Maszyna papiernicza przekształca dostarczaną w sposób ciągły zawiesinę włókien w gotową wstęgę papieru poprzez formowanie, prasowanie, suszenie, kalandrowanie i nawijanie. W trakcie tych etapów walce, łożyska, układy napędowe, przekładnie, pompy i inne urządzenia obrotowe współpracują ze sobą w celu utrzymania stabilnej i ciągłej produkcji. Stan techniczny odgrywa ważną rolę w sprawności pracy maszyny papierniczej. Pojawiające się problemy z łożyskami, walcami lub układami napędowymi mogą przyczyniać się do niestabilnej pracy i, w zależności od ich lokalizacji oraz stopnia nasilenia, mogą ostatecznie wpłynąć na stabilność produkcji lub jakość papieru.
Maszyny papiernicze stanowią zatem doskonałe zastosowanie dla ciągłego monitorowania stanu drgań. Śledząc zachowanie maszyn w czasie, zespoły konserwacyjne zyskują wcześniejszy wgląd w zachodzące zmiany mechaniczne oraz solidniejszą podstawę do podejmowania decyzji konserwacyjnych niż ta, którą mogą zapewnić same pomiary okresowe.
Wyzwanie: długa, połączona maszyna w zmiennych warunkach
Maszyna papiernicza łączy w sobie dużą liczbę elementów obrotowych w ramach jednej ciągłej linii produkcyjnej. Sekcja mokra formuje i mechanicznie odwadnia wstęgę papieru, natomiast sekcja susząca usuwa pozostałą wilgoć za pomocą szeregu ogrzewanych parą cylindrów obrotowych. Dalej w procesie produkcyjnym kalandrowanie i nawijanie na szpule kończą proces produkcji.
Niezawodność mechaniczna ma kluczowe znaczenie w całym tym procesie. Liczne walce i łożyska pracują w trybie ciągłym, podczas gdy układy napędowe i przekładnie przenoszą moc między różnymi sekcjami maszyny. Pompy wspierają również procesy bezpośrednio związane z maszyną papierniczą, szczególnie w obszarze mokrej części.
Jednym z głównych wyzwań związanych z monitorowaniem jest to, że zachowanie maszyn zmienia się w zależności od warunków pracy. Prędkość zmienia się podczas rozruchu i zmian w procesie produkcyjnym, a obciążenie i klasa produktu mogą również wpływać na mierzone drgania. Ponadto drgania mogą przenosić się przez obudowy łożysk, ramy, fundamenty i połączone konstrukcje, co utrudnia określenie źródła zmiany drgań na podstawie pojedynczego pomiaru.
Wyzwaniem nie jest zatem jedynie wykrywanie drgań. Zespoły konserwacyjne potrzebują wystarczających informacji historycznych i diagnostycznych, aby ustalić, czy dana zmiana wiąże się z normalną pracą, czy też z postępującym zużyciem mechanicznym.
Dlaczego monitorowanie drgań ma znaczenie w przypadku maszyn papierniczych
Wiele problemów mechanicznych na maszynie papierniczej rozwija się stopniowo. Zużycie łożysk, niewyważenie, niewspółosiowość, luz, problemy związane ze smarowaniem, zużycie sprzęgieł oraz uszkodzenia związane z przekładniami mogą powodować mierzalne zmiany drgań, zanim doprowadzą do awarii funkcjonalnej.
Zmiany te mają znaczenie w całym urządzeniu. Walce i cylindry suszarek ogrzewanych parą opierają się na solidnych mechanicznie układach łożyskowych, podczas gdy układy napędowe i przekładnie muszą niezawodnie przenosić moc i utrzymywać stabilną pracę przy różnych prędkościach produkcyjnych. Pompy podłączone bezpośrednio do procesu maszyny papierniczej wprowadzają dodatkowe urządzenia obrotowe, których stan mechaniczny i hydrauliczny może również wpływać na zachowanie drgań.
Ponieważ elementy te funkcjonują w ramach jednego ciągłego procesu produkcyjnego, pojawiający się problem mechaniczny może mieć konsekwencje wykraczające poza pojedynczy komponent. W zależności od lokalizacji i stopnia nasilenia, pogorszenie stanu technicznego może przyczynić się do niestabilnej pracy, zmniejszonej dostępności maszyn lub zakłóceń wpływających na produkcję i jakość.
Ciągłe trendy drgań zapewniają kontekst historyczny niezbędny do rozpoznania trwałych zmian w zachowaniu maszyn. W połączeniu z informacjami eksploatacyjnymi, takimi jak prędkość i obciążenie, pozwala to zespołom ds. niezawodności skoncentrować dalszą diagnostykę i konserwację na miejscach wykazujących znaczące pogorszenie stanu, zamiast reagować na każdą zmianę drgań.
Zastosowanie systemu VibSys® w maszynach papierniczych
VibSys® został zaprojektowany do ciągłego monitorowania stanu drgań w urządzeniach obrotowych. Jego zdecentralizowana architektura umożliwia pozyskiwanie i przetwarzanie wysokiej jakości danych dotyczących drgań oraz danych pomocniczych dotyczących maszyn w pobliżu monitorowanego sprzętu.
W przypadku maszyn papierniczych umożliwia to rozszerzenie monitorowania na wiele sekcji maszyny i punktów pomiarowych bez konieczności całkowitego polegania na okresowych ręcznych trasach pomiaru drgań.
VibSys® w sposób ciągły gromadzi dane dotyczące drgań i przetwarza istotne informacje lokalnie na ustrukturyzowane dane o stanie technicznym. Szczegółowe informacje o drganiach pozostają dostępne do dalszej analizy diagnostycznej, gdy trendy wskazują na konieczność dokładniejszego zbadania sytuacji.
Podejście to doskonale sprawdza się w przypadku długich maszyn papierniczych z wieloma potencjalnymi punktami monitorowania. Ciągłe pomiary zapewniają spójną historię zachowania maszyny w miarę zmian prędkości, obciążenia i warunków produkcji, podczas gdy architektura rozproszona pozwala na instalację systemów monitorowania w pobliżu wybranych sekcji maszyny oraz ich rozbudowę w miarę wzrostu wymagań.
Otwarta łączność umożliwia włączenie informacji o stanie technicznym i danych dotyczących drgań do istniejących środowisk zakładowych i analitycznych. System VibSys® jest przeznaczony do monitorowania stanu technicznego i diagnostyki w celu wsparcia procesu podejmowania decyzji dotyczących konserwacji i nie zastępuje dedykowanych systemów ochrony maszyn ani systemów wyłączania związanych z bezpieczeństwem.
Kluczowe zalety dla maszyn papierniczych
- Ciągłe monitorowanie stanu drgań w wielu sekcjach maszyn
- Wcześniejsze wykrywanie postępującej degradacji mechanicznej
- Wysokiej jakości dane dotyczące drgań do analizy trendów i dalszej diagnostyki
- Historyczne dane dotyczące stanu maszyn w zmieniających się warunkach eksploatacyjnych
- Architektura rozproszona dostosowana do długich linii produkcyjnych maszyn papierniczych
- Skalowalne wdrożenie w dodatkowych obiektach i punktach pomiarowych
- Otwarta łączność z istniejącymi środowiskami zakładowymi i analitycznymi
- Zmniejszona zależność od ręcznych metod pomiaru drgań
- Bardziej efektywne wykorzystanie wiedzy specjalistycznej w zakresie drgań i niezawodności
- Praktyczna podstawa dla konserwacji opartej na stanie technicznym i konserwacji predykcyjnej
Wpływ na czas sprawności, stabilność produkcji i planowanie konserwacji
Ciągłe monitorowanie stanu drgań zapewnia zespołom konserwacyjnym lepszy wgląd w zmiany mechaniczne zachodzące w całej maszynie papierniczej.
Pojawiające się problemy z łożyskami, ustawieniem, wyważeniem lub układem napędowym można zidentyfikować wcześniej, co daje zespołom konserwacyjnym więcej czasu na zbadanie sytuacji i zaplanowanie działań, zanim pogorszenie stanu doprowadzi do poważniejszej awarii mechanicznej lub nieoczekiwanej przerwy w produkcji.
Trendy dotyczące stanu technicznego również sprzyjają lepszemu ustalaniu priorytetów. Zamiast ręcznie mierzyć każdą lokalizację z taką samą częstotliwością, uwagę specjalistów można skierować na te sekcje maszyny, które wykazują istotne zmiany. Jest to szczególnie cenne w przypadku długich maszyn produkcyjnych z wieloma walcami, łożyskami, elementami napędowymi i potencjalnymi punktami pomiarowymi.
W przypadku papierni wspiera to bardziej przewidywalne planowanie konserwacji, zwiększoną dostępność sprzętu oraz lepszą kontrolę nad stanem mechanicznym, który może wpływać na stabilność produkcji i jakość papieru.
Od pomiarów okresowych do skalowalnego monitorowania stanu
Maszyna papiernicza może zawierać dużą liczbę potencjalnych punktów pomiaru drgań. Częste sprawdzanie tych miejsc za pomocą pomiarów ręcznych wymaga znacznego nakładu czasu i specjalistycznych kompetencji, a pomiary wykonane przy różnych prędkościach lub warunkach produkcyjnych mogą być trudne do porównania bez wystarczającego kontekstu operacyjnego.
Ciągłe monitorowanie zapewnia bardziej spójny obraz rozwoju maszyny w czasie. Zamiast polegać wyłącznie na okresowych migawkach, zespoły konserwacyjne mogą śledzić trendy i korzystać z wiedzy specjalistycznej w sytuacjach, gdy zmieniające się zachowanie maszyny wskazuje na konieczność przeprowadzenia dalszej analizy.
Monitorowanie nie musi od samego początku obejmować całej maszyny papierniczej. Podejście skalowalne pozwala na rozpoczęcie ciągłego monitorowania od wybranych sekcji lub elementów wyposażenia i rozszerzanie go w miarę rozwoju strategii monitorowania.
Zwiększ zasięg monitorowania dzięki VibSys®
Skuteczne monitorowanie stanu maszyn papierniczych to nie tylko gromadzenie większej ilości danych dotyczących drgań. Chodzi o tworzenie wiarygodnych i przydatnych informacji o maszynach na wystarczająco dużym odcinku linii produkcyjnej, aby wspierać lepsze decyzje dotyczące konserwacji.
VibSys® stanowi skalowalną podstawę do poszerzenia tej widoczności. Ciągłe pozyskiwanie danych o drganiach, lokalne przetwarzanie, wysokiej jakości dane diagnostyczne oraz otwarta łączność umożliwiają zwiększenie zasięgu monitorowania bez powodowania proporcjonalnego wzrostu nakładu pracy związanego z pomiarami ręcznymi.
Monitorowanie można rozpocząć od wybranych urządzeń obrotowych lub sekcji maszyn, w przypadku których ciągły wgląd zapewnia największą wartość, a następnie rozszerzać je na dodatkowe punkty pomiarowe w miarę wzrostu wymagań.
Umożliwia to zespołom ds. konserwacji i niezawodności rozszerzenie ciągłego monitorowania na całą maszynę papierniczą – od pomp i położenia łożysk walców po układy napędowe i przekładnie – wcześniejsze identyfikowanie istotnych zmian oraz skupienie specjalistycznej wiedzy tam, gdzie zapewnia ona największą wartość.
