השימוש בטכניקת ניטור בלאי להקטנת עלויות אחזקה

 
 

השימוש בטכניקת ניטור בלאי להקטנת עלויות אחזקה

(סת סומר ודפנה נבו)

 

ביצוע בדיקת שמנים הינה פעולה העשויה להיות הרבה יותר מסקירת של מצב השמן לבדו. קיימות כיום טכניקות מעבדה מתקדמות לבדיקת שמנים שמטרתן היא לבדוק את מצב הציוד. התועלת העיקרית מטכניקות אלו היא ודאות רבה יותר לגבי מצב הציוד וכן האפשרות להקטין מיקרים של כשלים בלתי צפויים במערכת.

ישנן דרכים רבות להיווצרות בלאי בתוך חלקי המערכת המכנית. עם זאת, קיימים רק מספר מצומצם של גורמים ראשוניים לבלאי:

  1. בעיות הקשורות בשמן עצמו יכולות לתרום להיווצרות בלאי, במיוחד במיקרים בהם איכות חומר הסיכה ירודה.
  2. מצב המערכת תורם להצטברות שחיקה במידה שמרכיב מסוים במערכת אינו מונח במקומו או אינו מאוזן.
  3. שימוש בלתי הולם בציוד כגון העמסת יתר או חימום יתר.
  4. זיהום חיצוני החודר לתוך המערכת- הגורם הנפוץ ביותר לתקלות מכניות בלתי צפויות ולקיצור חיי המערכת.

 

להלן מספר דוגמאות לסוגי בלאי שונים היכולים להיווצר במערכת:

בלאי שפשוף

בלאי שפשוף מתרחש כאשר משטחי מתכת באים במגע זה עם זה וחלקיקים נשברים מחלקי המכונה. בעיקרון, בכל מגע בין שני חלקי מתכת, נוצרים חלקיקי בלאי שפשוף קטנים. חלקיקים אלו מכונים "בלאי שפשוף נורמלי". תנאי עבודה קיצוניים או חוסר שימון עלולים לגרום ל"בלאי שפשוף חריג" המאופיין על ידי חלקיקי בלאי גדולים וקצב היווצרות מהיר. שמירה על רמת צמיגות נאותה וכן שימוש בסוג שמן מתאים, כמו גם הקפדה על תנאיי עבודה הולמים, יכולים להפחית בלאי זה. גם הפחתה ברמת הזיהום בשמן יכולה לסייע במניעת בלאי מסוג זה.

בלאי חיתוך

בלאי חיתוך הוא תוצאה של חלקיקים קשים, הכוללים אבק, חול ושבבי בלאי של מתכות שונות, הבאים במגע עם חלקים פנימיים במערכת. בנייה של מערכת סינון יכולה להפחית בלאי כתוצאה מחיתוך. בלאי חיתוך יכול להיגרם כאשר חלקיק שחוק נצמד לחלק הרך של פני השטח.  גם ציוד שאינו מאוזן או אינו מתאים יכול לתרום ליצירת בלאי חיתוך. סינון נכון וביצוע של אחזקת ציוד נכונה  הכרחיים להורדת בלאי כתוצאה מחיתוך. כמו כן, חשוב לבדוק תקינות המסננים, האטמים והנשמים.

קוויטציה (גימום)

קוויטציה מתרחשת כאשר נשברות בועות אוויר או גז במערכת. התרחשות של  שבירה כנגד פני השטח של רכיבי המערכת היא היוצרת בקיעים ובורות על פני הרכיבים. ניתן להוריד את רמת הקוויטציה ואת נטיית השמן להקצפה של השמנים על ידי שימוש בתוספים מונעי הקצפה. למניעת קוויטציה יש להקפיד ככל שניתן שלא תיווצרנה מערבולות בזרימת השמן במערכת.

קורוזיה

קורוזיה נגרמת על ידי התחמצנות כימית של פני שטח חלקי המתכת אשר גורמת להסרה בפועל של חומר מפני השטח. קורוזיה יכולה להיגרם כתוצאה ממים, חמצן או חומצה במערכת. גם זרם חשמלי מיקרי או חשמל סטטי יכולים לגרום לקורוזיה. קורוזיה הנגרמת כתוצאה מזרם חשמלי מיקרי גורמת לריתוך והתפחמות של פני השטח.

בלאי התעייפות

בלאי כתוצאה מהתעייפות נוצר כאשר מתפתחים סדקים על פני השטח של חלקי המערכת ומאפשרים התקלפות והסרה של חלקיקים. סיבות עיקריות לבלאי כתוצאה מהתעייפות החומר כוללות שימון בלתי מספק, זיהום השמן ועייפות החומר ממנו עשויים חלקי המערכת.

בלאי החלקה

בלאי כתוצאה מהחלקה נגרם ממתח מכני על הציוד. הפעלת הציוד במהירות גבוהה או בעומס רב יכולה לגרום לבלאי החלקה. החום הרב שנוצר במצב של העמסת יתר מחליש את חומר הסיכה ויכול לגרום למגע בין מתכת למתכת. כאשר חלקים נעים באים במגע עם חלקים נייחים, בלאי החלקה הופך בעייתי.

   

ע"י שימוש בחומר סיכה נכון, סינון יעיל וכן על ידי ביצוע פעולות אחזקה מתאימות של הציוד, רוב צורות הבלאי הנגרמות בין חלקי הציוד יכולות להצטמצם. ע"י יישום תוכנית של אחזקה חזויה הכוללת בדיקת רעידות,  בדיקת תרמוגרפיה ובדיקת שמנים ניתן לזהות כשלים הנמצאים בשלבי התהוות בציוד. על ידי ניטור מצב הציוד באמצעות  בדיקת שמנים ניתן לזהות סוגים שונים של בלאי, דבר המאפשר נקיטת פעולה מתקנת לפני כשל כלשהו.
למעשה, במיקרים רבים, בדיקת שמנים תזהה בעיות של ציוד סובב עוד לפני שבדיקת הרעידות תגלה זאת.

כאשר קיים מוקד  של בלאי חריג בציוד מצטברים חלקיקי מתכות בלאי בשמן. על ידי זיהוי וניתוח נכון של חלקיקים אלו ניתן לזהות את מקור הבעיה. לכן,  ביישום תוכנית ניטור של בדיקת שמנים חשוב לבחור אנליזות המתאימות למערכת המכנית כך שיזהו תופעות חריגות במערכת, וכמובן יזהו את סוג הבלאי הרלוונטי. 

להלן כמה דוגמאות לבדיקות מעבדה שונות שיכולות לזהות בלאי:
 

  • בדיקה ספקטומטרית: זו הטכנולוגיה השכיחה ביותר לשימוש לניטור ריכוזי בלאי מתכות בשמן. העיקר בטכנולוגיה הזו היא ניטור של הצטברות מתכות קטנות, מרכיבים בסיסיים של תוספים וזיהוי של נוכחות מזהמים אפשריים. התוצאות בד"כ  מדווחות בחלקים למיליון (ppm).חשוב לזכור כי טכנולוגיה זו מנטרת רק חלקיקים קטנים בשמן (עד גודל של 10 מיקרון). נוכחות חלקיקי מתכת גדולים לא תתגלה בבדיקה.
     
  • ספירת חלקיקים:  ספירת חלקיקים מדווחת את מספר החלקיקים הקיימים בתוך מיליליטר (או 100 מיליליטר) של שמן, ממוינים לפי גדלים. עם זאת, ספירת חלקיקים אינה מבדילה בין ההרכבים השונים של החומרים מהם עשויים החלקיקים (כלומר, סופרת
       חלקיקים ללא קשר למקורם או הרכבם). טכניקה זו מעידה על רמת הזיהום הכללית בשמן ועל מידת יעילותה של מערכת הסינון.
     
  • פרוגרפיה ישירה: שיטה זו בודקת את הריכוז היחסי של חלקיקי בלאי ברזל וקובעת את היחס בין כמות החלקיקים הגדולים לכמות החלקיקים הקטנים. השיטה מספקת מידע על מידת הבליה  שבמערכת. שיטה זו ניתנת לשימוש ככלי לניטור ואיתור מגמות, במיוחד במערכות שיוצרות שיעור חלקיקים גבוה.
     
  • פרוגרפיה אנליטית: טכנולוגיה זו משתמשת בניתוח מיקרוסקופי של חלקיקי הבלאי על מנת לזהות את צורתם והרכבם. השיטה מפרידה את החלקים בהתאם לגודלם (באמצעות שדה מגנטי) וקובעת את גודל חלקיקי הבלאי, ריכוזם, צורתם, נפיצותם
    ובמידה מסוימת גם את הרכבם. השימוש בבדיקה זו עוזר לקבוע מאפייני ומנגנוני הבליה במכונה ומסייע בקביעת מקור הבעיה והדרכים לפתרונה.

חשוב מאוד לזכור שלכל בדיקת מעבדה יש מגבלות וכמובן המחיר הכספי שלה, שיכולים להשפיע על בחירה בבדיקה זו או אחרת. עם זאת, חשוב וחיוני לבחור בחבילת בדיקות מאוזנת היטב שתזהה נכונה בעיות פוטנציאליות בציוד. בדיקות מעבדה רבות משלימות זו לזו.

המטרה של תוכנית בדיקת השמנים אינה צריכה להיות רק קביעת מצב חומר הסיכה. הוצאות אחזקה נחסכות בצורה אמיתית כאשר תוכנית בדיקת השמנים עוזרת לזהות בעיות בציוד.

להלן כמה דוגמאות לזיהוי מקור חלקיק הבלאי בהתאם להרכבו:

סוג המתכת מקור הבלאי האפשרי
ברזל/ פלדה מסבים, מסבי החלקה, גופים, בוכנות, מפוחים, משאבות, מצמדים, דסקיות, לכלוך ממקור חיצוני
אלומניום מסבים, משאבות, טבעות, מוטות
כרום
מסבים, משאבות, טבעות, מוטות
נחושת מסבים, מסבי החלקה, דיסקיות, משאבות, גלגלי שיניים, תוספי שמן נגד שחיקה
עופרת מסבים, תוספים
ניקל מסבים, צירים, שסתומים
כסף מסבים, מסבי החלקה, חומרי הלחמה
בדיל מסבים, מסבי החלקה, בוכנות

 
שחיקת הרצה, שחיקה נורמלית ושחיקה חריגה הם 3 מצבי שחיקה הקיימים בציוד.

שחיקת הרצה מתרחשת במשך שהשלב הראשון של ציוד חדש. בשלב זה, באופן טיפוסי, נוצרת הכמות הגדולה ביותר של חלקיקי בלאי, אשר מסולקות מהמערכת בעת החלפת השמן הראשונה.

שחיקה נורמלית מתרחשת לאחר שלב שחיקת ההרצה. לאורך שלב זה הרכב המתכות בשמן הופך יציב יותר. שחיקת מתכות תעלה עם השימוש בציוד ותרד בעת החלפת השמן במערכת.

שחיקה חריגה מתרחשת כתוצאה מבעיות מסוימות בתצורת חומרי הסיכה, הציוד המכני, אופי העבודה או בעיות אחזקה. לאורך שלב זה בלית המתכות עולה בצורה ניכרת.

על ידי ניצול המידע המתקבל מבדיקת השמנים, ניתן לקבוע " בסיס התייחסות" לכל אחד מחלקי המכונה (כלומר, ריכוז אופייני ונורמלי למתכת הזאת במערכת הנבדקת). כאשר נתוני בדיקת השמנים סוטים מהבסיס שנקבע, ניתן להניח שמתפתח מנגנון של שחיקה חריגה. כאשר מזהים תחילתן של  שחיקות חריגות, ניתן לתכנן פעילות מתקנת אשר תפסיק את מצב השחיקה ותמנע את הכשל.
על ידי יישום תוכנית של בדיקות שמנים, ניתן לקבוע שיגרת אחזקה המותאמת למטרות המפעל אשר תסייע להוריד עלויות אחזקה וישפר את אמינות המפעל ובטיחותו. ניתוח ממצאי בדיקת שמנים במסגרת ניטור מצב המכונות הינו טוב ויעיל יותר ככל שמצטברים יותר נתונים היסטוריים. חשוב מאוד לקבוע "בסיס" לכל חלק וחלק במכונה.
שינויים בתוצאות הבדיקות עלולים לנבוע מאיכות נמוכה של חומר הסיכה או חימצונו הנובעים מאופן השימוש בחומר. השינויים עלולים להיגרם מחדירת זיהום, מגורמים סביבתיים או מבלאי מכני.

עלויות ביצוע תוכנית הבדיקות וביצוע אחזקה המתבססת עליהן יותר מוחזרות ע"י  החיסכון בהקטנת כמות הכשלים במערכת והפחתה בעלויות החלפת השמן. עליה באמינות ובזמינות המערכת, מניעת כשלים לא מתוכננים ושיפור הבטיחות במקום העבודה הינם מקורות נוספים לחיסכון כתוצאה מיישום תוכנית ניטור שמנים.

למידע נוסף לגבי כללים לביצוע דגימה נכונה לחץ כאן

        

גרסה להדפסה גרסה להדפסה       שליחה לחבר שליחה לחבר