Bij een papiermachine is de mechanische toestand rechtstreeks gekoppeld aan de bedrijfszekerheid, de kwaliteit van het vel en de algehele productiestabiliteit. Wanneer een persrol begint te trillen of een droogventilator de machinestructuur in vibratie brengt, zijn de eerste effecten vaak zichtbaar in baanbreuken, instabiliteit bij het aftrekken, variaties in het vochtprofiel of toegenomen vilt- en rolsporen. Deze symptomen treden doorgaans al lang voordat er een mechanische storing optreedt op, maar hebben op dat moment al invloed op de bedrijfstijd en de kwaliteit.
Papiermachines draaien continu, met een hoge opgeslagen energie en lange herstarttijden. Zelfs relatief kleine verslechteringen in de betrouwbaarheid van roterende apparatuur kunnen daarom snel leiden tot verloren tonnen en gemiste levertermijnen. Vanuit het perspectief van de betrouwbaarheid van de installaties maakt dit trillingsconditiebewaking tot een praktisch en waardevol hulpmiddel voor het handhaven van een stabiele werking van de gehele machine.
Een moderne papiermachine bestaat uit meerdere secties, zoals de vormsectie, de pers, de droger, de kalander en de opwikkelunit, die allemaal met elkaar zijn verbonden via nauw op elkaar afgestemde aandrijfsystemen en hulpapparatuur. Typische onderdelen zijn sectieaandrijvingen, hoofdaandrijfsystemen, motoren, tandwielkasten, wals- en viltcircuits, vacuümpompen, blowers en grote ventilatie- en afzuigventilatoren. Veel van deze machines werken met een breed scala aan papierkwaliteiten en snelheden, waarbij regelmatig wordt opgestart, papier wordt ingevoerd en de belasting wordt aangepast. Juist deze variabiliteit in het bedrijf is de reden waarom continue vibratiemonitoring en -diagnostiek een meerwaarde bieden: hierdoor kunnen onderhoudsteams normaal procesgerelateerd gedrag onderscheiden van beginnende mechanische slijtage.
De uitdaging: gekoppelde componenten, variabele bedrijfsvoering en trillingsoverdracht
Papiermachines brengen een groot aantal roterende onderdelen samen op één lang, mechanisch verbonden frame. Dit maakt ze gevoelig voor veelvoorkomende slijtageverschijnselen zoals onbalans in rollen, onbalans in ventilatoren, verkeerde uitlijning na het verwisselen van rollen, speling in lagerhuizen, problemen met de smering van lagers, slijtage aan koppelingen en schade aan de tandwielen van de tandwielkast in sectieaandrijvingen.
Een praktische complicatie is dat vibraties niet lokaal blijven. Vibraties vanuit één bron kunnen zich voortplanten via behuizingen, frames, funderingen en aangesloten leidingen, waardoor metingen in aangrenzende secties worden beïnvloed. Zonder continue trendanalyse en diagnostische context kunnen onderhoudsteams gemakkelijk in de valkuil terechtkomen dat zij alleen op symptomen reageren in plaats van de werkelijke oorzaak aan te pakken.
Ook de bedrijfsomstandigheden veranderen voortdurend. Snelheidsstijgingen tijdens het opstarten, hellingsafhankelijke belasting, conditionering van het vilt, aanpassingen aan stoom en afzuigkappen, en veranderingen in het vacuümniveau beïnvloeden allemaal de trillingsniveaus en de spectrale samenstelling. De kernvraag voor betrouwbaarheidsteams is daarom niet of vibraties veranderen, maar of een verandering een normale bedrijfsvariabiliteit weerspiegelt of wijst op een beginnende storing. Om die vraag te beantwoorden is meer nodig dan één enkele totale waarde; er zijn stabiele indicatoren en voldoende gegevens nodig om de diagnose te onderbouwen.
Hulpsystemen bepalen vaak of de machine stabiel draait. Blazers, afvoerventilatoren, vacuümpompen, condensaatpompen, toevoerpompen en ondersteunende motoren kunnen afzonderlijk als „mid-kritisch“ worden geclassificeerd, maar storingen in deze systemen kunnen leiden tot baanbreuken, vochtinstabiliteit, verminderde droogcapaciteit of gedwongen snelheidsvermindering. Gezien het grote aantal installaties en meetpunten hebben papierfabrieken behoefte aan een schaalbare aanpak voor conditiebewaking die zowel de hoofdaandrijfsystemen als de omliggende hulpsystemen kan omvatten, zonder de complexiteit van een traditioneel vibratiemonitoringsysteem voor de hele onderneming.
Waarom vibratiemonitoring van belang is bij papiermachines
Vibratie is bijzonder effectief bij papiermachines, omdat veel relevante storingsmechanismen zich mechanisch al lang ontwikkelen voordat ze zichtbaar worden in kwaliteitsgegevens of procesalarmen. Slijtage van lagers, verkeerde uitlijning, onbalans, speling en defecten aan tandwielen veroorzaken allemaal karakteristieke veranderingen in het vibratiegedrag die onder reële bedrijfsomstandigheden vroegtijdig kunnen worden gedetecteerd.
Voor aandrijfsystemen zoals aandrijvingen van coaters, drogersecties, persen, afwikkelrollen en hoofdaandrijfsystemen ondersteunt vibratiemonitoring de vroegtijdige detectie van slijtage aan lagers en tandwielkasten, voordat dit de snelheidsstabiliteit of de lastverdeling beïnvloedt. In aandrijflijnen, waaronder motoren en tandwielkasten, bieden trillingstrends inzicht in de uitlijningsstatus, slijtage van koppelingen en ontstane schade aan tandwielen. Voor lucht- en vacuümsystemen, waaronder ventilatoren, blowers en vacuümpompen, detecteert vibratieanalyse onbalans, lagerslijtage, vervuiling en structurele problemen die van invloed zijn op de luchtstroom, de vacuümstabiliteit en de energie-efficiëntie.
Door vibraties binnen deze activagroepen continu te monitoren, verkrijgen fabrieken objectief inzicht in de toestand van machines, wat een aanvulling vormt op procesmetingen en conditiegebaseerd onderhoud en voorspellend onderhoud ondersteunt.
Aanpak voor conditiebewaking met VibSys®
VibSys® is een compact systeem voor continue conditiebewaking en diagnose van vibraties aan roterende apparatuur. Bij papiermachines wordt het doorgaans toegepast op sectie- en hoofdaandrijvingen, tandwielkasten, lagerhuizen van walsen en kritieke hulpapparatuur zoals ventilatoren, blowers, vacuümpompen en procespompen. Het doel is het leveren van stabiele, vergelijkbare indicatoren voor de machinetoestand en diagnostische gegevens die betrouwbaarheidsteams kunnen gebruiken voor trendanalyse, vroegtijdige foutdetectie en onderhoudsplanning.
VibSys® verzamelt hoogwaardige vibratiegegevens en verwerkt belangrijke indicatoren lokaal bij de machine. Dit is met name van belang bij papiermachines, waar speed en belasting niet constant zijn en waar betrouwbare trends nodig zijn bij wisselingen in papierkwaliteit en tijdens opstartcondities. Door relevante kenmerken dicht bij de bron te extraheren, ondersteunt VibSys® een consistente conditiebewaking van lagers, speling, uitlijningsfouten en zich ontwikkelende tandwieldefecten, terwijl het tevens diepgaandere diagnostiek mogelijk maakt wanneer abnormale trends zich voordoen.
Voor grote machines met veel meetpunten is schaalbaarheid essentieel. VibSys® is ontworpen voor installatie aan de machinezijde, waardoor de bekabeling en infrastructuur rond pers- en drogersecties praktisch blijven. Dankzij open gegevensinterfaces kunnen trillingsindicatoren en, waar nodig, volledige tijdsignaalgegevens worden geïntegreerd met bestaande onderhoudssystemen, historiedatabases of analyseplatforms. VibSys® wordt uitsluitend gebruikt voor conditiebewaking en diagnostiek ter ondersteuning van onderhoudsbeslissingen en is niet bedoeld voor beveiligings- of uitschakelfuncties.
- Continue conditiebewaking van vibraties in rollen, lagers en aandrijfsystemen
- Vroegtijdige foutdetectie van lagerslijtage, uitlijningsfouten, onbalans en speling
- Indicatoren voor stabiele toestand onder veranderende productie- en bedrijfsomstandigheden
- Gedistribueerde installatie aan de machinezijde met minimale bekabelingsvereisten
- Geschikt voor veeleisende omgevingen in de papierindustrie en toepassingen bij hoge temperaturen
- Open integratie met PLC-, MES-, historian- en voorspellend onderhoudsplatforms
- Schaalbare monitoringarchitectuur voor lange en complexe productielijnen van papiermachines
Gevolgen voor de bedrijfstijd, kwaliteit en onderhoudsplanning
Het toepassen van trillingsconditiebewaking met VibSys® op een papiermachine ondersteunt een verschuiving van reactief onderhoud naar conditiegebaseerd en voorspellend onderhoud. In plaats van problemen te ontdekken tijdens storingen of na kwaliteitsklachten, krijgen betrouwbaarheidsteams vroegtijdig inzicht in verslechteringspatronen en kunnen zij ingrepen plannen rekening houdend met productiebeperkingen.
Continu inzicht in de toestand van de machine helpt bij het prioriteren van maatregelen, zoals het vervangen van lagers voordat lagerhuizen beschadigd raken, het corrigeren van uitlijningsfouten na het wisselen van rollen voordat vibraties terugkeren, of het verhelpen van onbalans in ventilatoren en pompen voordat overmatige belastingen worden overgebracht op de machinestructuur. Dit vermindert ongeplande stilstanden, voorkomt secundaire schade en ondersteunt een beter voorspelbare omvang van stilstanden en de planning van reserveonderdelen.
Door vibratiegedrag te analyseren in zowel kritieke aandrijfsystemen als de bredere reeks hulpapparatuur, versterken papierfabrieken de betrouwbaarheid van roterende apparatuur en de langetermijncontrole op de machinetoestand. Het resultaat is minder webbreuken als gevolg van mechanische instabiliteit, stabielere bedrijfsvensters en verbeterde kwaliteitsconsistentie en energie-efficiënte werking in de gehele papiermachine.
Gratis online training over vibraties
Als uw team verantwoordelijk is voor het onderhoud en de betrouwbaarheid van roterende apparatuur in de pulp- en papierindustrie, maakt basiskennis van vibraties het gemakkelijker om actie te ondernemen op basis van de resultaten van Conditiebewaking. Istec biedt via de Istec Academy een gratis online training Vibratie 1’ aan voor professionals die een praktische inleiding willen in de basisprincipes van vibraties en typische storingspatronen bij machines.
Lees meer »
