Ustanowienie polityki dotyczącej postępowania na wypadek awarii silników elektrycznych może pomóc w ograniczeniu liczby i czasu przestojów, a także obniżeniu wydatków na energię.
Wiedza na temat procesu pozwala dobrze poinformowanym, posiadającym komplet danych menedżerom na podejmowanie prawidłowych decyzji z punktu widzenia bezpieczeństwa, ryzyka i kosztów.
Strategia działania
Polityka działań na wypadek awarii silnika powinna zawierać trzy elementy:
- określenie limitu mocy nominalnej,
- ocenę słuszności zastosowania silnika w danej aplikacji,
- opisanie kroków postępowania w razie awarii.
Określenie limitu mocy nominalnej. W zależności od mocy silnika, kosztów naprawy, rabatu dostawcy na nowe silniki, sprawności uszkodzonego silnika i jego rocznego cyklu pracy, może się okazać, że wymiana silnika na nowy będzie mniej kosztowna od jego naprawy.
Niektóre z funkcji systemu do zarządzania zasobami umożliwiają niemal rzeczywiste obliczenia kosztów związanych z naprawą bądź wymianą silnika, a dokument obejmujący strategię działań powinien zawierać jej wyniki i założenia. Jednakże zakłady nieposiadające tej technologii mogą skorzystać na obliczeniu limitu mocy nominalnej.
Aby obliczyć taki limit, należy oszacować koszty napraw i wymiany popularnych rozmiarów silników elektrycznych, włącznie z ich całkowitymi kosztami użytkowania. Jednak gdy nowy silnik ma w domyśle działać dłużej od naprawionego, należy wziąć pod uwagę jedynie koszty generowane przez nowy silnik po przekroczeniu zakładanego okresu trwałości silnika naprawianego.
Następnie należy obliczyć moc znamionową i liczbę godzin pracy, powyżej której bardziej opłaca się naprawić silnik, bazując na obliczeniach zysków firmy lub wewnętrznych kryteriach przychodów. Takie obliczenia posłużą do sformułowania zasady: „Należy wymieniać wszystkie silniki poniżej obliczonego limitu mocy, a naprawiać – wszystkie powyżej”.
Dlaczego powinno się uwzględniać koszty użytkowania silnika? Koszty energii stanowią 97% wszystkich wydatków na działanie silnika elektrycznego. Nawet jednoprocentowy wzrost sprawności silnika oznacza ogromne oszczędności w skali czasu pracy silnika. Biorąc pod uwagę wszystkie wydatki operacyjne związane z działaniem silnika, można podjąć lepszą decyzję odnośnie naprawy lub wymiany silnika.
Ocena słuszności zastosowania silnika w danej aplikacji. Biorąc pod uwagę wysoki koszt nowych silników, awaria silnika elektrycznego stwarza szansę na ponowne oszacowanie słuszności zastosowania silnika w danej aplikacji.
Należy określić, które silniki często ulegają awariom, a następnie przeprowadzić (lub poprosić o to określony zakład naprawy silników) analizę przyczyn awarii (root cause failure analysis – RFCA). Po zidentyfikowaniu przyczyny ciągłych awarii silnika można stworzyć model biznesowy i zacząć działać. Na przykład gdy za awarie silnika odpowiedzialne są trudne warunki środowiskowe, należy wymienić silnik na przystosowany do takich warunków – w ten sposób zwiększona zostanie niezawodność podzespołu i ograniczone przestoje linii. Podobnie jest w przypadku, gdy silnik ma uszkodzone uzwojenie – może to wskazywać na usterkę instalacji elektrycznej w fabryce.
Wymiana zbyt mocnych, nieobciążonych silników – tych, które zwykle pracują poniżej 50% swojej mocy nominalnej – na mniejsze, bardziej wydajne jednostki, odpowiedniejsze do danego zastosowania, zmniejsza wysokość wydatków i zwiększa sprawność napędu, zmniejszając ilość pobieranej przez niego energii.
Opisanie kroków postępowania w razie awarii. W przypadku napędów i silników o krytycznym znaczeniu koszt przestoju może przekroczyć koszt zarówno naprawy, jak i wymiany silnika. Nie oznacza to jednak, że nie ma wówczas czasu na zastosowanie opisanych wyżej zasad.
Postępowanie związane z naprawą uszkodzonego silnika powinno zostać opisane i być widoczne dla wszystkich operatorów i specjalistów utrzymania ruchu. Należy umieścić łatwo rozpoznawalne naklejki na każdym z silników, które będą informowały o odpowiednich krokach w razie jego awarii. Należy oznaczyć silniki, które w razie awarii powinny być wymienione, a które naprawione.
Na silniku powinna się również znaleźć informacja, gdzie można dostać jego zamiennik – w zakładzie czy u dostawcy. Dla silników niemających zamienników na miejscu, w zapasach fabryki, należy sprawdzać dostępność zamienników co kwartał. Wielu producentów silników wytwarza je seriami, co oznacza, że w zależności od czasu dostępność określonych modeli silników może się różnić. Braki w zaopatrzeniu ważnych podzespołów mogą skutkować wyższymi kosztami lub nawet zatrzymaniem produkcji.
Coraz częściej firmy korzystają z zewnętrznych dostawców do zarządzania swoim zapleczem części zamiennych. Oprócz zmniejszenia (lub nawet eliminacji) kosztów prowadzenia inwentarza firmy zarządzające częściami zapasowymi biorą na siebie część odpowiedzialności za brak danej pozycji, zbyt dużą liczbę elementów czy utratę ich wartości. Firmy zarządzające łańcuchem dostaw często wnoszą również swoje doświadczenie zdobyte we współpracy z przemysłem na temat czasu pracy do awarii w podobnych rozwiązaniach i zykują na cenach części magazynowanych.
Na końcu należy sporządzić umowę z dostawcą lub serwisem silników, by zapewnić dostępność części zamiennych i określony czas naprawy podzespołów.
Wskazówki dotyczące naprawy silników
Należy powiedzieć to jasno: nie istnieje wytłumaczenie dla wymiany wszystkich uszkodzonych silników na nowe. Naprawa będzie najlepszym rozwiązaniem dla choćby kilku z nich, zwłaszcza gdy zostały one zmodyfikowane i są silnikami wysokiej sprawności. Amerykańskie agencje przeprowadziły badania, które pokazały, że sprawność silnika spada o ok. 1% już po pierwszej naprawie, z kolejnymi spadkami po następnych działaniach serwisowych. Natomiast badania przeprowadzone przez organizacje EASA oraz Advanced Energy dowiodły, że przezwajanie silników może w rzeczywistości zwiększyć sprawność silnika aż o 1%, gdy warsztat wykonujący usługę stosuje się do określonych wytycznych.
Wytyczne do naprawy silników elektrycznych mają na celu przede wszystkim zachowanie odpowiedniego poziomu osiągów silników, sprawiając, że silnik jest w stanie rozwijać tę samą prędkość, moment obrotowy i sprawność, jak wtedy, gdy był nowy. Wytyczne serwisowe dla silników powinny określać przynajmniej, kto powinien wykonywać dane czynności naprawcze i w jaki sposób, np. które z napraw można wykonywać w zakładzie, a które należy zlecać, oraz jakich procedur naprawczych przestrzegać.
Kto ma wykonać naprawę silnika? Jeśli naprawa silnika elektrycznego jest zlecana na zewnątrz, wymagania co do przeprowadzonej naprawy powinny definiować odpowiedniego dostawcę usług. Wytyczne do naprawy powinny również określać kryteria oceny zakładu naprawczego, czy jest on właściwie wyposażony do przeprowadzenia naprawy. Owe kryteria pozwalają na stwierdzenie, czy wybrany dostawca zapewnia najlepszy możliwy serwis i umożliwia przyszłą ocenę wykonanych napraw.
Centrum serwisujące powinno być w stanie zapewnić przynajmniej przeprowadzenie analizy powstałych uszkodzeń, zaproponować dostępne opcje dotyczące naprawy/wymiany silnika, określić swoje doświadczenie w serwisie podobnych urządzeń oraz przedstawić procedury, według których postępuje, i szczegóły umowy gwarancyjnej.
W jaki sposób naprawiane są silniki? W zależności od tego, czy naprawy są wykonywane wewnątrz przedsiębiorstwa, czy zlecane firmie zewnętrznej, przestrzeganie wytycznych zawartych w ANSI/EASA AR100 pomaga utrzymać, a nawet zwiększyć sprawność i niezawodność naprawianych silników. Standard AR100 określa kompletną listę wytycznych dotyczących napraw mechanicznych, elektrycznych, przezwajania i testów.
Wytyczne serwisowe zawarte w AR100 odnoszą się do:
- programu gwarancji jakości i umów gwarancyjnych,
- wymiany wszystkich uszkodzonych i zużytych części zgodnie ze specyfikacją producenta,
- przeprowadzania testów uzwojenia stojana przed i po usunięciu uzwojenia w celu sprawdzenia uszkodzeń rdzenia,
- naprawy lub wymiany uszkodzonych warstw rdzenia,
- kalibracji sprzętu testującego i urządzeń pomiarowych przynajmniej raz w roku według obowiązujących standardów w celu osiągnięcia odpowiedniej dokładności, zapisu wartości rezystancji uzwojenia w danej temperaturze, przed i po naprawie, upewniając się, że zmierzona rezystancja jest w normie we wszystkich trzech fazach,
- przeprowadzenia testu rezystancji izolacji, testów przepięciowych, testów wytrzymałości dielektrycznej, testów w warunkach nominalnych i bez obciążenia,
- regulacji napięcia zasilania w celu uzyskania odpowiedniej mocy przy odpowiednim napięciu podczas testów.
Nicole Dyess – Director of Client Solutions w firmie Motors@Work.
