Condition-based Maintenance: en komplett Guide

Condition-based maintenance (CBM) är en underhållsstrategi som övervakar en tillgångs realtidsvillkor för att avgöra vilket underhåll som behöver utföras.

Vad är Condition-based Maintenance?

tillståndsbaserat underhåll (CBM) är en underhållsstrategi som övervakar en tillgångs realtidsvillkor för att avgöra vilket underhåll som behöver utföras. Till skillnad från Förebyggande underhåll, som använder saker som kalenderbaserat underhåll eller andra medel för att bestämma när man ska schemalägga och utföra underhåll, kräver tillståndsbaserat underhåll att underhåll endast ska göras när dessa realtidsindikatorer visar oegentligheter eller tecken på minskande prestanda.

målet med tillståndsbaserat underhåll är att kontinuerligt övervaka tillgångar för att upptäcka förestående fel, så underhåll kan schemaläggas proaktivt innan felet inträffar. Tanken är att denna realtidsövervakning ger underhållsteam tillräckligt med ledtid innan ett fel inträffar eller prestanda sjunker under en optimal nivå.

använda sensorer och spot avläsningar är de vanligaste sätten realtidsdata samlas in för analys. Till exempel kan sensorer installeras på en roterande utrustning för att övervaka dess vibrationer. Med tiden, när de rörliga komponenterna försämras och börjar falla ur anpassning, ökar vibrationen, vilket plockas upp av sensorerna. De installerade sensorerna kan förinställas för att varna underhållsteamet när vibrationerna når en bestämd gräns.

även om tillståndsbaserat underhåll kan användas på de flesta utrustningar måste utrustningen uppfylla vissa kriterier för att CBM ska vara effektivt. Först måste det finnas ett övervakbart tillstånd. Med andra ord, om maskinens prestanda inte kan mätas, hur kan du se om det finns en förändring i prestanda? Du måste också kunna se förändringar i prestanda tillräckligt långt i förväg, så underhåll kan utföras innan tillgången misslyckas eller minskar i produktionen.

tillgångskritik är ett annat kriterium som du bör tänka på innan du använder tillståndsbaserat underhåll. Du får den bästa avkastningen på investeringen (ROI) med CBM på dina mest kritiska tillgångar. Att göra en kritisk analys för att rangordna vilka delar av utrustningen som mest sannolikt kommer att misslyckas och den inverkan som felet kommer att ha på din operation är ett viktigt steg innan du utför tillståndsbaserat underhåll. Det är viktigt att skala från de mest kritiska tillgångarna ner.

slutligen är tillståndsbaserat underhåll bara lika effektivt som de processer och system som används för att analysera data. Underhållsteam måste kunna samla in prestandadata och analysera dem ordentligt för att fatta smarta och snabba beslut baserat på resultaten.

typer av tillståndsbaserat underhåll

en av de största fördelarna med tillståndsbaserat underhåll är att det är icke-invasivt, vilket innebär att realtidsdata samlas in medan maskinen fortfarande körs utan att justera hur den fungerar. Du kan välja att samla in data med vissa intervall eller kontinuerligt genom saker som sensorer, visuell inspektion eller schemalagda tester. Låt oss ta en titt på några av de vanligaste typerna av tillståndsbaserade övervakningstekniker som används i CBM.

• vibrationsanalys. Vibrationsanalys definieras som processen för att mäta vibrationsnivåer och frekvenser hos maskiner och använda den informationen för att analysera maskinernas och deras komponenters hälsa. Vibrationsanalys kan hjälpa till att upptäcka problem som obalans, lagerfel, mekanisk löshet, resonans, böjda axlar och mer.

  ett enkelt exempel kan se ut så här: Föreställ dig att du har en industriell fläkt. Du tar bort ett av fläktbladen och startar det. Som du kan förvänta dig börjar fläkten vibrera på grund av det obalanserade fläkthjulet. Denna obalanserade kraft kommer att hända en gång per varv av fläkten, vilket ger ökade vibrationssignaler. Du kan också ha ett skadat lagerspår som orsakar att en lagerrulle genererar vibrationer Varje gång den kommer i kontakt med spallen. Så, om tre lagervalsar träffar spallen per varv, skulle du se en vibrationssignal tre gånger fläktens körhastighet.

• infraröd termografi. Infraröd termografi är processen att använda en värmekamera för att detektera strålning som kommer från ett objekt, omvandla det till temperatur och visa en bild av temperaturfördelningen i realtid. Ofta används med en baslinjebild för jämförelse, infraröda termografiska bilder kan tydligt och enkelt visa när en tillgång blir överhettad. Infraröd termografi används för övervakning av elektriska och mekaniska förhållanden hos motorer, inspektion av lager och undersökning av eldfast isolering samt för kontroll av gas, vätskor och slamnivåer.

  infraröda verktyg inkluderar spot infraröda termografer, som används för att mäta termisk strålning på svåråtkomliga tillgångar eller tillgångar som arbetar under extrema förhållanden; infraröda skanningssystem, som skannar större områden eller föremål på ett transportband; och infraröda värmekameror, som mäter temperaturen vid flera punkter över ett stort område och skapar tvådimensionella termografiska bilder.

• Ultraljudsanalys. Ultraljudsanalys använder ljud för att identifiera potentiellt misslyckade tillgångar genom att upptäcka högfrekventa ljud och konvertera dem till ljud och digital data. Datainsamlingsmetoder bestämmer vilka typer av detekterbara fel när det gäller ultraljud. Du kan antingen ha kontakt (strukturburen) eller icke-kontakt (luftburna) metoder. Kontaktmetoder används i allmänhet för mekaniska problem som lagerfel, smörjproblem, växelskador och pumpkavitation. Alla dessa fel avger ett högfrekvent ljud. Ultraljudskontaktmetoder är också användbara för att upptäcka elektriska fel på motorer, eftersom lösa eller trasiga rotorstänger kan generera ett högfrekvent, rytmiskt mönster. Slutligen kan ångfällor som misslyckas ha ånga som ständigt läcker förbi de inre tätningarna, vilket orsakar en rattle, som plockas upp med ultraljud.

  icke-kontaktmetoder (luftburna) av ultraljudsmätningar inkluderar tryck-och vakuumläckor på komprimerade gassystem och ett antal elektriska applikationer. Luftundersökningar använder ultraljud för att upptäcka läckor i komprimerade gassystem. När det gäller att använda luftburna ultraljud för elektriska system, ultraljud metoder kan upptäcka ljusbågar och corona när termografi kan inte.

• oljeanalys. Oljeanalys är en rutinaktivitet för att analysera oljehälsa, förorening och maskinslitage. Ett oljeanalysprogram hjälper till att verifiera att en smord maskin fungerar som den ska. Oljeanalys kontrollerar oljans flytande egenskaper och svarar på frågor som är rätt tillsatser aktiva. Har tillsatser utarmat? Är viskositeten där den behöver vara? Oljeanalys ser också ut för att se om det finns destruktiva föroreningar i oljan och i så fall hjälper till att begränsa den troliga källan. Slutligen kan oljeanalys du analysera förekomsten av partiklar som produceras från mekaniskt slitage, korrosion eller annan maskin yta nedbrytning.
• elektrisk analys. Elektrisk analys används för att undersöka den inkommande elkvaliteten hos tillgångar med hjälp av motorströmavläsningar från klämmätare för att mäta strömmen i en krets. Detta gör det lättare för underhållspersonal att se när en tillgång får en onormal mängd el.
• Tryckanalys. Att upprätthålla rätt tryck i utrustningen för att låta vätska, gas eller luft röra sig ordentligt genom en rörledning eller hydraulslang är avgörande. Tryckanalys kan kontinuerligt övervaka trycknivåerna i realtid och varna för plötsliga droppar eller spikar, så att underhållspersonal kan svara på och åtgärda problem innan en allvarligare incident inträffar.

åtgärder att vidta innan du implementerar tillståndsbaserat underhåll

som berörts tidigare finns det vissa saker du kan göra för att få ut det mesta av en tillståndsbaserad underhållsplan.

1. säkerställa en solid grund. Tillståndsbaserat underhåll går hand i hand med reliability-centered maintenance (RCM) eftersom RCM hjälper dig att identifiera potentiella problem med dina tillgångar och bestämma vad du ska göra för att se till att dessa tillgångar fortsätter att producera med maximal kapacitet. Att ha ett gediget grepp om RCM-processer hjälper till att fokusera dina tillståndsbaserade underhållsinsatser där de behöver vara. Faktum är att pålitlighetsexperter är överens om att en av de största frågorna som följer med att anta ett tillståndsbaserat underhållsprogram är bristen på förståelse för RCM-principer.
2. inkluderar berörd personal. När du väl har fastställt att all underhållspersonal har nödvändiga färdigheter, inkludera dem i kritikanalysen. Att införliva deras input gör dem aktiva deltagare och ger dem möjlighet att använda sina RCM-grunder effektivt samtidigt som de bidrar till det tillståndsbaserade underhållsimplementeringen. Det kommer också att hjälpa dem att identifiera, mildra och eliminera fellägen.
3. utför kritisk analys. Som kort nämnts tidigare säkerställer en kritisk bedömning att ditt tillståndsbaserade underhållsprogram är effektivt. Att korrekt identifiera tillgångar som kritiska, halvkritiska och icke-kritiska kan minska onödigt ruttbaserat underhåll. Med andra ord kommer underhållspersonal att veta vilka tillgångar som är mest kritiska och kan utföra kontroller av dessa tillgångar först eller oftare än icke-kritiska tillgångar utan att göra onödiga rutter över hela anläggningen.

   kritisk analys hjälper också till att bestämma vilka tillgångar som kommer att dra mest nytta av tillståndsbaserade övervakningstekniker som fjärrvibrationer eller akustiska sensorer som producerar realtidsdata som kan analyseras från en annan plats. Dessa mer kritiska tillgångar kallas” dåliga aktörer ” eller upprepade brottslingar i din tillgångsuppställning. Dessa dåliga aktörer drar mer nytta av kontinuerlig övervakning eftersom de tenderar att ha frekventa problem. Tänk på att när du har slutfört en kritisk analys är det inte ovanligt att upptäcka att de tillgångar du en gång ansåg kritiska inte är lika kritiska som du tidigare trodde.

4. Följ upp. När du har avslutat din kritiska bedömning är det bra att implementera ett felrapporterings -, analys-och korrigerande åtgärdssystem (FRACAS) för att säkerställa att din analys var korrekt och att de mest kritiska tillgångarna drar mest nytta av ditt tillståndsbaserade underhållsprogram.

genomförande av tillståndsbaserat underhåll: IAEA-exempel

i maj 2007 erkände Internationella atomenergiorganet (IAEA) behovet av att börja flytta kärnkraftverk från ett förebyggande (tidsbaserat) underhållsprogram till ett tillståndsbaserat underhållsprogram beroende på anläggnings-och komponentförhållanden. Efter att ha erkänt detta behov utvecklade och standardiserade byrån hur man implementerar ett CBM-program i en publikation med titeln Implementation Strategies for Condition-based Maintenance at Nuclear Power Plants. De skisserade strategierna använder olika tekniker för tillståndsövervakning online och offline för att definiera hur man väljer komponenter och parametrar för övervakning, vilka övervaknings-och diagnostiska tekniker som ska användas, hur man införlivar acceptanskriterier och mer.

IAEA: s primära mål för denna tillståndsbaserade underhållsstrategi är att förbättra tillgängligheten genom att minska tvångsavbrott; förbättra utrustningens livslängd genom att minska slitage från frekvent ombyggnad; upptäcka problem när de uppstår; minimera risken för problem vid demontering och återmontering; och spara på underhållskostnader genom att minska reparationskostnader, övertid och delar i lager.

IAEA: s tillståndsbaserade underhållsstrategi består av en kombination av visuell inspektion och kontinuerlig övervakning av saker som tryckgränsskomponenter, inneslutningsstrukturer, huvudturbingeneratorer och reaktorkylvätskepumpar. Till exempel, detta kan innebära online diagnostik som används i turbingenerator tryckbärande slitage övervakning. Föreslagna tillståndsbaserade underhållstekniker inkluderar vibrationsövervakning, akustisk analys, motoranalys, motordriven ventilprovning, termografi, tribologi och processparameterövervakning, allt i kombination med visuella inspektioner.

IAEA fann att utmaningen att byta till ett tillståndsbaserat underhållsprogram inte berodde på bristen på kunskap om avancerade tekniska metoder utan snarare var centrerad kring villigheten att förändra kulturen och ledningen för att få dem ombord. Förstå denna utmaning fokuserade den sin CBM-implementeringsprocess kring fyra element:

• engagemang-underhållspersonalen måste förbinda sig till processen och dess nya teknik. Det måste lita på utbildning och teknik, medan ledningen måste förbinda sig att anskaffa lämplig utrustning och utbildning för all personal.
• deltagande – för att uppnå framgång krävs 100 procent deltagande i CBM-programmet från alla grupper. Denna förväntan måste förstärkas av ledningen.
• helhetssyn – detta gäller alla system i hela anläggningen utan undantag.
• hållbarhet – CBM-programmet, Personal och utrustning måste bibehållas över tid för att skörda de långsiktiga fördelarna. När människor kommer och går från organisationen måste rätt utbildning och resurser vara tillgängliga.

för att säkerställa att CBM-implementeringen var korrekt beskriven för underhållspersonal, erkände IAEA behovet av effektiv kommunikation och utbildning. Den skisserade följande tankeprocess för att utbilda ett kärnkraftverk och förklara grunderna i CBM-processen: analyserade förhållanden, valda metoder, implementerade metoder och projektutvärdering. Var och en av dessa kan brytas ner genom att fråga “vad”, “varför”, “hur” och vem.”

• villkor analyserade: detta inkluderar kritisk analys.
  • vad? – Säkerställa ledningens engagemang, identifiera behov, titta på ambitioner och förväntningar, identifiera tillgängliga resurser etc.
  • varför? – Förstå den övergripande bilden av vad som behövs.
  • hur?- Besök på plats, utvärdering av företagets resultat.
  • vem? – Experter och myndighetspersoner / ägare.
• valda metoder: det är här CBM-metoder och roller bestäms.
  • vad? – Välj roller och behov hos CBM-teamet; identifiera och välj metoder.
  • varför? – Att välja metoder som uppfyller alla behov som finns i initial analys.
  • hur? – Konsensus av ledarna och underhållsteamet.
  • vem? – Alla som påverkas av CBM-genomförandet.
• metoder implementerade: Det är här diskussionen genomförs.
  • vad? – Roller utvecklas. Se till att alla planer och projekt kommuniceras och förstås genom att utföra utbildning, få IT-stöd etc. Skapa riktmärken.
  • varför? – För att förbättra underhåll och tillförlitlighet så snabbt som möjligt.
  • hur? -Utbildning på arbetsplatsen, coachning av projektmöten och uppföljning.
  • vem? – Projektledare, underhållsteam och alla andra som berörs.
• utvärderat projekt: Detta inkluderar analys av den nyligen implementerade CBM-processen för att säkerställa att allt fungerar som planerat.
  • vad? – Följa upp målen i CBM-Planen, diskutera erfarenheter och lägga fram en plan för administration och utveckling.
  • varför? – För att säkerställa att CBM fungerar som avsett.
  • hur? – Revision och möte för uppföljning och planering.
  • vem? – Processägare, ledning och ledare.

utmaningar med tillståndsbaserat underhåll

så, vad är haken? Som med alla processändringar eller ny processimplementering kommer tillståndsbaserat underhåll med vissa utmaningar.

• betydande initialkostnad. De initiala kostnaderna i samband med CBM tenderar att lägga till när du utför en kritisk analys och ta reda på var du behöver placera sensorer. Detta kan bli ännu dyrare om du måste eftermontera dem på äldre tillgångar. Det är delvis därför din kritiska analys är så viktig, eftersom den bestämmer vilken utrustning som ger högsta avkastning. Nyare eller mindre växter kanske inte har expertis på plats för att utföra denna typ av analys, så det är klokt att ta in en expert för att genomföra en failure mode and effects analysis (FMEA) och en RCM-analys, vilket kommer att vara en extra kostnad.

  det är också viktigt att välja rätt sensor. Tänk på faktorer som driftsförhållanden, eftersom sensorer som är byggda för att motstå hårda driftsmiljöer i allmänhet kostar mer.

• utbildning. Nu när du har sensorer för att ge realtidsdata och insikt i utrustningens skick måste du ha personal som kan analysera dessa data korrekt och snabbt. För varje feldetektering eller varning som produceras av en sensor uppstår flera frågor. Behöver en del bytas ut? Finns delen i lager? Hur lång tid har vi innan tillgången misslyckas? Behöver vi säljaren att göra ersättningen?

  tänk på att utbildning är en annan kostnad och innebär att dra operatörer och annan underhållspersonal bort från sina normala driftsuppgifter. Utbildning innebär också att få alla ombord med förändringen och effektivt hantera förändringen. Som lärt från IAEA är detta en av de svåraste delarna av att implementera ett tillståndsbaserat underhållsprogram.

• driftsförhållanden. Noggrannheten och prestandan hos dina sensorer beror delvis på miljön där de fungerar. Hårda driftsförhållanden kan leda till funktionsfel eller skadade sensorer. Till exempel kan hög värme och fuktighet påverka elektroniken, medan frätande kemikalier kan skada sensorer och ge felaktiga avläsningar.
• oförutsägbarhet. Till skillnad från planerat underhåll är underhållsarbete baserat på ett tillståndsbaserat övervakningsprogram oförutsägbart. Du kan till exempel utföra underhåll när en sensor varnar dig. Detta kan orsaka oegentligheter i hur kostnaderna visas i din budget. Till exempel, om en handfull tillgångar kräver underhåll samtidigt, måste ditt underhållsteam kunna hantera reparationerna snabbt.
• programkrav. Varje installerad sensor samlar massiva mängder data kontinuerligt, så det är viktigt att ha ett modernt datoriserat underhållshanteringssystem (CMMS) eller annan programvara som kan organisera, spåra, samla in och analysera dessa data. Tillsammans med att ha rätt programvara måste du överväga att anställa en tredje part för att analysera resultaten tills din personal är fullt utbildad.

  se till att din Wi-Fi-anslutning kan hantera mängden data som används och att din molnlagringsplan är tillräckligt stor för att hålla den lagrade data.

fördelar med tillståndsbaserad övervakning

med alla utmaningar som följer med att implementera ett tillståndsbaserat underhållsprogram kanske du undrar om det är värt det. Medan ett CBM-program inte är billigt i början och kan ta lite tid att komma igång, kan du så småningom få mycket värde av det. När det väl genomförts korrekt och drivs av en välutbildad personal kan det leda till många fördelar, till exempel:

• förbättrad systemtillförlitlighet,
• ökad produktivitet,
• lägre underhållskostnader,
• en minskning av driftstopp,
• snabbare problemdiagnos och
• en minskning av tiden mellan underhåll.

ett CBM-programs potential för hög avkastning tilltalar många organisationer på grund av att det kan hjälpa dem att förbli konkurrenskraftiga och fungera så mager som möjligt.