تحقیق مقاله نگهداری و تعمیرات

نگهداری و تعمیرات

کلیه فعالیت هایی است که حفظ شرایط اولیه دارایی های فیزیکی و آماده بکار نگه داشتن آنها جهت استمرار فرآیندهای پیش بینی شده انجام می شود. این فعالیتها سبب افزایش

نگهداری و تعمیرات

ماشین آلات، کاهش مصرف قطعات یدکی، انرژی و هزینه ها می شود و بازده عملی ماشین آلات را افزایش می دهد. مهمترین هدف نگهداری و تعمیراتکه به اختصار " نت "نامیدهمیشود، بهینه سازی توانایی ماشین آلات جهت رسیدن به حداکثر میزان تولید و کاهش میزان فرسایش و خرابی هاست.

با این تعریف، نگهداری به مجموعه فعالیت هایی اطلاق می شود که به طور مشخص و بیشتر به صورت برنامه ریزی شده و با هدف جلوگیری از خرابی ناگهانی ماشین آلات و تجهیزات و تأسیسات انجام می گیرد و موجب افزایش قابلیت اطمینان و در دسترس بودن آنها می شود. تعمیرات نیز مجموعه فعالیت هایی هستند که روی یک سیستم دچار خرابی و یا از کارافتادگی انجام می شود تا آن را به حالت آماده و قابل بهره برداری باز گرداند.

سیستم نت

مجموعه ای است از کارکنان، تجهیزات و ابزار، قطعات یدکی، مواد مصرفی، اطلاعات و مدارک فنی، روشها و دستورالعملهای کاری و کارگاههای تعمیراتی که به شکل مناسبی در کنار هم قرار می گیرند تا اهداف تعیین شده مانند حداکثر سازی راندمان تجهیزات و حداقل کردن هزینه های نت اصل شود.

استراتژی های نگهداری و تعمیرات

1- تعمیرات پس از خرابی) Failure Break Down Maintenance : FBM قدیمی ترین و ساده ترین روش است؛ هر چند در واقع تعمیرات نیست . زیرا بعد از وقوع هر نوع شکست و از کارافتادگی، تمامی قطعات ماشین را باز کرده و بازرسی می کند و در صورت مشاهده عیب و نقش در هر قطعه، آن را تعمیر و عوض می کند. می توان گفت فلسفه این استراتژی جمله زیر است:

اگر نشکست آن را تعمیر نکن

2- نگهداری و تعمیرات پیشگیرانه (:PMPreventive Maintenance )
در این روش در فواصل زمانی مشخص، قطعات دستگاه بازرسی می شوند، یعنی بازدیدها و تعمیرات با تناوب زمانی مشخص ، برنامه ریزی می شوند و تمامی تلاش در جهت جلوگیری از وقوع شکست و ایجاد خرابی است. ایراد این روش آن است که جهت انجام کاری می بایست ابتدا دستگاه را از حالت کار عادی خود متوقف ساخت و بعد از آن نیز گاهاً قسمتهایی از دستگاه که سالم هستند، تعویض می شوند. علی رغم آنکه باز و بسته کردن ماشین آلات، می تواند باعث بروز عیب در آنها شود.

- 3نگهداری و تعمیرات پیش بینانه ( : PdMPredictive Maintenance )
جهت رفع مشکل موجود در روش قبل و جلوگیری از تعمیرات غیرضروری بر روی اجزاء سالم، روش PdM توسعه پیدا کرده است. در این روش با استفاده از آزمایش های غیرمخرب متعدد، مشکلات دستگاه شناسایی می شود و با توجه به نتایج حاصل از آزمایشات، نسبت به تعمیر تجهیزات و دستگاه ها، اقدام می شود. برنامه پایش وضعیت و تعمیرات مبنی بر شرایط کار دستگاه که در ادامه توضیح داده می شوند، بر اساس این روش تعمیراتی به وجود آمده اند.

-4 نگهداری و تعمیر کنش گرایانه (:PaMProactive Maintenance )
روش نت PaM بر اساس پایش پیشرفت عیب ( نقص ) و تعمیر قبل از شکست بود؛ اما اگر مشکلات به صورت ریشه ای ارزیابی نمی شدند، احتمال عودت عیب وجود داشت. این روش، به ریشه یابی و رفع علل اصلی خرابی می پردازد تا با رفع علت خرابی ها، از بروز مجدد آنها در آینده جلوگیری شود. در این روش، نقش محوری به عهده آنالیز ریشه یابی است. این نت با عنوان نت قابل اعتماد و بهره ور نیز شناخته می شود. با اجرای این روش، حداکثر زمان کارکرد ماشین آلات و در دسترس بودن آنها حاصل می شود.
نگهداری و تعمیرات که به طور سنتی بر اساس زمان انجام می شود، نت پیشگیرانه یا اصلاحی نام دارد. در این روش، نت به منظور پیشگیری از خرابی تجهیزات اجرا می شود و این کار با استفاده از تعمیرات، سرویس کردن و یا تعویض قطعات انجام می شود.
نت اصلاحی زمانی است که از کارافتادگی رخ داده و یا نقصی مشاهده می شود که در بعضی موارد، نت اصلاحی می بایست، فوراً انجام شود؛ اما در بعضی موارد می تواند به تعویق افتد.

نت بر مبنای شرایط ( Condition Based Maintenance )

CMB اعمال نت است بر اساس وضعیت واقعی که از آزمایشهای غیر تخریبی در همان محل، اندازه گیری های عملیاتی و وضعیتی به دست می آید و هدف از آن، بهبود قابلیت اطمینان و دسترسی سیستم، کیفیت تولیدات، ایمنی، برنامه ریزی بهینه اعمال نت، کاهش هزینه های مستقیم نت، کاهش مصرف انرژی و برآورده کردن الزامات ISO 9000 است.
میزان افزایش سرمایه گذاری برروی ماشین آلات صنعتی و اتوماسیون از یکسو و افزایش ارزش مالی و اقتصادی انها از سوی دیگر منجر به آن شد که مدیران و صاحبان صنایع به فکر راه کارهایی منطقی که قادر به بیشینه سازی طول عمر مفید تجهیزات تولیدی خویش و طولانی کردن چرخه عمر اقتصادی آنها شود. افزایش میزان اثربخشی ماشین آلات ، بهبود کیفیت محصولات در کنار کاهش هزینه های نت و عدم خسارت به محیط زیست از جمله مواردی بود که باعث ایجاد تحولی جدید در زمینه نگهداری و تعمیرات گردید.
دست آوردهای جدید نت در این دوره عبارتند از

- معرفی سیستم نگهداری و تعمیرات برپایه شرایط کارکرد ماشین آلات و ترویج استفاده از روشهای پایش وضعیت همچون آنالیز لرزش ، حرارت سنجی و ..
- معرفی و بکارگیری انواع روشهای تجزیه و تحلیل خرابیهای ماشین آلات
- طراحی تجهیزات با تاکید بیشتر برقابلیت اطمینان و قابلیت تعمیر
- تحول اساسی در تفکر سازمانی به سمت مشارکت و گروههای کاری
- معرفی سیستم نگهداری و تعمیرات موثر معرفی روش نت مبتنی بر قابلیت اطمینان ( RCM ) بعنوان روشی جامع جهت تصمیم گیری در استفاده صحیح از انواع سیستمهای نگهداری و تعمیرات موجود. RCM فرایندی است که اولا معین می کند چه کاری می بایست برای تداوم عمر هرگونه سرمایه فیزیکی انجام شود ، ثانیا انتظارتی را که کاربران از تجهیزات دارند ضمانت و عملی می نماید. نگهداری و تعمیرات برپایه قابلیت اطمینان یکی از متدهای جدید نگهداری و تعمیرات است که در دهه اخیر به سرعت رشد کرده است. این تکنیک نت بر بهینه سازی اصلی ترین و مهم ترین فرآیندهای دخیل در نت از روشهای کاری و دستورالعملها گرفته تا سیستمهای دیگر نت نظیر انبار و خرید معطوف می شود. به عبارتی دیگر تمرکز بر ارزیابی و تحلیل ریسک برای تعیین فعالیت لازم در نت (جنبه های زیست محیطی، جنبه های عملیاتی و غیرعملیاتی ) وظیفه RCM است.

هفت سوال اساسی در RCM عبارتند از:
- کارکردهای استاندارد دستگاه در شرایط عملیاتی
- علایم از کارافتادگی موئد عدم کارکرد دستگاه
- عوامل ایجاد حالات شکست
- بیامدهای محتمل ناشی از وقوع حالات شکست
- کارهای لازم برای جلوگیری از حالات شکست
- روشهای خلاقانه و غیرمعمول برای جلوگیری از شکست

پایش وضعیت ( Condition Monitoring )

اندازه گیری و پایش مستمر پارامتری از دستگاه در حال کار است که بیانگر وضعیت آن باشد و قابل trend کردن باشد،یعنی تکرارپذیر باشد و در عین تکرارپذیری، قابل مقایسه کردن نیز باشد. همچنین اطلاعات مفیدی را جهت عیب یابی سیستم ارائه کند. از سوی دیگر، پارامتری در CM مهم است که اندازه گیری آن وقفه ای در فعالیت ماشین ایجاد نکند.
استراتژی CM بر این باور است که اغلب خرابی های ماشین آلات و تجهیزات صنعتی، پس از رسیدن به یک مرحله مشخص، نشانه هایی از خود بروز می دهند که می توان این نشانه ها را به صورت ارتعاشات، صدا، امواج آلتراسونیک، ذرات فرسایشی، دما و... تشخیص داده و وقوع خرابی را پیش بینی کرد؛ لذا می توان قبل از رسیدن خرابی به مرحله بحرانی، با برنامه ریزی فعالیت تعمیراتی و اجرای آن پیشرفت خرابی را متوقف ساخت.

تاریخچه CM

- در سال 1936 نیروی دریایی امریکا یک برنامه نت پیشگیرانه را با برنامه آنالیز روغن مورد توجه قرار داد.

- در سال 1940 راه آهن امریکا و به دنبال آن ارتش امریکا آنالیز روغن را در CMماشین های خود به کار بستند.

- در سال 1970 شرکت کاترپیلار، بزرگ ترین تولیدکننده ماشین آلات راهسازی و معدنی دنیا، CM را به طور وسیعی آغاز کرد.

در ایران نیز، CM در سال 1368 معرفی شد و اقدامات اولیه جهت معرفی آن به صورت جدی تا سال 1373 ادامه یافت. در سال 1374 اولین آزمایشگاه CM در مرکز آموزش عالی وزارت جهادسازندگی راه اندازی گردید.

اهداف بکارگیری CM

در اکثر صنایع، اساسی ترین هدف اجرای CM، شناسایی و پیشگیری از بروز عیب در تجهیزات است.(اجرای PaM)که به طور خلاصه می توان مواردی از آن را به صورت زیر بیان کرد

1- تشخیص و کنترل به موقع فرسایش و عیب قبل از بروز خسارت
2- کنترل کیفیت مواد مصرفی و افزایش عمر
3- برآورد زمان دقیق برنامه PM
4- شناسایی آلودگی ها و نحوه ورود آنها به سیستم
5- کنترل عمر و جلوگیری از تعویض مواد و قطعات قبل از پایان عمر آنها
6- کنترل و بهینه سازی PM
7- ارتقاء کنترل های مدیریتی و …

تکنیک های رایج CM

با توجه به مشخصات پارامترهای مناسب در CM، تکنیکهای متفاوتی جهت اجرای سیستم CM وجود دارد که مهمترین و رایج ترین آنها عبارتند از :
 استفاده از حواس پنجگانه
 آنالیز آلتراسونیک
 آنالیز ارتعاشات
 آنالیز صدا
 ترموگرافی
 آنالیز کارآیی ( Performance )
 آنالیز مدار موتور و سایر تستهای الکتریکی
 آنالیز روغن و تریبولوژی (Tribology)

استفاده از حواس پنجگانه

ابتدایی ترین روش برای پایش وضعیت که در جایگاه خود اهمیت دارد، استاده از حواس انسانی است

با لمس کردن ( به خصوص به کمک یک سکه ) می توان درکی از ارتعاشات تجهیزات داشت. همچنین در مواردی که دما بالا نباشد، می توان احساسی از درجه حرارت داشت.

 بازرسی چشمی ( دیدن ) یکی از تکنیک های مهم تست های غیرمخرب و CM است. بسیاری از عیوب مانند انواع نشتی ها، شکستگی ها، دفرمگی ها و ... با مشاهده ، قابل تشخیص اند.

- برخی اشکالات در سیستم منجر به انتشار بوی خاصی می شوند که با مشام انسان قابل تشخیص است.

- شنوایی انسان یکی از بهترین ابزارها برای آنالیز صدا ( کیفی و کمی ) است. گاهی گوش انسان برای تشخیص منشأ صدا و نوع خرابی مربوطه، از آنالایزرها بهتر عمل می کند، چون می تواند بین الگوهای مختلف تولید صدا فرق گذاشته و بین خرابی های مختلف ونوع صدای ایجاد شده ارتباط برقرار کند.

آنالیز آلتراسونیک

گوش انسان قادر است امواج صوتی در محدوده فرکانسی Hz 20 الی KHz 20 را حس کند. آنبخش از طیف امواج صوتی که دارایفرکانس بالاتر از KHz 20 (حد انتهایی شنوایی انسان) می باشند، " امواج آلتراسونیک" نامیده می شوند. برخی از اشکالات و عیوب در ماشین آلات و تجهیزات الکتریکی، منجر به ایجاد امواج آلتراسونیک می شوند.این امواج از طریق هوا و یا جسم جامد منتشر می شوند که به ترتیب به آنها airborne و structureborne می گویند.

امواج منتشر شده به کمک دستگاه و سنسورهای مناسب ، تشخیص داده شده و با تحلیل ویژگیهای آنها ، نوع عیب قابل شناسایی است. همچنین با توجه به اینکه با دور شدن از منبع عیب ، شدت امواج کاهش می یابد ، محل عیب با دقت قابل ملاحظه ای تعیین می گردد.

آنالیز صدا

علاوه بر امواج آلتراسونیک، امواج صوتی نیز از تجهیزات در حال کار در محیط منتشرمی شود.طیف فرکانسی صدا با کمک یک میکروفون و دستگاه آنالایزر قابل مشاهده است که از جهات بسیاری شبیه طیف ارتعاشات خواهد بود، زیرا با مکانیزم مشابهی ایجاد می شوند.

بهترین ابزار برای عیب یابی از طریق صدا، قدرت شنوایی انسان است. زیرا گوش انسان قادر به تشخیص الگوهای پیچیده صوت و تفکیک آنها از یکدیگر و نیز ربط دادن آن به انواع خرابی است. در حالیکه برای انجام این کار از طریق آنالایزرها مشکلات زیادی به وجود می آید. برای شنیدن بهتر می توان از گوشیهای چک صدا (استتسکوپ) استفاده کرد.

آنالیز کارایی

یکی از تکنیکهای CM که برای انواع مختلف ماشین آلات و به ویژه تجهیزاتی که در واحدهای فرآیندی به کار می روند ، مورد استفاده قرار می گیرد،آنالیز کارایی است. در این روش به کمک انواع گیج ها ، نشانگرها ، سنسورها و ترانسمیترها اطلاعات اولیه ( مانند دبی، دما ، فشار و صورت جمع آوری می شود و پارامترهای بیان کننده کارآیی ماشین نظیر راندمان ، هد تولیدی و . . . ) به کمک فرمولها و روابط ریاضی و بر اساس اطلاعات اولیه محاسبه می شوند.با trend کردن مقادیر پارامترهای بیان کننده کارآیی ماشین در طول عمر آن، هرگونه انحراف از وضعیت نرمال مشخص شده و می توان با انجام اقدام اصلاحی، وضعیت را نرمال نمود.این تکنیک به ویژه برای توربینها ، پمپها ، فنها ، مبدلهای حرارتی ، بویلرها و . . . از اهمیت خاصی برخوردار است .

آنالیز مدار موتور

مدار موتور کلیه المانهای در ارتباط با الکتروموتور را در بر می گیرد. این المانها از باس تغذیه برق موتور که وارد MCC (Motor Control Center) می شود آغاز شده و به خود الکتروموتور ختم می گردد. به طور کلی خرابی های محتمل در مدار موتور به شش ناحیه عیب ( Fault Zone )تقسیم بندی می شود که عبارتند از:

- استاتور
- روتور
- فاصله هوایی
- عایق
- مدار قدرت
- کیفیت توان
این گروه از تستها صرفاً شامل یکسری تستهای الکتریکی می شود و لذا آنالیز مدار موتور (Motor Circuit Analysis) تنها یکی از اجزاء برنامه نگهداری و تعمیرات الکتروموتورها به شمار می رود وتکنیکهایی همچون آنالیز ارتعاشات، ترموگرافی، آنالیز آلتراسونیک و ... برای تکمیل برنامه ضروری هستند. عیوبی که هر کدام از نواحی خطای فوق در بر می گیرند و روشهای تست شامل در هر یک، در ادامه بررسی می شوند.
1- استاتور:
بر اثر انواع تنشهای وارده به استاتور (تنش مکانیکی، الکتریکی، حرارتی و تنشهای ناشی از آلودگی محیط) استاتور همواره در معرض آسیب دیدگی است.