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大型電気モーターの状態監視のケーススタディ

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信頼性組織における私たちの重点の多くは、テクノロジーの適用と、問題の発見と計画外の停止または壊滅的な障害の防止に関連する節約に置かれています。物理的な問題を特定することをやめ、結果として生じるアクションが潜在的な原因に対処しないため、プラント全体でこの同じ手順を何度も繰り返します。状態監視技術の問題を特定し、システムまたは潜在的な原因を特定し、その後の解決策や学習をプラント全体に適用する場合は、より積極的になり、次のステップに進む必要があります。次のケーススタディには、450馬力、1,200 rpm、4,160ボルトの電気モーターが含まれます(写真1)。

この研究では、振動アナリストが対象のモーターの振動レベルの大幅な増加に注目しました(グラフ1)。


写真1.イーストマンケミカル工場で問題となっている巨大なモーター。

振動レベルは0.1インチ/秒未満から0.25インチ/秒に上昇しました。関連するマシントレインに他の変更はありませんでした。モーターの船外機のベアリングスペクトルの分析により、毎分約7,200サイクルの高振幅ピークと、モーター回転速度の約71倍の別の重要なピークが明らかになりました(グラフ2)。


グラフ2.モーターのアウトバウンドベアリングスペクトルの分析。

アナリストの最初の疑いは、電気的に関連するモーターの問題でした。したがって、彼は運動分析グループが疑わしい運動を評価することを要求した。モーター分析グループは、対象のモーターの電流分析(グラフ3)と電力分析を実行しましたが、電気的な問題は特定されませんでした。


グラフ3.対象のモーターの現在の分析値。

その後、振動アナリストは、より詳細な分析を進めることにしました。低周波数、高分解能のスペクトルが取得され、ライン周波数の2倍付近の実際のピークが実際には7,239cpmであることが明らかになりました。モーターコンポーネントをさらに検討した結果、この周波数は船内モーターベアリングのボールパス周波数であるアウターレース(BPFO)と同等であることが判明しました。これらの調査結果と、このアプリケーションで以前に問題が発生したという事実に基づいて、マシントレインの今後の予定された予防保守の割り当て中にモーターを交換することが決定されました。

ここで止まらないでください-根本的な原因を探してください

多くの場合、信頼性グループはこの時点で停止し、計画外の停止や壊滅的な障害を防ぐための節約を主張したいと考えています。しかし、状態監視技術からより大きな利益を得るには、次のステップを踏む必要があります。

私たちのモーター分析チームは、対象のモーターを追跡して地元のモーター修理店に行き、ベアリングの問題を検証し、この問題の原因を特定しようとしました。グリースの充填管と排出管を取り外すと、チームは、充填管内のグリースがモーター用に指定されたグリースではないことに気づきました。フィルチューブにはInterlubeRed Hi-Loグリースが含まれており、指定されたモーターグリースはExxon Polyrex EMでした(写真2)。


写真2.充填および排出の分析
チューブは問題を明らかにします。

船内ベアリングを分解したところ、チームと修理工場はベアリングのグリースが固まったことにも気づきました。放電管に含まれるグリースをさらに分析したところ、ベアリングは以前に再構築されたときにシェブロンブラックパールグリースで潤滑されていたことがわかりました。当事者は、2つのグリースに互換性がなく、グリースが硬化したと判断しました。ベアリングをさらに分析したところ、ベアリングの外輪が損傷していることも確認されました。

また、ベルトドライブアプリケーションで球面ローラーベアリングを使用していることにも注意してください。ラジアル荷重容量を増やすために、ベアリングを円筒ローラーベアリングに変更することが決定されました。

ここでも止まらないでください

多くの場合、信頼性グループはこの時点で停止するように誘惑されます。私たちは背中を軽くたたき、対象のモーターのベアリングとグリースの仕様を修正することで問題が解決したと主張します。しかし、私たちの状態監視技術から最大の利益を得るには、次のステップを踏まなければなりません。当社にとって最大の利益を得るには、システムまたは障害の潜在的な原因を特定し、これらの原因に対処する必要があります。間違ったグリースがこのベアリングにどのように侵入したのですか?このエリアまたはプラントに、指定されていないグリースを受け取っている他のモーターがありますか?なぜモーター修理工場は、工場内のモーターに指定したグリース以外のものを使用しているのですか?

調査結果とその後の根本原因分析の結果として取られた他のアクションのいくつかは次のとおりです。

  1. 調査結果は、対象のグリースが他の用途で使用されていないことを保証するために、潤滑サービスグル​​ープに伝達されました。このグリースはどのプラント設備にも指定されていませんが、多くのルブリケーターがその領域にこのグリースの在庫を持っていると判断されました。 Interlube Red Hi-Loグリースは、すべての潤滑保管エリアから削除されました。

  2. 潤滑サービスグル​​ープはプラント内のグリース仕様を変更しましたが、これは影響を受けるサービスプロバイダーに通知されていませんでした。モーター修理工場とのミーティングが開催され、私たちの調査結果、互換性のないグリースを混合した結果、および将来への期待が伝えられました。

  3. これと他のいくつかの重大なモーターの故障の結果として、新しい修理仕様が開発されました。グリース仕様は修理仕様に含まれていました。以前の修理仕様にはグリース仕様が含まれていませんでした。

  4. これらの調査結果と他のいくつかのモーターに関する調査結果の結果として、モーター修理の評価プロセスとチームを開発することが決定されました。

このケースは、状態監視プログラムを次のレベルに引き上げることの追加の利点を示しています。より積極的になり、状態監視技術の問題を特定する際に次のステップに進むことで、システムまたは潜在的な原因を特定し、その後の解決策や学習をプラント全体に適用できます。

Tom Whittemore Jr.は、Eastman ChemicalCompanyのテネシーオペレーションズのReliabilityTechnologiesGroupで働いています。


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