بسمه تعالی دانشگاه شهید چمران اهواز دانشکده کشاورزی گروه مکانیک ماشینهای کشاورزی و مکانیزاسیون سمینار کارشناسی ارشد مکانیزاسیون عنوان: معرفی روش نگهداری و تعمیرات مراقبتی از طریق آنالیز روغن ارائه دهنده: *** استاد راهنما: ***
روشهای نگهداری و تعمیرات
تعمیرات پس از خرابی (Run to Failure)
نگهداری و تعمیرات پیشگیرانه (Preventive Maintenance)
نگهداری و تعمیرات مراقبتی (Condition Monitoring)
نگهداری و تعمیرات اصلاح کننده (Proactive Maintenance)
CM در مقایسه با PM
در PM اطلاع دقیقی از وضعیت فعلی سیستم موجود نمی باشد.اما CM علائم و نشانه های موثری از داخل سیستم را به روز در اختیار ما می گذارد . بر طبق PM تعویض قطعات در زمان اعلام شده حتمی است اما CM بر اساس شرایط و وضعیت موجود اظهار نظر می کند.
اجرای برنامه ی CM
هدف: کاهش هزینه ها و افزایش درآمد
روش: ارتعاش سنجی، حرارت سنجی و آنالیز روغن
امکانات: در روشهای ارتعاش سنجی و حرارت سنجی دستگاه ها و سخت افزارهای مورد نیاز می بایستی توسط استفاده کننده خریداری ولی در آنالیز روغن آزمایشگاه های مرکزی این سرمایه گذاری را نموده اند.
جایگاه: بهترین جایگاه برای CM در مدیریت های تعمیرات و نگهداری، بازرس فئی، مهندسی فرآیند و جایگاه هایی با عناوین مشابه می باشد.
وظایف روغن
روغن به عنوان یک روانکار با قرار گرفتن مابین سطوح در تماس و ایجاد جدایی نسبی باعث پایین آمدن نیروی اصطکاک و کاهش نیروی لازم برای شروع و ادامه حرکت می گردد.
کاهش اصطکاک و فرسایش
کنترل گرما
کنترل آلودگی
پیشگیری از فعل و انفعالات شیمیایی
انتقال نیرو
ضربه گیری
آب بندی (sealing)
چرا آنالیز روغن؟
روغن دارای اطلاعات بسیار با ارزشی می باشد که با استفاده از آنها می توان از وضعیت فعلی دستگاه آگاه شد. سپس با استفاده از روندها نسبت به پیش بینی وضعیت در آینده اقدام نمود. این ویژگی روغن را به نوعی می توان با جایگاه خون در بدن موجودات زنده مشابه دانست.
سیالیت روغن نکات منفی هم دارد.
اهداف برنامه آنالیز روغن
شناسایی مشخصات فیزیکی و شیمیایی روغن
شناسایی نوع و میزان آلودگی
شناسایی نوع و میزان فرسایش در دستگاه
مروری بر تحقیقات انجام شده
السون (١٩٨٢) سیستم های پایش سیار را به عنوان روشی از نگهداری و تعمیرات مبتنی بر وضعیت دستگاه عنوان نمود .
کلروسبا (١٩٨٩) از یک دستگاه پایش روغن شامل یک حسگر دی الکتریک، جهت اندازه گیری تغییرات ثابت دی الکتریک روغن موتورهای توربینی استفاده نمودند. آنها نتیجه گرفتند که گرانروی و عدد کلی اسید رابطه معنی داری با عدد دی الکتریک دارند.
در سال ١٩٩٧ ، نیروی دریایی آمریکا یک سیستم جدید شناسایی و پیش بینی عیوب ماشین ها متشکل از سیستم های آنالیز روغن و آنالیز ارتعاشات به صورت هشدار دهنده را مورد ارزیابی و مقایسه با سیستم های معمول مراقبت و وضعیت کشتی ها قرار داد.
دگاسپاری (١٩٩٩) گزارشی از سیستم های مراقبت وضعیت موجود از طریق آنالیز روغن به روش حسگرهای هشدار دهنده را ارائه نمود. او در این گزارش سه نوع سیستم هشدار دهنده را معرفی کرد:
سیستم هشدار دهنده از طریق نصب حسگر بر روی موتور
سیستم هشدار دهنده از طریق عادات بهره برداری
سیستم ترکیبی
مواد و روش های اجرای آنالیز روغن
ماشین آلات بحرانی دارای یک یا چند مورد از ویژگی های زیر می باشند :
ماشین هایی که خرابی آنها منجر به توقف کلی عملیات گشته و یا ممکن است حوادث ناگواری را به همراه داشته باشد.
هزینه تعمیرات ماشین بسیار بالا باشد.
ماشین آلاتی که با سرمایه گذاری بالایی خریداری شده اند.
ماشین هایی که دارای سوابق تعمیر یا خرابی متعدد بوده اند.
نمونه گیری از روغن
حدود cc 100 از روغن به عنوان نمونه برای آنالیز برداشته می شود.
برای به دست آوردن نمونه موارد زیر می بایستی مد نظر قرار گیرد:
محل نمونه گیری: نمونه گیری از وسط حجم روغن توصیه می گردد.
زمان نمونه گیری: توربین ها ، کمپرسورها و پمپ های دائما در سرویس هر ماه یک نمونه (750ساعت) ، سیستم های دنده ای و هیدرولیک هر 500 ساعت و موتورهای احتراقی هر 250ساعت یک نمونه گرفته شود.
وسیله نمونه گیری :
پمپ مکش روغن ظروف نمونه گیری
آزمایش های روغن
اسپکترومتری جذب اتمی (Atomic Absorbsion Spectroscopy(AAS))
عناصر فرسایشی:Fe, Cr, Al, Cu, Pb, Sn, Ni, Ag, Mo, Ti
عناصر آلاینده: Si, Na, B, V
عناصر افزودنی:Zn, P, Ca, Ba, Mg
در این آزمایش ذرات با اندازه کمتر
از ٥ میکرون قابل شناسایی است.
اسپکترومتر
روش کار دستگاه اسپکترومتری
رقیق کننده نمونه روغن های معدنی: ایزوبوتیل کتون به نسبت 3/. از روغن ، 100 میلی لیتر از رقیق کننده
سوخت مصرفی: استیلن
دستگاه کمیت سنج ذرات (PQ)
با استفاده از این دستگاه می توان ذرات آهنی را تا محدوده ابعادی ١٠٠ میکرون شناسایی کرد
نمودار زیر روند افزایش PQ را در یک گیربکس نوار نقاله مربوط به مجتمع فولاد مبارکه اصفهان نشان می دهد.
با افزایش PQ طی دوره های متوالی انتظار داریم Fe نیز مرتبا افزایش داشته باشد.
تکنیک TDPQ
اندازه گیری شاخص PQ در زمانهای متوالی در یک نمونه روغن
گرانروی و شاخص گرانروی (VI)
مقاومتی که یک روغن نسبت به جاری شدن به علت اصطکاک داخلی مولکولهای آن از خود نشان می دهد گرانروی نامیده می شود.
هر چه شاخص گرانروی (VI) روغنی بالاتر باشد ، تغییرات گرانروی آن بر اثر تغییر درجه ی حرارت کمتر خواهد بود.
ویسکومتر
فروگرافی مستقیم (DRF)
آنچه از طریق این آزمایش اندازه گرفته می شود میزان «پیشرفتگی فرسایش غیر عادی» می باشد. در این روش با به دست آوردن میزان درشت آهنی (DL) و ذرات کوچک آهنی (DS) شاخص پیشرفت فرسایش (IS) را از فرمول زیر بدست می آوریم.
IS = (DL + DS) (DL – DS)
مجموع تراکم ذرات آهنی DL + DS = total concentration
توزیع اندازه های ذرات آهنی DL – DS = size distribution
آلودگی آب
روش Crackle Test: برای شناسایی آب در روغن به میزان کمتر و یا بیشتر از 1/ ٠ % استفاده می شود.
روش Karl Fischer: برای دستگاه هایی که حساسیت خیلی بالایی نسبت به وجود آب دارند (مانند سیستم های هیدرولیک با حجم بیش از ٥٠٠ لیتر) از این روش استفاده می شود که قابلیت شناسایی آب از ١ppm تا ١٠٠% آب را دارا می باشد.
فروگرافی مشاهداتی (AF)
با رسوب دادن ذرات فلزی درون روغن بر روی یک اسلاید شیشه ای و مشاهده آنها به وسیله میکروسکوپ نوری اطلاعات بسیار جالبی در خصوص شکل ذرات، اندازه آنها، نوع فرسایش و علت آن به دست می آید.
تصاویر روغن در زیر میکروسکوپ نوری:
میزان اسیدی بودن روغن (TAN)
TAN مقدار هیدروکسید پتاسیم بر حسب میلی گرم می باشد که برای خنثی کردن اسید موجود در یک گرم از روغن لازم است.
روش تست: ASTM D974
میزان قلیایی بودن روغن (TBN)
TBN مقدار هیکروکسید پتاسیم بر حسب میلی گرم است که معادل مقدار اسید لازم جهت خنثی کردن مواد قلیایی موجود در یک گرم از روغن می باشد.
روش تست: ASTM D664
Automatic Titrator
نتایج و دستاوردهای حاصل از آنالیز روغن
صرفه جویی های مستقیم: 20 تا 25 درصد کاهش هزینه های نگهداری و تعمیرات
کاهش زمان توقف دستگاه، بالا بردن ضریب کارآیی طرح ها، افزایش طول عمر روغن، کاهش مصرف قطعات، کاهش هزینه دستمزد و کاهش هزینه مواد مصرفی
صرفه جویی های غیر مستقیم: جلوگیری از سرمایه گذاری مضاعف، افزایش ابعاد ایمنی دستگاه، کاهش آلودگی زیست محیطی ، بالا بردن قابلیت اطمینان دستگاه، افزایش عمر دستگاه، کاهش توقف های زنجیره ای، کاهش حجم ذخیره قطعات یدکی و افزایش راندمان کار دستگاه ها
با تشکر از حضور سبزتان