상태 모니터링으로 시간과 비용 절약

최근 AE(Acoustic Emission) 연구에서는 주요 식품 제조업체의 계획된 예방 조치가 된 잠재적인 치명적인 베어링 고장을 확인했습니다. 이는 또한 상당한 비용과 계획되지 않은 다운타임을 방지했습니다.

계획된 검사 경로에 사용된 음향 방출 장비와 주요 도구는 Holroyd Instruments에서 제조했습니다. 이 예는 비즈니스에 막대한 비용 결과를 초래할 수 있는 계획되지 않은 주요 이벤트를 방지하는 데 있어 이러한 유형의 장비의 가치를 보여줍니다. 관련 장비에 대한 부수적 손상은 매우 비용이 많이 들며 재구축 리드 타임으로 인해 광범위한 가동 중지 시간이 발생하여 불만을 품은 고객이 재고 가용성에 의존할 수 없게 되었을 수 있습니다.

이 이야기는 2010년 4월에 7일 동안 샘플링된 대형 스텝다운 트랜스퍼 기어박스의 두 노드 지점에서 일부 초기 상승 판독값이 기록되면서 시작되었습니다. 조난 수치가 높아져 경보 수준이 트리거되었습니다. 그들은 우려의 대상이었고 후속 검사에서 분명했습니다. 상승 추세의 일부인 세 번째 상승된 판독값은 조사하고 추가 조치를 취하기 위해 CMMS(컴퓨터 유지 관리 시스템)에서 계획된 작업 지시를 촉발했습니다. 이 장비는 당시 높은 생산 요구 사항으로 인해 제한을 받았기 때문에 쉽게 서비스를 중단할 수 없었습니다. 자매 라인의 이전 계획된 베어링 변경 경험도 위험 증가에 중요한 역할을 했습니다.

트랜스퍼 기어박스의 입력 측이 왼쪽에 출력 베어링 노드 포인트와 함께 표시됩니다.

좀 더 정밀하게 조사한 결과, 가장 조난이 심한 베어링이 과연 의심되는 출력 베어링인 것으로 판명되었다. 가청 클릭은 출력 엔드 베어링에서 크고 명확했습니다. 노드 위치에 있는 두 개의 베어링은 트랜스퍼 기어박스의 입력 및 출력 끝에서 모터의 구동 라인에 있었습니다. 대형 나선형 감속기어의 인접한 베어링은 여전히 ​​낮게 읽고 있었고 딸깍 소리가 들리지 않았습니다. 엔지니어링 관리자는 입력 베어링 중 하나에 이상이 있고 다른 베어링은 양호한 상태이며 목표 조건 모니터링으로 생산을 계속할 수 있다는 조언을 받았습니다. 일상적인 오일 샘플링은 월별에서 2주마다 증가했습니다. AE 검사가 증가하여 이제 4일 주기로 스펙트럼 판독값이 표시됩니다. 이것은 새 베어링이 결국 장착되었을 때 몇 가지 비교 증거를 제공할 것입니다.

베어링 세트의 계획된 변경은 생산 계획자, 유지 관리 관리자 및 제품 전문가와 협의되었습니다. 장비를 사용할 수 있게 될 때까지 최소 6개월 동안은 더 작동해야 한다는 것이 분명해졌습니다. AE 판독값 또는 오일 샘플 중 하나라도 실패로 향하는 진전을 보일 경우 비상 변경을 위한 비상 계획이 공식화되었습니다. 베어링이 고장나면 이것이 빠르게 발생할 수 있다는 경고가 발행되었습니다. 새 베어링 세트를 구입하고 2011년 초에 최종 교체된 베어링을 검토하기 위해 베어링 제조업체와 회의가 예정되어 있었습니다.

AE 판독값은 이 긴 대기 단계 동안 높은 수준을 유지했으며 오일 샘플 결과는 롤러 베어링 고장과 관련된 주요 요소에서 높은 판독값을 나타내지 않았습니다. 갱신 전 몇 주 동안 향후 평가를 위해 기어박스의 모든 지점에서 많은 스펙트럼을 가져왔습니다. 이렇게 하면 어셈블리 주변의 오일 펌프 및 기타 구성 요소의 주파수가 배제됩니다. 베어링 변경 전의 AE 엔벨로프 스펙트럼 그래프는 아래와 같습니다.

보시다시피 베어링 레이스의 주파수와 일치하는 73Hz에서 스파이크를 생성하는 것이 있었습니다. 이것은 일종의 레이스 표면 결함이 있고 요소가 파손되거나 케이지가 분해되지 않는다는 단서를 제공했습니다.

마침내 베어링 교체가 이루어졌고, 생산 공장은 12시간 이내에 설비를 돌려서 장비에 계획되지 않은 다운타임이 발생하지 않았습니다. 사용한 베어링 세트는 트랜스퍼 기어박스와 함께 반환되었고 두 장치는 탈지되었습니다. 첫 번째 검사에서 둘 다 비슷하고 좋은 순서로 보였습니다. 그런 다음 요소와 케이지를 외부 및 내부 레이스에서 분해하여 나중에 재조립할 수 있도록 올바른 측면과 순서를 유지하도록 주의를 기울였습니다.

의심스러운 출력 베어링에서 내부 레이스에 큰 균열이 발생했으며 모든 요소가 방출된 파편으로 움푹 패인 것이 분명해졌습니다. 이때 베어링 제조사의 대표를 초청하여 베어링을 방문하여 검사하였다. 그는 베어링이 거의 10년 동안 작동한 대기와 열을 고려할 때 베어링이 매우 잘 지속되었다는 데 동의했습니다. 이것은 수명 종료 모드의 실패로 간주됩니다. 몇 개월 이상 지속되거나 며칠 또는 몇 주 내에 실패로 가속화될 수 있습니다. 아래 사진은 길이 약 10mm, 너비 2.5mm로 측정된 파편입니다.

경주에 대한 스폴 손상은 스폴링의 하중 영역에서 깃털이 있는 가장자리와 표면 구멍과 함께 위에 표시됩니다. 오른쪽에 있는 재료의 다음 레이어는 양보했을 것입니다.

개선 작업이 완료되면 추가 스펙트럼 샘플을 기록하고 모니터링하여 자세한 내용을 확인했습니다. 카펫 소음 수준은 더 낮았고 데시벨 스케일은 이전 그래프 예의 1/3이었습니다. 최대 피크는 이제 0.4데시벨 미만이었고 카펫 레벨은 0.2데시벨 미만이었습니다.

결론적으로, 매일 의존하는 시스템과 도구는 이러한 이상 현상이 주요 사건으로 발전하기 전에 포착하는 데 효과적인 것으로 입증되었습니다. 이에 대한 핵심은 가능한 한 중단 없이 개선 작업을 계획하기 위해 엔지니어링과 운영을 완전히 참여시키는 것이었습니다.

배운 교훈 중에는 이 중요한 공장에 대해 7일 간격의 검사 ​​빈도가 정확했고, 예방 조치가 가능한 한 빨리 시작되었으며, 장비가 베어링 결함을 정확히 찾아낼 수 있었고, 오디오 시설에서 연결된 두 번째 참조가 허용되었다는 것입니다. 클릭 소리와 함께 rpm을 확인하고 이 모든 것이 계획된 작업이 가장 빠른 기회에 시작될 수 있도록 충분한 증거를 제공했습니다.

베어링 교체가 완료된 직후 근본 원인 분석을 수행하여 이 장비를 서비스하기 위한 향후 권장 사항을 조사했습니다. 베어링의 수명이 다했기 때문에 향후 계획된 유지 관리를 변경할 필요가 없다고 결정했습니다. AE를 통한 상태 모니터링은 곡선의 매우 초기 단계에서 이상 징후를 포착할 수 있는 확신을 제공했습니다.

상태 모니터링 시스템에 대한 자세한 내용은 Kittiwake Holroyd(www.kittiwakeholroyd.com)를 참조하십시오.