Na statkach morskich niezawodność urządzeń obrotowych ma bezpośredni wpływ na ciągłość działania, nadmiarowość i planowanie konserwacji. W maszynowniach, pomieszczeniach pomocniczych i systemach pokładowych podstawę operacji pokładowych stanowią takie elementy wyposażenia, jak wentylatory, sprężarki, urządzenia do wytwarzania energii i napędu (silniki, silniki spalinowe i generatory) oraz szeroka gama systemów pompowych.
Maszyny te działają w trybie ciągłym lub półciągłym pod zmiennym obciążeniem, często w ograniczonych przestrzeniach i trudnych warunkach środowiskowych. Z punktu widzenia konserwacji i niezawodności statki morskie stanowią oczywisty obszar zastosowania monitorowania stanu drgań: wiele obiektów, ograniczone możliwości kontroli oraz poważne konsekwencje w przypadku zbyt późnego wykrycia uszkodzeń.
Wyzwanie: duża liczba zasobów, ograniczona widoczność
Maszyny okrętowe działają w warunkach, które przyspieszają zużycie mechaniczne, jednocześnie ograniczając możliwości przeprowadzania przeglądów. Utrzymujące się drgania przenoszone przez konstrukcję, wilgoć, zanieczyszczenie solą oraz częste cykle uruchamiania i zatrzymywania podczas manewrowania lub pozycjonowania dynamicznego – wszystko to wpływa na żywotność łożysk, ich wyrównanie oraz stabilność mocowania.
Wyzwaniem rzadko jest pojedyncza maszyna o krytycznym znaczeniu. Zamiast tego statki eksploatują floty urządzeń pomocniczych: pompy wody chłodzącej, pompy balastowe i zęzowe, wentylatory, sprężarki, generatory pomocnicze oraz układy napędowe. Pojedynczo urządzenia te można zaklasyfikować jako o średnim stopniu krytyczności, jednak pojedyncza awaria może mimo to ograniczyć nadmiarowość, wymusić obniżenie mocy znamionowej lub spowodować, że konserwacja będzie musiała zostać przeprowadzona podczas nieplanowanego postoju w porcie.
Okresowe trasy pomiarów drgań są trudne do konsekwentnego przeprowadzania na pokładzie i często pomijają wczesne etapy pogorszenia stanu, które rozwijają się między przeglądami. Zespoły konserwacyjne potrzebują ciągłego, stabilnego wglądu w stan maszyn, który jest dostosowany do ograniczeń statku i wspiera praktyczne podejmowanie decyzji.
Dlaczego monitorowanie drgań ma znaczenie na statkach morskich
Monitorowanie drgań jest szczególnie skuteczne w przypadku morskich urządzeń wirujących, ponieważ większość mechanizmów awarii rozwija się stopniowo i generuje wykrywalne sygnatury drgań na długo przed wystąpieniem awarii funkcjonalnej. Zużycie łożysk, niewspółosiowość, niewyważenie, luz oraz problemy związane z przekładnią objawiają się w charakterystyce drgań na długo przed pojawieniem się alarmów dotyczących temperatury, ciśnienia lub wydajności.
W przypadku wentylatorów i sprężarek monitorowanie drgań pomaga wykrywać niewyważenie, zużycie łożysk oraz problemy z montażem, które wpływają na przepływ powietrza, stabilność ciśnienia i zużycie energii. W przypadku systemów wytwarzania energii i napędów trendy drgań umożliwiają wczesne wykrywanie zużycia mechanicznego, które może zagrozić dostępności lub nadmiarowości. W przypadku systemów pompowych, w tym pomp ściekowych, balastowych, zęzowych i wody chłodzącej, monitorowanie drgań pozwala wykryć uszkodzenia łożysk, skutki kawitacji, niewspółosiowość i luz strukturalny, zanim wpłynie to na wydajność lub niezawodność.
Dzięki ciągłemu monitorowaniu drgań w rzeczywistych warunkach eksploatacyjnych zespoły konserwacyjne zyskują wcześniejszy wgląd w stan maszyn oraz solidniejszą podstawę do podejmowania decyzji dotyczących konserwacji opartej na stanie technicznym oraz konserwacji predykcyjnej.
Zastosowanie systemu VibSys® na statkach morskich
VibSys® został zaprojektowany jako kompaktowy system monitorowania stanu drgań i diagnostyki urządzeń obrotowych, doskonale nadający się do środowisk morskich, gdzie przestrzeń, okablowanie i łączność są ograniczone. Na statkach system VibSys® jest zazwyczaj stosowany w wentylatorach, sprężarkach, generatorach, silnikach elektrycznych i układach pompowych, rejestrując dane dotyczące drgań z łożysk i strukturalnych punktów pomiarowych w całym układzie maszynowym.
Kluczowym aspektem systemu VibSys® w zastosowaniach morskich jest lokalne przetwarzanie sygnałów. Zamiast polegać na ciągłej transmisji surowych danych dotyczących drgań, system VibSys® przetwarza sygnały w pobliżu maszyny i generuje przejrzyste wskaźniki stanu maszyny. Dzięki temu ilość danych pozostaje na poziomie umożliwiającym obsługę przez sieci pokładowe, a trendy są łatwiejsze do interpretacji zarówno dla załogi, jak i dla zespołów ds. niezawodności na lądzie, nawet gdy łączność z lądem jest przerywana.
Ponieważ statki często łączą różne generacje sprzętu i standardów czujników, system VibSys® został zaprojektowany do współpracy z powszechnie stosowanymi czujnikami drgań oraz do skalowania od niewielkiej liczby kluczowych elementów wyposażenia do szerszego zasięgu obejmującego systemy pomocnicze. System wspiera diagnostykę, która pomaga rozróżnić między niewyważeniem, niewspółosiowością, zużyciem łożysk, luzami a problemami związanymi z przekładniami, dostarczając kontekst dla decyzji konserwacyjnych, a nie tylko sygnałów alarmowych.
VibSys® jest pozycjonowany wyłącznie jako rozwiązanie do monitorowania stanu i diagnostyki. Wspiera konserwację opartą na stanie technicznym oraz planowanie konserwacji predykcyjnej, ale nie jest przeznaczony jako system zabezpieczający ani system wyłączania awaryjnego.
Kluczowe zalety w zastosowaniach na statkach morskich
- Ciągłe monitorowanie stanu drgań urządzeń wirujących na statkach
- Wczesne wykrywanie usterek w wentylatorach, sprężarkach, generatorach, silnikach i układach pompowych
- Diagnostyka pozwalająca rozróżnić typowe tryby awarii w przemyśle morskim, takie jak niewyważenie, niewspółosiowość, luz i zużycie łożysk
- Lokalne przetwarzanie sygnałów dostosowane do sieci statków i ograniczonej łączności
- Skalowalne wdrożenie w zakresie urządzeń pomocniczych i pozostałych elementów instalacji
- Opcje integracji wspierające pokładowe systemy konserwacji oraz lądowe programy zapewnienia niezawodności
Wpływ na konserwację i niezawodność statków
Zastosowanie monitorowania drgań za pomocą systemu VibSys® na statkach morskich wspiera przejście od konserwacji opartej na harmonogramie do konserwacji opartej na stanie technicznym. Gdy trendy drgań wskazują na postępujące pogorszenie stanu technicznego, działania konserwacyjne można planować w oparciu o zawinięcia do portów, okna klasyfikacyjne lub zaplanowane postoje, zamiast reagować na awarie na morzu.
W praktyce prowadzi to do mniejszej liczby nieoczekiwanych awarii pomocniczych, lepszej ochrony dzięki redundancji oraz bardziej przewidywalnego planowania konserwacji. Historia stanu technicznego wentylatorów, sprężarek, urządzeń do wytwarzania energii i napędu oraz pomp
Systemy ping poprawiają ustalanie priorytetów, weryfikują naprawy i wspierają jaśniejszą komunikację między załogą a zespołami na lądzie. Efektem jest zwiększona niezawodność urządzeń wirujących oraz większa pewność operacyjna w całym cyklu życia statku.
Bezpłatne szkolenie online dotyczące drgań (Kategoria 1)
Jeśli Twoja rola wiąże się z konserwacją statków, niezawodnością aktywów lub niezawodnością urządzeń wirujących, pomocna będzie wspólna podstawa wiedzy z zakresu podstaw drgań. Istec oferuje bezpłatny kurs online „Wibracje – Kategoria 1” w ramach Istec Academy. Obejmuje on podstawowe informacje na temat stanu maszyn, podstaw pomiarów oraz sposobu interpretacji typowych wzorców drgań, co może pomóc w podejmowaniu lepszych codziennych decyzji w ramach programu monitorowania stanu technicznego.
Dowiedz się więcej »
