DEPOZITARE A HIDROCARBURILOR LICHIDE 1.1.Rezervoare cilindrice verticale de depozitare atmosferică 1.1.1.Generalități Rezervoarele de depozitare sunt… [311172]

CAPITOLUL 1

CLASIFICAREA MIJLOACELOR DE

DEPOZITARE A HIDROCARBURILOR LICHIDE

1.1.Rezervoare cilindrice verticale de depozitare atmosferică

1.1.1.[anonimizat] , folosite pentru stocarea lichidelor volatile la suprapresiuni de până la 5000 mm H2O → 50 kN/m2.

Urmărindu-[anonimizat] o mare varietate a acestora, dintre care cele mai importante sunt: rezervoarele atmosferice cu capac fix ([anonimizat]), denumite și rezervoare de tip standard; [anonimizat]; rezervoarele atmosferice cu capac respirator (rezervoarele cu capac autoportant fără moment).

[anonimizat], [anonimizat].

Având în vedere factorii pe care trebuie să-i [anonimizat] a acestora, [anonimizat].

[anonimizat]. Aceste rezervoare sunt echipate cu dispozitive de deservire și exploatare comune echipamentului obligatoriu al rezervoarelor atmosferice. În figura 1.1 [anonimizat], structurarea constructivă a unui rezervor atmosferic cu capac fix.

[anonimizat], manta, construcție metalică de susținere și capac.

Fig. 1.1 Vedere de ansamblu a rezervorului atmosferic cu capac fix [6]

1 – mantaua; 2 – fundul; 3 – construcția de susținere a capacului; 4 – învelitoarea capacului;

5 – fundația; 6 – gura de vizitare; 7 – racordul de ventilație; 8 – racordul pentru luat probe;

9 – racordul echipamentului respirator; 10 – racordul de tragere (descărcare, golire);

11 – racordul de împingere (încărcare, umplere); 12 – racorduri pentru intrare abur;

13 – racorduri pentru ieșire condens; 14 – racordul încarcator de spumă.

1.1.2 Clasificare

Clasificarea acestor rezervoare se face după mai multe criterii:

a) după forma capacului:

– [anonimizat] (α)

este mai mic de 3°;

– [anonimizat] α = 7°…15°;

– [anonimizat] (Fig. 1.2);

– rezervoare cu capac fix și ecran plutitor rigid cu ponton inelar (Fig. 1.3);

– rezervoare cu capac bombat (Fig. 1.4).

b) după construcția metalică de susținere a capacului:

– rezervoare de construcție metalică de tip ferme și stâlp central;

– rezervoare cu construcție metalică de tip ferme și stâlpi intermediari;

– rezervoare cu construcție metalică autoportantă;

– rezervoare fără construcție metalică (cu capac autoportant).

Fig. 1.4 Rezervoarele cu capac bombat [6]

a – rezervorul cu capac sferoidal; b – rezervorul cu capac și fund sferic;

1 – mantaua; 2 – fundul; 3 – capacul; 4 – fundația; 5 – sistemulde ancorare

c) după modul de realizare constructivă a mantalei:

– [anonimizat], [anonimizat], fie alternante;

– rezervoare cu manta executate prin sudare elicoidală;

– rezervoare cu manta realizată din rulouri prefabricate în uzină.

d) după modul de rezemare:

– rezervoare montate pe fundație continuă din beton – cazul rezervoarelor de mică capacitate;

– rezervoare montate pe fundație de tip pat elastic;

– rezervoare montate pe fundație elastică cu inel de beton.

1.2. Elementele constructive ale rezervoarelor

1.2.1.Fundația rezervorului

Fundația rezervorului este elementul de răspundere care are menirea de a prelua solicitările transmise atât de rezervor, cât și de fluidul stocat în acesta și de care depinde în mare măsură costul, comportarea în exploatare și durata de serviciu a rezervorului.

De aceea, este necesar ca, la proiectarea rezervoarelor, să se acorde deosebită atenție alegerii tipului de fundație, mai ales că, în condițiile performanțelor actuale în domeniul construcției de rezervoare, în mod frecvent, suprafața de rezemare a rezervoarelor depășește 1000 m2, iar presiunea pe teren poate ajunge la valori de peste 12,6 · 10-6 N/m2 = 12,6 MPa.

Din punct de vedere constructiv, principalele tipuri de fundații pot fi:

– fundații pe pat elastic normal (Fig. 1.5, a);

– fundații pe pat elastic înalt (Fig. 1.5, b);

– fundații pe pat elastic cu inel de beton (Fig. 1.6).

Fig. 1.5 Fundațiile pe pat elastic [5]

a – normal; b – înalt;

1 – rezervorul; 2 – stratul hidroizolator; 3 – stratul de nisip; 4 – terenul de

umplutură; 5 – rigola inelară; 6 – terenul de fundare.

Fig. 1.6 Fundația pe pat elastic cu inel de beton [5]

1 – rezervorul; 2 – stratul hidroizolator; 3 – stratul de nisip; 4 – terenul de

umplutură; 5 – stratul de argilă compactă; 6 – inel din beton.

1.2.2Fundul rezervorului

Construcția fundului rezervorului este strâns legată de tehnologia de fabricație aplicată. Dacă rezervorul se execută prin rulare, în funcție de mărimea rezervorului, fundul se confecționează din unul sau din două rulouri.

În acest caz, contracțiile circumferențiare ale îmbinărilor sudate sunt anulate de către însăși tehnologia de montare aplicată.

Fig.1.7 Fundul rezervorului cilindric vertical executat prin metoda clasică [5]

1 – zona centrală; 2 – inelul periferic.

În varianta aplicării tehnologiei de montare clasică a rezervorului, fundul se execută dintr-un panou central, de formă poligonală și dintr-un inel periferic (Fig.1.7).

Îmbinarea tablelor care formează fundul se face prin cordoane de sudură în colț,executându-se întâi sudurile transversale (după direcție Y1 – Y2) ale zonei centrale, alternativ de o parte și de alta a fâșiei centrale, către periferie, apoi, cordoanele longitudinale (paralele cu direcția X1 -X2). În cazul fundurilor structurate din zonă centrală și inel periferic, după efectuarea cordoanelor longitudinale ale zonei centrale, se execută cordoanele radiale ale inelului periferic, sudarea inelului periferic de zona centrală realizându-se numai după sudarea tablelor primei virole, atât de inelul periferic (simultan la interiorul și exteriorul virolei) cat și între ele (prin cordoane longitudinale).

Dacă se notează cu Azc suprafața zonei centrale și cu Aip suprafața inelului periferic,atunci se impune ca:

Azc = (0,80 … 0,85) Af

deci, rezultă:

Aip = (0,15 … 0,20) Af

Af fiind suprafața fundului rezervorului, in m2.

Fig. 1.8 Tipuri de îmbinări fund-manta la rezervoarele cilindrice [6]

a – prin sudură de colț directă; b,c – prin intermediul unui inel din cornier.

b c

Grosimea tablelor, care constituie fundul rezervorului, trebuie să fie conform STAS 6579-71; pentru zona centrală se recomandă [41] szc = (4 … 9) mm;

Pentru inelul periferic, grosimea (sip) se adoptă în funcție de grosimea sv1 a primei virole (virola de bază), si anume:

a) sv1 ≤ 7,0 mm → sip = sv1;

b) sv1> 7,0 mm și fundație continuă din beton → sip = sv1;

c) sv1> 7,0 mm și fundație pe pat elastic → sip> 7,0 mm.

Mantaua rezervorului

Tipul mantalei rezervorului este dat de tehnologia de montare adoptată. Mantaua rezervorului se execută în construcție sudată, din table de dimensiuni standardizate. Sudarea tablelor între ele, în vederea realizării virolei, precum și a virolelor între ele în vederea realizării mantalei, se face fie manual, fie automat.

După poziția relativă a virolelor, se deosebesc:

– mantale cu virole sudate cap la cap (Fig. 1.9, a);

– mantale cu virole telescopic (Fig. 1.9, b);

– mantale cu virole montate alternant prin suprapunere (Fig.1.9, c).

În cazul mantalelor realizate prin sudură elicoidală, îmbinarea sudată circumferențiară este înclinată, față de planul orizontal, cu un unghi de pantă de 6 … 10°, iar sudurile longitudinale sunt înclinate, în raport cu verticala, cu același unghi, însă față de axa verticala (Fig. 1.10.).

Fig. 1.9 Tipuri de mantale [17]

a – cu virole sudate cap la cap;

b – cu virole sudate telescopic;

c – cu virole sudate alternant prin suprapunere.

Fig.1.10 Rezervor cu mantaua realizată prin sudură elicoidală [17]

1.2.4.Capacul rezervorului

Capacul rezervorului poate fi realizat, în funcție de capacitatea de depozitare a rezervorului. Capacul fix este specific rezervoarelor de depozitare atmosferice, de construcție normală, prevăzute cu anumite amenajări, în scopul micșorării la minimum a spațiului de gardă, în condițiile umplerii totale. Capacele fixe ale rezervoarelor atmosferice verticale pot fi conice, sferice sau plate.

Capacele conice se construiesc cu un unghi la vârf de 3…4°, realizând un spațiu de vapori mare și sunt recomandate pentru rezervoarele care depozitează produse petroliere ușoare.

Capacul poate fi realizat:

– cu sprijinire pe construcția metalică cu semiferme (Fig. 1.11);

– cu sprijinire pe construcția metalică din panouri.

Fig. 1.11 Construcția capacului [17]

1 – mantaua rezervorului; 2 – elemente de fixare la manta;

3 – învelitoarea capacului; 4 – semiferme; 5 – penele;

6 – contravântuirile; 7 – căpriorii.

La rândul lor, semifermele de susținere ale capacului pot fi:

– semiferme triunghiulare, recomandate pentru rezervoarele cu capacități de depozitare mai mici de 700 m3;

– semiferme trapezoidale, recomandate pentru rezervoarele cu capacități de

depozitare mai mari de 700 m3.

In Fig. 1.12, sunt prezentate, schematic, cele două tipuri de semiferme, cu elementele dimensionale corespunzătoare.

Fig.1.12Tipurile constructive de semiferme [17]

a – trapezoidale; b – triunghiulare.

CAPITOLUL 2

STABILIREA DATELOR INIȚIALE DE PROIECTARE

σc=Rp0,2

Materialele utilizate în construcția utilajului petrolier trebuie să satisfacă anumite cerințe tehnice și economice. Principalii indicatori tehnico – economici folosiți la alegerea materialelor sunt:

– indicatorul tehnico – economic de rezistență – acesta impune alegerea unui material care să prezinte o rezistență ridicată în condițiile unui cost cat mai mic;

– indicatorul tehnico – economic de coroziune – acesta reprezintă costul unității de volum de material corodat într-un interval de timp. În acest caz, se impune ca materialul să prezinte o bună rezistență la coroziune;

– indicatorul eficacității economice a utilizării unor materiale bimetalice – aceasta impune elaborarea unor tehnologii de obținere și de îmbinare a bimetalului conducând în acest fel la o creștere a costului instalației.

Materialele alese sunt:

– pentru manta: S235J2G3 (conform SR – EN 10025-2:2004) – oțel pentru construcții cu limita tehnică de curgere =235 σc N/mm2, pentru care se garantează KV=27J la -20ș C, calmat complet;

– pentru racorduri: P275NL1 (conform SR – EN 10216-1:2003) – oțel pentru recipiente sub presiune cu limita tehnică de curgere =275 σc N/mm2, normalizat, rezistent si la temperaturi scăzute;

– pentru flanșe: P285 (conform SR – EN 10216-1:2003) – oțel pentru recipiente sub presiune cu limita tehnică de curgere =285 c N/mm2.

Caracteristicile mecanice pentru S235J2G3 sunt prezentate în tabelul 2.1, iar

compoziția chimică este prezentată în tabelul 2.2.

Tabelul 2.1 Caracteristici mecanice S235J2G3

Tabelul 2.2 Compoziția chimică S235J2G3

Caracteristicile mecanice pentru P275NL1 din SR EN 10028-3/96 sunt prezentate în tabelul 2.3, iar compoziția chimică în tabelul 2.4.

Tabelul 2.3 Caracteristici mecanice P275NL1

Tabelul 2.4 Compoziția chimică P275NL1

Caracteristicile mecanice pentru P285 sunt prezentate în tabelul 2.5, iar compoziția chimică în tabelul 2.6.

Tabelul 2.5 Caracteristici mecanice P285

Tabelul 2.6 Compoziția chimică P285

2.1. Calculul rezistențelor admisibile

Conform prescripțiilor I.S.C.I.R. C4–2003, rezistența admisibilă a materialului la temperatura de 20˚C:

(2.1)

unde:

r -este rezistența la rupere;

c -limita tehnică de curgere la 20˚C;

cr – coeficientul de siguranță față de rezistența la rupere;Cr=2,4;

cc – coeficientul de siguranță față de limita tehnică de curgere; Cc=1,5.

Pentru S235J2G3, rezistența admisibilă este:

a manta2

r =430 N /mm 2 ;

c =275 N /mm 2 ;

Pentru P275NL1, rezistența admisibilă este:

aracord2

r =390 N /mm 2 ;

c =275 N /mm 2 ;

Pentru P285, rezistența admisibilă este:

aflansa2

r =440 N /mm 2 ;

c =285 N /mm 2 ;

2.2. Calculul cifrei de calitate a îmbinărilor sudate

Raportul dintre rezistența admisibilă as a materialului (de adaos) al cusăturii sudate și rezistența admisibilă a a materialului de bază se numește coeficient de rezistență al sudurii (coeficient de calitate al cusăturii sudate sau cifră de calitate), se notează cu simbolul general 𝜑, și are următoarea expresie de calcul: [8]

(2.2)

Coeficientul 𝜑 depinde de o serie de factori, dintre care se menționează ca fiind mai importanți următorii: tipul constructiv al îmbinării sudate, sudabilitatea materialelor de bază , tratamentul termic al cusăturii sudate, modul și mijloacele de control defectoscopic nedistructiv folosite, caracteristicile fizico – mecanice ale materialului sudurii etc.

Formula generală pentru calculul coeficientului de rezistență al sudurii este

următoarea: [8]

ok1 k2 k3 k4 (2.3)

o – este coeficientul teoretic de rezistență al îmbinărilor sudate și depinde de geometria rostului îmbinării sudate și de procedeul de sudare folosit o =0,90;

k1– este factorul de corecție dependent de sudabilitate materialului de bază

k1=1,00 ;

k2 – este factorul de corecție dependent de modul de efectuare al tratamentului termic de detensionare după sudare

k2 =0,95;

k3– este factorul de corecție dependent de examinarea defectoscopică nedistructivă;

k3=0,95

k4 – este factorul de corecție dependent de modul de efectuare al încercărilor

mecanice constructive și a examinării aspectului sudurii;

k4 = 0,93. [9]

ok1 k2 k3 k4 =1 0,95 0,95 0,93 0,90= 0,75

Pentru S235J2G3, rezistența admisibilă la sudură este:

a,sud,m = a manta = 0,75 154,17 = 115,63 N /mm 2 ;

Pentru P275NL1, rezistența admisibilă la sudură este:

a,sud,r =a racord = 0,75 162,5 = 121,87 N /mm 2 ;

Pentru P285, rezistența admisibilă la sudură este:

a,sud,f ==a flansa = 0,75 183,33 =137,49 N /mm 2 ;

Datele obținute au fost centralizate în tabelul 2.7

Tabelul 2.7 Tabel centralizator al rezisțentelor admisibile și a rezistențelor admisibile

a îmbinărilor sudate

CAPITOLUL 3

PROIECTAREA REZERVORULUI DESTINAT STOCARII HIDROCARBURILOR

Solțuia constructivă propusă constă în alegerea unui rezervor de stocare în construcție rezervor cilindric vertical.

Predimensionarea mantalei ținând seama de acțiunea presiunii hidrostatice.

Calculul de dimensionare a mantalei rezervorului cilindric vertical este independent de soluțiile constructive și de montaj adoptate. Aceasta ia în considerație presiunea hidrostatică , suprapresiunea din spațiul gaze-vapori și solicitările hidrodinamice ce pot apare în prezența mișcărilor seismice.

Fig. 3.1. Schema de calcul a mantalei rezervorului ce ține

cont de acțiunea presiunii hidrostatice [7]

Grosimea virolelor se determină cu relația: [7]

(3.1)

unde: – presiunea de calcul la baza virolei i;

Di – dimametrul interior al rezervorului; Di=30000 mm;

𝜑 – cifra de caliate a îmbinării sudate; 𝜑 = 0,75;

a -tensiunea sau rezistența admisibilă a materialului mantalei la temperatura de calcul de 200 C;a 154,17 N /mm 2;

pci = phsi +phdi+pg (3.2)

unde: phsi – presiunea hidrostatică exercitată de lichidul depozitat la baza virolei i: [7]

phsi= [N /mm 2] ; (3.3)

phdi – presiunea hidrodinamică exercitată în condiții seismice la baza virolei i: [7]

phdi=Rg ; (3.4)

unde: R – raza rezervoriului; R=15 m;

– densitatea produsului depozitat;benzina =710kg / m3 ;

k1 – coeficient de corecție ce ține seama de influența stâlpului central; k 1=1,07;

k2 – coeficient de seismicitate ce ține de seama de amplasarea teritorială a rezervorului (pentru gradul 7 de intensitate seismică); k2 =0,05 ;

k3 – coeficient de corecție ce depinde de valoarea raportului:

;

g – accelerația gravitațională;

g = 9,81 m/ s2 ;

pg – suprapresiunea din spatial de gaze – vapori ai rezervorului;

pg = 1,96 103 N/m2;

c1 – adaos de coroziune;

c1 = 3 mm;

Hu – înălțimea de umplere.

Virola 1

pC1 =phs1+phd1 +pg

phs1=(Hu-Z1) [N /mm 2];

benzina =710 kg/m3

g = 9,81 m/s2

=1,07

=0,05

=0m

L1 =6…12=6m

=1800…3000=3000mm=3m

L=n1 L1+ L1

table de lungime =6m

92,24=156+=>=92,24-90=2,24m=>1 tablă de lungime =2,24m

Virola 2

;

=710kg/m3

g=9,81m/s2

Virola 3

;

=710kg/m3

g=9,81m/s2

SnecSTAS=9mm

L3=5…10=6m

l3 = 1000…2400 = 2400 mm = 2,4 m

Virola 4

;

=710kg/m3

g=9,81m/s2

Hu H 0,3 13 0,3 12,7 m

SnecSTAS=8mm

L4=5…10=6m

l4 = 1000…2400 = 2400 mm = 2,4 m

Virola 5

;

=710kg/m3

g=9,81m/s2

Hu H 0,3 13 0,3 12,7 m

k 1= 1,07

k 2= 0,05

z5 =10,2m

SnecSTAS=6mm

L5=4…12=6m

L5 = 1250…1800 = 1800 mm = 1,8 m

L=n5L5+ L5’

Virola 6

;

=710kg/m3

g=9,81m/s2

Hu H 0,3 13 0,3 12,7 m

k 1= 1,07

k 2= 0,05

z6 =12m

SnecSTAS=6mm

L6=2…8=6m

l6 = 1000…1500 = 700 mm = 0,7 m

L=n6L6+ L6’

Valorile calculate au fost centralizate în tabelul 3.1

Tabelul 3.1 Tabel centralizator al rezultatelor calculului mecanic de proiectare al rezervorului

ÎNTOCMIREA PROGRAMELOR DE MENTENANȚĂ PENTRU SISTEMELE TEHNICE COMPLEXE

1.Considerații generale

Întocmai ca și fiabilitatea, mentenalitatea este un parametru de concepție a sistemelor tehnice. Eforturile științifice si tehnice din ultimii 50 ani pentru a cuantifica aptitudinea la mentenanță a unui sistem tehnic au dat naștere la noua ramură numită mentenabilitate definită ca fiind o caracteristică a unui material (sau sistem tehnic) exprimată prin probabilitatea ca sistemul tehnic respectiv să fie repus intr-o stare dată de funcționare, in limite de timp specificate, ținând seama că lucrările necesare se efectuează după procedee prescrise si in condițiile date.

Principalele condiții ale mentenabilității sunt:

– structura generală a sistemului tehnic; – accesibilitatea; – interșarjabilitatea; – ușurința de evaluare a performanțelor; reglaje continue; – ușurința de talonare a instrumentelor si referințelor interne; – standardizarea subansamblelor având aceași funcțiune; – mijloace încorporate de încercare si diagnosticare; – independența defectelor între ele; – protecții corespunzatoare trebuie sa reducă consecințele unei defectări, deoarece dependența defectărilor nu se poate realiza altfel; – posibilitatea de a face apel la o sursă exterioară de energie; – protecția contra manevrelor greșite ale operatorului si ale celor care repară sistemul tehnic.

În mod obișnuit obiectivul de mentenabilitate al unui sistem tehnic este specificat sub forma unui timp cumulat, maxim, de imobilizare Tci;

Tci = Nc * Mc + Np * Mp

Unde:

Nc = numărul de operații de mentenanță corectivă;

Mc = media timpilor necesari pentru misiunile de reparare;

Np = numărul de intervenții de mentenanță preventivă;

Mp = media timpilor necesari pentru intervențiile de mentenanță preventive.

Nc este un parametru de fiabilitate determinat si cunoscut in fiecare caz. Dacă evaluarea celorlalți parametrii conduce la valori care nu satisfac Tci se impune o modificare a concepției sistemului sau se va acționa asupra politicii de mentenanță în interiorul limitelor costurilor prevăzute.

Cu ajutorul parametrilor de mentenabilitate se poate realiza algoritmul necesar optimizărilor atât in faza de proiectare cât si in cea de exploatare a sistemelor tehnice. Producătorii de sisteme tehnice complexe pun accent pe urmărirea produselor in exploatare( pentru perfecționarea acestora) exploatarea acestora realizându-se in condițiile unui program de intreținere ( mentenanță) prescris, acesta putând fi din punct de vedere al eficienței sistemului ingineresc care utilizeaza sistemul tehnic, cel optim sau nu pentru condițiile date la utilizator. Intre principalii indicatori al fiabilității și mentenabilității unui sistem se poate spune ca de cele mai multe cazuri(analizând prin prisma costurilor cu achiziționarea respective intreținerea ) există o anumită complementaritate asa cum rezultă din graficul de mai jos:

MENTENANȚA PREVENTIVĂ TOTALĂ – SISTEM MODERN DE SPORIRE A PRODUCTIVITĂȚII

1. Evoluția mentenanței

In dezvoltarea lor , politicele de mentenanță au cunoscut trei etape principale:

a ) Inceputul epocii industriale. Această perioadă se caracterizează prin aplicarea preponderentă a mentenanței corective , accidentare. Toate lucrările de mentenanță erau efectuate de personal specializat in acest domeniu. Muncitorii operatori nu erau preocupați de problemele utilajului , sarcina lor principală era de a produce.

b ) Anii 1950-1980. Inceputul etapei a doua coincide cu inceputul activității savanților W. Edwards Deming și Josef Juran în Japonia. Cunoscuții savanți americani au fost invitați in Japonia pentru a contribuii la relansarea industriei japoneze, afectate considerabil de cel de-al Doilea Razboi Mondial. Deming și Juran au contribuit, prin implementarea controlului statistic al proceselor si aplicarea rezultatelor analizei statistice, la imbunătățirea continuă a calității. Concepțiile lu Deming și Juran au constituit calea magistrală de dezvoltare a industriei japoneze. Implementarea lor în toate ramurile industriei a condus spre miracolul japonez pe care îl observam astăzi. Noul concept de dezvoltare a industriei este cunoscut ca Managementul-Calității-Totale(TQM). Deoarece problemele de mentenanță sunt considerate ca o parte a programului TQM , principiile de bază ale acestui program sunt aplicate și la activitățile de mentenanță. Anii 1950-1980 se caracterizează prin implementarea tot mai largă a mentenanței preventive sistematice si condiționate (predictive). Implementarea noilor politici de mentenanță a fost posibilă datorită abordării științifice a problemelor exploratorii și mentenanței utilajului tehnologic. In perioada 1950-1980 începe și se consolidează tendința de atragere tot mai amplă a muncitorilor operatori la lucrările de mentenanță. Demarând de la efectuarea lucrărilor elementare de mentenanță de rutină (curățirea, ungerea, controlul fixărilor etc. ), datorită instruirii continue, participarea operatorilor evoluează spre efectuarea lucrărilor de mentenanță tot mai complicate, inclusive și implementarea propunerilor de imbunătățire a utilajului.Trecerea la mentenanța preventivă a contribuit la reducerea considerabilă a costurilor mentenanței, creșterea eficienței rezultante a echipamentului (OEE) și sporirea durabilității lui.

c) 1980 – zilele noastre . Această perioadă se caracterizează prin implicarea intregului personal – de la operator si până la Directorul General al intreprinderii in problemele legate de utilaj – ceea ce se află la baza concepției de Mentenanță Productivă Totală . Printre politicele de mentenanță o pondere tot mai largă o au mentenanța productivă și mentenanța de imbunătățire , preocupate atât de asigurarea sporirii funcționalității utilajului, cât și de securitatea muncii si protecția mediului ambient. Originea termenului “Mentenanță Productivă Totală” este in discuție până în prezent. Unii consideră , că el a fost aplicat pentru prima dată de managerii americani in anii ’70. Alții atribuie înaintarea acestui termen japonezului Nippondenso – conducătorul unei companii de echipament electric. Conceptul Mentenanței Productive Totale a fost elaborat la începutul anilor ’80 și implementat la multe intreprinderi din Japonia de către Selichi Nakajima , colaborator al Institutului de Mentenanță din Japonia.

Primele lucrari ale lui S. Nakajima încep sa apară către sfârșitul anilor ’80. În anul 1990 in SUA a avut loc prima conferință științifico-practică , consacrată problemelor Mentenanței Productive Totale ( TPM Total Productive Maintenance ).

Evoluția conceptelor de mentenanță

Distingem trei tipuri de mentenanță , respective:

– mentenanță curativă, care constă in a depana defectările imprevizibile; – mentenanță corectă, care constă în principal în depanările făcute funcționale de către mentenanbilitate; – mentenabilitatea preventivă, care constă în principal la acțiunile care se întreprind pentru prevenirea defectărilor posibile; este cel mai greu de realizat.

Politicile în domeniul mentenanței se referă în principal la:

– folosirea componentelor de cea mai înaltă fiabilitate; – utilizarea unui nivel de redundanță ridicat; – acordarea unei atenții deosebite problemelor de mentenanță în faza de concepție.

În ceea ce privește costurile de mentenanță corelate cu politica in domeniu putem alege din urmatoarele variante:

– înlocuirea componentei când se defectează; – înlocuirea componentei , când ea a atins o anumită vârstă sau există riscuri să se defecteze înainte ca ea să fi atins această vârstă; – înlocuirea preventivă la perioade fixe, in funcție de vârsta sistemului.

Programul de mentenabilitate, de regulă cuprinde 3 faze :

– dezvoltarea conceptului de mentenabilitate – sunt stabilite scopurile urmărite și nevoile de mentenabilitate; – dezvoltarea unei tehnici de previziune a mentenabilității aplicabilă in etapa de cercetare dezvoltare; – demonstrarea mentenabilității sistemului în utilizare.

Fazele sunt strâns legate între ele si interdependente.

În practică cel mai frecvent se aplică metoda înlocuirii preventive la perioade fixe a componentelor . Problema fiind determinarea perioadei de înlocuire a acestora . Se pornește de la relația funcției de fiabilitate:

Și impunând o valoare limită minimă pentru fiabilitatea componentei (R) se poate determina analitic din relația de mai sus mărimea perioadei de înlocuire, sau grafic, prin prezentarea funcției R (t) și intersectarea ei cu o dreaptă cu valoarea lui R limită minimă.

Strategiile de mentenanță și caracteristicile lor.

4.Mentenanța productivă totală este un concept al programului de mentenanță al întreprinderii si are scopul, ca să asigure o creștere permanentă a productivității, ridicând tot odată moralul angajaților si satisfacția lor. TPM utilizează majoritatea principiilor ce stau la baza TQM ( Managementul Calității totale ):

– Angajamentul conducerii de vârf pentru implementarea și dezvoltarea programului, – Împuternicirea angajaților pentru a propune și efectua acțiuni corective, – Lucrul grupurilor mici, – Acțiuni preventive pentru îmbunatățiri continui etc.

TPM este un proces în continuă dezvoltare. Implementarea bazelor acestui proces decurge cel puțin un an și prevede aplicarea unui șir de concepții noi, care urmează să schimbe mentalitatea angajaților , referitoare la responsabilitatea lor față de lucrul încredințat.

Concepția TPM prevede mentenanța ca o parte vitală a businesului . Mentenanța nu mai este considerată ca o activitate care nu aduce profit.

Timpul rezervat mentenanței este considerat ca o parte a timpului de lucru, iar în unele cazuri, ca o parte integră a procesului de producție. TPM nu privește mentenanța in sesul îngust – intervenția, atunci când în fluxul material are loc o întrerupere, o ruptură din cauza echipamentului. Scopul este de a minimiza și asigura o tendință de reducere la zero a ieșirii din funcțiune a utilajului și a intervențiilor de mentenanță neplanificate.

Conform definiției, ce persistă in sursele bibliografice de specialitate nipone, TPM constituie:

“un ansamblu de activități ale intregii companii, care au scopul de a asigura și consolida eficiența înaltă a sistemului de producere, de a crea un astfel de sistem de organizare a locului de muncă, care să preîntâmpine pierderile (de timp și materiale ) cauzate de pane, defecte, accidente etc. în ciclul de viață al fiecărui sistem de producere, de a pune în fața tuturor departamentelor încadrate în sistemul de producere ( proiectare, marcheting, aprovizionare, producere etc.) sarcini concrete referitoare la mentenanță , de a asigura o participare activă la procesul de mentenanță a tuturor angajaților – de la operatori pana la managementul de vârf – și de a obține obiectivul de ‘zero pierderi’ în toate departamentele întreprinderii ”.

4.1. Obiectivele TPM TPM are următoarele opt obiective:

1.Ridicarea productivității prin reducerea celor 13 tipuri de pierderi. 2.Instituirea unui sistem autonom de mentenanță ( asigurată de către muncitorii – operatori ), participarea operatorilor la lucrările de mentenanță. 3.Instituirea unui sistem de mentenanță , ce va conduce spre reducerea celor 6 pierderi majore legate de echipament, sporirea eficienței utilizării echipamentului (OEE). 4.Instituirea unui sistem de instruire pentru personalul de mentenanță și operatori. 5.Instituirea unui sistem de control și monitorizare a produselor și utilajului achiziționat chiar de la începutul utilizării lui. 6.Implementarea Sistemului Calității in domeniul Mentenanței. 7.Instituirea unei colaborări cât mai eficiente între departamente în problemele ce țin de mentenanță. 8.Respectarea legilor și normelor referitoare la securitate și mediul ambiant.

4.2. Concepția TPM

– Responsabilitatea primordială pentru mentenanța utilajului este atribuită operatorului, ceea ce asigură o implicare maximă a operatorului in procesul de mentenanță. Eficiența lucrărilor de mentenanță poate fi asigurată cu condiția participării operatorului la activitatea grupurilor mici. – TPM este integrat cu intraga activitate economică a companiei. – Asigurarea creșterii fiabilității utilajului prin intermediul creării condițiilor pentru activitatea grupurilor mici și elaborării procedurilor standard de operare. – Pune accentul pe mentenanța ecipamentului până ca acesta sa se deterioreze. – Asigurarea îmbunatățirii calității , reducerea cantității de produse defecte. – Asigurarea curățirii sistematice a echipamentului. – Elaborarea standardelor de mentenanță și curătenie. – Instituirea unei instruiri permanente pentru ca operatorii si personalul de mentenanță să asigure îmbunătățirea continuă a utilajului. -Implementarea planurilor de calitate pentru mentenanța de rutină , efectuată de operator, si a registrelor de control al respectării planurilor de calitate. – Abordări manageriale standardizate ( proceduri documentate de mentenanță ). – Activitățile de imbunatățire devin activități de rutina.

4.3. Opt piloni ai TPM

TPM are la bază urmatorii opt piloni: -Mentenanța autonomă; -Mentenanța planificată; -Imbunătățirea echipamentului și a utilajului; -Mentenanța utilajului nou și a utilajului modificat; -Managementul calității proceselor; -TPM în oficii; -Instruirea continuă; -Managementul securității muncii si a mediului ambiant.

5.Beneficiile TPM -Productivitate înaltă a echipamentului. -Timp de staționare redus. -Potențial al întreprinderii sporit. -Costuri de mentenanță și de producere reduse. -Tendința spre ‘’zero defecte’’, cauzate de echipament. -Sporirea satisfacției pentru munca depusă. -Recuperarea rapidă a investițiilor.

Monitorizare , diagnoză și mentenanță ale rezervorului proiectat

Monitorizarea fiabilității pompelor centifugr utilizate la incarcarea rezervoruluiC 2500 Suprem 485

1.Descrierea constructivă a pompei C 2500 Suprem 485

1.1. Prezentarea pompei

Pompele C 2500 Suprem 485 sunt pompe speciale construite pentru transportul fluidelor vâscoase, corozive, cu potențial eroziv.

Corpul pompei C 2500 Suprem 485 este de construcție specială și are formă concentrică, fiind prevazut cu manșon de uzură împotriva eroziunii care dezoltă la refulare.

Rotorul pompei C 2500 Suprem 485 este de tipul semideschis care împreună cu corpul pompei de tipul concentric contribuie la reducerea forțelor axiale, a vibrațiilor, a turbulențelor la refulare, astfel energia imprimata fluidului este constant ape pereți determinând scăderea eroziunii provocată de acțiunea fluidului vehiculat.

Rotorul pompei poate fi schimbat adaptând astfel pompa la cerințe noi și modificând performanțele acesteia.

Este prevazută cu etanșări duble la rotor. Pompele au fost proiectate cu un adaos de eroziune de 7175 mm.

Pompele C 2500 Suprem 485 au două componente principale:

-o componentă activă de rotație compusă dintr-un rotor și arbore;

– componentă staționară compusă dintr-o carcasă și corpul pompei care închide axul rotoric respectiv rotorul.

1.2.Funcționarea pompelor centrifuge

Pompele centrifuge transformă energia mecanică primită de la un motor electric în energie cinetică ce este transmisă fluidului transportat, apoi este transformată în presiune în corpul de pompă.

În timpul funcționării , lichidul intră în gura de aspirație trecând în zona centrală a rotorului. Acesta este în mișcare de rotație și imprimă lichidului aflat în cavitățile dintre palele rotorului o accelerație centrifugă, care este apoi transformată în presiune de către corpul pompei.

Fisa 1.Dimensiuni pompă

Fisa 2. Dimensiuni pompă

Fisa 3. Piese și subansamble ale pompei

1.3. Montajul pompei la instalație:

Pompa se montează la instalație rigid, pe suport metalic.

Montajul conductei de aspirație se face dupa fig. 1.

Fig.1. Montajul conductei de aspiratie

-Se fac ajustări la rețeaua de conducte dacă este nevoie pentru cuplarea la instalație a pompei.

-Se cuplează la flanșele de legatură la aspirație apoi refulare.

-Se execută strângerea șuruburilor de fixare a talpei pompei de suport.

-Se verifică corectitudinea montajului.

-Se aliniază motorul electric la arborele pompei, alinierea se face cu un ceas comparator sau cu un laser.

-Se strâng șuruburile de fixare ale motorului.

-Se verifică alinierea.

-Se verifică corectitudinea montajului.

-Amorsarea se face din circuitul pompei funcționale.

-Se verifică etanșările.

-Se elimină aerul din pompă prin aerisitorul plasat în partea frontală a corpului de pompă.

– Se testează pompa.

-Se face recepția pompei.

-Se notează data intervenției.

2.Fiabilitatea in exploatare a pompelor C 2500 Suprem 485

2.1 Condiții de exploatare a pompelor centrifuge cu carcasă concentrică

Pompele C 2500 Suprem 485 au fost exploatate în cadrul instalațiilor de foraj , din schela Filipeștii de Pădure și schela Băicoi județul Prahova.

Condițiile de lucru ale pompelor sunt dificile deoarece fluidul de foraj are efect coroziv, datorat amestecurilor pe bază de sare pentru obținerea densității și eroziv datorat impurităților mecanice cu care intră în contact, filtrarea insuficientă.

Pompele centrifuge au rotor semideschis și carcasă concentrică, permit vehicularea fluidelor cu densitate și vâscozitate ridicată și conținut mare de impurități, au o adaptabilitate bună la condiții grele de lucru.

2.2 Calculul fiabilității pompelor centrifuge

2.2.1. Aspecte teoretice

Conceptul de FIABILITATE se referă la probabilitatea unui sistem tehnic, de a funcționa la parametrii prestabiliți si un timp dat in condiții prescrise de mediu și exploatare.

Fiabilitatea cere ca într-o perioadă de funcționare, utilajul să nu prezinte defecțiuni.

Fiabilitatea unui produs se poate ‘redistribui’ pe elementele componente ale acestuia.

De obicei într-un sistem există elemente componente ‘ vitale ‘ care contribuie in mod decisiv la fiabilitatea acestuia.

În funcționarea unui produs, un rol important il au cauzele întâmplătoare, de aceea teoria fiabilității folosește calcule probabilistice, statistică matematică, teoria informaticii, programării etc.

În teoria fiabilității se folosesc următorii termeni de bază:

-defectarea (căderea) este pierderea aptitudinii unui dispozitiv (sistem sau element) de a-și îndeplini funcția specifică;

-durata de viață este intervalul de timp de la punerea in funcțiune a produsului si până la defectarea lui. Este o variabilă aleatoare T pozitivă.

Timpul de bună funcționare la produsele reparabile, este durata între două reparații successive.

2.2.2.Determinarea indicatorilor de fiabilitate

Fiabilitatea se caracterizează cantitativ prin indicatori de fiabilitate care se definesc pe baza statisticii matematice. Astfel daca se consideră un produs care începe sa funcționeze la momentul t=0 și se defectează , la momentul t=T ( T = durată de viață a elementului sau a produsului ), se presupune ca T este o variabilă aleatoare a cărei funcție de repartiție este:

F(t) = P(T<t)

Funcția F(t) este o funcție de repartiție a timpului de funcționare. Ea reprezintă probabilitatea ca elementul să se defecteze în intervalul ( 0 , t ). Se admite că ea este o funcție continuă.

Funcția : f(t) = dF(t)dt este densitatea de probabilitate (de repartiție) a timpului de funcționare.

Curent se utilizează funcția de fiabilitate R (t) care reprezintă probabilitatea ca un element să funcționeze fără defecte în intervalul ( 0 , t ) în condiții date.

În mod evident în momentul inițial R(t) = 1.

Funcția R(t) este descrescătoare , ea tinde catre 0 când , modul de variație este cel din fig.2

Fig.2

a)funcționarea pană la defectare

b)funcționarea pană la recondiționare la momentul T

Pentru prelucrarea datelor experimentale s-a folosit legea Weibull și hârtia de probabilitate de tip Weibull (diagrama Allan – Plait) care reprezintă o metodă grafică, ce permite stabilirea cu aproximație suficientă, dacă o selecție t1, …tn provine dintr-o colectivitate de tip Weibull , concomitent cu citirea parametrilor ce intră în funcția de repartiție triparametrică a acestei legi:

unde:

= parametrul de scară

= parametrul de formă

= parametrul de localizare

În cazul când selecția este extrasă dintr-o populație Weibull , caz întâlnit cel mai des în practică , punctele sunt sensibil aliniate pe o dreaptă iar parametrul de localizare are valoarea 0 astfel că funcția devine:

Estimările parametrilor în acest caz se va face astfel:

-panta dreptei obținute pe hârtie determinând factorul ,

-abcisa punctului de pe această dreaptă are ca ordonată F(t)=0,63 și determină factorul .

Etape de calcul pentru trasarea diagramelor:

a.- se ordonează crescător datele de prelucrat;

b.- se calculează procentul cumulat de defecte

unde:

I – este numărul de ordine al componentei defectate

N – numărul total de componente supuse testării

Rezultatele sunt centralizate in tabelul 1

c. – se figurează pe hârtia Weibull diagrama Allan-Plait , punctele de abscisa t; și ordonată F(ti).

d. – se trasează dreapta pentru punctele astfel determinate. Intersecția acestei drepte cu orizontala F(t)=0,63 și dreapta coborâtă din acest punct îl determină pe . O paralelă dusă la această dreaptă din punctual ‘1’ al orizontalei F(t)=0,63 determină la intersecția acesteia cu verticala scării , parametrul .

e.-se determină MTBF (media timpului de bună funcționare).

În cazul pompei centrifuge fiabilitatea globală a acesteia depinde de fiabilitatea fiecărui reper de mare uzură în parte, ieșirea din funcțiune a unui reper conducând la demontarea pompei pentru înlocuirea lui.

Deci, se poate considera ansamblul pompei ca un sistem tip serie, iar sistemul va fi în nefuncționare (defect) în cazul în care un singur element este nefuncțional.

Elementele sistemului serie sunt tocmai reperele analizate și anume:

Rotor

Corp pompă + manșon de uzură

Ax rotor

Rulmenți

R(t) = R1(t) X R2(t) X R3(t) X R4(t)

Pentru ca sistemul serie sa fincționeze, trebuie ca toate elementele sale să funcționeze simultan.

Fiabilitatea globală pentru acest tip de sistem va fi:

R(t) – este fiabilitatea globală a pompei

Ri(t) – fiabilitatea unui element component

Tabelul 1

În figurile următoare sunt prezentate diagramele Allan-Plait pentru principalele componente materiale, pe baza cărora s-au calculat MTBF centralizate în tabelul 2.

Parametrii legii Weibull, valorile mediei și timpilor de funcționare (MTBF) pentru reperele analizate.

Tabelul 2

Folosind datele din tabelul 1 și 2 se calculează fiabilitatea reperelor analizate precum și a fiabilității globale pentru pompa C 2500 suprem 485 cu formula:

Centralizarea rezultatelor este prezentată în tabelul 3 , iar reprezentarea grafică în fig. 1, 2, 3, 4, 5, 6.

Tabelul 3

Fig.1 Reprezentarea grafică a fiabilitații rotorului

Fig.2 Reprezentarea grafică a fiabilitații axului rotoric

Fig.3 Reprezentarea grafică a fiabilității corpului la pompă

Fig.4 Reprezentarea grafică a fiabilității rulmenților

Fig5. Reprezentarea grafică a fiabilității pompei

2.3 Analiza defectărilor pompelor centrifuge de proces

Având în vedere rezultatele prelucrate și prezentate precedent și scoase în evidență mai pregnant în constatările prilejuite de urmărirea în exploatare a acestor pompe se pot face considerații asupra fiecărui reper studiat.

Rotorul este partea activă a pompei și totodată este partea care are cea mai mare interacțiune cu fluidul de foraj.

Cauzele cedarii rotorului sunt:

-eroziunea datorată frecărilor dintre fluid si rotor,

-coroziunea datorată salinității fluidului de foraj și a fenomenului de cavitație fig.6, 7,

-abraziunea datorată prezenței în fluid a particulelor solide,

-suprasarcina datorată manipulării incorecte a echipamentului,

-uzura rulmenților arborelui rotoric,

-încovoierea arborelui de rotoric.

Fig. 6 Rotor distrus de coroziune, eroziune, cavitație

Cavitația reprezintă fenomenul prin care cantități mici de fluid se vaporizează pe suprafața rotorului și a carcasei, acestea ‘explodează’ formând un microjet care pătrunde în suprafața activă a rotorului.

Fig .7 Fenomen de cavitație

Rotorul pompei este o componentă cu fiabilitate medie buna datorată conceptului de pompă cu rotor semideschis și corp concentric, are un timp mediu de funcționare de 12000 de ore.

Primele cedări s-au datorat apariției în fluidul aspirat a unor componente metalice ce au lovit palele rotorice determinând ruperea unei bucăți din acestea.

Axul rotoric este una din componentele cu cea mai mare fiabilitate, a înregistrat o medie a timpului de funcționare de 18000 h, și 4 defectări datorate mentenanței aplicate incorect.

Corpul pompei alături de rotor formează pompa propriuzisă, este componenta cu fiabilitate maximă datorate conceptului de manșon de uzură, care se schimbă de fiecare dată când se schimbă și rotorul. Are o medie a timpului de funcționare de 21000h. A înregistrat 3 defectări datorate mentenanței necorespunzătoare.

Rulmenții axului rotoric sunt componenta cu fiabilitatea minimă, reprezintă partea care se defectează cel mai des datorită forțelor ce se dezvoltă în pompă, întreținerea necorespunzătoare a determinat scăderea fiabilității acestora.

3.Asigurarea și controlul calității produselor

Calitatea și criteriile de calitate

Calitatea, una din componentele cele mai importante ale eficienței activității economice, poate fi definită ca ansamblul proprietăților caracteristice ale unui produs, a căror evaluare permite determinarea măsurii în care acesta corespunde necesităților beneficiarilor.

Calitatea se definește prin criterii (indicatori) si nivele de calitate exprimate prin valori măsurabile sau atribute.

Nivelul calitativ al produsului este reprezentat de ansamblul nivelelor criteriilor de calitate ale acestuia.

Criteriile de calitate ale produselor sunt: constructive, funcționale, tehnologice, de fiabilitate, ergonomice, de estetică industrială etc. . Printre acestea în construcția de mașini și aparate moderne, criteriile de fiabilitate constituie o preocupare de mare actualitate.

Fiabilitatea

Fiabilitatea se definește ca proprietatea unui produs exprimată prin posibilitatea ca acesta să îndeplinească o funcție dată în condiții de utilizare prescrise, pe o perioadă de timp determinat.

Dacă în general prin calitate se întelege gradul în care la livrarea din societate, produsul corespunde scopului pentru care a fost creat, prin fiabilitate se întelege aptitudinea produsului de a rămâne corespunzator scopului pe o perioadă de utilizare dată. Aceste două noțiuni sunt indisolubil legate în economia modernă cand pentru satisfacerea nevoilor beneficiarilor este necesar să se cunoască nu numai calitatea ci și fiabilitatea.

Legate de noțiunea fiabilitate, se utilizează în prezent alte trei noțiuni cu valabilitate în domeniul mașinilor, utilajelor și aparatelor:

– mentenabilitatea(reparabilitatea)-probabilitatea atunci când o intervenție de întreținere sau reparare a produsului devine necesară;

– ca produsul să fie repus în stare de funcționare, cu caracteristicele sale funcționale readuse în limite dorite, într-un timp limită specificat în condițiile date, dacă sunt folosite pentru întreținere sau reparare, metodele prescrise;

– disponibilitatea exprimată prin probabilitatea ca produsul să fie în stare bună de funcționare în orice moment;

– redundanta –metodă de creștere a fiabilității produselor constând în prevederea componentei produsului a unor elemente de rezervă.

Ca indicatori (parametrii) de fiabilitate a mașinilor se folosesc, pe lângă intensitatea de defectare și alți indicatori, dintre care cei mai întalniți sunt:

a) media timpului de bună funcționare;

b) timpul mediu de bună funcționare până la prima defectare;

c) coeficientul de utilizare;

d) durata de serviciu;

e) media timpului de întreținere;

f) metoda timpului de indisponibilitate datorită defectărilor.

Sub aspect economic, orice măsură de ridicare a valorii fiabilității conduce la mărirea prețului de cost, în schimb însa se obține reducerea cheltuielilor de întreținere și stagnare.

Metode de analiză și încercări

Metodele de analiză și încercări sunt concepute și aplicate pentru a determina o caracteristică, o proprietate a unui produs complex. Ele se clasifică în metode de analiză chimică, analizând metalografic, metode de încercări fizice, încercări de funcționalitate și de fiabilitate.

Controlul dimensional cu aparate de uz general ( static )

Condițiile de interschimbabilitate sunt deosebit de importante pentru calitatea produsului, se verifică prin măsurarea cu ajutorul unui instrument de măsurat a valorii efective a unei dimensiuni în raport cu o unitate de măsură dată sau prin verificare cu ajutorul unui calibru, dacă dimensiunea controlată se găsește între limitele toleranței prescrise, fără a se determina valoarea efectivă.

Categoriile principale de mijloace de măsurat sunt calibrele și mijloacele universale de măsurat. Metodele de măsurare depind de mijloacele de măsurare folosite, de caracteristicele de precizie ale acestora precum și condițiile în care se execută măsurarea.

Controlul dimensional activ în cursul prelucrării pieselor

Spre deosebire de mijloacele de control static destinate controlului pieselor finite și sortării lor în ‘bune’ sau ’rebut’ deci fără posibilitatea de a acționa asupra procesului de prelucrare se face posibilă prevenirea rebuturilor, ușurează munca, măresc productivitatea, asigură calitate și reduc prețul de cost la prelucrarea prin așchiere.

4.Propunerea unui sistem de mentenanță pentru pompa C 2500 Suprem 485

Mentenanța :

Asigurarea mentenanței, se efectuează pe baza unui program de activități planificate, organizate la solicitarea beneficiarului contracost, după cum urmează:

– revizii tehnice planificate (RT);

– reparații curente (RC1);

– reparații curente (RC2);

-reparații capitale la uzina producătoare însoțite de eventuale modernizări pentru ridicarea performanțelor tehnice și menținerea parametrilor proiectați ai produsului (RK);

Revizia tehnică cuprinde ansamblul de operații executate periodic pentru verificarea bunei funcționări a instalației (verificare, ungere, curățire și eliminarea unor defecțiuni ce impun lucrări de mică amploare ), având și scopul de a constata starea tehnică a utilajelor, înainte de executarea RC si RK.

Reparațiile curente au ca scop eliminarea tuturor defecțiunilor, uzurilor apărute la instalații cu înlocuirea pieselor defecte ( dacă este cazul ) și să asigure o funcționare sigură până la următorul ciclu de reparații.

Se propune mentenanța predictivă pentru pompa C 2500 Suprem 485.

Mentenanta predictivă își propune să evalueze starea echipamentului printr-o monitorizare periodică (off-line) sau continuă (on-line).

Obiectivul final al mentenanței predictive este executarea lucrărilor de mentenanță ‘ la momentul oportun ’, înainte ca echipamentul respectiv să se deterioreze în timpul operării.

Mentenanța programată presupune intervenții regulate asupra echipamentelor, de multe ori fără a răspunde unei nevoi urgente.

Mentenanța programată propune un mare volum de muncă , fiind costisitoare și ineficientă în identificarea problemelor care intervin între reviziile programate . În cazul mentenanței predictive , verificările sunt realizate în timpul funcționării echipamentelor , minimalizând întreruperile activităților curente.

5. Evaluarea costurilor de mentenanță

5.1.Considerații generale

Modelul costului total de mentenanță ia în considerare variația înlocuirii componentelor sistemului la intervale fixe de timp de durată Tp, costurile mentenanței pe un astfel de interval fiind:

unde:

este numărul de înlocuiri la cedări produse în intervalul (0,tp);

si – costurile unitate de înlocuire preventive , respective , de cedare.

Modelul costului mentenanței, se bazează pe înlouirea componentelor sistemului în condițiile acumulării unei uzuri prestabilite. În aceste condiții costurile mentenanței pe un interval de durată t, sunt:

Unde:

– este fiabilitatea componentei urmărite, cu (t) funcția densității de probabilitate de cedare;

– costurile necesare întreținerii și supravegherii sistemului.

Modelul bazat pe determinarea intervalului optim de inspecție, în legatură cu care se definește coeficientul de indisponibilitate al echipamentului.

unde:

MTR- reprezintă media timpilor de reparații;

MTBF -media timpilor de bună funcționare a sistemului.

5.2 Tehnici de optimizare a lucrărilor de mentenanță

Estimarea intervalelor de mentenanță utilizând datele din exploatare

-Modelul are la bază clarificarea defectărilor și estimarea ratelor critice de defectare pe un interval de timp t corespunzător programului de mentenanță preventivă dedicat echipamentului analizat.

Aprecierea influeței acțiunilor și activităților de mentenanță asupra performanțelor sistemului poate fi exprimată analitic printr-o funcție obiectiv, reprezentând costul, sub forma unei sume a costurilor antrenate de diferite consecințe ale activitaților de mentenanță:

Costul ( de fiabilitate ) este egal cu C1 ( durata întreruperilor ) + C2 ( numărul întreruperilor in productie ) + C3 ( numărul accidentelor de tip A ) + C4 (consecințele asupra mediului ) +C5 ( numărul orelor de mentenantă ).

Analiza costurilor referitoare la activitățile de mentenanță are scopul de a evidenția elementele și structura costurilor respective la nivelul sistemului sau a unor entități, pe utilaje ori grupe de utilaje precum și incidența acestor costuri asupra indicatorilor financiari ai întreprinderii.

Costuri referitoare la mentenanță:

-Costurile bunei funcționări; Costuri de prevenire a defectărilor; Costuri de evaluare a funcționarii;

-Costurile cedărilor: Costurile cedărilor interne; Costurile determinate de neconformități.

5.3 Costuri de mentenanță predictivă respectiv mentenanță la cedare

Mentenanța predictivă, realizată prin măsurători și inspecții în timpul funcționării, poate determina eventualitatea unei opriri accidentale, luându-se măsurile necesare evitării unei astfel de situații. Astfel, oprirea utilajului pentru intervenții este planificată în funcție de predicții.

Avantaje:

-Creșterea duratei de viată a echipamentelor și a disponibilității lor;

-Eliminarea opririlor accidentale;

-Permite programarea acțiunilor corective;

-Reducerea timpului de nefuncționare;

-Costuri scăzute pentru piese de schimb și mâna de lucru;

-Reducerea costurilor de mentenanță;

-Siguranța în exploatate și a mediului.

Aparitia unei defecțiuni pentru un utilaj poate fi urmărită pe asa-numita curbă de tip ‘cadă’ , fig. 8 care arată evoluția temporală a unuia sau mai multor parametrii monitorizați.

Fig.8 Evoluția unui defect

In cazul de față, după primele inspecții s-a constatat că pompa are comportament specific, nivelul vitezei de vibrație fiind între 2 si 4 mm/sec..

In timpul monitorizării, s-a observat perturbarea acestui comportament prin creșterea nivelului e vibrații pentru două puncte de colectare.

Analiza spectrului de vibrație ( viteza de vibrație si accelerație ) a scos în evidență un defect incipient de rulment radial–axial, cu bile, pe un rând, de precizie ridicată, seria 7312 BECBM, corespunzatoare unui defect incipient de corp de rostogolire.

Analiza formei de undă a confirmat existența unui defect incipient de rulment (defect de corp de rostogolire ), cu uzura uniformă, ceea ce permite monitorizarea utilajului fără oprirea imediată a acestuia.

Neuniformitatea formei de undă a vibrației ar fi condus la oprirea imediată a utilajului.

Utilajul a fost monitorizat în continuare, observându-se creșterea ușoară a nivelului de vibrații pentru ambele lagăre în direcție verticală, care au depășit în timp valoarea de alertă. În tot acest timp, analiza spectrelor de viteză și accelerație arătau creșterea amplitudinilor frecvențelor de defect.

S-au prelevat monstre de ulei, analiza acestora indicând contaminanți de origine feroasă ( uzură rulment ) și de natură neferoasă ( impurități ).

Fig.9 Impurități în ulei

Numărătorul de particule a indicat prezența particulelor cu dimensiuni de până la 26 microni.

În aceste condiții s-a dispus schimbarea uleiului, pompa funcționând până în data de 24 iulie 2006 când a fost oprită pentru intervenție.

S-a emis nota de constatare în urma analizelor de vibrații, utilajul a fost demontat, confirmându-se defectul de corp de rostogolire.Fig. 10.

Fig.10 Aspectul corpurilor de rostogolire la intervenție

Soluții:

Înlocuind rulmenții seria 7312 și NU 312.

Recondiționat / înlocuit etanșarea mecanică SEALOL 680-0709428.

În urma inspecției pompei în atelierul de reparații, nu s-au constatat abateri de formă ale elementelor componente, s-au înlocuit rulmenții, s-a recondiționat etanșarea mecanică, a fost montată în instalație funcționând cu valori de vibrații asemănătoare cu cele de la începutul monitorizării.

Dacă această pompă nu ar fi fost monitorizată aplicând metoda ‘run to failure’ s-ar fi deteriorat toate elementele interne.

Fig. 11 Comparație costuri materiale mentenanța predictivă si nonpredictivă

În ceeea ce privește forța de muncă, s-a estimat un cost saving de 61 ore, reprezentând 42 procente din totalul reparației, dacă nu se aplică nici un tip de mentenanță predictivă. Fig.12,

Fig.19 Comparație costuri manoperă mentenanța predictivă și nonpredictivă

Timpul de staționare este aproximativ egal cu cel de intervenție, deoarece produsul vehiculat de pompă are aproximativ 40 grade, pompa necesitând răcire, iar timpul de scurgere este de câteva minute.

Concluzii

Prin aplicarea unui program complet și funcțional de mentenanță predictivă se obțin următoarele rezultate:

-o amortizare de peste 10 ori a investiției;

-cost saving între 25 și 30 % din totalul costurilor de mentenanță pe respectivele utilaje;

-reducerea timpului de staționare între 35 și 45 %;

-creșterea producției între 20 și 25%.

Acest tip de mentenanță , pe langă cost saving, conduce la creșterea disponibilității utilajelor, facilitează programarea din timp a operațiilor, scade timpul de funcționare a utilajelor;

Necesită , însă , investiții în aparatură și software, care sunt recuperate rapid și specializarea personalului prin participarea la cursuri, seminarii, conferințe.