Bülten09 dökümanına ulaşmak için lütfen tıklayın

Bakım Mühendisliğinde En Son Teknolojiler :
VibraTek
İşin Uzmanından!
02/2016
Teknik Bülten 9
KAĞIT FABRİKALARINDA
TİTREŞİM İZLEME YÖNTEMİ UYGULAMASI
İLE İLGİLİ BİR ÖRNEK1
Gaines Reynolds, Boise Cascade Kağıt Fab, Alabama USA
Tony Coley, TIMSCO Danışmanlık, Alabama USA
ABD'nin Alabama eyaletinde kurulu bulunan kağıt hamuru ve kağıt üretim fabrikası, Boise
Cascade firması tarafından işletilmektedir ve Titreşim Izleme Yöntemi'nin uygulanması ile ilgili
olarak iyi bir örnek teşkil etmektedir. Fabrika ortamı olduça aşındırıcı maddelerle doludur.
Bütün işletmenin faaliyeti, büyük bir kütle halinde olan kağıt makinasının sağlıklı çalışmasına
ve bu makina üzerindeki, oldukça ağır şartlar altında çalışmakta bulunan bazı kritik
konumdaki rulmanların durumuna bağlıdır. Bu makalede, fabrikanın ağır çalışma koşulları
altında son iki yıldır kullanılmakta olunan Titreşim Izleme Yöntemi'nin kuruluşu ile ilgili
açıklamalar ve bu süre içerisindeki, büyük hasarlara neden olabilecek arızalar ile program dışı
üretim aksamalarında görülen çok büyük düşüşler hakkında bilgiler yer almaktadır. Özellikle,
program dışı üretim aksamasının bir saatlik maliyetinin 33000 USD olduğu gözönüne
alınılırsa, bu sistemin getirmiş olduğu kar oldukça fazladır.
Kağıt hamuru ve kağıt üretim fabrikasının ortamı, makina sağlığı açısından oldukça çeşitli
tehlikelerle doludur. Nem oranı %100'e varan oldukça fazla miktarda buhar mevcuttur. 66 ile
93C'lere varan oldukça yüksek sıcaklıklar vardır. Ortamda, klor v e şap gibi yüksek
aşındırma özellikli kimyasal maddeler bulunmaktadır. Bunların yanında birde, yine fabrika
ortamı içerisinde havada, keçeleme yolu ile geçirgenlikleri çok iyi bir şekilde önlenmiş bulunan
kapalı kısımlar haricindeki yerlerde, filtre edilemeyecek kadar küçük parçacıklar halindeki
kağıt tozları da mevcuttur.
Işletmenin temeli olan bu makina ,1965 yılında 25 milyon USD'a kurulmasına karşın, bugün
için yenilenme maliyeti 250 milyon USD'ı bulmaktadır. Ancak,1920'lerden önce kurulmuş ve
halen üretimde bulunan makinalar göz önünde bulundurulunca, kağt endüstrisi standartlarına
göre bu makinanın büyükçe bir kısımını orta yaşlı sınıfında değerlendirmek gerekir. Bu orta
yaşlı makinanın sağlıklı olarak üretime devam edebilmesi ise artık tamamı ile Titreşim Izleme
Yöntemi'nin çok dikkatli bir şekilde uygulanmasına bağlanmıştır. Bu yöntemle, belli peryot
aralıklarında, makina üzerindeki bir çok rulmanın durumu, manyetik olarak tutturulmuş
akselerometreler ve bir veri toplama ünitesinin yardımı ile izlenmektedir. Daha sonra bu veriler
analiz için bir PC'ye aktarılmaktadır. Ancak, makinanın imalatında 200'den fazla rulman
kullanılması, hepsinin birden izlenmesini güçleştirmektedir.
Makinanın dönen parçalarını uzun, geniş şaseye tutturmak için kullanılan ve şase içerisine
yerleştirilmiş rulmanlar, daha çok arızalara neden olmaktadır. Bu rulmanlar daha çok, çalışma
koşullarının en ağır olduğu, makinanın arka ve alt kısımlarında yer almaktadır. Bu nedenle
makinanın çalıştığı sırada, bu rulmanlara emniyetli bir şekilde ulaşmak imkansız olduğu gibi,
makinanın çalışmadığı durumda da bu rulmanlardan titreşim verilerini almak imkansızdır.
Şayet, titreşim verilerini kullanmadan, rulman arızalarını önceden tespit edebilecek başka bir
yöntem olsaydı, problem daha az kritik olabilirdi. Ancak, gerçekte bu tip yöntemler oldukça
zordur. Rulmanlar ortalama 8 yıllık bir ömür biçilerek imal edilmektedir. Fakat, gerçekte
çalışma süreleri ortalama 13 ayın biraz üstündedir. Titreşim uzmanları, rulman ömrünü
kısaltan en önemli neden olarak, rulmanların merkezden kaçık bir şekilde yerleştirilmesini
göstermektedir. Bunun yanı sıra, aşırı yada yetersiz yağlama, rulman üzerinde dengesiz yük
1Bu
makale, "Sound and Vibration" dergisinin Şubat 1994 tarihli sayısında yayınlanmış olup
VibraTek tarafından Türkçeleştirilmiştir.
VibraTek Teknik Bülten 9
dağılımı ile havada bulunan kimyasal maddeler, ısı ve kirlilik gibi çevre koşulları da rulman
arızalarına neden olan diğer etkenlerdir. Endüstriyel birçok kişi, rulmanların üçtebirinin yerine
takılması sırasında zarar gördüğünü tahmin etmektedir.
Işletme, hayati derecede önem taşıyan bu rulmanların bir izleme sistemi ile takibe alınmasına
karar verdikten sonra, Titreşim Izleme Yöntemi'ni, daha önceleri çelik, şeker ve yarı-iletken
mamuller üretim tesislerinde uygulamış ve bu konuda uzmanlaşmış mühendislik hizmetleri
veren Timsco firması ile temasa geçmiştir. Firma tarafından görevlendirilen üç uzman, ilk
aşamada beş gün içerisinde 149 adet akselerometreyi yerleştirerek, krıtik konumdaki
rulmanların izlenilmesini başlatmıştır. Oldukça dar ve kirli ortamlarda çalışma yapmak
zorunda kalmak, karşılaştıkları en önemli problemlerdi. Bu ilk çalışmadan sonra, alt kayış
makaralarındaki rulmanlara 54 adet ve kanatlara 12 adet akselerometre yerleştirilmiştir.
Sistemin bu şekilde kademeli olarak kurulması, toplam maliyet açısından da fayda sağlamış
oldu.
Firma tarafından uygulanan yöntemde: Akselerometrelerin monte edilebilmesi için öncelikle
rulmanların oturduğu gövdeler üzerinde düz yuvalar açıldı. Bu yuvalar içerisine çok güçlü
yapıştırıcılar yardımı ile üzerinde saplamalar bulunan ve paslanmaz çelikten imal edilmiş
takozlar yapıştırıldı. Akselerometreler, bu saplamalar üzerine vidalandı. Daha sonra,
akselerometrelerden uzatılan kablolar, makinanın çalışan ekipmanlarından korunma
sağlamak amacı ile makinanın yağlama hatları boyunca, sıkıca sarılmak sureti ile döşendi.
Fiberglas'la güçlendirilmiş polikarbon malzemeden ve fabrika şartları göz önüne alınarak özel
olarak imal edilmiş olan bir kutuya kadar, 4.5-6 m uzunlukta kablolar çekildi. Kablolar buradan
da, üzerinde düğmeler bulunan ve su geçirmeyecek şekilde imal edilmiş veri toplama
ünitelerine uzatıldı. Böylelikle, her bir akselerometrenin toplam ortalama uzunluğu 60 m'yi
buldu. Bu veri toplama ünitelerine toplanan veriler ise daha sonra analiz ve zaman içindeki
eğilimini tespit için bir PC'ye aktarılmaktadır.
Bu sistemde kullanılan akselerometreler, bağlantılar, kablolar ve bağlantı üniteleri
Wilcoxon2 firması tarafından üretilmiştir. Projenin en önemli noktasını akselerometrelerin
seçimi teşkil etti. Timsco firmasının Wilcoxon ürünlerini seçmesinin nedeni ise, bu firmanın
ürünlerini çok çeşitli koşullara uygunluk sağlayacak şekilde tekrar veya yeniden imal
edebilmesidir. Örneğin, Wilcoxon firması, yüksek aşındırmaya dayanabilecek kabloların
neopren ile yalıtılmış olanlardan daha çok Teflon yalıtımlılar olduğunu tespit edince, bu kağıt
fabrikasında teflon yalıtımlı kablolar kullanılmıştır. Önceleri, birleşme yerlerinde kirlenmeler
göz önüne alınarak plastık dökme bağlantılı akselerometreler kullanılmasına karşın, bir
rulmanın arıza sonucu değişmesi gerekince, kablo sistemininde değişmesi gerektiği
kaçınılmazdı.
Bunun üzerine firma, üzerinde kilitleyici segmanlar bulunan ve su
geçirmeyecek şekilde imal edilmiş konnektörleri devreye soktu. Bu da, hem yüksek basınçlı
su hortumlarından gelen basınçlı su nedeni ile kablo bağlantılarının ayrılmasının
engellenmesine ve hem de gerektiğinde kolaylıkla kabloların sökülebilmesine olanak
sağlamıştır.
Bu sistemde Wilcoxon firması tarafından üretilen 793 serisi akselerometrelerin kullanılması
ile oldukça hassas ölçümler yapılmış ve rulmanlardaki boşluklar, merkezden kaçıklıklar,
deformasyon gibi arızalar son derece net bir şekilde tespit edilebilmiştir. Iki yıldır kullanılmakta
olan bu akselerometrelerde hiçbir yapısal arıza ile karşılaşılmamıştır. Arızalar ya yangın
nedeni ile, ya da fabrikadaki personel tarafından makinanın bakımı esnasında kaza ile
üstlerine basılıp kırılması sonucu oluşmuştur.
793 serisi akselerometrelerin sağladığı veriler, bir bilgisayarlı veri toplayıcıya yüklenmekte ve
analiz için FFT diagramlarına çevrilmektedir. Oldukça geliştirilmiş bir pograma sahip olan bu
bilgisayar, günlük analizler yapmasının yanı sıra, verileri hafızasında depolayarak zamana
bağlı eğilimleri de gösterebilmektedir. Sisteme üç adet bilgisayar bağlanarak, aynı anda üç
uzmanın çalışabilmesi de sağlanmıştır.
2Wilcoxon
firması Türkiye'de VibraTek Ltd Şti tarafından temsil edilmektedir.
VibraTek Ltd Şti
Dr Rüştü Nuran Sokak 16/3
Tel: 216 447 1437 Fax: 216 447 1437
http://www.vibratek.com.tr e/p: [email protected]
2
VibraTek Teknik Bülten 9
Sistem, çalışmaya başlamasından hemen iki ay sonra meydana gelebilecek 300.000USD'lık
bir arızayı önceden tesbit ederek önemini ispatlamıştır. Sistem bunun yanında periyodik
bakımlar sırasında değişmesi gereken rulmanları, bakımı çok zor noktalarda yer alan
rulmanların durumunuda tespit ederek, işçilik sürelerinden tasarrufu sağlamakta ve makinanın
güvenirliliğini de artırmaktadır.
Boise Cascade firması, Titreşim Izleme Yöntemi'nin başarıya ulaşması ile birlikte, artık
fabrikanın üretimini artırmayı planlamaktadır. Kağıt endüstrisindeki fabrikalardan beklenen,
kurulduğu ilk günkü gibi, hatta üstündeki bir kapasite ile çalışmalarıdır. Bu sistemi kullanmaya
başladığından beri Boise Cascade'nin üretim kapasitesi 600 m/dak'ya ulaşmıştır, bunun da
750 m/dak'ya çıkartılması planlanmaktadır. Önleyici Bakım Sistemi sayesinde, bu % 25'lik
artışdan makina kapsamının nasıl etkileneceği konusunda oldukça değerli bilgiler elde
edilecektir.
Firma, bunun yanı sıra Titreşim Izleme Sistemi uygulamasını en üst düzeye getirme
çalışmaları da yapmaktadır. Buna göre, veri toplama kutularına yapılacak bir takım ilaveler ile,
makina üzerinde takibe alınan bütün noktaların sürekli olarak ve yalnızca tek bir operatör
tarafından izlenmesi sağlayacak bir sistem geliştirilmeye çalışılmaktadır.
Not: VibraTek, Bakım Mühendislerini ilgilendiren tüm çağdaş teknolojilerin yanısıra, titreşim
mühendisliği konusunda da danışmanlık, eğitim ve ekipman sağlayan uzman bir kuruluştur.
©2016 Bu yazının her hakkı saklıdır. Sadece, yazının başlığı ve yazarı referans verilerek
alıntı yapılabilir. Aksine davranış, hukuki sorumluluk getirir.
VibraTek Ltd Şti
Dr Rüştü Nuran Sokak 16/3
Tel: 216 447 1437 Fax: 216 447 1437
http://www.vibratek.com.tr e/p: [email protected]
3