Click here to load reader

Vorausschauende Instandhaltung - bplacedsteck- · PDF file Dr. Hartmut Steck-Winter, Vorausschauende Instandhaltung; AICHELIN Instandhaltungsforum 2011, Folie 29 Zusammenfassung ÂDie

  • View
    8

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of Vorausschauende Instandhaltung - bplacedsteck- · PDF file Dr. Hartmut Steck-Winter,...

  • Dr. Hartmut Steck-Winter, Vorausschauende Instandhaltung; AICHELIN Instandhaltungsforum 2011, Folie 1Dr. Hartmut Steck-Winter, Vorausschauende Instandhaltung; AICHELIN Instandhaltungsforum 2011, Folie 1

    Vorausschauende Instandhaltung Sind Abnutzung und Ausfallzeitpunkt eines Bauteils vorhersehbar?

    Hartmut Steck-Winter

    AICHELIN Service GmbH Ludwigsburg

  • Dr. Hartmut Steck-Winter, Vorausschauende Instandhaltung; AICHELIN Instandhaltungsforum 2011, Folie 2

    Eine kleine alltägliche Geschichte

    Chef zum Instandhalter: „Unsere IH-Kosten sind zu hoch. Alle Welt spricht von den Vorteilen einer zustandsorientierten IH. Warum wir nicht? Also lassen Sie sich auch was einfallen! Wie kann es übrigens sein, dass trotz unserer hohen IH- Kosten eine Anlage kurz nach der Jahreswartung ausfällt? Konnten Sie dies nicht voraussehen und verhindern? Sie müssen nicht nur kostengünstiger sondern auch sorg- fältiger arbeiten!“

  • Dr. Hartmut Steck-Winter, Vorausschauende Instandhaltung; AICHELIN Instandhaltungsforum 2011, Folie 3

    Diese Präsentation behandelt:

    Definition der VIH 1. Instandhaltungsstrategien für Thermoprozessanlagen 2. Erklärungsversuche: Abnutzungsvorrat und Ausfallrate 3. Zustandsorientierte Instandhaltung (ZOI) 4. Zuverlässigkeitsstatistik (Erfahrungswissen) 5. Auf dem Weg zur Vorausschauenden Instandhaltung Zusammenfassung

  • Dr. Hartmut Steck-Winter, Vorausschauende Instandhaltung; AICHELIN Instandhaltungsforum 2011, Folie 4

    Vorausschauende Instandhaltung Eigene Definition

    Antwort auf die Frage: „Wann wird ein Bauteil ausfallen?“ VIH ist (1)Soll-Ist-Vergleich des Zustands eines (einzelnen) Bauteils mit nachfolgender Lebensdauer- oder Ausfallprognose und Entscheidung der Instandhaltungsmaßnahmen (ZOI) bei gleichzeitiger Berücksichtigung der (2) Zuverlässigkeit mehrerer gleichartiger Bauteile mit dem Ziel die Instandhaltung so durchzuführen, dass

    die Nutzungszeit der Bauteile maximal und das Ausfallrisiko minimal ist. VIH » ZOI + Zuverlässigkeitsstatistik!

  • Dr. Hartmut Steck-Winter, Vorausschauende Instandhaltung; AICHELIN Instandhaltungsforum 2011, Folie 5

    Risikobasierende IH-Strategie für Gasaufkohlungsanlagen

    Zyklus Halt + Entgasung + Abkühlen

    Minuten Stunden Tage Reparaturzeit (MTTR)

    Ausfälle, Reparaturen innerhalb

    Aufkohlungsanlage z.B. Steine, Umwälzer

    Ausfälle, Reparaturen innerhalb

    Aufkohlungsanlage z.B. Brenner, Rollen

    Ausfälle, Reparaturen außerhalb

    Aufkohlungsanlage z.B. Sensoren, Relais

    Störungsbedingte IH

    Vorbeugende IH

    Zustandsorientierte IH

    Vorausschauende IH

    (nur Zufallsausfälle)

    Störungs- folgen Störungs- folgen

    FehlerortFehlerort

    IH- Strategie

    IH- Strategie

  • Dr. Hartmut Steck-Winter, Vorausschauende Instandhaltung; AICHELIN Instandhaltungsforum 2011, Folie 6Dr. Hartmut Steck-Winter, Vorausschauende Instandhaltung; AICHELIN Instandhaltungsforum 2011, Folie 6

    Erklärungsversuche: Abnutzungsvorrat & Ausfallrate

  • Dr. Hartmut Steck-Winter, Vorausschauende Instandhaltung; AICHELIN Instandhaltungsforum 2011, Folie 7

    Modell des Abnutzungsvorrats Sicht 1: Abnutzung eines einzelnen Bauteils

    A bn

    ut zu

    ng sv

    or ra

    t

    0%

    100%

    tAusfall tA

    Zustandsorientierte IH

    Vorbeugende IH

    Beginn der Abnutzung t0

    MTTR

    Einsparungspotential

    Austausch topt Willkürliche Abnutzungsgrenze

    Definition Abnutzungsvorrat (nach DIN 31058): Vorrat der möglichen Funktionserfüllungen unter festgelegten Bedingungen, die einer Betrachtungseinheit aufgrund der Herstellung oder aufgrund der Wiederherstellung durch Instandsetzung inne wohnt.

    Die große Unbekannte!

    Problem: Eindimen- sionales Modell

    Störungs- bedingte IH

  • Dr. Hartmut Steck-Winter, Vorausschauende Instandhaltung; AICHELIN Instandhaltungsforum 2011, Folie 8

    Modell der technischen Ausfallrate Sicht 2: Zuverlässigkeit mehrerer gleicher Bauteile

    Verschleiß- Ausfälle

    “Zufallsausfälle“Früh- Ausfälle

    t

    A us

    fa llr

    at e λ

    Störungsbedingte IH

    Zustandsorientierte IH

    Vorbeugende IH

    MTBF / MTTF

    T (Charakteristische Lebensdauer) = 63,2% Ausfälle

    Ausfallrate λ(t): Anzahl der Ausfälle in einem Zeitintervall, bezogen auf die Anzahl der noch intakten Einheiten. Die Maßeinheit der Ausfallrate ist Ausfälle/Zeiteinheit

    Theorie oder Praxis?

    Was sind Zufallsausfälle?

  • Dr. Hartmut Steck-Winter, Vorausschauende Instandhaltung; AICHELIN Instandhaltungsforum 2011, Folie 9

    Abnutzung: Zwei Sichtweisen

    (1) Abnutzung ist die Verringerung der möglichen Funktionserfüllung durch Gebrauch, bezogen auf ein einzelnes Bauteil

    Sicht 1: Theorie der ZOI! und/oder (2) Abnutzung ist die Zunahme der Ausfälle

    durch Gebrauch, bezogen auf eine Gruppe gleicher Bauteile

    Sicht 2: Theorie der Ausfallrate! + Schwachstellenperspektive:

    Störungshäufigkeit eines einzelnen Bauteils Verbesserung (die 4. IH-Disziplin)

  • Dr. Hartmut Steck-Winter, Vorausschauende Instandhaltung; AICHELIN Instandhaltungsforum 2011, Folie 10

    Zustandsorientierte Instandhaltung Sicht 1: Abnutzung eines einzelnen Bauteils

    Sicht 1

  • Dr. Hartmut Steck-Winter, Vorausschauende Instandhaltung; AICHELIN Instandhaltungsforum 2011, Folie 11

    ZOI geeignete Betriebsmittel Sicht 1: Abnutzung eines einzelnen Bauteils

    ZOI geeignete Betriebsmittel: Haben große Ausfall-Folgen (vgl. Risikobetrachtung) Haben erkennbare Abnutzungssymptome (Sicht 1) Haben eine erkennbare Verschleißphase (Sicht 2) Sind relativ langlebig (mehrjährige Nutzungsdauer) Sind teurer als die Inspektionskosten

    oder aber Gehören zu Sicherheitsfunktionen Gehören zu Messmitteln

    Schwierigkeit: Fast alle Betriebsmittel bestehen aus mehreren Bauteilen!

  • Dr. Hartmut Steck-Winter, Vorausschauende Instandhaltung; AICHELIN Instandhaltungsforum 2011, Folie 12

    Zustandserfassung Erscheinungen Sicht 1: Abnutzung eines einzelnen Bauteils

    Abnutzung hat viele Erscheinungsformen, die bei einem Soll-Ist-Vergleich erkannt werden können:

    Mechanischer Abtrag (vgl. Klassiker Verschleißblech) - Rundungsradien an Gleitflächenkanten

    Oberflächenveränderungen - Ablagerungen, Verschmutzung - Korrosion - Aufrauhung, Risse, Brüche

    Veränderte Spiele, Deformation, Leckagen Störung, Fehlfunktion Weitere …

  • Dr. Hartmut Steck-Winter, Vorausschauende Instandhaltung; AICHELIN Instandhaltungsforum 2011, Folie 13

    Zustandserfassung Symptome Sicht 1: Abnutzung eines einzelnen Bauteils

    Abnutzung zeigt sich an messbaren Symptomen, z.B.: Temperaturanstieg Stromveränderung, Leistungsveränderung Laufzeitveränderung Schwingung, Vibration, Geräuschzunahme Druck- und Durchflussveränderung Weitere …

    Die Idee von CM-Systemen ist die kontinuierliche Messung der Abnutzungssymptome

  • Dr. Hartmut Steck-Winter, Vorausschauende Instandhaltung; AICHELIN Instandhaltungsforum 2011, Folie 14

    Der Werkzeugkasten der ZOI Sicht 1: Abnutzung eines einzelnen Bauteils

    Der Werkzeugkasten der ZOI beinhaltet: Schwingungsdiagnose (RTCM) Thermografie Ölalterungsanalyse (RTCM) Endoskopie, auch in Verbindung mit Thermografie Bremsenverschleißerkennung (RTCM) Furnace Tracker Weitere …

    RTCM: Real Time Condition Monitoring, d.h. kontinuierliche Messung

  • Dr. Hartmut Steck-Winter, Vorausschauende Instandhaltung; AICHELIN Instandhaltungsforum 2011, Folie 15

    ZOI Beispiel: Windkraftanlagen Sicht 1: Abnutzung eines einzelnen Bauteils

    Verschleißmerkmale: Korrosion Risse Geräusch Dichtheit Ausbrüche Fresser Ablagerungen Flecken Schwingung etc.

    Beispiel: Zustandskontrolle des Antriebsstranges

    Quelle:

  • Dr. Hartmut Steck-Winter, Vorausschauende Instandhaltung; AICHELIN Instandhaltungsforum 2011, Folie 16

    ZOI Beispiel: Thermoprozessanlage Sicht 1: Abnutzung eines einzelnen Bauteils

    Für ZOI geeignetes Bauteil

    Abnutzungsmerkmale Erscheinungen

    Methode zur Feststellung des Abnutzungszustands

    Ausmauerung Ausbrüche, Risse, Spalte Inspektion, Endoskopie, Thermografie

    Gleitsteine, Gleitschienen (Lauf- oder Gleitflächen)

    Abrieb, Rillen, Riefen, Rundungsradien

    Inspektion, Endoskopie

    Pumpen, Ventilatoren, Gasumwälzer

    Anbackungen, Kavitation, Vibration (Unwucht)

    Schwingungsmessung, Strommessung

    Gasbrenner und Strahlrohre Abbrand (Zündelektrode) Undichtigkeit (Ventile) Ausbeulungen (Strahlrohr)

    Inspektion ggf. Leckgasrate

    Gussplattenband Spalte, Ausbrüche, Abtrag, Laufgeräusche

    Inspektion

    Vibrationsrinnen (Verschleißbleche)

    Materialabtrag (Abrieb) Inspektion, Messung der Materialdicke

  • Dr. Hartmut Steck-Winter, Vorausschauende Instandhaltung; AICHELIN Instandhaltungsforum 2011, Folie 17Dr. Hartmut Steck-Winter, Vorausschauende Instandhaltung; AICHELIN Instandhaltungsforum 2011, Folie 17

    Auf BDE & MDE aufbauende

    Zuverlässigkeitsstatistik Sicht 2: Zuverlässigkeit mehrerer gleicher Bauteile

    Sicht 2

  • Dr. Hartmut Steck-Winter, Vorausschauende Instandhaltung; AICHELIN Instandhaltungsfo