Как провести проверку системы смазки промышленного оборудования

Evaluare lubrifiere utilaje — это румынское выражение, обозначающее то, что в англоязычных источниках называется аудитом смазки : структурированная проверка того, как предприятие хранит, применяет и контролирует масла и смазки, обеспечивающие работу его оборудования. Это самый часто упускаемый из виду шаг между «у нас есть план технического обслуживания» и «мы действительно знаем, работает ли он». Отраслевая пресса широко указывает на то, что значительная часть отказов подшипников связана с проблемами смазки, хотя масштабы этих проблем сильно зависят от оборудования и области применения. База данных надежности редукторов Национальной лаборатории возобновляемой энергии, составленная Министерством энергетики США , приписывает 76% отказов редукторов ветротурбин подшипникам в целом, но указывает на осевое растрескивание, а не на смазку, как на основную причину в этой категории, при этом проблемы, связанные со смазкой, регистрируются отдельно в категории «другие компоненты» на уровне 6.9%. Плохая смазка оборудования является причиной значительной доли отказов оборудования и связанных с ними затрат на техническое обслуживание. В этом руководстве подробно описано, что проверяется в ходе реального аудита, как интерпретировать результаты анализа масла и когда ручной смазочный пистолет перестает быть достаточно эффективным.

Что именно проверяется при проведении аудита системы смазки?

Аудит системы смазки рассматривает четыре взаимосвязанных аспекта практики смазки на предприятии: как хранятся и обрабатываются смазочные материалы, проявляются ли физические признаки правильной или неправильной смазки оборудования, что показывают пробы масла в лаборатории и соблюдаются ли фактически задокументированные процедуры на производстве.

Такая структура не случайна, она тесно соответствует стандарту ICML 55.1:2019 , стандарту по управлению смазкой, опубликованному Международным советом по смазочным материалам для машин и разработанному при участии 45 технических специалистов, который описывает 12 взаимосвязанных областей устойчивой программы смазки.

Оценка текущих методов смазки таким образом, а не простое изучение письменного плана, отличает аудит от простого документооборота. Полезная деталь, которую большинство аудитов пропускают: команда не принимает устные ответы за чистую монету. Как правило, аудит переходит от совещания по планированию с руководством отдела технического обслуживания и специалистами к осмотру помещения, который физически подтверждает то, что было заявлено, — документированный этап «проверка, а не просто опрос», который выявляет несоответствие между тем, что указано в журнале смены, и тем, как на самом деле выглядит корпус подшипника. Одна из документированных методик аудита напрямую учитывает результаты анализа проб масла: загрязненная проба приводит к снижению оценки на три балла, а чистая проба добавляет один балл к общей оценке программы. Завершенный отчет об аудите смазки представляет собой подробный документ, который преобразует эту оценку в уровень производительности, оценку условий на месте и конкретный список рекомендаций, а не просто в оценку «прошел/не прошел». Хороший план последующих действий рассматривает этот отчет как дорожную карту на следующие двенадцать месяцев, а не как документ, который откладывается и забывается.

Каковы 7 этапов смазки?

Единого универсального нумерованного списка не существует, но типичная последовательность действий на уровне программы выглядит следующим образом: определить каждую точку смазки, выбрать правильную смазку для нагрузки и скорости в этой точке, установить метод нанесения (ручной или автоматический), установить интервал повторной смазки, наносить смазку равномерно, периодически отбирать пробы и проводить тестирование, а также документировать и корректировать результаты на основе полученных данных. Аудиты проводятся потому, что седьмой шаг, документирование и корректировка, — это тот шаг, который большинство предприятий пропускают после первоначальной настройки программы.

Признаки избыточной и недостаточной смазки

Недостаточная смазка — это типичный вид отказа, ожидаемый большинством людей: избыток смазки приводит к контакту металла с металлом, увеличению трения, снижению эффективности работы и нагреву, который в конечном итоге приводит к перегреву подшипника. Избыточная смазка же вызывает удивление, и это не незначительная ошибка, а дорогостоящая, ведущая и предотвратимая причина отказов основных компонентов оборудования. Это более серьезная картина отказов, чем данные по редукторам ветротурбин, представленные Министерством энергетики США выше, где осевое растрескивание, а не смазка, является основной причиной большинства отказов подшипников. Правильная смазка имеет наибольшее значение для обычного промышленного оборудования, но не обязательно для всех классов активов.

Когда подшипниковая полость заполнена слишком плотно, вращающиеся элементы вынуждены физически выталкивать излишки смазки. Это перемешивание само по себе генерирует тепло, а шприцы для смазки могут создавать давление до 15 000 фунтов на квадратный дюйм, чего при чрезмерном смазывании герметичного корпуса достаточно, чтобы разорвать сальники и пропустить грязь и воду в подшипник, от которых уплотнение должно было защищать.

В одной из тем инженерного форума eng-tips.com, посвященной высокоскоростной смазке подшипников, приводится конкретная цифра: подшипник качения, работающий при dN (диаметр отверстия в мм, умноженный на скорость в об/мин) приблизительно 600 000, следует смазывать только до 15–25% от его внутреннего свободного объема; дальнейшее заполнение лишь увеличивает объем смазки, необходимой для перемешивания элементов качения, а не обеспечивает дополнительную защиту. В обсуждении на форуме это рассматривается как зависящее от скорости решение, а не как фиксированное универсальное число, что соответствует тому, что обычно встречается в рекомендациях по смазке: формулы разных производителей могут давать разные рекомендуемые интервалы повторной смазки для одного и того же номинального подшипника , поскольку они по-разному учитывают нагрузку, скорость и тип уплотнения. Единого правильного ответа в таблице нет, есть отправная точка от производителя оригинального оборудования (OEM), скорректированная с учетом фактических результатов анализа масла и осмотра.

Какие существуют четыре типа смазки?

Граничная смазка (поверхности, находящиеся в почти непосредственном контакте, защищенные в основном химической пленкой смазки), смешанная смазка (частичная жидкостная пленка с некоторым граничным контактом), гидродинамическая смазка (полная жидкостная пленка от относительного движения, характерная для подшипников скольжения) и эластогидродинамическая смазка (тонкая пленка высокого давления, которая кратковременно деформирует контактирующие поверхности, типичная для подшипников качения и зубьев шестерен).

От того, в каком режиме работает данная точка, зависит, что важнее: вязкость или состав присадок, — этот момент может помочь подтвердить отчет об анализе масла.

Анализ масла: что означают цифры в лабораторном отчете?

Отчет об анализе масла полезен только в том случае, если вы знаете, что именно измеряют его показатели, и одна из наиболее распространенных ошибок в толковании заключается в том, чтобы рассматривать систему кодирования как предельный показатель соответствия/несоответствия. В стандарте ISO 4406:2021 (текущее, четвертое издание) загрязнение частицами обозначается трехзначным кодом, количеством частиц на миллилитр при размерах ≥4 мкм, ≥6 мкм и ≥14 мкм, а сам метод подсчета калибруется по стандартному эталонному материалу NIST 2806.

Код описывает степень загрязнения жидкости; сам по себе он не указывает, какой уровень загрязнения допустим для вашего конкретного гидравлического насоса или редуктора; этот целевой показатель устанавливается требуемым классом чистоты оборудования, а не только стандартом ISO 4406. В качестве иллюстрации того, что эти цифры означают на практике (пример одного источника, а не универсальный целевой показатель): код 19/17/14 соответствует примерно 2,500–5,000 частиц/мл при размере частиц ≥4 мкм, 640–1,300 частиц/мл при размере частиц ≥6 мкм и 80–160 частиц/мл при размере частиц ≥14 мкм — три числа, три класса размеров, которые следует читать вместе, а не по отдельности.

Важно отметить следующее: показания кислотного числа полезны только при сравнении с пределом допустимого содержания примесей, установленным для конкретного масла и области применения. Повышенная тенденция при повторных анализах масла является гораздо более надежным сигналом, чем любое отдельное показание по сравнению с общей таблицей. Хороший контроль загрязнения на этапе хранения также отражается в этих анализах: жидкость, которая хранилась в герметичной и чистой упаковке до попадания в машину, неизменно показывает более низкие показатели износа металла и количества частиц, чем жидкость, взятая из открытой, немаркированной емкости.

Сам образец должен быть достоверным: место отбора пробы на оборудовании является одним из наиболее распространенных источников ошибок в программе анализа масла, а внешнее загрязнение, обнаруженное во время отбора проб, может маскировать или преувеличивать те самые тенденции изменения состава частиц, которые должен выявлять тест. Аудит, который игнорирует проверку методики отбора проб, проверяет данные, которым нельзя полностью доверять. Эффективная программа анализа масла рассматривает согласованность образцов как свой основной показатель, а не только исходные данные о количестве частиц, и хороший поставщик смазочных материалов обычно может указать вам на лабораторию, которая следует воспроизводимому протоколу. Именно здесь начинаются прогнозирующее техническое обслуживание и планирование на основе состояния оборудования: именно линия тренда по всем образцам, а не какое-либо отдельное показание, указывает специалисту, когда следует действовать.

Ручные смазочные пистолеты против автоматических смазочных устройств

Честный ответ на вопрос «следует ли автоматизировать эту точку смазки» заключается не в количестве таких точек на предприятии, а в том, как часто каждой отдельной точке требуется смазка. Пример из статьи консультанта по смазочным материалам Майка Джонсона , опубликованной в журнале STLE Tribology & Lubrication Technology в 2009 году , иллюстрирует логику с помощью метода расчета Трабона: сферический роликовый подшипник с диаметром поршня 3.44 дюйма, работающий со скоростью 1,200 об/мин во влажной, пыльной среде, показывает расчетный интервал повторной смазки в 36 часов.

При такой частоте ручная смазка по фиксированному графику нецелесообразна. В приведенном Джонсоном примере расчетный интервал в семь дней (168 часов) или меньше рассматривается как пороговое значение, которое стоит оценивать для автоматической смазки. Это простой и практичный критерий, который оператор оборудования может проверить, сравнив его с показателями своей машины, полученными тем же методом. Этот пример также наглядно демонстрирует, почему частота так же важна, как и метод: в нем сравнивается толщина пленки, нанесенная вручную примерно 0.002 дюйма каждые 8 ​​часов, с толщиной пленки, нанесенной каждые 4 часа при аналогичной автоматической подаче — более тонкой, но более частой дозе, а не более толстой, но менее частой.

Автоматические системы смазки решают проблему частоты смазки, но создают другую проблему: проверку. Манометр конечного давления автоматической системы подтверждает, что насос достиг заданного давления, но он не подтверждает, что каждый отдельный инжектор действительно подал смазку или что каждый подшипник получил необходимое количество. Расслоение смазки внутри резервуара, засорение выходного отверстия, повреждение трубок или внутренняя утечка могут незаметно лишить систему смазки, в то время как система будет сообщать о нормальном давлении. Один из научных примеров иллюстрирует другую сторону компромисса: плановая автоматическая система на двигателе мощностью 22 кВт была настроена на интервал заправки в 3,204 часа, подавая дозу 10.35 грамма за 23 секунды, при этом измеренная погрешность составила 0.89% по результатам испытаний — точно, но надежно лишь настолько, насколько надежен физический путь подачи, лежащий в основе этого показания давления.

«Без проверок оборудования и обратной связи от специалиста по смазке ручная смазка может привести к снижению производительности и надежности оборудования».

Разработка программы управления смазочными материалами

Программа управления смазкой — это уровень документации и планирования, который превращает результаты аудита в документ, сохраняющий свою актуальность при смене персонала. Эксперты отрасли, пишущие о совершенствовании смазки, в целом согласны с тем, что ее следует рассматривать как структурированную программу с четко определенными целями, а не как разрозненный набор передовых методов смазки, которые кто-то смутно помнит. Решение о том, какие точки остаются на ручных смазочных пистолетах, а какие переходят на автоматизированную подачу (см. наш обзор типов систем смазки ), является одним из первых решений, которые необходимо принять при разработке новой программы.

Наиболее распространенные ошибки — чрезмерная смазка, недостаточная смазка, смазка по фиксированному графику, а не в соответствии с фактическими условиями эксплуатации, и опора на неадекватный мониторинг — на практике являются симптомами полного отсутствия документированной программы, а не единичными ошибками технического специалиста.

• ✔ Создайте полный перечень точек смазки, ранжированных по степени критичности, и настройте правильный тип смазки и интервал регистрации для каждой из них.
• ✔ Цветовая маркировка контейнеров со смазочными материалами и инструментов для их нанесения предотвращает перекрестное загрязнение несовместимыми смазками.
• ✔ Результаты аудита и анализ проб масла следует вносить в рабочие задания, привязанные к каждому объекту, а не хранить в картотеке.
• ✔ Храните смазочные материалы в герметичных, промаркированных контейнерах вдали от влаги и пыли; нарушения правил хранения/обращения являются наиболее распространенной причиной выявления нарушений при первичном осмотре, а также снижают риск разлива и утилизации.
• ✔ Повторный аудит следует проводить по установленному графику, а не только после сбоя.

Приведенные примеры иллюстрируют, как это выглядит на практике, с оговоркой, что каждый из них представляет собой результат отдельного предприятия, а не гарантированный исход: на одном предприятии программа смазки, изначально не структурированная, за четыре года привела к девятикратному увеличению оценки независимого аудита после внедрения инженерного отбора проб и мониторинга состояния в соответствии с ICML 55.1. В другом случае, на другом предприятии сообщили об экономии примерно в 27 400 долларов США за счет улучшения фильтрации и анализа масла, а также о сокращении количества утечек на 72% и заметном уменьшении незапланированных простоев после формализации программы, при этом полностью сертифицированная команда специалистов по смазке контролировала этот процесс. Главный вывод обоих случаев: как только вы внедряете реальное отслеживание эффективности программы смазки в качестве подлинного приоритета, а не второстепенного вопроса, цифры, как правило, следуют за этим. Программное обеспечение и маршруты проверки на основе штрих-кодов (использовавшиеся, по крайней мере, в одном опубликованном случае для отслеживания результатов аудита) — распространенный способ, позволяющий предприятиям предотвратить превращение растущего запаса точек смазки в гадание на кофейной гуще, а также обеспечивающий более плавное внедрение, поскольку технические специалисты следуют отсканированному маршруту, а не запоминают его.

Когда следует запланировать проверку системы смазки?

Поисковый интерес к инструментам для нанесения смазки, шприцам для смазки и автоматическим смазочным устройствам демонстрирует явную сезонную закономерность на проверенных нами рынках: объем поисковых запросов примерно удваивается по сравнению с типичным базовым уровнем до пика в марте, а затем стабилизируется в течение летних месяцев.

Эти сроки соответствуют практическому календарю: предприятия, выходящие из зимних простоев и наращивающие производство к весенне-летнему сезону, планируют работы по техническому обслуживанию, поэтому конец зимы — наиболее подходящий период для проведения проверки системы смазки, а не ожидание, пока поломка не вынудит к этому.

Общая тенденция развития отрасли подкрепляет стремление к планированию технического обслуживания на упреждающей, а не реактивной основе: внедрение стандарта ICML 55.1 (опубликованного в 2019 году и теперь упоминаемого в основных отраслевых изданиях по надежности) продолжает подталкивать предприятия к документированным, поддающимся аудиту программам, а не к неформальным графикам смазки, и те же отраслевые источники сообщают о переходе к смазке на основе состояния оборудования, используя данные анализа масла и датчиков для запуска обслуживания, а не фиксированный календарь, как о направлении развития отрасли. Более общие показатели роста рынка смазочных материалов существуют в отраслевых исследовательских отчетах, но они описывают общий размер рынка, а не что-либо конкретное о том, когда вашему предприятию следует запланировать следующий аудит. Вместо этого используйте сезонный характер спроса и данные о состоянии вашего собственного оборудования при оценке стоимости аудита смазки в сравнении со сроками следующего планового технического обслуживания.