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27.10.2017

CM Technologies: Optimierte Instandhaltung und sichere Prozesse durch Vibrationsmessung

Laut einer Studie der Conmoto Consulting Group belaufen sich die direkten Instandhaltungskosten in Produktionsstätten der EU im Jahr auf über 450 Milliarden Euro – mit einem Sparpotential von etwa 70 Milliarden Euro. Schuld sind in der Regel Schwächen im Instandhaltungsmanagement.

Eine Optimierungsmöglichkeit bietet die Konzentration auf zustandsorientierte Maßnahmen: Erst dann Kapital und Arbeitskraft aufzuwenden, wenn es tatsächlich nötig ist, spart Ressourcen bei garantierter Prozesssicherheit. So können anhand von Vibrationsdaten bei rotierenden Anlagen wie Motoren, Pumpen oder Ventilatoren Aussagen über mögliche Fehlerbilder getroffen werden. Die Voraussetzung bilden verlässliche Messungen und eine aussagekräftige Analyse relevanter Daten. Hierfür ist das Vibration Meter der CM Technologies aufgrund seiner Nutzerfreundichkeit besonders geeignet: Mithilfe des tragbaren Messgeräts können alle notwendigen Größen direkt vor Ort erfasst werden. Auf dem Bildschirm werden die Daten in übersichtlichen Diagrammen zusammengefasst, für deren Verständnis keine Vorkenntnisse notwendig sind. Ampelfarben signalisieren die Schwere von Defekten wie Unwuchten oder Lagerschäden – eine unmittelbare Handlungsempfehlung für Techniker und Monteure.

Wenn vermehrt Maschinenausfälle auftreten, steht das für die Instandhaltung zuständige Personal häufig vor einem Problem: Um die Fehlerquellen zu ermitteln, muss die Anlage für eine Überprüfung heruntergefahren werden – Stillstände bedeuten allerdings zum Teil hohe Verluste für die Unternehmen. Wird stattdessen eine vorbeugend-präventive Strategie verfolgt, resultiert das in der Regel in höheren Ausgaben für Ersatzteile und Personal, da Maßnahmen umgesetzt wurden, die strenggenommen nicht nötig waren. Eine Möglichkeit, diese Ressourcen effektiver einzusetzen, bietet die zustandsorientierte Instandhaltung. Sie basiert auf aktuellen Werten, die durch Condition Monitoring ermittelt werden, und reduziert die notwendigen Arbeiten auf ein Minimum – ganz ohne die Prozesssicherheit zu gefährden. Bei rotierenden Anlagen eignet sich hierfür die Messung und Auswertung von Vibrationen: Mit dem Vibration Meter von CM Technologies stellt dies nun auch für ungeschultes Personal kein Problem mehr dar.

Schnelle Fehleranalyse vor Ort

„Alle Geräte haben einen Sensor, der die Beschleunigung der Maschinenschwingung oder der Equipmentschwingung aufnimmt“, erklärt Ali Awad, Product Specialist bei der CM Technologies GmbH. „Die Daten werden direkt vom Vibration Meter analysiert und können über das integrierte Display eingesehen werden.“ Für die Messung wird der über ein Kabel mit dem tragbaren Handgerät verbundene Sensor mithilfe eines Magnetkopfs oder eines Gewindes an der Anlage angeschlossen. Dabei ermittelt das ISO 10816-3-zertifizierte Vibration Meter alle physikalischen und mechanischen Schwingungskerngrößen wie Schwingbeschleunigung, -geschwindigkeit, -weg und Frequenz bei Spitzen-Vibrationskennwerten zwischen 10 bis 1.000 Hz in mm/s. Abgeleitet hiervon sind auch FFT-Analysen über die Amplitudenmodulation möglich. All das passiert allerdings im Hintergrund – der Nutzer bekommt das Ergebnis einfach und verständlich inklusive der Schadensursache auf dem Display grafisch angezeigt.

Die Ergebnisse geben Aufschluss über den Zustand des rotierenden Equipments. So können Unwuchten und Lagerschäden erkannt werden, aber auch, ob einzelne Teile lose sind oder die Anlage falsch ausgerichtet ist. Je nach Ausführung ist wählbar, ob nur einzelne Messwerte relevant sind oder ob Trends beobachtet werden sollen. „Das heißt, in bestimmten Intervallen, die selbst festgelegt werden können, wird immer eine bestimmte Messung an einem bestimmten Ort durchgeführt. Die Trends können Aufschluss darüber geben, ob Eingriffe notwendig sind“, so Awad. Zusätzlich können Kopfhörer angeschlossen werden, um Wälzlagergeräusche hörbar zu machen und auszuwerten.

Analyse ohne Fachpersonal

Die Auswertung der Messergebnisse ist über zwei Wege möglich: Direkt über das Gerät oder mithilfe eines Analyse-Programms am PC. Auf dem Vibration Meter selbst läuft die Verarbeitung über das Expertensystem FASIT (Fault Sources Identification Tool). Hierbei werden die Messungen mit Kennwerten abgeglichen und die Ergebnisse in anschaulichen Diagrammen in Ampelfarben dargestellt. Die Kennzahlen, mit denen die gesammelten Daten verglichen werden, können vom Nutzer selbst eingegeben oder auf Wunsch auch nach kundenspezifischen Vorgaben direkt ab Werk eingestellt werden. Durch die Veranschaulichung der Schwere der Probleme mithilfe der Farben kann auch ungeschultes Personal fundierte Entscheidungen über Folgemaßnahmen treffen.

Für eine detailliertere Diagnose können die Daten auf einen PC übertragen werden. Hierfür stellt CM Technologies eine kostenfreie Basisversion ihrer selbst entwickelten Software DDS (Data Diagnostic Software) zur Verfügung, die auch das Erstellen von Routen zulässt. Das Programm wertet die Daten aus und stellt sie in verschiedenen Formen bereit, wie zum Beispiel in einem zeitlichen Verlauf oder in einem Gesamtüberblick über mehrere Messungen. Außerdem ist eine Vollversion erhältlich, die neben mehr Speicherplatz auch die Möglichkeit bietet, mehrere Datenbanken mit der Software zu verwalten. „In jedem Betrieb gibt es mehrere Hallen mit zahlreichen Maschinen; an jeder Maschine gibt es mehrere Messpunkte mit verschiedenen Messaufgaben. Mit der DDS-Software kann eine autorisierte Person, beispielsweise der technische Leiter, eine Route anlegen, die das Vibration Meter für zukünftige Messungen vorgibt“, beschreibt Awad die Idee. Abgesehen von DDS gibt es auch eine andere Möglichkeit: Die ADS-Software (Animated Deflection Shapes) ist eine animierte Darstellung von Maschinenbewegungen, welche durch Vibrationen verursacht werden. Diese, auch als Betriebsschwingformanalyse bekannte Methode visualisiert die Vibration der Maschine durch Animation. Während diese stattfindet, wird die Vibration entschleunigt und die Schwinugngsweite erhöht. Auf diese Weise wird die Vibration als Maschinenbewegung grafisch dargestellt – eine Kombination von Vibrationsmessung und Software-Bearbeitung.

Vibrationsmessungen für verschiedene Anwendungsbereiche

Neben der Grundversion des Vibration-Meters, die sich zum Beispiel für den Einsatz in der Produktion eignet, gibt es weitere Variationen für verschiedenste Anforderungen. So ist eine Plus-Variante erhältlich, die sich vor allem durch die Datenspeicherungsmöglichkeit unterscheidet. Außerdem werden Modelle speziell für die Schifffahrt, das Vibration Meter Marine, und für explosionsgefährdete Bereiche, die Ex-Variante, angeboten. Die neueste Entwicklung ist das 3-Kanal-Messgerät VA3 mit zwei Signaleingängen, an denen simultan gemessen werden kann, und einem Eingang für einen Laser-Drehzahlsensor. Noch leistungsstärker ist das VA4, ein 4-Kanal Vibrationsanalysator, der die Daten in großem Umfang eigenständig auswertet und eine Übertragung auf den PC überflüssig macht. „Darüber hinaus ist auch eine permanente Messung, also Online-Monitoring, möglich: So können am Vibration Monitor bis zu 16 Sensoren gleichzeitig angeschlossen werden“, bemerkt Awad.

Weitere Anwendungsbereiche finden sich beispielsweise bei Druckluftleitungen und -anlagen durch die Aufnahme von Ultraschall – ebenfalls eine hochfrequente Schwingung. Auf diese Weise können Leckagen schnell erkannt und beseitigt werden. Auch für Hersteller rotierender Maschinen ist die Vibrationsmessung von großem Interesse: „Wir bekommen viele Anfragen von Pumpenherstellern, die unsere Messgeräte für Testdurchgänge im Labor benötigen. Außerdem ist es für viele Produzenten vorteilhaft, zum Zeitpunkt des Aufbaus der Maschine bei Kunden Messungen durchzuführen, um einen korrekten Aufbau zu gewährleisten und Schäden vorzubeugen. Gleichzeitig kann das erste Rohsignal aufgenommen und hinterlegt werden, welches als Richtwert für alle weiteren Messungen – durch Hersteller oder Kunden – fungiert“, führt Awad aus.

Um einen möglichst effektiven Einsatz ihrer Geräte zu garantieren, bietet CM Technologies spezielle Trainings und Schulungen an. „Wir wollen erreichen, dass durch unsere Produkte jeder Techniker ganz einfach sein Instandhaltungsmanagement optimieren kann“, so Awad abschließend.

Bild: Das ISO 10816-3-zertifizierte Vibration Meter ermittelt alle physikalischen und mechanischen Schwingungskerngrößen wie Schwingbeschleunigung, -geschwindigkeit, -weg und Frequenz bei Spitzen-Vibrationskennwerten zwischen 10 bis 1.000 Hz in mm/s. Abgeleitet hiervon sind auch FFT-Analysen über die Amplitudenmodulation möglich. (Foto: CM Technologies)

Quelle: CM Technologies

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