بخشی از مقاله
چکیده
در این تحقیق، یک فن شعاعی حساس در کارخانه گندله سازی شرکت معدنی صنعتی گل گهر سیرجان به روش ارتعاش سنجی تحت پایش وضعیت قرار گرفته و عیوب احتمالی آن مورد شناسایی قرار گرفته است. برای این منظور داده برداری در نقاط مختلف تجهیز در سه راستای مورد نیاز انجام شده است. داده های برداشت شده بصورت های مختلف از جمله بر حسب زمان، بر حسب دامنه و همچنین در فضای فرکانس مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته و به دنبال آن عیوب و منشا احتمالی آنها کاندید شده اند. با بررسی دقیق تر، ایراداتی که بالقوه می توانند منشا بروز علائم ارتعاشی باشند دسته بندی شدند.
در کنار مراجعه به استانداردهای مربوطه، مراجعه به سابقه تجهیز نیز کمک نمود تا دلایلی که احتمال وقوع آنها کمتر است از لیست کاندیداها حذف و موارد با احتمال قوی تر باقی بمانند. با رفع ایراد هایی که در پیش بینی های حاصل از پایش وضعیت مشخص شده بودند تجهیز مورد پایش مجدد قرار گرفت. داده برداری های جدید نشان داد که ایرادات تجهیز برطرف شده و آنالیز ارتعاشات ایراد قابل توجهی را نشان نداد.
-1 مقدمه
اگر به بدن یک موجود زنده بعنوان یک کارخانه پیچیده نگاه شود، پزشکان با تخصص های مختلف برای هر کدام از بخش های آن آموزش دیده و کسب تجربه می نمایند و هر یک وظیفه شناسایی و رفع مشکلات آن حوزه را انجام می دهند. به همین صورت برای یک کارخانه نیز چنین رویکردی قابل تصور و پیاده سازی است. از دیرباز، علائم برونی یا بال ینی از یک بیمار راهنمای متخصصان برای شناسایی عامل یا عوامل احتمالی درونی بروز مشکل بوده است.
اندازه گیری تب و نبض از قدیمی ترین راه کارها برای تشخیص بیماری بوده است. با این وجود با پیشرفت تکنولوژی روش های پیش بینانه دیگری نیز با انجام انواع آزمایشات برای این منظور توسعه داده و تجاری شده اند و بطور معمول استفاده می شوند. حال می توان ی ک تجهیز صنعتی را نیز مشابه یک موجود زنده تلقی نمود لذا می توان انتظار داشت که روش های مختلف پ یش بینانه بتوانند در شناسایی عیوب درونی تجهیزات صنعتی نیز کمک کنند. در واقع با استفاده از این روش ها می توان دلایل احتمالی بروز مشکل تجهیز را شناسایی و بر طرف نمود و از بروز ایرادات اساسی جلوگیری کرد.
روش های پیش بینانه گوناگونی برای شناسایی عیوب سیستم های صنعتی توسعه داده شده اند که هر یک کارکرد خاصی داشته و نوعی از علائم برونی را اندازه گیری می نماید. از جمله می توان به روش های زیر اشاره نمود:
- اندازه گیری دما: - - Thermal Condition Monitoring-TCM،
- اندازه گیری دامنه، سرعت، شتاب، فرکانس و فاز ارتعاشات - Vibration Condition Monitoring-VCM -
- آنالیز های مختلف بر روی روغن درون مدار روانکاری تجهیز . - Oil Condition Monitoring- OCM -
- اندازه گیری فشار محفظه تجهیزات - Pressure Condition Monitoring - PCM -
بنظر می رسد بتوان روش های ذکر شده را بترتیب با تب سنجی، اندازه گیری نبض، آزمایشات خون و فشارسنجی در موجودات زنده معادل سازی نمود. پرواضح است که هر یک از روش های مذکور برای تجهیزات خاصی با شرایط کاری مشخصی مناسب است ولی در بسیاری اوقات، کاربرد همزمان آنها برای تشخیص دقیق ضروری است. از طرفی هر کدام از این روش ها نیاز به تخصص و ابزار مخصوص به خود داشته و هزینه ای را به دنبال دارد. از اینرو بایستی قبل از استفاده از هر روش، دانش لازم در مورد کارکردها، قابلیت ها، دقت و روش آنالیز فراهم گردد. همچنین استفاده از روش نامناسب و ناکارآمد باعث تحمیل هزینه و تلفات زمان می شود و نهاتاًی کمکی به رفع مشکل نمی کند. از اینرو توسعه دانش فنی استفاده از روش های پایش وضعیت و همچنین ارائه برخی مثال های موفق می تواند به این امر کمک نماید و انتشار این مقاله نیز در همین راستا انجام می شود.
مجتمع معدنی صنعتی گل گهر سیرجان به عنوان یک قطب مهم در تولید آهن و فولاد کشور، از ابتدای کشف معدن، استخراج سنگ معدن تا تولید گندله آهن را انجام می دهد. پس از استخراج سنگ آهن، عملیات خردایش در مراحل مختلف بر روی آن انجام شده و استحصال آهن از سنگ آسیا شده، به روش های مختلف در مجموعه کارخانجات فرآوری صورت می گیرد.
در ادامه، کنسانتره آهن به صورت پودر به کارخانه گندله سازی منتقل شده و محصول بدست آمده برای شرکت های مصرف کننده ارسال می گردد. در کنار توسعه سریع واحدهای مختلف مجتمع، توسعه دانش فنی و همچنین بهره گیری از دانش روز در همه حوزه های مورد نیاز نیز در دستور کار است. در همین راستا، سرمایه گذاری قابل توجهی چه از لحاظ سخت افزار و چه از نظر نیروی انسانی در این رابطه انجام شده و همچنان تقویت آن ادامه دارد. در واقع این توجه پیرو اثبات اهمیت این حوزه است زیرا عملکرد مطلوب آن پیوستگی تولید و سلامت تجهیزات را ضمانت می نماید.
با توجه به توضیحات ارائه شده در بالا، تیم های نگهداری و تعمیرات مجتمع از ابزارهای متناسب با هر تجهیز برای پیش بینی عیوب استفاده می نمایند. به طور مثال از روش های ارتعاش سنجی و ترموگرافی جهت پایش وضعیت پمپ ها و فن ها و البته اجزای یاتاقان آنها استفاده می گردد [3- 1] البته لازم به ذکر است که استفاده از روش ترموگرافی بویژه در یاتاقان ها اطلاعات مفیدی در اختیار می گذارد.[5 ,4] با اینحال گزارشی که در قالب مقاله حاضر ارائه می شود به مطالعه و عیب یابی یکی از فنهای اصلی کارخانه گندله سازی اختصاص دارد که با روش ارتعاش سنجی انجام شده است.
ارتعاشات زبان ماشین های دوار است به گونه ای که تغییرات آن بیانگر تغییر در وضعیت درونی آن است. منظور از تغییر در علائم ارتعاشی، تغییر دامنه، سرعت، شتاب، فرکانس و فاز در نقاط مختلف داده برداری است. این اطلاعات برای پبش بینی نامیزانی، صلبیت یاتاقان ها، ساییدگی، شکست و ترک در اجزا قابل استفاده هستند. در عمل بروز هر کدام از نواقص مذکور باعث تغییر در خروجی های ارتعاشاتی می گردد. به وسیله اندازه گیری علائم ارتعاشی می توان ماهیت و تا حد زیادی شدت نقص را نیز تشخیص داد و به دنبال آن از خرابی مهلک دستگاه جلوگیری نمود.
قبل از ورود به مسئله جاری، مراجع مرتبط که منتشر شده اند مرور شده تا در طی تحقیق از تجربیات و برخی نتایج جهت بهبود روش و همچنین مقایسه و اعتبار سنجی نتایج استفاده گردد. بهزاد و همکاران از تکنیک ارتعاش سنجی جهت عیب یابی پمپ ها استفاده نمودند.[7 ,6] خیری و همکاران از آنالیز ارتعاشات در تحلیل عیوب پیش آمده در طی کارکرد فن های نیروگاه استفاده نمودند.[8] کندی و دیلمی از ارتعاش سنجی در تحلیل وضعیت پمپ استفاده نمودند
وزیری سرشک از آنالیز ارتعاشات جهت اصلاح طراحی پره های فن استفاده نمود.[10] بطور کلی تکنیک ارتعاش سنجی در هر سیستم متحرک دیگری همچون گیربکس ها قابل استفاده است.[13-11] جعفری و همکاران از ترکیب روش ارتعاش سنجی و همچنین داده های سابقه تجهیز جهت تشخیص عیوب پمپ ها استفاده نمودند
-2 تعریف مسئله و داده برداری
تجهیزی که در گزارش جاری در مورد آن بحث می شود، یک فن شعاعی بوده که از تجهیزات حساس در خط تولید کارخانه گندله سازی بشمار می آید. این حساسیت مربوط به وظیفه آن جهت ایجاد فشار منفی در کپسول آسیابهای کنسانتره سنگ آهن فرآیندگندله سازی می باشد. هوای مکش شده قبل از ورود به فن توسط یک غبار گیر کیسه ای تمیز می گردد بگونه ای که خرابی و توقف آن سبب توقف خط تولید و در پی آن خسارات مادی زیادی خواهد شد.
در این پژوهش ضمن پایش این تجهیز، عیوب آن شناسایی و برای رفع آن اقدامات لازم پیشنهاد و اجرا می گردد. همچنین با رفع ایرادات نیز پایش لازم انجام شده تا از صحت پیش بینی های ارائه شده اطمینان حاصل گردد. در شکل 1 نمای شماتیک فن و الکترو موتور آن که با کوپلینگ در ارتباط هستند و محل نقاط اندازه گیری ارتعاشات - محل های نصب سنسور - نشان داده شده است. لازم به ذکر است که اندازه گیری ها در هر نقطه در سه راستای افقی، عمودی، و محوری انجام می شود که بترتیب با سمبل های H ، V و A نشان داده شده اند.
ملاحظه می شود که نقاط انتخابی ازالکترو موتوردرسمت کوپلینگ وآزادبه ترتیب باعلامتDrive Endو Non Driveو همچنین برای یاتاقان سمت نزدیک پروانه وکوپلینگ بترتیب با علامت Fix - ثابت - و - آزاد - Loose نشان داده شده و در بخش های بعد با این اسامی آدرس دهی می شوند. مشخصات فنی فن و الکترو موتور مورد مطالعه به همراه بیرینگ های موجود در جدول 1 آورده شده است.
برای اندازه گیری ها، از دستگاه ارتعاش سنجی x-viber با پروب های ثبت جابجایی، سرعت و شتاب استفاده شده است. داده های برداشت شده برای مدیریت به نرم افزار x-trend منتقل شده و در ادامه با کمک نرم افزار Spactra Pro پردازش گردیده و عملگر تبدیل فوریه سریع بر روی آنها اعمال و طیف های فرکانسی استخراج می شود. داده برداری در یک بازه زمانی حدود یک ماهه انجام شده که شامل دوره وجود مشکل و پس از رفع آن می باشد
