Témata
Reklama

Jak zpracovat plán kontroly a údržby

V České republice je v provozu vedle velkých zpracovatelských průmyslových celků také překvapivě velké množství celků středních a malých. Dostupné statistiky hovoří o desítkách tisíc podnikatelských subjektů, které provozují technické celky ve zpracovatelském průmyslu. Pro všechny tyto celky, bez ohledu na jejich velikost, složitost, nebo stáří platí jedna základní skutečnost. Jejich porucha může v důsledku znamenat zastavení produkce se všemi důsledky.

Pod obecným pojmem „důsledek“ se nemusí skrývat pouze obávané ekonomické ztráty, ale také škody na investičním majetku, ohrožení bezpečnosti personálu a často opomíjené ekologické škody (které mohou vést k nutnosti dalších investic). Proto většina provozovatelů průmyslových zařízení dříve či později dospěje k nevyhnutelné nutnosti provádět mimo pravidelnou údržbu také pravidelné preventivní kontroly. Zatímco velké průmyslové podniky mají plán kontroly a údržby rozpracován do těch nejmenších detailů, malé podniky k provádění preventivních kontrol přistupují mnohdy až poté, co dojde k nějaké poruše.

Reklama
Reklama
Provozní celek rafinerie

Tento článek si klade za cíl čtenáři nastínit, na základě jakých podkladů přistupují ke zpracování plánu údržby velké průmyslové podniky. Velmi dobrou ukázkou zvládnutého systému jsou rafinerie. Na jejich příkladu lze názorně ukázat kritéria, jak vybrat optimální zkušební metody. Po drobné modifikaci je možné takový postup snadno využít jako vodítko pro rozpracování vlastního plánu kontroly a údržby.

Plánování kontroly

Na začátku přípravy plánu si musí každý položit tři základní otázky. Je třeba definovat, co se má kontrolovat, jak často je třeba kontrolu provádět a jak má být kontrola provedena.

Přitom je pozoruhodné, že i v případě uvažované rafinerie, tedy technického celku, který může být za jistých okolností relativně nebezpečný, se při rozhodování, co se má kontrolovat, primárně neuvažuje možný druh poškození. Výchozím kritériem je význam kontrolovaného prvku z hlediska výsledného zisku (ty části celku, jejichž porucha povede přímo k zastavení produkce, mají přednost před těmi částmi, které produkci pouze podporují). Z tohoto pohledu bude mít rafinerská destilační kolona zřejmě přednost před jedním z více paralelně pracujících zásobníků na sirovodík. Druhým hlediskem je nákladnost na odstranění poruchy a případně všech jejích důsledků. V případě úniku čpavku je třeba kalkulovat nejen opravu zásobníku, ale také ekologické a bezpečnostní riziko a náklady s ním spojené. Z tohoto pohledu lze kontrolované celky rozlišit do tří skupin (na celky vysoce rizikové, celky se střední úrovní rizika a celky s nízkou úrovní rizika).

Rafinerské potrubní systémy

Při rozhodování, jak často je třeba daný celek kontrolovat, se již uvažuje možný druh poškození. Vstupem do procesu rozhodování jsou informace o druhu materiálu, druhu pracovního média, provozní teplotě, tlaku a způsobu zatěžování (statické, cyklické, …). Posuzována je rychlost, s jakou může poškození vzniknout a dále se rozvíjet (např. rychlost korozního úbytku, …). Četnost opakování kontroly je závislá na předpokládané rychlosti rozvoje poškození s přihlédnutím k míře rizikovosti daného celku (do které skupiny rizikovosti je celek zařazen).

Při rozhodování, jak se má daný celek kontrolovat, jsou nejprve vybrány ty kontrolní metody, které vyhovují zadání (například podmořské potrubí lze rentgenovat jen stěží). Dále je na základě předpokládaných druhů poškození, které se mohou vyskytnout, vybrána ta metoda, která je vhodná pro jejich detekci. V případě, že je vhodných metod více, dostává přednost ta, která nabízí širší detekční schopnosti (umožní nalézt více druhů poškození).

Vícenásobná kontrola

Je třeba si uvědomit, že žádná z kontrolních metod není univerzální a žádná neposkytuje naprostou jistotu odhalení těch defektů, které mají být odhaleny. Proto se v mnoha případech kontrola provádí několika metodami zároveň. Vícenásobná kontrola představuje vícenásobné výdaje. U vysoce rizikových celků je takový přístup jistě opodstatněný, ale u celků s nízkou úrovní rizika je otázkou, zda se nespokojit použitím jediné kontrolní metody, která dokáže s jistotou odhalit ty nejdůležitější defekty, zatímco detekce těch méně závažných je méně spolehlivá.

Kontrola korozních úbytků – měření zbytkové tloušťky stěny

V případě rafinerií obvykle vychází posouzení závažnosti jednotlivých druhů defektů ze statistických údajů (je znám počet havárií, které byly daným druhem defektu způsobeny, přihlíží se i k celkovým nákladům vynaloženým na likvidaci následků). Empirické výsledky, na nichž je rozbor založen, se mohou lišit podle podmínek, ve kterých dané zařízení pracuje (při porovnání rafinerie ve střední Evropě s ropnou plošinou v Perském zálivu lze předpokládat poněkud jiné statistiky). Publikace na téma havárií v petrochemickém průmyslu se shodují v tom, že ze všech druhů poškození potrubních systémů se korozní napadení podílí na největším počtu havárií (cca 33 % případů). Dále 18 % poruch je způsobeno únavou, 14 % příčin tvoří mechanické poškození a přetížení, 9 % poruch bylo zapříčiněno křehkým lomem, 9 % výrobní vadou materiálu, 7 % vadou svarů a zbylých 10 % poruch je zapříčiněno jinými důvody.

V případě, že statistiky pro posuzovaný celek nejsou k dispozici, je možné adaptovat údaje obecné, pokud ani to není možné, je třeba provést vlastní analýzu rizik. Složitě by se dalo tvrdit, že taková analýza musí vycházet z okrajových podmínek platných pro provoz dané komponenty. Obecně však platí, že kritická místa znají nejlépe pracovníci údržby, kteří v takovém případě mohou poskytnout mimořádně cenné postřehy.

Bez ohledu na způsob, jak jsou takové údaje získány, se vždy jedná o rozsáhlejší soubor příčin. Pokud má být pro kontrolu daného celku použita pouze jedna zkušební metoda, musí být volena tak, aby byla schopna detekovat zejména ta poškození, která jsou pro daný celek kritická (a charakteristická – nemá smysl kontrolovat přítomnost únavových trhlin na místech, kde je jejich výskyt značně nepravděpodobný).

Vhodnost kontrolní metody

Výsledkem výše naznačených úvah je plán kontroly a údržby pro daný celek (celkem je myšlena taková část systému, jejíž komponenty jsou ohroženy obdobným druhem poškození). Plán je formálně zpracován do podoby písemného postupu. V souladu s tímto postupem mohou provádět kontrolu nejen interní zaměstnanci, ale také kontrahovaní dodavatelé NDT služeb.

Radiografická kontrola poškození provozovaného potrubí

Plán pracuje s jistou mírou přijatelného rizika. Uvažuje se, že pokud se vzniklé vady a poškození rozvíjejí, probíhá jejich rozvoj rovnoměrnou rychlostí. Jejich přítomnost lze tolerovat, dokud nezačnou ohrožovat integritu celku (například uveďme rovnoměrnou korozi – z konstrukčních návrhů vyplývá, jaká je minimální přípustná tloušťka a potrubí a design zahrnuje přídavek na korozi).

Opravy poškozených trubek přehříváku

Plán říká, v jakých časových rozestupech má být rozvoj poškození monitorován. Výsledkem monitorování jsou obvykle údaje o kritickém poškození (např. přítomnost trhlin, které si žádají bezodkladný servisní zákrok) a pak data o pokračujícím úbytku materiálu (obvykle ve formě hodnoty zbytkové tloušťky). Tloušťkové úbytky lze graficky znázornit a interpretovat.

Měření zbytkových tlouštěk potrubí (UTT)

Aby byla kontrola účinná, musí se periodicky opakovat. Předpokladem úspěchu je kontrolu provádět vždy na stejném místě – musí být stanoveny měřicí body. Volba jejich polohy je do jisté míry ovlivněna technickými možnostmi kontrolní metody.

Z tohoto pohledu je tedy důležité, aby daná metoda nejen umožnila detekci daného poškození, ale také aby poskytovala odpovídající výstup. Metoda zaměřená na přítomnost trhlin musí odpovědět, zda jsou trhliny přítomné a pokud ano, měla by tak poskytnout údaje o jejich poloze. Metoda zaměřená na detekci rovnoměrné koroze by měla poskytnout číselný údaj o zbytkové tloušťce s dostatečnou přesností. Kontroly jsou v drtivé většině případů prováděny nedestruktivně. Přehled o vhodných NDT metodách je nezbytný pro správné naplánování kontroly a údržby.

Výběr kontrolní metody

V případě, porovnávání schopností jednotlivých metod je třeba přihlédnout ke skutečnosti, že některá poškození jsou závažnější než jiná (trhliny a praskliny představují větší nebezpečí než rovnoměrná koroze). Nebezpečnost jednotlivých vad může být oceněna váhovým faktorem . Pravděpodobnost detekce může být také vyjádřena číselně. Faktor pravděpodobnosti detekce ( ) jednotlivých vad danou metodou je obvykle stanoven na základě znalostí základních principů, na kterých je daná detekční metoda postavena. Pokud jsou oba uvedené faktory vyčísleny, lze dle následujícího vzorce vypočítat pro danou metodu faktor efektivity.

Na základě těchto faktorů lze metody vzájemně porovnat. Díky tomu, že vstupní údaje pracují pouze se vstupními údaji, které mají vztah k uvažované aplikaci, je porovnání cílené a tudíž přesnější, než obecná porovnání, která lze nalézt v odborné literatuře.
Graf 1. Porovnání efektivity jednotlivých NDT metod – porovnání ukazuje vhodnost jednotlivých NDT metod pro zjišťování poškození potrubí s izolací (vychází z rozsáhlého souboru vstupních dat o různých celcích zpracovatelského průmyslu).

Z porovnání vyplývá, že čtyři ze zvažovaných metod jsou pro danou aplikaci výrazně vhodnější než ostatní zvažované metody. Pokud má být rozhodnuto, která z metod je nejvhodnější, je třeba zvážit, do jaké míry je metoda použitelná v případě konkrétního zadání.

Vizuální kontrola rozdělovače páry

Metoda vířivých proudů (ET) je sice velmi citlivá k povrchovým trhlinám, ale hůře detekuje vnitřní vady materiálu. Techniky ultrazvukového zkoušení jsou sice univerzální, ale špatně detekují bodové poškození materiálu (např. pitting). Radiografické zkoušení dokáže dobře detekovat plošné i bodové poškození, jeho nevýhodou je však radiační hazard.

Implementace plánu do provozu

Při provádění kontrol v rafinérských provozech jsou v současné době kombinovány všechny tři uváděné metody. Důvodem je snaha podchytit velmi širokou škálu defektů, které se obvykle vyskytují na různých místech a rozvíjejí se různou rychlostí. V případě menších celků může být dostatečné použít pouze jednu metodu.

Provozní poškození trubek způsobené tepelnou zátěží

Pokud bychom chtěli shrnout hlavní zásady volby vhodné kontrolní metody, je třeba stanovit, které vady mají být kontrolovány (výskyt jednotlivých druhů poškození je obvykle vázán na určité detaily technického celku, a tím jsou definovány i vhodné měřicí body). Dále je třeba zvážit, jak často je třeba kontrolu provést – různé vady se rozvíjejí různou rychlostí. Pokud je rozvoj rychlý, musí být kontrola prováděna častěji. Pak je vhodnější volit jednoduchou a ekonomicky nenáročnou zkušební metodu, a to i za cenu, že může mít nižší vypovídací schopnost. Konkrétní způsob provedení kontroly je volen až v poslední řadě.

Zbytková tloušťka plechu v místě selektivního poškození

Co se má kontrolovat a jak často má kontrola proběhnout, obvykle musí definovat zadavatel kontroly. Na základě takových vstupních údajů je již každý kvalifikovaný odborník na nedestruktivní zkoušení schopen zvolit nejvhodnější způsob provedení kontroly a dodat zadavateli vhodné výstupní údaje. Tím však celý proces nekončí. Údaje musejí být vyhodnocovány nejen v daném okamžiku, ale zejména v časových souvislostech (je třeba je porovnávat s údaji z minulé kontroly, sledovat rozvoj případných poškození). Jedině v takovém případě bude mít kontrola prediktivní funkci. Předvídání blížících se poruch umožní zefektivnit proces údržby, a tím v důsledku snížit provozní náklady.

Ing. Michal Škeřík

ATG

www.atg.cz

skerik@atg.cz

Reklama
Vydání #7,8
Kód článku: 130721
Datum: 25. 06. 2013
Rubrika: Trendy / Údržba
Autor:
Firmy
Související články
Trendy ve světě přesné měřicí techniky

Požadavky kladené na kontrolu kvality se rok od roku stále zvyšují. S tímto trendem se musejí vypořádat všichni výrobci měřicí techniky. Shodně je tomu i u firmy Mitutoyo, která se snaží šíří svého sortimentu maximálně vyhovět požadavkům pro dílenskou kontrolu, měrové laboratoře i procesní kontrolu, ale zároveň neopomíjí současný trend - Průmysl 4.0 a IoT - požadavek na inteligentní komunikativní měřidla a přístroje.

Nanovlákenná membrána v oknech ochrání stroje i pracovníky

Zatímco o smogu v ulicích se vedou časté debaty, znečištěný vzduch v interiéru patří k opomíjeným tématům. A to i přesto, že podle Světové zdravotnické organizace stojí život 4,3 milionu lidí ročně a v průmyslových objektech ohrožuje jak zdraví pracovníků, tak samotný provoz. Díky rozvoji moderních technologií nyní interiér účinně ochrání nanovlákenná okenní membrána.

Laserový měřicí systém pro seřizování nástrojů

Při frézování a vrtání nástroji velmi malých rozměrů se pro seřízení a kontrolu zlome-ní nástroje používá laserový měřicí systém. Pomocí tohoto přístroje lze vyrábět rychleji, s vyšší přesností a s vyšší spolehlivostí.

Související články
Standardní prostorové hodnocení textury povrchu

Mezinárodní standard ISO 25178 - 2 : 2012 (E) "GPS - Surface texture : Areal" představuje významný kvalitativní pokrok v hodnocení textury povrchu, především z hlediska posuzování jeho funkčních vlastností.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Ohřevné skříně Amarc - skladujte své sudy v teple a bezpečí

Připravili jsme pro Vás přehledný web s ohřevnými prvky společnosti Amarc. www.ohrevneprvky.cz. Naleznete zde kompletní nabídku topných plášťů pro sudy a průmyslové (IBC) kontejnery i podlahové topné desky v klasickém a EX provedení pro výbušné prostředí.

Pomocník pro plánování výroby

Většina lidí dnes ví, že žádná firma, která chce být konkurenceschopná, neobejde bez kvalitního ERP. Díky němu lze především řídit procesy, a to doslova všechny. Ne každý si však uvědomuje, jak velké mohou být rozdíly mezi systémy pro jednotlivé oblasti podnikání. Asi nejsofistikovanější ERP najdeme bezesporu ve výrobních firmách.

RCMT - 20 let ve výzkumu obráběcích strojů (2. část)

Před 20 lety se začaly psát dějiny novodobé tuzemské výzkumné základny strojírenské výrobní techniky. Tento příspěvek nahlíží na klíčové milníky na jeho cestě očima aktérů, kteří stáli a stojí po jeho boku. Vydejme se společně na cestu, která formovala dnešní podobu Výzkumného centra pro strojírenskou výrobní techniku a technologii RCMT (Research Center of Manufacturing Technology) při FS ČVUT v Praze.

Revoluce v měření přišla s analogovým signálem

Když se dnes bavíme o moderních výrobních postupech, máme často na mysli využívání high-tech technologií, které je snahou stále více propojovat, automatizovat a sledovat. Tyto přístupy pomáhají výrobcům transformovat jejich výrobní procesy až do stadia nejvyššího – takzvané cyber factory –, přičemž vysoká jakost vyráběných dílů a úspora nákladů během výrobních procesů hrají nejdůležitější roli. Z tohoto jasně vyplývá nutnost investice také do měřicích systémů.

Jak sledovat Big Data rychlostí formule 1

Velmi rychlé zpracování dat je ve formuli 1 zcela zásadní. To platí nejen pro telemetrii během závodu, ale i pro výzkumná pracoviště, kde se testují pohonné jednotky pro závodní vozy. Inženýři z týmu Scuderia Ferrari mohou nyní díky kombinovanému hardwarovému a softwarovému řešení od SKF sledovat výkon v jednotlivých zkušebních komorách pohonných jednotek v reálném čase.

Úspěšný vývoj technologií pro zpracování termoplastových kompozitů

Konstruktéři tlačení požadavky na nižší hmotnost a lepší parametry svých konstrukcí stále více neváhají využít ve svých návrzích materiály, které byly dříve vyhrazeny pouze pro nejnáročnější high-tech aplikace. Díky tomu roste také poptávka po nenáročných výrobních technologií na výrobu konkrétního dílce z určitého materiálu.

EMO Hannover 2013, část 2 - MM Award Ocenění pro nejlepší exponáty

I v letošním roce proběhlo z iniciativy německých kolegů časopisu MM MaschinenMarkt udílení ocenění exponátům, které jsou něčím zajímavé a zaujaly odbornou porotu. Protože značky MM, VDW a EMO překročily hranice Německa a Evropy, nelze si dovolit přehlížet ocenění, které společně tyto značky zastřešují.

Lipsko letos jenom digitálně

Tradiční dvojice veletrhů pro oblast strojírenství a subdodavatelského průmyslu Intec a Z v Lipsku se letos uskuteční v termínu 2.–3. března 2021 výhradně digitálně pod názvem „Intec/Z connect“. Společnost Leipziger Messe, pořadatel veletrhu, se takto rozhodla, neboť současný vývoj koronavirové pandemie a s tím spojená omezení neumožňují takto velkou akci smysluplně realizovat klasickou ani hybridní formou

Novinky značky IMAO pro upínání obrobků

V dnešní době je velká poptávka po efektivní produkci různorodých výrobků v malém objemu a klíčem k vyšší produktivitě je použití přípravků, které lze flexibilně přizpůsobit mnoha různým obrobkům. Upínací prvky ONE-TOUCH se vyrábějí v mnoha různých provedeních, snadno z nich lze vybrat prvky vhodné pro upnutí požadované součásti. Upnutí a odepnutí součásti je jednoduché, bez použití dalšího nářadí a rychlé, zkracuje se čas potřebný pro manipulaci s obrobkem a tím i celkové náklady na výrobu.

Jak přispívají opakovaně použitelné čisticí utěrky k ochraně životního prostředí

Dne 5. června 1972, v den zahájení první světové konference o ochraně životního prostředí ve Stockholmu, inicioval program ochrany životního prostředí Spojených národů (United Nations Environment Programme, UNEP) oficiální světový den životního prostředí. Od té doby se každo-ročně 5. červen slaví jako mezinárodní den životního prostředí. Opakovaně použitelný systém čisticích utěrek MEWA k tomu každý den v dílnách a výrobních halách přispívá: Čistí stroje a zařízení a podporuje ochranu zdrojů.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit