Полное руководство по обслуживанию по состоянию

В статье говорится, что, согласно ранее рассмотренным принципам эффективных программ профилактического обслуживания на основе RCM, большинство режимов отказа не связаны с возрастом оборудования, а имеют постоянную или случайную интенсивность отказов. Поэтому значительную часть PM-программы должно составлять обслуживание по состоянию. Однако на многих предприятиях преобладают работы, выполняемые по календарному графику, хотя соответствующие режимы отказа не являются возрастными. Материал подчёркивает, что CBM не обязательно предполагает дорогие технологии либо непрерывный онлайн-мониторинг: оно может строиться на простых подходах и недорогих инструментах.

Обслуживание по состоянию относится к профилактическому обслуживанию, поскольку выполняется до наступления отказа. Его задача — по измерению, мониторингу и анализу тренда выбранного параметра установить, развивается ли потенциальный отказ. Большинство отказов, как отмечают авторы, подают некоторый предупредительный сигнал в процессе развития; CBM ищет физические свидетельства таких сигналов. При этом оно не снижает вероятность самого отказа, а даёт сведения о приближающемся отказе, чтобы можно было вмешаться до его наступления, если это экономически целесообразно. Состояние актива следует оценивать по серии измерений выбранных параметров, выполненных за определённый период.

Параметров для мониторинга могут быть десятки. Их выбор зависит от конкретного оборудования, интересующих режимов отказа и эксплуатационного контекста. В качестве отправной точки статья ссылается на перечень примеров из стандарта ISO 17359, но предостерегает от механического применения таких таблиц: для предприятия необходим собственный анализ. Сфера мониторинга состояния быстро развивается вслед за технологиями, поэтому в стандарте может быть отражено не всё доступное на рынке.

Ключевое понятие CBM — P–F-кривая. Когда отказ начинает проявляться, оборудование деградирует до точки P, в которой этот процесс уже можно обнаружить. Если проблему не выявить и не устранить, развитие продолжается до функционального отказа в точке F. Временной промежуток P–F образует окно возможностей для обнаружения и устранения надвигающегося отказа. Распространённое практическое правило — назначать интервал между задачами CBM равным половине или трети P–F-интервала. Насколько CBM будет эффективнее обслуживания после отказа, зависит от длительности этого интервала.

Автор разбирает и ограничения типовых диаграмм, где технологиям мониторинга приписывают фиксированное время раннего обнаружения. Например, вибрационный анализ может потенциально выявить отказ за срок до девяти месяцев, а анализ смазочного масла — примерно за шесть месяцев. Но такие значения зависят не только от метода, но и от конкретного режима отказа, качества применения метода, используемых технологий и инструментов, оборудования и условий эксплуатации. Термография, например, может давать лишь три месяца предупреждения при отказе подшипника, но гораздо более длительное предупреждение при электрических режимах отказа. Поэтому подобные P–F-кривые следует воспринимать прежде всего как концепцию, если только кривая не разработана для определённого режима отказа.

Вибрационный анализ назван основой почти всех программ мониторинга состояния. Метод неинвазивен и даёт мгновенный результат: закреплённый на машине акселерометр формирует сигнал напряжения, соответствующий величине и частоте вибрации. Его анализ помогает обнаруживать дисбаланс, отказы подшипников, механическую ослабленность, несоосность и другие дефекты. Для некоторых режимов отказа срок предупреждения может достигать девяти месяцев, но это не универсальная величина. На примере центробежных насосов в статье показано, что вибрационный мониторинг способен выявлять широкий набор проблем — от повреждённых рабочих колёс и подшипников до проблем с креплением и несоосности.

Анализ смазочного масла также широко используется, но в отличие от вибрационного мониторинга является инвазивным: требуется получить пробу из системы. Результат не мгновенный, поскольку образец нужно проанализировать, нередко в специализированной лаборатории. Метод оценивает состояние смазочного материала, наличие загрязнений и признаки износа оборудования. Обычно рассматривают три категории: свойства жидкости, загрязнение и продукты износа. По продуктам износа можно, в частности, обнаруживать износ рабочего колеса или подшипников центробежного насоса; этот же принцип применим к компрессорам, турбинам и другому вращающемуся оборудованию. По мнению автора, анализ масла также особенно полезен, например, для силовых трансформаторов.

Термография предоставляет температурную информацию неинвазивно и относительно быстро; она пригодна как для сравнительных, так и для абсолютных измерений. Строго говоря, речь идёт об инфракрасной термографии: тепловое инфракрасное изображение фиксирует тепловое излучение объекта и преобразуется в распределение температуры, накладываемое на обычное изображение. Метод применяют для электрического оборудования, механического состояния двигателей и подшипников, огнеупорной изоляции, а также для поиска газов, жидкостей и уровней шлама в ёмкостях. Термография помогает находить горячие точки, например на распределительных щитах или кабельных соединениях: по обычному снимку ослабленное соединение может быть незаметно, тогда как тепловое изображение позволяет быстро определить проблемные клеммы. Автор характеризует эту технологию как быструю, безопасную и в настоящее время относительно недорогую.

Ультразвуковой мониторинг основан на регистрации сигналов значительно выше порога человеческого слуха, то есть выше 20 килогерц. Для этого используются воздушные либо контактные микрофоны. Метод полезен для низко- и высокоскоростных механических применений и систем с жидкостями под высоким давлением. Цифровое ультразвуковое устройство может измерять высокочастотные сигналы подшипников; накопленный тренд помогает прогнозировать рост трения, задевания и другие дефекты, а также выбирать надлежащие интервалы смазывания. Ультразвуковой шприц для смазки, как указывается в материале, позволяет подавать требуемое количество смазки по состоянию, а не фиксированной дозой, что обычно даёт лучший результат.

Для результативного внедрения CBM необходимы понимание рассматриваемых режимов отказа и параметров, которые нужно контролировать, а также относительно постоянный P–F-интервал, обеспечивающий повторяемый и предсказуемый процесс. Организация должна уметь анализировать результаты и рекомендовать надлежащие корректирующие действия, а затем своевременно их выполнять. Иначе усилия и средства, вложенные в программу, будут потрачены впустую. Статья советует начинать с малого, сохранять простоту и сосредоточиться на ценности, которую CBM способно принести организации.

Отдельно автор настаивает, что до запуска мониторинга состояния нужно наладить планирование и диспетчеризацию работ. В реактивной среде обслуживания персонал может быть настолько занят аварийными задачами, что не сможет отработать предупреждения CBM. При достаточном времени на предупреждение можно спланировать устранение, мобилизовать материалы и ресурсы и предотвратить аварию. Но если P–F-интервал составляет лишь несколько дней, необходимые действия становятся похожими на реакцию на поломку, а ценность CBM в значительной степени теряется. Раннее вмешательство требует эффективного сквозного процесса: сбора и анализа данных, принятия решений и самого вмешательства.

В заключении материал подчёркивает, что CBM — не набор технологий, а бизнес-процесс, который должен работать вместе с исполнением обслуживания, планированием и диспетчеризацией. Помимо приборов, нужны подходящие специалисты и практики, чтобы измерения были точными и повторяемыми, их результаты правильно интерпретировались и превращались в эффективное вмешательство в нужный момент. Сложные круглосуточные системы онлайн-мониторинга не обязательны: сравнительно недорогие ручные виброметры, инфракрасные камеры, ультразвуковые датчики и другие средства при грамотном применении могут существенно изменить результат.