnou. Systematická práca
súvisiaca so vznikom nehôd a „tesného“ vzniku nehôd priniesla
výsledky v podobe zvýšenia bezpečnosti a zníženia množstva nehôd,
merítkom čoho je spravidla množstvo prípadov práceneschopnosti
v dôsledku úrazu a množstvo celkových zaznamenaných úrazov. Toto
je dôležité a nevyhnutné a táto práca musí pokračovať.
Hlavným cieľom je prevencia voči vzniku nehôd so závažnými
potenciálnymi následkami, ako sú:
• požiare,
• výbuchy plynu,
• výbuchy prachu/pary,
• BLEVE (Boiling Liquid Expanding Vapour Explosion) – výbuch
vriacej tekutej uvoľňujúcej pary,
Obr. 4 Opatrenia na prevenciu a zmiernenie dôsledkov
Obr. 5 Prvky, ktoré sú súčasťou T-rate
26
www.atdsr.sk
•
•
•
•
prípadne zariadení (strojov) ľuďom a opačne. K tomu treba zohľadniť skutočnosť, že chybné konanie (správanie) ľudí má pomerne
veľký rozptyl. Je preto pochopiteľné, že ľudské správanie v zmysle
„primerane bezpečného správania” ovplyvňuje osobnosť človeka,
jeho vzdelanie, osobné skúsenosti, školenia, zácvik, motivácia a
iné faktory. „Ľudské zlyhanie je a zostane vlastnosť, ktorá postihuje vo väčšej alebo menšej miere všetkých ľudí, nezávisle od
úrovne ich činností, funkcií či postavenia.” [1]
emisia nebezpečných kvapalín (vrátane roztaveného kovu),
emisie toxických plynov,
rozsiahle úniky kvapalín do životného prostredia,
nehody spôsobené ťažkým strojným mechanizmom vrátane
zdvíhacích operácií.
Silným a trvalým sústredením sa a nepretržitou prácou sa za niekoľko posledných desaťročí podarilo výrazne zlepšiť záznamy
o bezpečnosti v priemyselnom procese ako aj celkovom priemysle. Avšak hoci sa preukázalo, že väčšina zaznamenaných udalostí má konkrétne a potenciálne následky, manažment sa zameriava na pracovné nehody s relatívne nepatrnými následkami. Na
zníženie takýchto následkov sa implementujú nápravné opatrenia.
Toto je dôležité a nevyhnutné a skúsenosť naznačuje, že intenzita
vzniku takýchto nehôd výrazne poklesla. Avšak vážnejším rizikám
sa nevenuje rovnaká pozornosť. Jedným z dôvodov môže byť nedostatok prostriedkov na meranie stavu a trendov vzhľadom na tieto
riziká. Preto spoločnosť SLOVALCO pociťovala potrebu takéhoto
prostriedku, ktorý prinesie starostlivosť o úroveň technickej bezpečnosti prevádzky alebo SaZ, ktorá je v podstate rozhodujúca pre
pravdepodobnosť vzniku závažných nehôd/havárií.
použitá literatúra
[1] Sabo, M. – Jastrabíková K.: Interakcia medzi človekom a bezpečnosťou.
Časopis BEZPEČNÁ PRÁCA. Číslo 4. Júl 2007. Index 49032,
ISSN 0322-8347. 3 strany. 2007.
[2] Samdal, U.N.: T-RATE MANUÁL.
Norsk Hydro. 06.08.2007. 18 strán. 2007.
[3] Zlepšovanie úrovne bezpečnosti a bezpečného správania.
3. stretnutie lídrov SLOVALCO, a. s. Hotel Kaskády. Sielnica.
12.–13. 02. 2008.
[4] http://osha.europa.eu/sk, 11. 01. 2010.
[5] Richter, R.: Ako chrániť človeka a stroj.
Zborník prednášok z X. Medzinárodnej odbornej konferencie
Národné fórum údržby 2010. Vysoké Tatry, Štrbské Pleso,
hotel PATRIA. 25.–26. 05 .2010.
ISBN 978-80-8070-554-0195-9. str. 217–223. 7 strán. 2010.
V roku 2007 predstavenstvo spoločnosti dospelo ku konečnému
rozhodnutiu implementácie T-rate v spoločnosti SLOVALCO podľa
vzoru spoločnosti Norsk Hydro. T-rate pozostáva z troch zložiek,
ako je zobrazené na obrázku 5.
Pri výbere by sa malo v prvom rade vychádzať z dôležitosti systému (napr. následkov poruchy), ale spočiatku by mohlo byť praktickejšie začať so systémami, ktoré majú jestvujúci program kontroly a skúšania alebo systémami pre zaznamenávania prípadov
vyradení z činnosti, prípadne so systémami, pri ktorý je jednoduché skúšať (B), kontrolovať (I), alebo sledovať (O).
T-rate má obmedzenia v súvislosti s poskytnutím celkového
obrazu podmienok technickej bezpečnosti. Priorita spočíva v jednoduchom a zvládnuteľnom zhodnotení T-rate. T-rate má nasledujúce hlavné obmedzenia:
• T-rate pokrýva len dostupnosť (funkčnosť) jestvujúcich technických bezpečnostných bariér, napr. neberie do úvahy dobré/zlé
riešenie alebo dobré/zlé prevádzkové postupy, poznatky, a pod.
• V T-rate sa neberie do úvahy nadbytočnosť.
• T-rate neprofiluje potenciálne dôsledky, ktoré môžu byť spôsobené poruchou komponentu/zariadenia, pokiaľ sa komponent/zariadenie nepovažuje za kritické z hľadiska bezpečnosti.
Z toho dôvodu T-rate nevytvára obraz rizika.
• V T-rate nie sú obsiahnuté poruchy identifikované mimo
programu skúšania alebo neúmyselné/neznáme vyradenia
z činnosti. Avšak pokrýva spozorované typy porúch, na ktoré
bol zameraný program kontroly, napr. prepúšťanie zariadenia
alebo pretrhnutie vedenia žeriava.
Medzi systémom LOTO a T-rate je určitý prienik a zároveň sa aj vzájomne doplňujú. Výsledok ich synergického pôsobenia, v súčinnosti s inými systémami, potom ako jeden z krokov môže prispieť
k naplneniu cieľa orientovaného na dosiahnutie „3 núl” – nulové
poruchy (a havárie), nulové nepodarky, nulové úrazy.
kontakt
Ing. Roman Richter, PhD., EUR ING
Špecialista – Diagnostika, SLOVALCO, a. s.
Priemyselná 14, 965 48 Žiar nad Hronom
Slovak Republic
tel.: +421 45 608 7823
fax: +421 45 608 7902
E-mail: [email protected]
záver
Dopátrať sa príčin vzniku chybného konania človeka nie je jednoduché, pretože tieto príčiny sú často hlboko späté s podstatou
človeka samého. Významnú úlohu tu majú psychické príčiny pracovných úrazov, napríklad psychické preťaženie alebo nezaťaženie, nedostatok bezpečnostného povedomia, strach pred technickými zariadeniami, nepoznanie zdrojov ohrození, nedodržiavanie
predpisov, ale aj nedostatočné ergonomické prispôsobenie práce,
Recenzent:
Dr. H.c mult. prof. Ing. Juraj Sinay, DrSc.
27
SPRAVODAJ ATD SR 1, 2 / 2010
Iraida Kolcunová, Martin Marci, Lýdia Dedinská, Ľudovít Csányi
použitie rastlinných olejov
v elektrotechnickej praxi
utilization of vegetable oils in electrotechnical practice
anotation
väčším gradientom ako ostatná izolácii, ktorej relatívna permitivita
ε je vždy väčšia ako permitivita plynu v dutine, rovná jednej. A tiež
aj preto, že elektrická pevnosť plynu je nižšia ako elektrická pevnosť pevnej alebo kvapalnej zložky izolácie, nastane prieraz plynu
v dutinách, už pri napätí oveľa nižšom, ako je prierazné napätie izolácie ako celku. Pretože nepreklenú celú vzdialenosť medzi elektródami, sú takéto výboje označované ako čiastkové.
Electroinsulating materials are important and expensive parts of
every electrotechnical equipment. One of the most common used
electroinsulating materials are electroinsulating oils. In electrotechnical practice, the greatest utilization for mineral oils is due
to their great electroinsulating features, simple accessibility and
their low price. Opposite to this fact, the environment problematic
is getting into spotlight more and more presently. Enterprises, that
handle the production of power transformers conduct research on
mineral oil alternatives, which could be more environment friendly. A possible alternative for the today used earth oil based oils
are vegetable oils. It is necessary to know electroinsulating features of the vegetable oils to be able to appreciate the applicability
of their utilizing as the alternative for mineral based oils. Due to
this fact, this paper deals with research and comparison of electroinsulating features of vegetable, mineral and silicone oils.
Key words: dissipation factor, permitivity, breakdown strength,
partial discharge
Preskokové napätie a elektrická pevnosť
Preskokové napätie vyjadruje mieru schopnosti oleja, odolávať
elektrickému namáhaniu. Je to minimálne napätie, ktoré v oleji
spôsobí taký vzrast elektrickej vodivosti, že dôjde k elektrickému
prierazu. V mieste prierazu vplyvom značného zvýšenia prúdu,
ktorý začne pretekať dielektrikom, dochádza k rôznym mechanickým, tepelným a chemickým dejom, ktoré menia vlastnosti dielektrika natoľko, že nie je schopný sa úplne vrátiť do pôvodného
stavu z dôvodu výskytu tuhých častíc a chemických zlúčenín, či už
v kvapalnom, alebo plynnom skupenstve, ktoré vznikli pôsobením
elektrického výboja. Voľná voda, plynné dutinky, ale aj pevné častice majú sklon k migrácii do miesta so zvýšeným namáhaním, a
tým podstatne znižujú hodnotu preskokového napätia, takže preskokové napätie slúži ako ukazovateľ obsahu znečistenia oleja.
úvod
Elektroizolačné oleje založené na ropnej báze boli desaťročia a
stále sú najviac používaným kvapalným dielektrikom v silových
elektroenergetických zariadeniach, hlavne kvôli ľahkej dostupnosti a nízkej cene. Tieto oleje však nie sú ekologicky nezávadné a
ich používanie bolo stále spojené s istým rizikom.
V dnešnej spoločnosti sa vo všetkých priemyselných odvetviach
vrátane elektroenergetiky dostáva stále viac do popredia problém
ekológie. Snahou je nahradiť doteraz používané minerálne oleje
menej škodlivými rastlinnými olejmi.
Táto práca sa venuje skúmaniu najdôležitejších elektrických charakteristík ako je elektrická prierazná pevnosť, rozvoj čiastkovej
výbojovej činnosti, dielektrické straty a permitivita v rastlinnom
oleji, minerálnom oleji a silikónovom oleji. Tento výskum spočíva
z merania, vyhodnotenia a porovnania výsledkov merania hodnôt
týchto veličín jednotlivých olejových vzoriek.
Elektrická pevnosť je popri polarizácii, elektrickej vodivosti a dielektrických stratách jedna zo základných kvalitatívnych charakteristík dielektrika. Dielektrikum si v elektrickom poli zachováva
izolačné vlastnosti len do určitej hodnoty intenzity elektrického
poľa, ktoré naň pôsobí. Po dosiahnutí tejto hraničnej (kritickej)
intenzity jeho odpor klesá na úroveň odporu vodivých materiálov.
V prípade homogénneho elektrického poľa je intenzita elektrického poľa na celej dráhe prierazu všade rovnaká, a preto elektrickú
pevnosť vypočítame podľa vzťahu:
Up
Ep= (1)
d
Ep [kV.mm-1]
Up [kV]
d [mm]
teoretická časť
Čiastkové výboje
elektrická pevnosť izolantu,
preskokové napätie izolantu,
vzdialenosť medzi elektródami.
Elektrická pevnosť je parametrom, ktorý sa najčastejšie používa
pre posúdenie kvality izolačných olejov. Medzi faktory, ktoré najviac ovplyvňujú elektrickú pevnosť patrí obsah vody v oleji, množstvo tuhých nečistôt, usporiadanie elektród a dĺžka pôsobenia priloženého napätia.
V miestach so zníženou elektrickou pevnosťou vplyvom vysokej
intenzity elektrického poľa v izolácii vznikajú čiastkové výboje.
Tieto výboje predstavujú prieraz plynných dutiniek, lokálny prieraz malých objemov pevných alebo kvapalných dielektrík, miestny
prieraz po povrchu pevného dielektrika. Vznik čiastkových výbojov závisí od tvaru elektrického poľa vo vn zariadení a od elektrofyzikálnych vlastností (zároveň aj elektrickej pevnosti) použitej
izolácie.
Miestom, kde sa čiastkové výboje objavia ako prvé, je okraj elektród, kde je namáhanie elektrickým poľom najintenzívnejšie [1-2].
Technické izolácie takmer vždy obsahujú nepatrné dutinky, ktoré sa
do nich dostali buď už s použitými materiálmi, pri izolovaní alebo
vznikli pôsobením prevádzkových podmienok vnútri izolácie,
alebo medzi izoláciou a priľahlými vodivými časťami. V elektrickom poli je plyn, najčastejšie vzduch, v dutinách namáhaný ε-krát
Stratový činiteľ tgδ
Stratový činiteľ tgδ je ukazovateľom kvality dielektrík a vyjadruje
mieru dielektrických strát v elektroizolačných systémoch. [4]
Pre striedavé napätie dielektrické straty vyjadrujeme stratovým
činiteľom tgδ, kde δ je doplnkový uhol do 90° (Obr. 1) k uhlu fázového posunu φ medzi časovým vektorom napätia a prúdu v izolante. Čím väčší je stratený výkon v dielektriku meniaci sa na teplo,
tým menší je fázový uhol φ, a tým väčší je uhol dielektrických strát
δ ako aj jeho funkcia tgδ. [4]
28
www.atdsr.sk
Obr. 2 Schéma meracieho obvodu čiastkových výbojov
Meraný objekt C x pozostáva zo sklenenej nádoby naplnenej meranou vzorkou kvapalného dielektrika, vysokonapäťovej elektródy a
uzemnenej elektródy (Obr. 3).
Obr. 1 Fázorový diagram reálneho dielektrika
Hodnota stratového činiteľa závisí od:
• napätia
• teploty
• frekvencie napájacieho napätia
• vlhkosti
Permitivita εr
Permitivita εr , je definovaná ako pomer kapacity elektród v priestore
úplne zaplnenom príslušným dielektrikom a kapacitou rovnako
usporiadaných elektród vo vákuu (prakticky aj vo vzduchu, pretože
relatívna permitivita vzduchu za normálnych atmosférických podmienok je 1,00058 ).
Permitivita udáva, koľkokrát je sila pôsobiaca na náboj v danom
prostredí menšia ako vo vákuu, alebo pomer kapacity kondenzátora s príslušným dielektrikom voči usporiadaniu vo vákuu:
Cx
εr=
(2)
C0
Obr. 3 Schéma meraného objektu
Permitivita závisí od polarizačných procesov, teploty, frekvencie.
Relatívna permitivita je tým väčšia, čím väčší je dipólový moment
ich molekúl, čím rýchlejšie sa tieto molekuly pohybujú v elektrickom poli a čím viac molekúl je v jednotke objemu. Pohyblivosť
súvisí s viskozitou a teplotou.
Výstupy meraní boli v konečnej podobe spracované do φ, q, n grafov. Porovnávacie grafy sú v tejto práci zostrojené len pre maximálne hodnoty náboja výbojovej činnosti (Obr. 4), kvôli čo najjednoznačnejšiemu porovnaniu jednotlivých olejových vzoriek.
experimentálna časť
Experimentálna časť výskumu bola zameraná na meranie hodnôt
jednotlivých elektrických veličín elektroizolačných olejov. Hodnoty parametrov elektroizolačných olejov boli spracované do
podoby vhodnej na porovnanie jednotlivých vzoriek. Jedná sa o tri
vzorky oleja, konkrétne vysokorafinovaný minerálny olej ITO 100
s prísadou 2,6-di-terc-butyl-metylfenolu, silikónový olej Lukosiol
M200 a rastlinný olej RACIOL, čo je repkový olej chemicky upravovaný len do miery vhodnej pre potravinársky priemysel.
Meranie čiastkových výbojov
V praxi sa v elektroenergetických zariadeniach nevyskytujú len polia
homogénne a preto sa meranie čiastkových výbojoch uskutočnilo na
rôznych elektródach, ktorých tvar má zabezpečiť rôzne stupne homogenity poľa v medzielektródovom priestore. Jedná sa o Rogowského
elektródu, polguľovú elektródu, diskovú elektródu a hrot.
Okrem rôzneho elektródového usporiadania, bolo meranie uskutočnené pri rôznych vzdialenostiach d = 0mm, d = 1mm a d = 5mm,
ale vzhľadom k veľkému množstvu nameraných výsledkov, popisuje
táto práca len výsledky z merania na elektródovom systéme Rogowského elektróda – bariéra a pri medzielektródovej vzdialenosti
d = 0mm. Pozn.: Úplné výsledky boli uverejnené v publikácii [3].
Samotné meranie čiastkových výbojov bolo vykonané pomocou
priamej metódy so sériovým zapojením meracej impedancie a
väzobného kondenzátora podľa schémy zapojenia na obrázku
(Obr. 2). Princíp tejto metódy je popísaný v norme IEC 60270.
Obr. 4 Závislosť maximálnej hodnoty náboja od napätia
Výbojová činnosť sa ako prvá objavila v rastlinnom oleji už pri
hodnote napätia 10kV, ale maximálna hodnota náboja nepresiahla
100pC. V minerálnom oleji sa prvé výboje objavili až pri napätí
18kV, ale maximálna hodnota náboja rástla so zvyšujúcim sa napätím takmer lineárne, takže môžeme hovoriť o výraznej závislosti
maximálnej hodnoty náboja od napätia v tomto druhu oleja. Zvyšujúca sa hodnota napätia nemala na maximálnu hodnotu náboja
v rastlinnom oleji žiaden vplyv a jej aproximačná krivka si zachováva konštantnú hodnotu.
29
SPRAVODAJ ATD SR 1, 2 / 2010
Merania boli zamerané na určenie závislosti tgδ a εr od teploty
a napätia. Teplotná závislosť tgδ a εr bola odmeraná pri hodnote
napájacieho napätia 2kV, pričom prvé meranie bolo vykonané pri
izbovej teplote. Teplota bola postupne zvyšovaná s krokom 10°C
až na hodnotu 100°C (Obr. 7)
Napäťová závislosť tgδ bola odmeraná pri hodnotách teplôt T =
20°C a T = 50°C, pričom hodnota napájacieho napätia sa zvyšovala
z hodnoty 0.2kV až na hodnoty 2kV s krokom 0.2kV (Obr. 8). Závislosť εr = f(U) je len nepatrná.
Meranie elektrickej prieraznej pevnosti olejov
Do meracej nádobky skúšobného zariadenia TuR Dresden sa
naliala meraná vzorka oleja a to tak, že sa liala na jednu z elektród,
odkiaľ stekala do nádobky, z dôvodu čo najmenšieho premiešania
sa oleja a zmiešania sa so vzduchom, ktorého prítomnosť v oleji
by mohla mať vplyv na hodnotu elektrickej prieraznej pevnosti. Po
naliatí oleja do meracej nádobky sa tento nechal ustáť 30 minút,
aby sa prípadné tuhé nečistoty mohli usadiť a rovnako aby mohli
uniknúť vzduchové bublinky, ktoré sa do oleja dostali pri nalievaní.
Prvý preskok sa vykonal pri prednastavenej vzdialenosti 0.3mm.
Po preskoku nasledovala trojminútová pauza kvôli regenerácii
oleja. Pri konkrétnej vzdialenosti sa tento postup opakoval 5krát,
následne sa medzielektródová vzdialenosť zväčšila na hodnotu
0,6mm; 0,9mm; 1,2mm; 1,5mm; 1,8mm; 2,1mm; 2,4mm; 2,7mm;
3mm. Po ukončení merania na danej vzorke oleja sa nádoba očistila
technickým benzínom a teplou vodou a nechala sa sušiť 24 hodín.
Po získaní hodnôt preskokového napätia pre každú vzdialenosť,
bola najnižšia a najvyššia hodnota napätia vyškrtnutá. Zo zvyšných troch hodnôt preskokového napätia sa vypočítal aritmetický
priemer Up. Z tejto hodnoty napätia sa podľa vzťahu (1) vypočítala
elektrická prierazná pevnosť pre každé preskokové napätie priradené určitej vzdialenosti elektród. Na základe týchto hodnôt bol
vyhotovený graf pre elektrickú prieraznú pevnosť (Obr. 5). Keďže
preskok je náhodný jav, spojnica bodov hodnôt v grafe nezodpovedá presne učebnicovému hladkému priebehu. Minimálna vzdialenosť 0,3mm je vybraná zámerne, kvôli problémom s oblúkom
v medzielektródovom priestore pri menších vzdialenostiach.
Obr. 6 Schéma zapojenia pri meraní so Scheringovím mostíkom
CN – kapacitný normál, C 4 – nastaviteľná kapacita, R 4 – odpor,
R 3 – nastaviteľný odpor, C X – meraný objekt neznáma vzorka
Z výsledkov (Obr. 7) je možné si všimnúť, že hodnota permitivity so
zvyšujúcou sa teplotou klesá u všetkých typov olejov, pričom trend
poklesu je približne rovnaký. Vysokú a zároveň najvyššiu hodnotu
permitivity dosiahol rastlinný olej (εr = 3,2), čo je veľmi výhodné
pri kombinovanej izolácii olej – papier, ktorá sa u silových transformátorov používa najčastejšie, kedže papierová izolácia dosahuje
permitivitu blízku hodnote εr = 4. Z pohľadu teplotnej závislosti,
najväčšou nevýhodou rastlinného oleja je výrazná závislosť a
vysoké hodnoty stratového činiteľa pri vyšších teplotách ako sú
prevádzkové. Z tohto hľadiska najlepšie výsledky dosiahol silikónový olej. Závislosť dielektrických strát od teploty pre minerálny
olej je len málo výrazná.
Napäťová závislosť je najmenej výrazná u rastlinného oleja, ktorý
si zachoval konštantné, hoci vysoké hodnoty dielektrických strát
pri všetkých hodnotách napätia (Obr. 8). Závislosť dielektrických
strát od napätia pre minerálny a silikónový olej je menej výrazná
pri vyšších hodnotách napätia a teploty.
záver
Obr. 5 Porovnanie závislosti Ep = f(d), meraných vzoriek olejov
Úlohou práce bolo na základe vybraných parametrov kvapalných
dielektrík porovnať a posúdiť vhodnosť použitia rastlinných olejov
ako alternatívu k dnes používaným kvapalným dielektrikám.
Z nameraných výsledkov uvažovaných parametrov je možné konštatovať, že najväčšou nevýhodou rastlinného oleja sú vysoké hodnoty a výrazná závislosť dielektrických strát od teploty. Naproti
tomu, hodnoty dielektrických strát v závislosti od rastúceho napätia sú vysoké, ale konštantné v porovnaní s minerálnym a silikónovým olejom. Najväčšou výhodou rastlinného oleja je vysoká hodnota permitivity, veľmi blízka permitivite papiera, ktorý sa často
používa v kombinácii s olejom, pričom minerálny olej má najnižšie
hodnoty permitivity. Ďalšou výhodou rastlinného oleja je vysoká
odolnosť voči výbojovej činnosti, ktorá sa zapálila skôr ako u minerálneho, ale maximálna hodnota náboja bola konštantne nízka pri
všetkých hodnotách napätia. Hodnoty elektrickej prieraznej pevnosti rastlinného oleja sú porovnateľné s hodnotami minerálneho
oleja.
Ako je možné vidieť z grafu pre meranie elektrickej prieraznej pevnosti nami meraných vzoriek (Obr. 5), výsledky nie sú jednoznačné,
najmä pri malých medzielektródových vzdialenostiach. Pri medzielektródových vzdialenosti 0.3mm, najvyššiu hodnotu elektrickej
prieraznej pevnosti dosiahol rastlinný a silikónový olej, pri vyšších
vzdialenostiach dokázal minerálny olej svoje kvality a prvotné
postavenie medzi kvapalnými dielektrikami. Rastlinný olej nepresiahol hodnoty elektrickej prieraznej pevnosti minerálneho oleja,
dosiahol však prekvapivo vysoké a porovnateľné výsledky.
Meranie C a tgδ
Na meranie kapacity C a stratového činiteľa tgδ bol použitý Scheringov mostík (Obr. 6). Hodnoty kapacity C boli použité na výpočet
hodnoty relatívnej permitivity εr podľa vzťahu (2).
30
www.atdsr.sk
Obr. 7 Teplotná závislosť stratového činiteľa tgδ a εr
Obr. 8 Napäťová závislosť stratového činiteľa tgδ pre T = 20°C a T = 50°C
Spomínané výsledky by mohli byť základom hlbšieho výskumu
tohto fenoménu, pretože na ich základe je možné konštatovať, že
rastlinné oleje sa javia ako možná alternatíva pre minerálne oleje,
ktoré sú dnes kritizované zo strany ekológie.
V budúcnosti je potrebné preskúmať ďalšie typy olejov a vlastnosti, ktoré musia spĺňať elektroizolačné oleje.
kontakt
použitá literatúra
Ing. Martin Marci
KEE FEI TU v Košiciach, Mäsiarska ul. 74, 042 10 Košice
tel.: 055 602 35 53
e-mail: [email protected]
Prof. Ing. Iraida Kolcunová, PhD.
KEE FEI TU v Košiciach, Mäsiarska ul. 74, 042 00 Košice
tel.: 055 602 35 58
e-mail: [email protected]
[1] Džmura, Jaroslav – Petráš, Jaroslav – Balogh, Jozef: Partial
discharge measurements using acoustic mehods. In: Electrotehnica, Electronica, Automatica. vol. 56, no. 4 (2008),
p. 10–12. ISSN 1582-5175.
[2] Kurimský, Juraj: Matematický model šírenia akutickej vlny vo
vn transformátoroch s olejovým médiom. In: Starnutie elektroizolačných systémov. č. 7 (2009), s. 42–44.
http://web.tuke.sk/fei-kee/jses/uploads/File/jses-07-2009.pdf
ISSN 1337-0103.
[3] Marci, M.: Meranie výbojovej činnosti v kombinovanej izolácii
olej – papier, diplomová práca, Košice, 2009
[4] Cimbala, Roman: Starnutie vysokonapäťových izolačných
systémov. 1. vyd. Košice : TU, 2007. 188 s.
ISBN 978-80-8073-904-1.
[5] Transformer Fire Protection, Facilities Instructions, Standards, and Techniques Volume 3–32,
www.usbr.gov/power/data/fist/fist3_32/fist3-32.pdf
Ing. Lýdia Dedinská
KEE FEI TU v Košiciach, Mäsiarska ul. 74, 042 10 Košice
tel.: 055 602 35 60
e-mail: [email protected]
Ing. Ľudovít Csányi
KEE FEI TU v Košiciach, Mäsiarska ul. 74, 042 10 Košice
tel.: 055 602 35 53
e-mail: [email protected]
Technická univerzita v Košiciach
Fakulta elektrotechniky a informatiky
Katedra elektroenergetiky
Mäsiarska 74
041 20 Košice
Táto práca vznikla za podpory Agentúry na podporu výskumu a
vývoja v rámci projektu APVV-20-006005 a Vedeckej grantovej
agentúry Ministerstva školstva Slovenskej republiky a Slovenskej
akadémie vied v rámci projektu VEGA-1/0368/09.
Recenzent:
prof. Ing. Aurel Sloboda, PhD.
31
SPRAVODAJ ATD SR 1, 2 / 2010
Stanislav Fabian, Tibor Krenický
využitie vybraných vibrodiagnostických metód
v monitoringu prevádzkových charakteristík
strojových zariadení
utilization of selected vibrodiagnostic methods in the monitoring
of the machinery operational characteristics
annotation
vibračnú dynamiku krytu ložiska, je možné použiť bezdotykové meranie v kombinácii so snímačom na kryte, čo po
skombinovaní poskytuje informácie o absolútnom pohybe
meraného bodu [4].
The article is dedicated to use of the complementary vibrodiagnostic methods for evaluation of the operational state of
technical systems, in particular with a rotating shaft. Combining the results obtained by measuring the magnitude of the
vibration and monitoring the shaft orbit was loading conditions were evaluated in different operating situations using the
mass imbalance and behaviour at resonance frequency was
studied.
Key words: vibration, diagnostics, data acquisition, orbit analysis
úvod
Vibrodiagnostika ako jedna z najrozvinutejších metód technickej diagnostiky využíva vibrácie strojného zariadenia
ako zdroj informácií pre stanovenie jeho technického a
prevádzkového stavu. V rámci vibrodiagnostiky sa využíva
množstvo metód merania a analýzy signálov zväčša komplementárnym spôsobom na získanie relevantných informácií.
Meranie vibrácií na veku ložiska trvale inštalovanými alebo
prenosnými snímačmi je štandardne využívané na zisťovanie stavu ložiska. Meranie na krytovaní, vykonávané
zväčša piezoelektrickými snímačmi zrýchlenia, však môže
byť značne nepresné, najmä z dôvodov neprístupnosti
alebo nesprávneho výberu meracieho uzla a zodpovedajúceho upevnenia snímača [1, 2]. Toto meranie preto často
nedokáže pravdivo sledovať dynamickú odozvu meraného
bodu. Voľba správnej techniky snímania pre danú aplikáciu
je dôležitá nielen kvôli presnosti monitorovania, ale aj pre
výpovednú hodnotu diagnostiky. Z tohto hľadiska možno
použitie snímačov umiestnených na kryte rotujúceho systému využiť skôr ako podpornú metódu pri kvantifikácii
jeho technického stavu.
Pri diagnostike hriadeľa a jeho uloženia v rámci rotujúceho
zariadenia sa pomerne často využíva monitorovanie orbity
hriadeľa v ložisku [3]. Relatívne technicky zložitá analýza
orbity poskytuje hodnotné informácie o dynamike zmeny
prevádzkových parametrov a tiež o technickom stave danej
časti stroja. Špecifikum, že sa monitoruje rotujúci systém, vyžaduje využitie bezkontaktných meracích metód.
Výhodne sa na to využívajú laserové systémy, pri monitorovaní rotácie kovových hriadeľov je však omnoho ekonomickejšie využitie dvojicu snímačov elektrického signálu
s veľkosťou priamo úmernou vzdialenosti vodivého predmetu (obr. 1). Pri tejto metóde sú na monitorovanie strednej polohy hriadeľa používané snímače na princípe vírivých
prúdov v smere ortogonálnych osí cez dva meracie kanály.
Pri meraní vibrácií vyvstáva otázka izolovanosti vibrácií
meraného bodu voči meracej sústave, keďže vibrácie sa
prenášajú rozličnými cestami. U strojov, ktoré majú vysokú
Obr. 1 Typická meracia zostava dvojice snímačov (x, y) pri
meraní orbity rotujúceho hriadeľa. Snímače sú umiestnené
tak, aby merali vzdialenosť od hriadeľa v navzájom kolmých
smeroch. Synchronizáciu merania zabezpečuje snímač otáčok.
Výsledkom monitoringu je modulovaný signál obsahujúci
jednosmernú zložku, ktorá je priemernou hodnotou vzdialenosti hriadeľa od snímača, striedavá zložka predstavuje
periodickú vlnu fluktuácie danej vzdialenosti. Takýto signál
prichádza od každého z dvojice navzájom kolmých snímačov. Dynamika signálu je daná fluktuáciou napätia na snímačoch úmernou zmene vzdialenosti povrchu hriadeľa od
snímača, od čoho sa odvodzuje pohyb osi hriadeľa. Ideálny
tvar orbity je kruhový, k charakteristickým zmenám tvaru
orbity dochádza pri rôznych zaťaženiach a poruchách.
Článok rieši praktickú problematiku možnosti využitia kombinácie kontaktných a bezkontaktných vibrodiagnostických
meraní pri zisťovaní stavu technického systému s vytvorenou asymetriou záťaže a pri znižovaní nežiaducich prejavov
daného stavu.
experimentálne metódy
Technický systém použitý pre vibračnú diagnostiku technických systémov bol navrhnutý a realizovaný na Katedre prevádzky technologických systémov Fakulty výrobných technológií Technickej univerzity v Košiciach so sídlom v Prešove v spolupráci s firmou Technická diagnostika Prešov.
Merací systém je zostavený na báze modulárneho systému
NI CompactDAQ 9172 s AI kartami NI-9215 a NI-9233 (obr.
32
www.atdsr.sk
výsledky a diskusia
2). Na meranie vibrácií boli využité piezoelektrické akcelerometre od firiem Bruel and Kjaer a Omega. Asymetrické
zaťaženie monitorovaného hriadeľa bolo realizované pomocou skrutiek umiestnených na vonkajšiu stranu rotujúceho
kotúča (fotografia na obr. 2). Pri každom meraní boli zvyšované otáčky motora v rozsahu 0 – 3000 min-1.
Vyhodnocovanie vibrácií v reálnom čase bolo realizované
prostredníctvom upravenej aplikácie virtuálneho prístroja
v rámci softvérových balíkov LabVIEW pre orbitovú analýzu
Orbit Analysis Toolkit [5] a Sound and Vibration Toolkit. Orbita
hriadeľa bola monitorovaná prostredníctvom dvojice snímačov
vírivých prúdov v kombinácii s optickou bránou pre meranie otáčok, s terčíkom umiestneným na kotúči rotujúcom s hriadeľom.
Na základe merania vibrácií domca ložísk akcelerometrami
bol analyzovaný časový záznam a zodpovedajúce frekvenčného spektrá: a) pri nezaťažených kotúčoch, b) pri asymetrickom nevyvážení hriadeľa štvoricou skrutiek podľa obr. 2, c)
pri kompenzačnom zaťažení hriadeľa (ďalšia štvorica skrutiek bola pridaná na protiľahlú stranu kotúčov). Následne
boli základné charakteristiky vibrácií vyhodnocované na
základe porovnania s odporúčanými hodnotami podľa STN
ISO 10816–1 Vibrácie – mechanické kmitanie (príklad hodnôt je v tab. 1). Namerané hodnoty zodpovedali pri všetkých
typoch zaťaženia škále od malého kmitania až po neprípustné
Obr. 2 a) Schematické zobrazenie vibrodiagnostického modelu a časti pre zber dát,
b) hmotná nevyváženosť realizovaná skrutkami na vonkajšom obvode rotujúcich kotúčov.
Obr. 3 Grafické zobrazenie jednej orbity hriadeľa s nevyváženou záťažou pri otáčkach 2000 min-1 (vľavo) a desiatich otáčok
hriadeľa v oblasti rezonancie sústavy (pravá časť).
33
SPRAVODAJ ATD SR 1, 2 / 2010
použitá literatúra
(v oblasti rezonancie), výrazne vyššie v horizontálnom smere.
Nesymetrické zaťaženie kotúčov štvoricou skrutiek na jednej strane zvýšilo hodnoty nameraných vibrácií 2–3 násobne
oproti zaťaženiam typu a), resp. c). Bolo tiež preukázané, že
po odstránení hmotovej nevyváženosti metódou c) poklesli
hodnoty vibrácií na úroveň systému s voľnými kotúčmi.
Hodnoty rýchlosti vibrácií pri nezaťažených kotúčoch.
[1] Sury J. Metody a prostředky bezdemontážní diagnostiky,
Naše vojsko, Praha, 1981
[2] Balbahadur, A. C., Kirk, R. G. Theoretical Model for a
Synchronous Thermal Instability Operating in Overhung
Rotors. Int. J. of Rotating Machinery, 2004, Vol. 10, No. 6,
pp. 469–475
[3] Jordan, M. A. What are shaft orbits anyway? Vibration
Institute Proceedings, 17th Annual Meeting, June 8–10,
St. Louis, Missouri, 1993, pp. 3–18
[4] Krenický, T., Kreheľ, R., Dobránsky, J. Využitie orbitovej
analýzy pri vyhodnocovaní kmitavosti hriadeľov, Proc.
of the Int. Scientific Conference TSO´09, FVT TU Košice,
Prešov, 2009, pp. 9–11
[5] LabVIEW Order Analysis Toolkit User Manual, Austin,
Texas, 2005
Tab.1
Vertikálny smer
Horizontálny smer
Otáčky (Hz)
vRMS (mm/s)
Otáčky (Hz)
vRMS (mm/s)
10
0,16
10
0,40
20
0,38
20
1,69
30
0,43
30
1,18
40
0,63
40
18,6
50
0,53
50
2,29
Pri otáčkach v úzkom pásme okolo 40 Hz dochádzalo k prudkému nárastu vibrácií, spôsobenému vlastnou rezonanciou
sústavy. Práve na túto oblasť bola zameraná ďalšia časť
analýzy pomocou sledovania orbity. V oblasti rezonancie sa
pôvodne kruhová, mierne eliptická orbita (obr. 3) indikujúca
prevádzkovo bezproblémový stav prudko sploštila, pričom
postupne dochádzalo k stáčaniu jej hlavnej osi. Uvedená charakteristika zodpovedá nežiaducemu stavu, pri ktorom došlo
k preťaženiu hriadeľa. Obdobné charakteristiky boli zaznamenané vo všetkých prípadoch a)–c), rozdiely korešpondujúce
s kontaktnými meraniami vibrácií boli pozorované v intenzite
procesu. Keďže vplyvom vlastnej tiaže stabilizujúcej rotujúce
zariadenia sú orbity zvyčajne mierne deformované tým, že
zariadenie má tendenciu vibrovať v horizontálnom smere,
ktorý nie je natoľko stabilizovaný, pozorované stáčanie hlavnej osi orbity je zrejme spôsobené prekonaním energetického
prahu vibrácií, pri ktorom je daná stabilizácia nedostatočná,
v dôsledku rezonancie systému.
záver
Cieľom práce bolo v laboratórnych podmienkach skúmať
zaťaženie strojného zariadenia obsahujúceho rotujúci hriadeľ pracujúci s premennými otáčkami a získané výstupné signály vyhodnocovať komplementárnymi vibrodiagnostickými
metódami. Modelová situácia zahŕňala merania nevyváženého zaťaženia hriadeľa, teda situáciu kedy geometrická os
nesúhlasí s centrálnou zotrvačnosťou stroja. Uvedená situácia bola skúmaná jednak pri pôsobení hmotovej nevyváženosti rotujúcej súčiastky, a tiež pri frekvenciách otáčania,
kedy dochádza k rezonancii zariadenia. Namerané vibrácie
a ich nárast pri rezonancii vykazujú priamu súvislosť s nesymetrickosťou zaťaženia kotúčov.
kontakt
prof. Ing. Stanislav Fabian, CSc.
KPVP FVT TU v Košiciach, Štúrova 31, 080 01 Prešov
tel.: 051 772 35 04
e-mail: [email protected]
Kombináciou výsledkov získaných prostredníctvom merania
mohutnosti vibrácií a následne monitoringom orbity hriadeľa
bol identifikovaný stav zaťaženia hriadeľa v jednotlivých prevádzkových situáciách a tiež bola preukázaná možnosť rýchleho zlepšenia prevádzky pomocou jednoduchej kompenzácie hmotovej nevyváženosti.
RNDr. Tibor Krenický, PhD.
KPVP FVT TU v Košiciach, Štúrova 31, 080 01 Prešov
tel.: 051 772 26 03 kl.181
e-mail: [email protected]
Záverom, vyvinutý laboratórny merací a vyhodnocovací reťazec preukázal schopnosť diagnostikovať mechanické vibrácie
a stav zaťaženia navzájom sa podporujúcimi vibrodiagnostickými metodikami.
Fakulta výrobných technológií TU v Košiciach
so sídlom v Prešove
Štúrova 31, 080 01 Prešov
Výskum, na základe ktorého boli dosiahnuté prezentované
výsledky, bol spolufinancovaný v rámci riešenia grantového
projektu VEGA č. 1/0544/08.
Recenzent:
Ing. Ján Puškáš
34
www.atdsr.sk
Vladislav Marek, Ladislav Hrabec
prodloužené výměny olejů osobních automobilů
extended oil changes in personal cars
annotation
dnes hodnoceny podle ACEA. Kromě výše uvedených klasifikací mají jednotliví výrobci automobilů své samostatné klasifikace, které v jednotlivých motorech musíme dodržovat.
V České republice se dnes u osobních automobilů, hlavně
díky složení vozového parku, kde jsou bohatě zastoupeny
značky Škoda a Volkswagen (obr. 1), setkáváme nejčastěji s
klasifikací (normami) VW.
V současné době je snaha udržet motory co nejdéle v provozu. Proto se prodlužují servisní intervaly, u osobních
automobilů dosahují 30 000, resp. 50 000 km nebo dva roky
provozu. Viskozita z hlediska ekonomie provozu se snižuje
na SAE 0W – 30 nebo SAE 0W – 20, 0W – 30, 0W – 40.
An engine oil is one of structural members in car engine.
New engines development requires also changes in structure and character of engine oils. This change is necessary
not only by reason of engine-power increase, but it also
pertinents to tendency for extending of oil exchange while
service inspections.
Key words: engine oil, oil change, extended service indicator
úvod
V třicátých letech minulého století se používaly vysoce viskosní oleje, do kterých se přidával řepkový nebo ricinový olej
pro větší přilnavost. Problém často nastal v zimních měsících
při startování, kdy se musel motor často předehřívat.
Vývoj olejů i motorů přináší období druhé světové války.
Připravují se přesné specifikace pro oleje, a to v USA pro
viskozitu třídy SAE a pro výkonové hodnocení API. Jedná se
převážně o čisté ropné výrobky, které se postupně vylepšují jak technologií výroby, tak zaváděním různých přísad.
Postupně se přechází od sezónních olejů (letní a zimní) na
celoroční. Se stoupajícími nároky na motory vznikají oleje
polosyntetické a v neposlední řadě syntetické oleje. Evropská klasifikace vzniká v devadesátých letech a oleje jsou
V případě již zmíněné specifikace VW jsou používány pro
prodloužené výměnné intervaly oleje označované jako:
• VW 503.00 pro zážehové (benzínové) motory,
• VW 506.00 pro vznětové (naftové) motory bez systému
čerpadlo – tryska,
• VW 506.01 pro vznětové (naftové) motory se systémem
čerpadlo – tryska
Nově se setkáváme pro potřeby vozidel koncernu VW s normami:
• VW 504.00 pro zážehové (benzínové) motory a lze jimi
nahradit oleje starších norem VW 501 01, VW 502 00, VW
503 00, VW 503 01,
Obr.1 Značky Škoda a VW jsou v ČR velice oblíbené
35
SPRAVODAJ ATD SR 1, 2 / 2010
Obr. 2 Longlife oleje dle normy VW (náhodný výběr)
Tomuto postupu odpovídá doba promazání motorů při použití
různých olejů. Je prokázáno, že doprava oleje do všech částí
motoru je závislá na viskozitě jednotlivých olejů (viz. tab. 1).
Tyto hodnoty jednoznačně stanovují cestu, jak zajistit dlouhodobou životnost motorů, a to předně při častém startování
a krátkých cestách, kdy dojde k celkovému prohřátí motoru
na optimální provozní teplotu. Chladicí kapalina se ohřeje po
ujetí cca 4 km. Ke komplexnímu prohřátí motoru doje až po
ujetí cca 18 km. Tato doba je jednoznačně ovlivněna vnější
teplotou, způsobem jízdy, typem oleje, včetně technického
stavu vozidla.
• VW 507.00 pro vznětové (naftové) motory lze jimi nahradit oleje starších norem VW 506 00 a VW 506 01, případně také 500 00, 505 00 a 505 01.
Dnes, v době značné konkurence, si prakticky nikdo z výrobců
nemůže dovolit nemít ve svém portfoliu oleje splňující normy
významného výrobce automobilu. Možnost výběru potvrzuje
v případě Longlife olejů také nabídka dle normy VW (obr. 2).
Vývoj motorů jde stále dopředu a kromě zvyšování výkonu
jsou kladeny stále větší požadavky na ekonomiku (snížení
spotřeby paliv) a předně na ekologii provozu, což stanovují
nové EURO předpisy.
Doba promazání motorů při použití různého oleje
prodloužené výměny
Cílem výrobců automobilů je systematicky prodlužovat servisní služby u všech typů automobilů. To klade nové požadavky na celý komplex opatření, které je nutné zajistit. Prodloužená servisní činnost je komplexní činnost a vyžaduje řadu
nových prvků. Jedná se předně o nové koncepce motoru, kde
je vyžadována přesnost ve výrobě, zajištění dokonalé čistoty
celého motoru, nové typy filtrů oleje i vzduchu. Je zde požadovaná i nová koncepce motorových a převodových olejů.
Převodové automobilové oleje jsou v současné době doporučeny jako celoživotní náplně a je jim v průběhu provozu věnována minimální pozornost. Proti tomu se však stavějí výrobci
převodovek a doporučují naopak věnovat této oblasti zvýšenou pozornost. Převážně se používají převodové oleje SAE
75W API GL 4. Zde se vyžaduje vyšší aditivace, větší oxidační
stabilita, lepší mazací schopnost, minimální pěnivost a prakticky zachování všech potřebných vlastností po celou dobu
provozu. Proto vznikají u jednotlivých výrobců stále nové
požadavky, které olejářské firmy musí splňovat.
U motorových olejů je vývoj nových typů a nových specifikací
stále rychlejší. Nové motorové oleje vznikají v úzké spolupráci s výrobci automobilů, výrobci olejů a firem vyrábějících
aditiva. Nový olej musí splňovat základní jakostní parametry
základních specifikací, ale předně musí splnit podmínky
výrobce automobilů, na jehož motorech se olej v konečné
fázi prověří. Celý vývoj není vůbec levná záležitost a všichni
zainteresovaní mají jistě zájem o vrácení „olejových peněz“
do vývoje a výroby.
V současné době je snaha používat oleje nízké viskozity, a to
předně pro snížení spotřeby paliva, ekologického provozu
za předpokladu zajištění dobrého mazání všech součástí
motoru, a tím zajištění vysoké životnosti motoru.
Tab.1
specifikace oleje
doba promazání celého motoru [s]
SAE 15W – 40
18
SAE 10W – 40
10
SAE 5W – 40
4
SAE 0W – 40
1
Jednotliví výrobci automobilů při vysokých nárocích na
jakost motorových olejů určili také servisní intervaly až na
samou hranici únosnosti. Převážně stanovených 30 000 km
a dva roky lze bezpečně dosáhnout za předpokladu dodržení
všech podmínek provozu.
vliv způsobu jízdy na délku servisního intervalu
Systém prodloužených servisních intervalů umožňuje
výrazně zvětšit délku těchto intervalů. Nejdelšího servisního intervalu lze dosáhnout ekonomickým způsobem jízdy
a provozem na převážně dlouhých trasách. Naopak nejkratší
servisní intervaly budou mít vozidla provozovaná v extrémních podmínkách, používaná k jízdám převážně na krátké
vzdálenosti v městském provozu a vozidla, jejichž řidiči jezdí
nehospodárným způsobem.
Prodloužení servisních intervalů je pro uživatele vozů velmi
atraktivní zákaznickou výhodou, která přispívá ke snížení
provozních nákladů Jen při výměně motorového oleje a
vložky čističe oleje mohou být výlohy v porovnání s dosavadní lhůtou bezmála poloviční. Nezanedbatelná je také
úspora času, neboť s vozem se nemusí zajíždět do servisu tak
často než dosud a současně se tak omezí doba jeho odstavení kvůli servisním pracím. V neposlední řadě přispívá také
k větší hospodárnosti, prodloužení životnosti vozidla a celkové mobilitě uživatele.
36
www.atdsr.sk
a zmenšuje se také množství použitelného oleje. Tím se snižuje objem olejů určených k likvidaci jako nebezpečného
odpadů.
Provozní zkušenosti je možno hodnotit na základě sledování
provozu těchto vozidel servisy Škoda a Volkswagen, jejichž
zastoupení je u nás velice časté. Jednoznačně lze konstatovat, že pro systém prodloužených servisních služeb je
rozhodující současná kvalita oleje. Zjištění kvality oleje je
v provozu záležitostí matematických operací řídicí jednotky
motoru. Výsledné hodnocení je podloženo řadou provozních a laboratorních experimentů, které dávají dostatečnou
záruku jakosti oleje v provozu různě namáhaného motoru.
rizika a doporučení
A jak je to tedy s okamžikem, kdy jsme hlášením na přístrojovém
panelu vyzváni k návštěvě servisu? Je to velice individuální,
neboť této výzvě v případě nastavení prodloužených servisních
intervalů předchází splnění jednoho z následujících bodů:
• od poslední servisní prohlídky bylo ujeto max. 30 000 km
u vozidel se zážehovým motorem nebo max. 50 000 km
u vozů se vznětovým motorem,
• od poslední servisní prohlídky uběhly 2 roky,
• bylo dosaženo mezního provozního stavu motoru, stanoveného elektronickou řídicí jednotkou na základě údajů
o zatížení motorového oleje.
Mezi základní podmínky při výměně oleje patří maximální
odstranění použitého oleje, neboť již ponecháním 10 %
starého oleje se podstatně snižuje životnost oleje nového.
Současně je nutné používat jen kvalitní olejové a vzduchové filtry.
V předcházející části bylo provedeno hodnocení výhod
prodloužených servisních služeb a předně výměny olejů. Je
možno konstatovat, že přináší řadu výhod a úspor. Toto vše
dosud uvedené platí samozřejmé pouze za předpokladu, že
jsou splněny všechny podmínky, jak v provozu vozidla, tak
v servisu.
Pozornost je nutné věnovat také jakosti paliva. Při zvyšování biosložky v palivu může nastat řada problémů. Při zvýšení metylesteru na 6% a biolíhu na 4,1 % bude nutné zvýšit sledovanost provozu s tímto palivem.
V prvních dvou případech je sledování hodnot velice jednoduché a při dodržování doporučených provozních podmínek vozidla je pouze otázkou, zda bude uživatelem dříve
dosaženo kilometrového průběhu nebo časového horizontu. S dosažením mezního stavu motoru je to složitější a
jeho vyhodnocování je opět na řídící jednotce, která například v případě vozu se vznětovým motorem shromažďuje a
vyhodnocuje následující informace:
• ujetou vzdálenost,
• signál o zanášení motorového oleje sazemi (dodává
jej elektronická řídicí jednotka motoru a je určován na
základě zatížení motoru, kdy podkladem pro určení aktuálního zatížení jsou otáčky motoru a okamžitá spotřeba
paliva),
• signál o znehodnocení motorového oleje (data jsou
vyhodnocována rovněž řídicí jednotkou motoru na
základě jeho otáček a teploty oleje).
Při krátkodobém studeném provozu hrozí nebezpečí pronikání paliva do oleje. Může zde nastat problém rychlejší
degradace oleje. To si zcela jistě vyžádá podrobnější sledování jakosti oleje. Při pravidelném sledování řady vozidel
bude po zimním provozu vhodné provést vyhodnocení celkové situace.
V souvislosti s dosavadním vývojem (konstrukce a provozní
charakteristiky motorů, složení paliv a maziv a pod.) bude
do budoucna patrně pro zajištění dlouhodobého bezporuchového provozu vhodné uvažovat o zkrácení doby servisních služeb. Na tuto problematiku již ostatně upozornila
řada olejářských firem a podle jejich názoru by bylo vhodné
současně zkrátit provozní doby výměny olejů. Podobný
názor mají již také někteří výrobci automobilů.
V servisech se tedy běžně setkáváme s případy, kdy je vozidlo k servisní prohlídce přistaveno při ujetí 30 000 km (nedoporučuje se tuto hodnotu překročit minimálně z důvodu
ztráty záruky, případně ztráty záruky mobility), stejně jako
s vozidly, se kterými musel majitel přijet již třeba při ujetí
25 000 km.
vyhodnocení současného stavu prodloužených výměn
Celkově je možno konstatovat, že převážná část prodloužených výměn a konečná analýza oleje v laboratoři dokazují
správnost tohoto prodlouženého systému s potřebnou rezervou. Případy, kdy bylo nutné provést dříve výměnu, byly vždy
u vozidel, které provozovaly za velmi nepříznivých podmínek
tj. krátké vzdálenosti, městský provoz, přetěžování studeného motoru, používání nevhodného paliva, provoz v zimních měsících. V těchto případech bylo vždy nutné provést
více provozních oprav. Toto byly však jen výjimečné případy.
Z provozních zkušeností se však u řady vozidel s prodlouženým intervalem výměny prokázala větší spotřeba oleje. Zde
je nutné při signálu „nedostatek oleje“ provést doplnění, a to
předepsaným olejem. V případě, že tento olej není k dispozici, je možno použít olej viskozitní třídy SAE 5W – 40.
kontakt
Vladislav Marek
TRIFOSERVIS Vladislav Marek
Rumunská 1457, 250 88 Čelákovice
tel.: +420 326 991 085
fax: +420 326 996 428
e-mail: [email protected]
Ing. Ladislav Hrabec, Ph.D.
VŠB – TU Ostrava, Fakulta strojní
17. listopadu 15, 708 33 Ostrava-Poruba
tel.: +420 597 324 600
e-mail: [email protected]
Významný je také příspěvek k ochraně životního prostředí.
Motorový olej se vyměňuje v delších intervalech, takže jeho
celková spotřeba za dobu životnosti vozidla je znatelně nižší
Recenzent:
prof. Ing. Jozef Balla, CSc.
37
SPRAVODAJ ATD SR 1, 2 / 2010
Jana Hrabkovská, Aurel Sloboda
tribologická diagnostika prevodovkového oleja
tribological diagnosis of the transmission oil
anotácia
Následne bola vzorka na fólii prenesená pod meracie zariadenie,
ktorým bol mikroskop Olympus BX51, obr. 2, s optickou sústavou
UIS (Universal Infinity System – univerzálna sústava s medzizobrazením v nekonečne). Má jednoduché ovládanie umiestnené v prednej časti základne mikroskopu s ovládacími prvkami a indikátormi.
Mikroskop sa využíva pri technikách pozorovania svetlého a tmavého poľa, fázového kontrastu, interferenčného kontrastu, polarizácie, fluorescencie. Má vstavané Koehlerovo osvetlenie. Na
mikroskope boli použité dva okuláre so zväčšením 200x a 400x.
Pri pozorovaní vzoriek je možné využiť dve možnosti osvetlenia
zhora a zdola, ako aj ich kombináciu. Intenzitu jednotlivých svetiel
je možné upravovať podľa potreby.
Cieľom príspevku je poukázať na dôležitosť poznania skutočného
technického stavu objektu metódami technickej diagnostiky. Na
základe poznania stavu je možné navrhnúť systém údržbárskych
činností pri zachovaní bezpečnosti a spoľahlivosti monitorovaného objektu. Uvedené má následne konkrétny dopad na plynulosť
výroby, bezpečnosť, kvalitu a environment, ale aj prosperitu organizácie. Príspevok sa zaoberá tribotechnickou diagnostikou prevodovej mazacej kvapaliny z vozidla Mercedes Benz R-Type 320 CDi.
annotation
The goal of this paper is to indicate the importance of knowing
the actual technical condition by using the technical diagnostics
methods. Based on the state of knowledge it is possible to prepare
a system of maintenance activities while maintaining the safety
and reliability of the monitored objects. It has a concrete impact
on the continuity of production, safety, quality and environment,
but also the effectivness of the organization. Paper is focused on
tribology of transmission oil in Mercedes Benz R-Type 320 CDi.
Key words: diagnostics, tribology, oil
1. úvod
Technická diagnostika je jedným z najdôležitejších nástrojov bezpečnosti, spoľahlivosti a prevádzkyschopnosti strojov a strojových
zariadení. Nahradzuje intuitívny prístup k údržbe technického
stavu zariadenia presným a systematickým prístupom založenom
na využití informácií, získaných z detailného skúmania stavu zariadenia bez demontáže. Medzi metódy technickej diagnostiky patrí
aj tribodiagnostika. Sledovaným objektom v našom prípade bola
prevodovka osobného automobilu Mercedes Benz R-Type 320 CDi.
Obr. 2. Mikroskop Olympus BX51
Na vykonanie tribodiagnostickej analýzy vzorky oleja bola
odobratá vzorka prevodovej mazacej kvapaliny Automatik-Getriebeöl ATF 134 z vozidla Mercedes-Benz R-type 320 CDi s automatickou prevodovkou. Je to vysoko výkonná mazacia kvapalina
pre automatické prevodovky formulovaná na báze výberových HVI
základových olejov odporúčaných pre použitie v automatických
prevodovkách automobilov Mercedes Benz. Vyrába sa v takom zložení, aby zabezpečovala teplotnú stabilitu a odolnosť proti opotrebeniu spolu s veľmi dobrými nízkoteplotnými vlastnosťami. Odporúča sa pre použitie v najnovšej generácii 7 – stupňových automatických prevodoviek. Sledovaná prevodová mazacia kvapalina je
schválená podľa špecifikácie MB 236.14 [ 1].
2. praktické meranie
Pre analýzu vzorky oleja bolo využité meracie zariadenie Ferrograf REO 1, obr. 1., ktorý separuje cudzorodé, prevažne kovové častice od prevádzkovej mazacej kvapaliny. Tým vytvára ferrografickú
stopu na plastovú fóliu. Má manuálne nastaviteľnú rýchlosť prúdenia vzorky mazacej kvapaliny magnetickým poľom.
Tab. 1. Kľúčové vlastnosti a výhody prevodovej mazacej kvapaliny
Automatik-Getriebeöl ATF134 [1]
Obr. 1. Ferrograf REO 1
38
Vlastnosti
Výhody
Mimoriadna čerpateľnosť a
tekutosť pri nízkych teplotách.
Poskytuje požadovaný výkon
pri studených štartoch.
Výborné protioterové vlastnosti.
Zlepšuje ochranu proti oteru
a predlžuje tak životnosť
prevodovky
Formulovaná tak, aby zodpovedala najnovším požiadavkám na
trecie vlastnosti.
Zabezpečuje hladký chod
prevodovky počas celého
servisného intervalu.
Ochrana proti degradácii pri vysokých prevádzkových teplotách.
Predlžuje servisný interval.
www.atdsr.sk
do držiaka na uchytenie a na ňu bola nasadená prívodná hadička so
širšou ihlou až k ferrografickej fólii. Vzorka na ferrografickej fólii bola
následne upravená opláchnutím technickým benzínom, pre odstránenie zvyškového oleja, ktorý by mohol obaliť kovové častice a tak
znemožniť ich identifikáciu. Nakoniec bola fólia vysušená na vzduchu
a pozorovaná pod mikroskopom. Pri diagnostikovaní sa vo vzorkách
pozorujú častice s rozmerom nad 10 µm, menšie častice nie sú podstatné pre identifikáciu režimu opotrebenia. Nepriaznivé režimy opotrebovania sú spravidla sprevádzané tvorbou častíc väčších rozmerov.
Vo vzorke boli identifikované kovové i nekovové častice.
Tab. 2. Charakteristické vlastnosti prevodovej mazacej kvapaliny
Automatik-Getriebeöl ATF134 [ 1]
Farba
Červená
Viskozita Nsm -2
- pri 40 °C
- pri 100 °C
29.6
6.5
Viskozita pri – 40 °C, mPa.s
8500
Bod tuhnutia, °C
- 51
Bod vzplanutia, °C
200
Viskozitný index
185
Lesklý povrch zobrazených častíc na obr. 3, 4 poukazuje na typický
produkt silného rezného opotrebenia kovovej častice. Je možné
predpokladať, že je to častica chrómu. Na obr. 4c je možné pozorovať pri kovovej častici červenkastý oxid železa, ktorý môže spôsobiť
oxidáciu oleja. Na obrázkoch je možné taktiež pozorovať kovové
čiastočky rezného opotrebenia s jasne rysovaným povrchom. Pri
tomto druhu opotrebenia vznikajú veľmi dlhé triesky často špirálovite stočené s jasne definovanou geometriou skrutkovice po okrajoch obr. 4d. Povrch týchto triesok je často vyzerá ako po mechanickom obrábaní. Vnútorný okraj skrutkovice týchto triesok máva vrúbkovanie alebo býva zvlnený ako dôsledok plastických deformácií.
3. postup merania
Do vymedzených drážok ferrografu REO 1 nad magnetom sme vsunuli
pružnú fóliu tak, aby vytvorila korýtko, ktorým stekala vzorka testovanej mazacej kvapaliny prostredníctvom trubičky na začiatok fólie.
Trubička bola cca 1 mm nad povrchom fólie. Mazacia kvapalina tiekla
z trubičky nekvapkala. Vzorka mazacej kvapaliny bola v 5 ml injekčnej striekačke zložená zo 4 ml reprezentatívnej vzorky mazacej kvapaliny s 1 ml technického benzínu. Injekčná striekačka bola zasunutá
Obr. 3. Kovová častica s čiastočným rozmerom a s rozmerom lomovej časti
Obr. 4. Rezná kovová častica
a. – s uvedeným čiastočným rozmerom, b. – lomová časť s čiastočným rozmerom, c. – povrch lomovej časti, d. – skrutkovica kovovej častice.
39
SPRAVODAJ ATD SR 1, 2 / 2010
Tribopolyméry, obr. 6 vznikajú ako dôsledok degradácie oleja pri
ťažkých trecích podmienkach. Najviac takýchto častíc sa nachádza
vo veľmi poškodených olejoch s úplne vyčerpanou zásobou aditív
zničených vysokými tlakmi.
Na obr. 7 je možné pozorovať častice, ktoré obvykle vznikajú na
pracovných plochách bokov zubov v blízkosti rozstupovej kružnice pri odvaľovaní zubov. Poukazujú na vysoké kontaktné napätia
a takmer čisté valivé trenie bez preklzávania. Preto sú vydrolované
častice s hladkým lesklým povrchom a nepravidelným členitým
okrajom. Ak je pitting situovaný smerom ku korune zubu pridáva
sa šmyk pri klznom trení.
Obr. 9. Kovová čiastočka s mikropittingom a trhlinami
4. záver
V oblasti tribologickej analýzy je možné na analyzovaných vzorkách pozorovať v rôzne častice – kovové, nekovové, polyméry a iné.
Všetky popisované častice môžu signalizovať opotrebovanie, ktorejkoľvek časti diagnostikovaného systému. Je možné pozorovať
povrch týchto častíc, druhy poškodenie a podľa rôznych identifikačných znakov posúdiť stav maziva a následne mazacieho systému.
Lesklý povrch častíc poukazuje na typický produkt silného rezného opotrebenia. Obyčajne sú to kovové čiastočky s jasne rysovaným povrchom. Pri tomto druhu opotrebenia vznikajú veľmi
dlhé triesky často špirálovite stočené. Vnútorný okraj skrutkovice
týchto triesok máva vrúbkovanie alebo býva zvlnený ako dôsledok
veľkých plastických deformácií. Prítomnosť týchto čiastočiek poukazuje na nevhodné trecie pomery v zariadení.
Vzhľadom na elektronický systém a zablokovanie vozidla bolo
odtiahnuté do servisu kde bola prevodovka ako celok vymenená.
Táto skutočnosť poukazuje s ohľadom na dosiahnuté výsledky
z meraní na zanedbanie technologickej disciplíny pri výrobe prevodovky. Výsledky meraní boli potvrdené tým, že prevodovky vo
viacerých automobiloch tohto typu boli vymenené.
Obr. 7. Častice vydrolované pri pittingu bokov zubov záberových kolies
Tvar a zafarbenie kovovej častice so šupinatým povrchom na obr.
8a je typický pre adhezívne opotrebenie mäkkého materiálu, častica je parramagnetická a leží pod uhlom k čiare ferromagnetických
retiazok. Na obrázku sú zreteľné aj čierne feromagnetické retiazky
vytvorené drobným oterom v smere magnetických siločiar.
použitá literatúra
[1] Olympus C&S, Laboratórne mikroskopy BX51/BX52: Návod na
obsluhu, Praha, 2000, 36s.
[2] KBÚ, Automatik-Getriebeöl ATF 134.
[3] Piľa, J., Sloboda, A. ml.: Niektoré možnosti využitia diagnostiky parametrov pre proaktívnu údrbu lietadiel. In: DIS 2004.
Košice: 2004. ISBN 80-232-0237-5.
[4] Piľa, j., Sloboda, A., ml.: Predikčná údržba z pohľadu bezpečnosti leteckej techniky. In: Aktuálne otázky bezpečnosti
práce, 16. Konferencia s medzinárodnou účasťou. Košice: TU
v Košiciach, 2003, s 189–193. ISBN 80-8073-047-4.
a.
Článok bol vypracovaný v rámci Medzinárodného projektu: 7. rámcový program iNTegRisk-Early Recognition, Monitoring and Integrated Manegement of Emerging, New Technology Related, Risks
CP – IP 213345-2. a súčasne bol dofinancovaný Agentúrou na podporu výskumu a vývoja na základe zmluvy č. DO7RP-0019-08.
kontakt
b.
Obr. 8. Kovové častice
a. - so šupinatým povrchom zachytená vo feromagnetickej retiazke
b. - polymérna častica
Ing. Jana Hrabkovská, prof. Ing. Aurel Sloboda, PhD.
TU v Košiciach, SjF, KBaKP, Letná 9, 042 00 Košice
tel.: +421 55 602 25 10
e-mail: [email protected]
e-mail: [email protected]
Na kovovej čiastočke zobrazenej na obr. 9 je pozorovateľný typický
povrch únavového opotrebenia, mikropittingy a trhliny materiálu.
Detekcia týchto čiastočiek v diagnostikovanej vzorke je signálom
na odstavenie z prevádzky.
Recenzent:
prof. Ing. Jozef Balla, CSc.
40
www.atdsr.sk
Ján Puškáš, Rudolf Hrivik
údržba a jej vplyv na bezpečnosť jadrových
elektrární
Je potrebné sledovať schopnosť popisovať problémy pravými
menami a v pravý čas, aby sa tým predišlo znižovaniu bezpečnostnej úrovne a taktiež, aby boli pracovníci vždy schopní podniknúť čo najskôr nápravu nedodržanej úrovne bezpečnosti práce.
V rámci JE sa v primárnej časti elektrárne nachádza veľké množstvo vybraných a vyhradených zariadení, na ktoré okrem prevádzkovateľa dohliada aj ÚJD. Ako štátny orgán má za úlohu dohliadať
na stav prevádzky, udržiavanie a zmeny na zariadeniach s dôrazom
na zaistenie bezpečnosti Jadrového zariadenia.
Využívanie skúseností z iných prevádzkovaných elektrární
prostredníctvom „Najlepších praktík“ je ďalším krokom k zvýšeniu bezpečnosti JE. Neustálym porovnávaním sa s ostatnými prevádzkovateľmi je možné včas rozpoznať nesprávne smerovanie,
správanie alebo techniky, ktoré sa v rámci elektrárne používajú.
Okrem doporučení nadnárodných organizácií ako sú MAAE (Medzinárodná agentúra pre atómovú energiu), WANO (World Association of Nuclear Operators) alebo INPO (Institute of Nuclear Power
Operations), sa využíva aj obrovské množstvo technických informácií, ktoré sú sprístupnené napríklad cez databázy EPRI (Electric
Power Research Institute) a jeho užšie špecializovanú časť pre
oblasť údržby NMAC (Nuclear Maintenance Applications Center).
Bezpečnosť ako jeden z dominantných znakov prevádzky strojov
je formulovaná v podobe tzv. oprávnených záujmov pre ochranu
života a zdravia osôb, životného prostredia, prevenciu proti veľkým majetkovým stratám a pod. Oprávnené záujmy sú vyjadrené
v podobe rôznych právne záväzných požiadaviek, vrátane postupov preukazovania ich splnenia.
Tieto sú obsahom množiny zákonov a iných právnych predpisov
(všeobecných alebo určených pre vymedzené skupiny strojov a
procesov s uvedením rizík vzniku nebezpečných udalostí a stavov).
Dnešné skúsenosti poukazujú na to, že existuje priama väzba
medzi spoľahlivosťou a dobou prevádzky. Ak sa na zariadení nevyskytuje dominantná porucha závislá na technickom živote zariadenia, časové vymedzenie nemá vplyv alebo len malý, na jeho
spoľahlivosť.
Plánované opravy teda môžu zvyšovať počet porúch počas
nábehu zariadenia pri inak stabilnom systéme. Na základe toho
sa začalo upúšťať od preventívnej údržby. Je však potrebné zamedziť vzniku akýchkoľvek dôsledkov porúch. Takto sa teda opäť
otvára otázka využívania proaktívnej údržby založenej na dosiahnutí maximálnej spoľahlivosti zariadenia. Proaktivita ako taká a
výkon všetkých činností s ňou súvisiacich, musia byť zavedené
do organizácie smerom zhora nadol. Manažment okrem samotnej
verbálnej podpory zavádzania nových pohľadov na starostlivosť
o zariadenia, musí zabezpečiť úplnú nestrannosť a nezávislosť
všetkých činností, ktoré sú pre jej zavedenie nevyhnutné. Nie
je dôležité len reálne zavedenie danej činnosti do života, dôležité je aj dať samotným činnostiam dostatočnú vážnosť, zodpovednosť a právomoci. Žiadne nové opatrenia sa nebudú schopné
etablovať v reálnom živote, pokiaľ budú na nižšej riadiacej úrovni
a s menšími právomocami, ako oblasti ktoré plánujeme zmeniť
alebo vylepšiť. Proaktívna údržba je oblasťou pre podstatné a
nepretržité vylepšovanie technického stavu zariadení, ktorá pri
jej správnom pochopení a naozaj precíznej aplikácii nemôže byť
neefektívnou zo žiadneho uhla pohľadu.
Potrebu prevádzkovať zariadenia, ktoré sú kvalitné, spoľahlivé,
bezpečné a s čo najnižšími finančnými nákladmi je jednoznačne
možné uskutočniť len cez proaktívny prístup k údržbe. Základom
však naďalej zostáva ľudský faktor a bez jeho dôkladnej prípravy a
Údržba spoločne s prevádzkou zariadení majú hlavný vplyv na stav
technológie ako celku. Jednotlivé systémové väzby a ich vzájomné
či už priame alebo nepriame ovplyvňovanie musia byť vždy bez
väčších extrémov inak sa nejedná o bezpečnú prevádzku. V jadrových elektrárňach (JE), ktoré sa u nás prevádzkujú, je akákoľvek
extrémna situácia neakceptovateľná. Bezpečnosť je takto postavená na prvé miesto pred rentabilnosť a úsporu nákladov. Akékoľvek neplánované odstavenia technológie z prevádzky sa vždy
v prvom rade posudzuje s dôrazom na zaistenie samotnej bezpečnosti JE. Chápeme pod týmto pravidlom zaistenie minimálneho
vplyvu na životné prostredie. Až následne sa pristupuje k podrobným analýzam koreňových príčin poprípade k skúmaniu zvýšenej
poruchovosti zariadení.
Každé odstavenie dôležitej technológie z prevádzky prináša
v prvom rade vplyv na jadrovú bezpečnosť, následne veľké ekonomické straty alebo dokonca okamžité ohrozenie ľudského
zdravia. Preto je potrebné neustále sledovať všetky negatívne
príznaky respektíve zmeny na technológii akým je napríklad úroveň ich opotrebovania. Optimálna organizácia prevádzky takýchto
zariadení vyžaduje naplnenie základnej stratégie údržby a tou je
neopravovať ich ako poškodené, ale zabrániť ich poškodeniu na
základe objektívneho poznania ich skutočného technického stavu.
Znamená to prevádzkovať JE bezpečne, spoľahlivo a efektívne,
v  skratke „Bezpečnosť je prvoradá“.
Východiskom manažmentu pre zaistenie bezpečnosti (podobne
ako pri riadení a zabezpečovaní spoľahlivosti) je vymedzenie
všetkých potrebných právomocí a zodpovedností, zdrojov, postupov, metodík a vhodných techník pre analýzu, hodnotenie a regulovanie (vždy s dôrazom na znižovanie) rizika straty schopnosti
plniť požadované funkcie za vopred stanovených podmienok a
počas určenej doby prevádzky.
Uvedené riziko je väčšinou sprevádzané vznikom rôznych nebezpečných udalostí s následkami ako sú ohrozenie života a zdravia,
ohrozenie životného prostredia, materiálne straty a pod.
Poslaním prevádzkovateľa je dosiahnuť najvyššiu úroveň bezpečnosti a výkonnosti prostredníctvom výnimočných výkonov,
trvalého zlepšovania a tímovej práce. Žiadna práca nie je natoľko
súrna, aby sme nemohli venovať dosť času na to, urobiť ju bezpečne!
Na zhodnotenie stavu a následné udržiavanie respektíve zvyšovanie povedomia pracovníkov v oblasti bezpečnosti a celkovej pracovnej úrovne v podniku sa využíva pojem „kultúra bezpečnosti“
(KB).
Reálne využívanie týchto techník si vyžaduje podrobné oboznámenie zamestnancov s bezpečnostnými predpismi, ich následnú
aplikáciou v procesoch so snahou o ich prirodzenú akceptáciu a
využívanie v pracovnom procese. Základné požiadavky pre aplikáciu KB v praxi sú:
•
•
•
•
presný a opatrný prístup
kritický postoj
samokontrola
komunikácia
Faktory vplývajúce na vnímanie bezpečnosti sú v mnohých prípadoch nenápadné. Napríklad prvý deň v práci po víkende, pol
hodina po raňajkách alebo viacjazyčnosť na pracovisku môžu vnášať zvýšené riziko chýb alebo dokonca úrazov do pracovného procesu.
41
SPRAVODAJ ATD SR 1, 2 / 2010
usmernenia nie je možné hovoriť o proaktivite a už vôbec nie o bezpečnosti ako takej. Dôležitou možnosťou je aj sledovanie stavu bezpečnosti pomocou „analýzy bezpečnosti“ a to aplikáciou nástrojov
na zabezpečenie bezpečnosti počas celého životného cyklu stroja
v celom výrobnom procese. Predstavuje spôsob ako identifikovať
ohrozenie pomocou správne zostavených a zodpovedaných otázok.
Táto analýza musí byť obnovovaná počas prevádzky zariadenia, resp.
keď je vykonávaná akákoľvek údržba či výmena analyzovaných častí
stroja či strojového zariadenia. Je úplne zrejmé, že akákoľvek porucha môže mať za následok haváriu, nehodu či škody na majetku.
Predikcia sa momentálne využíva vo veľkej miere hlavne v oblasti
diagnostiky točivých strojov a elektrických zariadení. Diagnostika
je aplikovaná v dvoch formách. Jednou je využitie on-line diagnostiky pri veľkých a dôležitých zariadeniach ako sú turbíny alebo
veľké čerpadlá. Off-line diagnostika sa využíva ako pochôdzková
forma diagnostikovania menej dôležitých zariadení alebo ako rozšírený monitoring zariadenia.
V rámci údržby sa oblasť aplikácie systémov riadenia rizika aplikuje na riziká:
• vznikajúce počas údržbárskych činností,
• ako súčasť stratégie údržby,
• v dôsledku nedostatočnej alebo nesprávnej údržby.
Päť základných príčin vzniku problémov a porúch na strojoch:
1. nedodržanie základných požiadaviek údržby (mazanie, čistenie, výmena oleja, doťahovanie uvoľnených skrutiek a pod.),
2. nedodržiavanie pracovných podmienok (teplota, tlak, preťaženie),
3. nedostatočná kvalifikácia (chyby obsluhy, chyby manipulácie,
chyby kontroly),
4. opotrebenie (ložiská, ozubené kolesá, centrovacie prvky),
5. konštrukčné chyby (materiál, dimenzovanie, bezpečnostné
parametre).
Na zníženie počtu porúch alebo ich úplné odstránenie sú potrebné
štyri základné systémy:
1. systém on line sledovania zariadení,
2. systém analýzy porúch (príčiny a dôsledky poruchových stavov),
3. systém pre odstránenie porúch (nové technické riešenia, zmena
prístupu a pod.),
4. systém spätnej väzby (informovanosť o poruchách a ich príčinách).
• Trh s energiou závisí na prevádzkyschopnosti elektrární
(t.j. disponibility zdrojov a dopytu po elektrine),
• Trh s energiou závisí od ceny energie (t.j. náklady na prevádzku
a údržbu),
• Vysoké náklady vzhľadom na čiastočnú alebo úplnú neplánovanú odstávku,
• Dôraz na plánovanie údržby v elektrárni, aby sa dosiahla čo najvyššia prevádzkyschopnosť (disponibilita).
Schopnosť uspieť na trhu s energiami je konečnou a zároveň aj
základnou podmienkou úspešného prevádzkovania JE.
kontakt
Ing. Rudolf Hrivik
Slovenské elektrátne, a. s. 935 39 Mochovce
e-mail: [email protected]
Ing. Ján Puškáš
Slovenské elekrárne SE-Enel, závod Vojany – EVO Vojany
076 73 Vojany
e-mail: [email protected]
Recenzent:
Ing. Viera Peťková, PhD.
42
www.atdsr.sk
Milena Kureková, Radoslava Paulenková
tribotechnická diagnostika olejov
tribotechnical diagnostics of oils
anotation
• obsah vody Karl Fischer
• deemulgačné číslo
• obsah nízkoteplotného a vysokoteplotného antioxidantu – IČ
spektrá
• obsah degradačných produktov – IČ spektrá a iné podľa požiadavky a charakteru maziva
This presentation is focused at the tribotechnical diagnostics of
oils, as undetachable part of technical diagnostics.
Key words: oil, technical diagnostics, IR spectrum
úvod
prevádzkové:
• obsah vody Karl Fischer
• obsah mechanických nečistôt
• prítomnosť kovov Fe, Cu, Zn, Sn…
V súčasnosti sa v technickej diagnostike dostáva do popredia
snaha využívať a spájať informácie získané nie len diagnostikou zo
strojných zariadení, ale aj z ich olejových systémov. To znamená,
neoddeliteľnosť tribotechnickej diagnostiky zariadenia od tribotechnickej diagnostiky oleja.
moderné analytické prístroje:
viskozimetre, coulometre a titrátory, automaty na bod vzplanutia, AAS,
AES, ferrografia, FTIR spektrometer, mikroanalyzátor, a mnoho iných…
materiál a metódy
ftir spektrometer
Tribotechnická diagnostika vychádza z poznania, že olej po určitej
dobe používania odráža stav zariadenia a podmienky prevádzky.
Prevádzkovaný olej je tak rýchlym tribotechnickým informátorom
o režime opotrebovania zariadenia, o jeho trende a dáva možnosť
prognózy medzného opotrebenia resp. havarijného stavu. Tribotechnická diagnostika oleja je založená na sledovaní priebehu
starnutia oleja v prevádzke a posudzuje veľkosť zmeny intenzity a
stupňa degradácie oleja na zmenu úžitkových vlastností a tým aj
schopnosť oleja zabezpečiť bezporuchovú prevádzku zariadenia.
S cieľom zaoberať sa s tribotechnickou diagnostikou oleja, ktorá
sleduje kvalitu oleja počas prevádzky a jeho postupné starnutie, je
potrebné vykonávať fyzikálno-chemické analýzy oleja.
Najvýhodnejším a najefektívnejším spôsobom merania spomínanej degradácie – starnutia oleja je IČ spektrometria, ktorá vyhodnocuje potrebný antioxidant v oleji, nežiadúce oxidačné a termické produkty. Je to svetovo uznávaná metóda, pretože pomocou
IČ spektier sa dá v oleji odhaliť veľa problémov (napr. zmiešanie
dvoch rôznych olejov iného typu resp. vniknutie nežiaducej organickej alebo anorganickej látky do oleja).
Rozdelenie metód na základe využitia FTIR
1. Starnutie minerálneho oleja /nízkoteplotný antioxidant, oxidačné a aromatické produkty, obsah vody/
2. Analýza motorového oleja /sadze, voda, nafta resp. benzín, glykol,
antioxidant, aromáty, oxidačné, nitračné a sulfatačné produkty/
3. Vstupná kontrola ropného produktu
4. Identifikácia neznámeho materiálu v ropnom produkt
5. Stanovenie oleja repkového ako paliva v motorovom oleji
6. Stanovenie FAME v nafte
7. Stanovenie EL /NEL/, ich identifikácia
hlavné analýzy mazív
diagnostické:
• farba
• kinematická viskozita pri 40 a 100 °C ,
• číslo kyslosti TAN
• bod vzplanutia
ukážky niektorých ič spektier z praxe
Obr. 1
Starnutie–degradácia oleja, pokles
fenolického antioxidantu + oxidačnotermická degradácia
Obr. 2.
Starnutie – degradácia mot. oleja
Obr. 3
Identifikácia neznámeho materiálu
43
SPRAVODAJ ATD SR 1, 2 / 2010
Obr. 4 Nežiaduce degradačné lepivé produkty – živice
mechanické nečistoty
1.
2.
3.
4.
5.
6.
tohto typu stanovenia nečistôt je klasická filtrácia, čiže možnosť
vidieť na filtračnom papieriku typ znečistenia (kovy, uhlík, vlákna,
živice…) ako aj možnosť získať fotografickú dokumentáciu.
Gravimetricky – vážkovo
Mikroskopicky – sčitovaním nečistôt
Mikroskopicky – pomocou štandardov
Mikroskopicky – pomocou softweru – mikroanalyzátor
Prietočným meraním – pomocou softweru
Nasávaním určitého objemu vzorky – pomocou softweru
Tab. 1 Číselné a grafické vyhodnotenie množstva mechanických nečistôt
Ukážky:
Obr. 5 Mechanické nečistoty
vyhodnotenie
použitá literatúra
3. Mikroskopicky
– pomocou štandardov
[1] Kureková, M.: Tribotechnická diagnostika turbínových olejov
v Atómovej elektrárni Mochovce, Mochovce 1999, záverečná
práca dlhodobého kurzu tribotechnik
[2] NORMA ISO 4406:1999, Hydraulic fluid power – Fluids – Method
for coding the level of contamination by solid particles
[3] NORMA NAS 1638:2001, National Aerospace Standard – Cleanliness Requirements of Parts Used in Hydraulic Systems
[4] Dlhodobý kurz tribotechnik – I. sústredenie, Bratislava 1999,
študijný materiál
[5] Dlhodobý kurz tribotechnik – II. sústredenie, Bratislava 1999,
študijný materiál
4. Mikroskopicky – pomocou
softweru – mikroanalyzátor
záver
Počas tejto prezentácie bola vyzdvihnutá neoddeliteľnosť tribotechnickej diagnostiky zariadenia a oleja. Boli spomenuté dôležité analýzy na sledovanie degradácie oleja ako aj predstavené
moderné analytické prístroje, ktoré predstavujú veľký prínos pre
laboratórne hodnotenie olejov. Pomocou IČ spektier sa dá zistiť
aktuálny stav oleja – jeho degradácia. Dá sa predbežne určiť, s akou
životnosťou sa môže s olejom v prevádzke počítať, samozrejme
pod podmienkou bezporuchového prevádzkovania. Zo spektier
možno napríklad aj vyčítať, či sa do oleja nedostávajú nežiadúce
látky, alebo či nedochádza k zmiešavaniu dvoch rôznych olejov.
Mikroanalyzátor častíc vie zase zistiť množstvo častíc v oleji, ich
veľkosti a dokonca percentuálne rozdelenie veľkosti častíc do
intervalov, ktoré je veľmi užitočné pre filtračné aplikácie. Výhodou
kontakt
Ing. Milena Kureková
InterTriboDia s. r. o.,Francúzska 9, Tlmače, Slovensko
tel.: 421 907 794 060
e–mail: [email protected], www.intertribodia.sk
Recenzent: prof. Ing. Jozef Balla, CSc.
44
Download

SPRAVODAJ ATD SR 1, 2 / 2010