Mrtvé moře - extrémní prostředí pro práci strojů

Zkrácení střední doby mezi poruchami o 400% u zařízení na zpracování nerostů, které pracuje 24 hodin denně a 365 dnů ročně při 45 °C.
Požadavek na zvýšení výkonu strojů a zařízení čtyř compactorů potaše v izraelském chemickém závodě Dead Sea Works, který patří k největším výrobcům potaše, byl nejen splněn, ale i překročen díky spolupráci vedení údržby závodu Dead Sea Works (DSW) a specialistů SKF na průmyslová ložiska. Výsledkem byl program na odstranění problému, který byl rozdělený do dvou etap.

Pokud by průmysl zpracování nerostů měl akademii, která by vyhlašovala ceny za vynikající výkony jako je tomu ve filmovém průmyslu, kde jsou udělovány ceny filmové akademie, jedním z nejžhavějších kandidátů na takovou cenu by se stal tým pracovníků údržby z izraelského chemického závodu Dead Sea Works. Zlepšení, kterého tento tým dosáhl ve spolupráci s techniky SKF, představuje prodloužení střední doby mezi poruchami (MTBF) o 400 % a zkrácení střední doby opravy téměř o polovinu.

Hlavní závod se nachází u Mrtvého moře, nejnižšího místa na zemském povrchu, kde v létě dosahují teploty 45 °C ve stínu, průměrná roční teplota činí 35 °C, a to i v zimě, a denní teploty zřídka klesnou pod 20 °C. Závod je zaměřen především na získávání potaše odpařováním vody z Mrtvého moře.

Závod vyrábí potaš ve formě krystalů tří velikostí, přičemž každá velikost je určena pro jiný segment trhu. Velké krystaly, které představují nejběžnější formu, se používají v rozvojových zemích v zemědělství, kde je rozhazují ručně. Menší krystaly jsou vyráběny pro další zpracování a krystaly třetí velikosti, granule, jsou lisovány a určeny pro přípravu směsí.

Granulační provoz je vybaven šesti compactory, které lisují potaš v práškové formě mezi dvěma válci do tvaru kuliček, které jsou potom granulovány vodorovným rázovým drtičem.

Čtyři hrozby pro správnou funkci ložisek
Hřídel každého válce compactoru se otáčí nízkými otáčkami cca 18 min-1 při okolní teplotě, která je vyšší než 50 °C. Ložiska hřídele válce navíc přenášejí vysoká zatížení (C/P<2-3) v prostředí, které je silně znečištěné abrazivními částicemi potaše.

Ačkoli hřídelemi válců a každým ložiskovým tělesem protéká chladící voda, uložení se musí vypořádat s náročnými podmínkami. Pracují v neobyčejně drsném prostředí a musí splňovat vysoké nároky nepřetržitého provozu, v němž každá neplánovaná odstávka je neobyčejně nákladná.

Vedení údržby závodu DSW usilovalo o vyřešení problému se selháváním ložisek, a z toho důvodu několik let velmi úzce spolupracovalo s SKF na hledání řešení, z něhož se vyvinula neobyčejně úspěšná koncepce realizovaná ve dvou etapách.

První etapa
Účelem jednoho z prvních opatření bylo prodloužení doby mezi selháním ložisek. Toto opatření bylo zaměřeno především na údržbu ložisek, čistotu, mazání a montážní postupy. Vzhledem k nízkým otáčkám byla ložiska nejprve mazána plastickým mazivem s vysokou viskozitou, které mělo zabránit styku kov na kov, a tedy poškození ložisek. V dalším kroku byly vyplněny labyrinty plastickým mazivem, v uložení byl vytvořen přetlak plastickým mazivem, který zabránil průniku částic nečistot do ložiska a byla namontována kvalitní těsnění. Při každé výměně ložiska bylo původní ložisko nahrazeno ložiskem SKF připravené k montáži metodou SensorMount. Ložiska připravená k montáži metodou SensorMount neobyčejně usnadňují montáž velkých ložisek s kuželovou dírou na hřídel compactoru. Montáž ložiska na dutou hřídel chlazenou vodou je přesnější a rychlejší, protože není nutné provádět složité výpočty a měření spárovými měrkami a ani nevyžaduje speciálně vyškolené montážní pracovníky. Navíc si montážní pracovníci mohou být naprosto jisti, že při montáži nedošlo k chybě a že ložisko dosáhne delší provozní trvanlivosti.

Program prediktivní údržby
Další významný krok byl zaměřen na odstranění častých a neplánovaných odstávek a spočíval v zavedení programu prediktivní údržby, který je založen na využití zařízení SKF a softwaru Prism. Na compactorech bylo vyzkoušeno několik způsobů bezdemontážní diagnostiky. Ukázalo se, že pro hřídele, které pracují s velmi nízkými otáčkami, je nejvhodnější ultrazvukový snímač připojený k zařízení SKF Microlog. Signál je zesilován ve filtru obálky zrychlení přístroje SKF Microlog.

SKF Microlog je spektrální analyzátor, který umožňuje zkušenému pracovníkovi porovnat signál z compactoru (např. dynamické vibrace) s výchozím záznamem vibrací compactoru (nebo jiným údaji, které byly zjištěny dříve). Pracovník je schopen předvídat vývoj, který může mít za následek selhání ložiska.

Tento postup nahrazuje náhodné odezvy jednoho parametru zkoumáním všech parametrů, které ovlivňují životnost stroje. Výsledkem je mnohem komplexnější přístup ke zjišťování příčiny selhání.

Výsledky první etapy
Na konci první etapy byla střední doba mezi poruchami (MTBF) ztrojnásobena a současně se střední doba opravy (MTTR) zkrátila na polovinu.


Druhá etapa
Cílem druhé etapy bylo dále rozvíjet zlepšení, které přinesla první etapa. DSW se podařilo ve spolupráci s výrobcem compactorů a aplikačními techniky SKF vyvinout nové řešení, které umožnilo vybavit compactor systémem olejového mazání. Systém lépe kontroluje teplotu ložiska a omezuje znečištění filtrováním oleje. Dále následovalo podrobné studium výkresové dokumentace compactoru a všech dostupných záznamů a protokolů, které se týkaly ložisek. Vedení údržby výrobního závodu DSW a specialisté SKF na průmyslová ložiska se několikrát setkali při osobním jednání a současně byli požádáni o stanovisko ložiskoví odborníci z různých evropských výrobních závodů SKF. Tato jednání, která probíhala v rámci procesu 6 Sigma, vyústila v rozhodnutí zavést několik změn.

Pro některé činnosti údržby a opravy hřídelů válců a ložisek byly vypracovány pevné postupy. Tyto postupy byly po schválení předány pracovníkům údržby a staly se součástí školení pracovníků údržby, které bylo zavedeno již v první etapě.

Dále následovalo zavedení programu repasování ložisek hřídele compactoru. Repasování ložisek bude zajišťovat společnost SKF a součástí programu bude zajištění možnosti montáže metodou SensorMount všech repasovaných ložisek.

V oblasti prediktivní údržby se vedení údržby DSW rozhodlo nahradit přístroj SKF Microlog CMVA 10 zavedený v první etapě novým přístrojem SKF Microlog CMVA 65 a dále používat speciální ultrazvukové snímače vzhledem k nízkým otáčkám hřídele.

Další změnu představoval systém SKF Copperhead pro zjišťování vad. Tento systém typu „plug and play“ monitoruje celý stroj a nikoli pouze jeho točivé součásti. Je vybaven novou řadou odolných snímačů vibrací a teploty, které byly instalovány na čtyři ložisková tělesa jednoho compactoru. Data ze systému jsou přenášena do informačního systému DSW, který shromažďuje a zobrazuje veškeré provozní parametry.

Výsledek druhé etapy
Druhá etapa přinesla další prodloužením střední doby mezi poruchami o cca 30 % a zkrácení střední doby opravy o cca 40%.


Neutuchající úsilí o dosažení vynikající úrovně
Přestože tak vynikající výsledky potěšily pracovníky údržby továrny DSW, techniky SKF příliš nezajímá uznání a potlesk (na rozdíl od lidí z filmového průmyslu). Místo toho chtějí určit další kroky, které umožní odstranit čtyři hrozby ovlivňující správnou funkci ložisek a zvýšit efektivitu výrobního závodu. V této době již plánují třetí etapu, která je zaměřena na montáž systému olejového mazání na všechny čtyři compactory, montáž snímačů SKF Copperhead na všechny compactory a odzkoušení nového typu ložiska SKF pro hřídele compactorů.

www.skf.cz