Жабдыққа предиктивті қызмет көрсету (PdM) деген не

Предиктивті қызмет көрсету (PdM, predictive maintenance) — жөндеу күнтізбе бойынша емес, машинаның нақты күйіне қарай тағайындалатын стратегия. Күйді вибродиагностикамен, ультрадыбыспен, термографиямен, май талдауымен және қозғалтқыш тогын талдаумен өлшейді. Мақсаты — деградацияның басталуын байқап, торап істен шыққанға дейін оның себебін жою және жұмыстарды апаттық тоқтаусыз жоспарлау.

Анықтама

АҚШ Энергетика министрлігінің (DOE) пайдалану және техникалық қызмет көрсету бойынша үздік тәжірибелер нұсқаулығы предиктивті қызмет көрсетуді жүйе деградациясының басталуын анықтайтын және компоненттің физикалық күйі айтарлықтай нашарлағанға дейін оның себептерін жоюға немесе бақылауға алуға мүмкіндік беретін өлшемдер ретінде анықтайды. Жоспарлы-ескерту жөндеуінен басты айырмашылығы: жұмыстарға қажеттілік алдын ала белгіленген кестемен емес, машинаның нақты күйімен анықталады.

Машиналар күйін бақылау бағдарламасын ұйымдастырудың жалпы рәсімдерін ISO 17359:2018 «Машиналардың күйін бақылау және диагностикалау. Жалпы нұсқаулық» халықаралық стандарты сипаттайды. Ол барлық машиналарға қолданылады және жекелеген әдістер бойынша стандарттарға сілтеме жасайды.

Қызмет көрсетудің төрт стратегиясы: салыстыру

Стратегия	Жұмыстар қашан орындалады	Артықшылықтары	Кемшіліктері
Реактивті (істен шыққанға дейін)	Бұзылғаннан кейін	Машина жұмыс істеп тұрғанда ТҚК шығыны жоқ	Жоспардан тыс тоқтау, үстеме жұмыс, қайталама зақымдар, қосалқы бөлшектердің үлкен қоры
Жоспарлы-ескерту жөндеуі (ЖЕЖ)	Күнтізбе немесе жұмыс сағаты бойынша	Істен шығу азаяды, ресурс есептікке жақын; DOE бойынша реактивтімен салыстырғанда 12–18% үнем	Апаттық істен шығулар бәрібір мүмкін; жұмыстың бір бөлігі артық, қажетсіз бөлшектеу торапты зақымдауы мүмкін
Күй бойынша (condition-based)	Өлшенген параметр баптаудан асқанда	Жұмыс тек қажет жерде	Аспаптар, оқытылған персонал және негізделген баптаулар қажет
Предиктивті (PdM)	Күй трендіне қарай, істен шыққанға дейін жоспарлап	DOE бойынша ЖЕЖ-мен салыстырғанда 8–12% үнем; тоқтап тұру және қосалқы бөлшек шығыны аз	Диагностикалық жабдыққа және оқытуға салым; нәтижесі басшылыққа бірден көрінбейді

Іс жүзінде күй бойынша және предиктивті қызмет көрсету тығыз байланысты: екеуі де өлшемдерге сүйенеді. Айырмашылық екпінде. Біріншісінде баптаудан асқан фактісі бойынша әрекет етеді, екіншісінде трендті бақылап, ақау әлі дамып жатқанда жұмыстарды алдын ала жоспарлайды. DOE нұсқаулығы оларды бірге, нақты күйге негізделген қызмет көрсету ретінде қарастырады.

DOE сандары не дейді

DOE нұсқаулығы (Release 3.0, 2010) мынадай бағалауларды келтіреді:

Көрсеткіш	Мәні
ЖЕЖ-нің реактивті бағдарламамен салыстырғандағы үнемі	12–18%
Предиктивті бағдарламаның тек ЖЕЖ-ден тұратын бағдарламамен салыстырғандағы үнемі	8–12%
Предиктивті бағдарламаға салынған инвестицияның қайтарымы (сауалнамалардың орташа салалық деректері)	10 есе
ТҚК шығындарының азаюы	25–30%
Апаттық істен шығулардың азаюы	70–75%
Тоқтап тұрудың азаюы	35–45%
Өнім шығарудың өсуі	20–25%

Сонда ТҚК құрылымы да келтірілген: орташа кәсіпорында жұмыстардың 55%-дан астамы реактивті, 31%-ы жоспарлы-ескерту және 12%-ы предиктивті. Тұрақты түрде ең үздік кәсіпорындарда реактивті жұмыстардың үлесі 10%-дан аз, ЖЕЖ — 25–35%, предиктивті — 45–55%. Бұл америкалық деректер; нақты зауыттағы нәтиже жабдықтың бастапқы күйіне және апаттық жөндеулердің үлесіне байланысты.

P-F қисығы: ақауды неге ерте ұстау керек

P-F қисығы тораптың күйі уақыт бойынша қалай нашарлайтынын көрсетеді:

• P нүктесі (potential failure) — дамып келе жатқан ақауды алғаш рет анықтауға болатын сәт;
• F нүктесі (functional failure) — торап өз функциясын енді орындамайды;
• P-F аралығы — олардың арасындағы уақыт, жөндеуді жоспарлау терезесі.

Жұмыс істеп тұрған машинада қолданылатын және ақауды ертерек байқайтын әдістер P нүктесін солға жылжытып, терезені кеңейтеді. Істен шығуға жақын ақау қызу мен шу арқылы байқалады. Домалау мойынтірегі үшін бұл қалай көрінетіні «Мойынтірек бұзылуының 4 сатысы» мақаласында талданған.

Қандай технологиялар қолданылады

Технология	Нені анықтайды	Қайда қолданылады
Вибродиагностика	Теңгерімсіздік, центрленбеу, механикалық босаңсу, жанасулар, резонанс, мойынтіректер мен тісті берілістердің ақаулары	Сорғылар, электр қозғалтқыштары, желдеткіштер, редукторлар, турбоагрегаттар
Ультрадыбыстық бақылау (ауа және түйіспелі ультрадыбыс)	Мойынтіректердің ерте ақаулары мен май жетіспеушілігі, газ бен вакуум ағуы, ақаулы конденсат ағызғыштар, электр жабдығындағы доға мен корона	Мойынтіректер, пневмо- және бу жүйелері, клапандар, тарату құрылғылары
Инфрақызыл термография	Түйіспелердің, мойынтіректердің, белдіктердің қызуы, оқшаулау мен футеровканың бұзылуы	Электр қалқандары, трансформаторлар, қозғалтқыштар, қазандықтар, жылу алмастырғыштар
Май мен тозу бөлшектерін талдау	Майдың ескіруі мен ластануы, су, тозу өнімдері	Редукторлар, гидрожүйелер, қозғалтқыштар, трансформаторлар
Қозғалтқыштың тогы мен электрлік параметрлерін талдау (MCSA)	Орам аралық және фаза аралық тұйықталулар, оқшаулаудың нашарлауы, сондай-ақ бірқатар механикалық ақаулар: центрленбеу, теңгерімсіздік, тісті берілістің тозуы	Электр қозғалтқыштары және олар жетектейтін механизмдер

DOE келтіретін NASA деректері бойынша, 28–32 кГц диапазонындағы ультрадыбыстық сигнал амплитудасының 12–50 есе өсуі мойынтірек деградациясының ерте белгісі болуы мүмкін. Электр қозғалтқыштары үшін DOE термография мен діріл күйді толық бағалауға жеткіліксіз екенін атап өтеді, сондықтан ток талдауын қосады. Діріл әдісі туралы толығырақ — «Жабдықты вибродиагностикалау деген не» мақаласында.

Қалай бастау керек: қадамдық жоспар

1. Жабдық тізімін жасап, оны сындылығы бойынша саралаңыз. Істен шығудың өндіріс пен қауіпсіздікке салдарын және тоқтап тұру құнын ескеріңіз. DOE нұсқаулығы NASA-ға сілтеме жасап, қарапайым ереже ұсынады: ұсақ және сыни емес тораптарды реактивті қызмет көрсетуде қалдыруға болады, тозатын және шығын тораптарды — ЖЕЖ-де, ал сыни жабдық пен істен шығуы кездейсоқ сипаттағы тораптарды — предиктивті қызмет көрсетуде.
2. Әр сыни машина үшін негізгі істен шығу түрлерін анықтаңыз және оларды анықтайтын әдісті таңдаңыз (жоғарыдағы кесте). Электр қозғалтқышы бар сорғы үшін бұл әдетте мойынтіректердегі діріл мен ультрадыбыс, оған қоса қозғалтқыш тогын талдау.
3. Айналып өту бағдарын құрыңыз. Өлшеу нүктелерін нөмірлеңіз, олардың орнын бекітіңіз (белгілер немесе тұрақты алаңшалар), кезеңділігін белгілеңіз. Өлшемдер арасындағы кезең P-F аралығынан айтарлықтай қысқа болуы керек, әйтпесе ақау байқалмай қалады.
4. Базалық өлшемдерді алыңыз. Ақаусыз машинадағы алғашқы өлшемдер тренд үшін бастапқы нүкте болады. Бастау үшін DOE дірілді бағалаудың типтік кестелерін қолдануға жол береді, бірақ олар абсолютті шектер емес екенін атап өтеді: баптауларды кейін өз жабдығыңыздың тарихы бойынша нақтылайды.
5. Трендті бақылап, жұмыстарды жоспарлаңыз. Параметрдің базалық деңгейге қатысты өсуі — тереңдетілген диагностика мен жақын тоқтауда жоспарлы жөндеу жүргізуге себеп.
6. Персоналды оқытып, жауапкершілікті бекітіңіз. DOE ерекше атап өтеді: енгізуге, операторларды оқытуға және аспаптарға қызмет көрсетуге байыпты міндеттеме болмаса, өз бағдарламаңыз үшін жабдық сатып алудың қажеті жоқ.

Тоқтап тұруды азайтуға көмектесетін басқа стратегиялар — «Жабдыққа қызмет көрсетудің 10 стратегиясы» мақаласында.

Қандай жабдықты таңдау керек

• Мойынтіректер, майлау, ағып кету және электр жабдығы үшін ультрадыбыс — SDT340.
• Бағдар бойынша өлшеуге арналған портативті діріл анализаторы — vb8.
• Электр қозғалтқыштары мен жетектерді ток пен кернеу бойынша онлайн бақылау — Artesis e-MCM.
• Майды орнында талдау — майды талдаудың далалық зертханасы.

KEG TRK Қазақстанда предиктивті қызмет көрсетуге арналған жабдықты жеткізеді. Бағасы сұрау бойынша.

Дереккөздер

• U.S. Department of Energy, FEMP / PNNL. Operations & Maintenance Best Practices — A Guide to Achieving Operational Efficiency, Release 3.0 (PNNL-19634), 2010, 5 және 6-тараулар.
• ISO. ISO 17359:2018 Condition monitoring and diagnostics of machines — General guidelines.
• Fluke. P-F curve: stay ahead of equipment failure.