Głównymi celami każdego programu zarządzania utrzymaniem ruchu jest wydłużenie okresów eksploatacji sprzętu i bezawaryjnej pracy zakładu oraz poprawa BHP.
Dzisiejsze zakłady przemysłowe są bardziej zaawansowane technologicznie oraz inteligentne, niż kiedykolwiek przedtem. Posiadają maszyny i urządzenia sterowane komputerowo, co zwiększa wydajność produkcji i poprawia warunki BHP w fabrykach. Te ulepszenia wymagają jednak pewnego kompromisu. Na przykład w miarę jak fabryki stają się coraz bardziej złożone, przeprowadzanie podstawowych inspekcji sprzętu staje się coraz trudniejsze dla personelu.
Jednocześnie te bardziej inteligentne fabryki są dopasowywane do nowoczesnych standardów, co czyni je bardziej praktycznymi, jednak mniej solidnymi mechanicznie niż było to normą kiedyś. Te zbyt wielkie zakłady były kosztowne w budowie i utrzymaniu oraz mało wydajne, jednocześnie solidne i niezawodne. Dzisiejsze fabryki w uzasadniony sposób poświęcają część z tej solidności na rzecz wydajności, jednak biorąc pod uwagę ich zwiększoną złożoność, wykorzystywanie sprzętu pochodzącego od wielu różnych producentów oraz nieznajomość nowoczesnych technologii przez personel zakładowy, to zlecanie prac związanych z testowaniem, pomiarami, przeglądami i konserwacją firmom zewnętrznym staje się imperatywem.
Co prawda dzisiejsze fabryki są wydajniejsze, produktywniejsze i bezpieczniejsze od dawniejszych, jednak wymagają także pewnego poziomu wiedzy fachowej do bezpiecznej obsługi maszyn i sprzętu oraz dostosowanego do danego zakładu podejścia do utrzymania ruchu, jakiego często nie potrafi mieć personel tego zakładu. Mając to na uwadze, w artykule podano kilka tematów do przeanalizowania podczas opracowywania programu działań związanych z testowaniem, pomiarami, przeglądami i konserwacją instalacji oraz sprzętu elektrycznego dla dzisiejszego zakładu przemysłowego. Należy rozumieć, że głównymi celami każdego programu zarządzania utrzymaniem ruchu jest przedłużenie okresu eksploatacji sprzętu i bezawaryjnej pracy zakładu oraz poprawa warunków BHP.
Przeanalizowanie skutków alternatywnego pozostawania przy starych rozwiązaniach
W miarę jak dyrekcje fabryk dążą do wdrażania procesów ciągłych ulepszeń, które zwiększają wydajność produkcji i efektywność ich zakładów, to instalacje elektryczne w coraz większym stopniu wymagają ciągłości dostarczania energii, przy ograniczonych możliwościach wykonywania prac konserwacyjnych. Trwała niezawodność oraz integralność zasilania zależy od efektywnych programów działań związanych z testowaniem, pomiarami, przeglądami i konserwacją instalacji elektrycznej, które są zgodne z obowiązującymi w danym kraju przepisami (fot. 1). Starzenie się oraz pogarszanie parametrów sprzętu elektrycznego to zjawiska nieuniknione, jednak można zapobiec wielu awariom sprzętu.
Efektywny program działań związanych z testowaniem, pomiarami, przeglądami i konserwacją instalacji elektrycznej identyfikuje oraz rozpoznaje czynniki prowadzące do pogorszenia stanu technicznego systemu i formuje strategie mające na celu uniknięcie dalszego pogarszania i awarii. Dobrze administrowany program testowania, pomiarów, przeglądów i konserwacji może zapobiec wypadkom przy pracy, uratować ludzkie życie, zminimalizować kosztowne przestoje na produkcji oraz zredukować nieplanowane przerwy w dostawie energii. Może także obniżyć składki ubezpieczeniowe, które są zwykle bardziej kosztowne, jeśli zakład posiada nieodpowiedni lub marginalny program działań związanych z testowaniem, pomiarami, przeglądami i konserwacją. Jednak konserwacja zapobiegawcza może być czasami postrzegana, jako niewygodna i jako niepotrzebny wydatek. Fabryki często muszą wyłączać sprzęt i przerywać operacje generujące dochody w celu przeprowadzenia testów i niezbędnych prac konserwacyjnych. Jest to sytuacja podobna do wymiany oleju czy zmiany opon w samochodzie. Nikt nie chce tego robić, ale każdy rozumie korzyści uzyskiwane z regularnie wykonywanego serwisowania.
Alternatywne postępowanie może mieć znacznie gorsze konsekwencje. W przypadku samochodu ciągłe odkładanie wymiany oleju na później spowoduje na koniec problem z naprawą silnika. Zbyt długa eksploatacja opon może się skończyć pęknięciem którejś z nich podczas jazdy, co może doprowadzić do niebezpiecznego wypadku. Podobnie jest w fabryce. Awaria sprzętu może spowodować przestój fabryki i nie na kilka godzin, ale dni. Albo nawet gorzej – może skutkować poważnym zranieniem lub śmiercią pracownika. Koszty utrzymania ruchu mogą być zniechęcające, jednak koszty problemów wynikłych z braku konserwacji mogą się okazać znacznie wyższe po dłuższym czasie. Mówiąc najprościej, ignorowanie lub odkładanie w czasie działań związanych z testowaniem, pomiarami, przeglądami i konserwacją instalacji sprzętu nie jest odpowiedzialnym postępowaniem.
Odnajdowanie problemów związanych z instalacją elektryczną w zakładzie oraz rozwiązywanie ich podczas planowanego wyłączenia oznacza znacznie wyższy zwrot z inwestycji w porównaniu z kosztami nieoczekiwanego przestoju na produkcji w zakładzie na skutek awarii sprzętu oraz konsekwencji niedostatecznego zabezpieczenia pracowników. Firmy ubezpieczeniowe już dawno zrozumiały te ryzyka i usilnie zalecają przestrzeganie standardów przemysłowych oraz współpracę z niezależnymi firmami wykonującymi pomiary i testy, które mogą pomóc w dostosowaniu właściwego rozwiązania do danego zakładu. Zalecanym rozwiązaniem jest dostosowany do użytkownika i ukierunkowany na niezawodność program działań związanych z testowaniem, pomiarami, przeglądami i konserwacją instalacji oraz urządzeń elektrycznych. Program ten obejmuje przeanalizowanie takich tematów, jak wiek sprzętu, warunki środowiskowe pracy sprzętu, stopień pewności zasilania, znane problemy z aparaturą, sprzęt, który nie jest już wspierany przez producentów lub uważany za przestarzały itd.
Działania należy rozpocząć od standardów przemysłowych (ale nie poprzestać na nich)
Standardy przemysłowe podają wytyczne do opracowywania harmonogramów i przeprowadzania testów. W USA Krajowe Stowarzyszenie Ochrony Przeciwpożarowej (National Fire Protection Association – NFPA) opracowało normy: NFPA 70B-2019 „Zalecana praktyka konserwacji sprzętu elektrycznego” (Recommended Practice for Electrical Equipment Maintenance), która rekomenduje praktyki wykonywania prac konserwacyjnych sprzętu elektrycznego oraz NFPA 70E-2021: „Standard bezpieczeństwa elektrycznego w miejscu pracy” (Standard for Electrical Safety in the Workplace), będącą normą stowarzyszoną, opisującą praktyki BHP przy wykonywaniu prac związanych z pomiarami, testowaniem i konserwacją urządzeń elektrycznych (fot. 2). Opracowany przez amerykańskie Międzynarodowe Stowarzyszenie Testów Elektrycznych (InterNational Electrical Testing Association – NETA) „Standard testowania urządzeń i systemów elektroenergetycznych dla celów utrzymania ruchu” (Standard for Maintenance Testing for Electrical Power Equipment and Systems) o nazwie NETA MTS 2019. Jest on zaaprobowany przez amerykański Instytut Standardów Krajowych (American National Standard Institute – ANSI) i podaje szczegółowe wymagania dotyczące działań związanych z testowaniem, pomiarami i konserwacją instalacji dla różnych typów sprzętu.
Standardy te nakreślają procedury oraz częstotliwość prac związanych z testowaniem, pomiarami, przeglądami i konserwacją instalacji i sprzętu. Procedury te są przeznaczone do wykorzystywania podczas opracowywania planów prac związanych z utrzymaniem ruchu, w zależności od typu sprzętu, wartości napięcia i warunków otoczenia.
Standardy dotyczą takich komponentów dystrybucji energii, jak: transformatory, wyłączniki, rozłączniki, przekaźniki zabezpieczające, rozdzielnice, tablice rozdzielcze, sprzęt elektroniczny i wirujący, szyny i kable. Są one doskonałym zasobem informacji dla firm przemysłowych rozpoczynających prace nad programem konserwacji i testowania. Ponadto standardy te podają ukierunkowane na czas zalecenia, oparte na czasie, w jakim dany sprzęt pracuje w zakładzie. Konserwacja ukierunkowana na czas jest jedną z trzech strategii utrzymania ruchu.
Strategie te obejmują (ale nie są ograniczone do):
■ konserwację reaktywną (tzw. eksploatacja aż do awarii, „run-to-failure”), w której naprawa lub wymiana sprzętu jest wykonywana dopiero wtedy, gdy przestaje on działać prawidłowo,
■ konserwację zapobiegawczą ukierunkowaną na czas, w której prace są wykonywane w uprzednio zdefiniowanych przedziałach czasowych, niezależnie od stanu technicznego sprzętu,
■ konserwację prognozowaną, w której monitoruje się i ocenia bieżący stan techniczny sprzętu oraz tworzy trendy jego zmian, a na podstawie tych danych przewiduje się zbliżającą się awarię i przeciwdziała jej zawczasu.
Konserwacja reaktywna nie jest zalecana. Może ona spowodować znaczne zakłócenia pracy zakładu i niepożądane wydatki. Wybranie konserwacji opartej na standardach i ukierunkowanej na czas jest dobrym punktem startowym, jednak istnieją najlepsze praktyki, które wykraczają poza istniejące standardy. Konserwacja prognozowana jest najbardziej solidna i prawdopodobnie najlepsza, jeśli chodzi o utrzymanie niezawodności systemu oraz unikanie awarii (fot. 3). Programy realizacji tej konserwacji polegają na reagowaniu na odpowiednio wcześnie wykonywane testy oraz pomiary i są dopasowane do warunków panujących w konkretnym zakładzie, takich jak temperatura, zanieczyszczenia oraz inne czynniki.
Jako najlepsza praktyka, konserwacja prognozowana obejmuje programy kompleksowych pomiarów testowania i konserwacji, w których są badane zarówno całościowo instalacje elektryczne, jak i poszczególne komponenty. Testowanie wszystkich komponentów powinno obejmować zarówno testy i pomiary mechaniczne oraz elektryczne, jak i kontrole wizualne. Instalacje elektryczne są statyczne, jednak izolacja wewnętrzna i zewnętrzna ich komponentów ulega degradacji podczas eksploatacji, ponieważ komponenty się starzeją. Może to zagrozić zarówno ciągłości zasilania, jak i operacjom mechanicznym. W rzeczywistości degradacja izolacji jest wiodącą przyczyną awarii sprzętu elektrycznego w dzisiejszych zakładach przemysłowych. A zatem kompleksowy program działań związanych z testowaniem, pomiarami, przeglądami i konserwacją sprzętu elektrycznego powinien obejmować inspekcje oraz pomiary i testy, które dokładnie mierzą stan systemu izolacji każdego komponentu.
Tworzenie programu działań związanych z testowaniem, pomiarami, przeglądami i konserwacją
Ustaliliśmy już, że dzisiejsze zakłady przemysłowe są bardziej złożone niż kiedykolwiek przedtem oraz że najlepsze praktyki wykonywania testów, pomiarów oraz prac konserwacyjnych wykraczają poza przyjęte standardy przemysłowe. Mając to wszystko na uwadze, rodzi się pytanie: w jaki sposób opracować właściwy program dla naszej fabryki?
Po pierwsze ważne jest, aby zrozumieć, że nie ma rozwiązań uniwersalnych. Należy poznać organizację zakładu i zrozumieć kluczowe punkty oraz warunki środowiskowe. Te czynniki pomogą w określeniu takiego typu programu zarządzania utrzymaniem ruchu, który będzie odpowiedni dla zakładu, zalecanych częstotliwości wykonywania testów oraz działań korygujących. Na koniec trzeba zrozumieć, że efektywny program zarządzania utrzymaniem ruchu to taki, który poprawia warunki BHP, zmniejsza prawdopodobieństwo awarii sprzętu oraz wydłuża czas jego eksploatacji. Aby zrealizować te cele, należy rozpocząć działania od realizacji składającego się z trzech faz planu:
1.Ocena systemu, analiza i aktualizacja informacji. Jest to analiza sytuacyjna, obejmująca ocenę stanu technicznego sprzętu oraz identyfikację istniejących lub potencjalnych problemów.
2. Wdrożenie odpowiedniej strategii utrzymania ruchu. Podjęcie działań mających na celu zapewnienie ciągłego i/lub ulepszonego funkcjonowania sprzętu. Działania te mają miejsce przed pogorszeniem się stanu technicznego sprzętu do takiego stopnia, że wymagana jest naprawa.
3. Selektywne naprawy i modyfikacje (prace serwisowe mające na celu wydłużenie okresu eksploatacji). Ma to miejsce wtedy, gdy stan techniczny jakiegoś sprzętu tak się pogorszy, że nie można temu zaradzić za pomocą rutynowej konserwacji. Sytuacje takie, to: różne awarie sprzętu, nieprawidłowe funkcjonowanie sprzętu lub zagrożenia dla bezpieczeństwa. Prawdopodobieństwo ich wystąpienia można zminimalizować za pomocą solidnego programu zarządzania utrzymaniem ruchu.
Takiego rodzaju program zapewnia niezawodność i szczytowy poziom wydajności kluczowych zasobów elektrycznych, takich jak transformatory, rozdzielnice, wyłączniki, przekaźniki zabezpieczające, rozłączniki oraz inny sprzęt i komponenty. Niezawodność i wydajność są bezpośrednio powiązane z ogólnym funkcjonowaniem zakładu i generowaniem przez niego zysków.
Program działań związanych z testowaniem, pomiarami, przeglądami i konserwacją instalacji oraz sprzętu elektrycznego jest niezbędny do realizacji potencjału fabryki i zapewnienia bezpiecznych warunków dla pracowników, niezależnie od wieku fabryki oraz jej celów operacyjnych.
I znów trzeba przypomnieć, że dzisiejsze fabryki są bardziej inteligentne i złożone niż kiedykolwiek przedtem, a to oznacza, że przeprowadzanie tego rodzaju testów i prac konserwacyjnych wymaga wiedzy fachowej, którą posiada coraz mniej ludzi. Dlatego też firmy zewnętrzne przeprowadzające specjalistyczne pomiary i testy elektryczne przejmują inicjatywę w planowaniu i realizacji dostosowanych do konkretnego zakładu działań związanych z testowaniem, pomiarami, przeglądami i konserwacją. Firmy te wykonują niezależną i obiektywną ocenę stanu sprzętu oraz instalacji elektrycznych w zakładach klientów. Dostarczają wysokiej jakości usługi konserwacji zapobiegawczej, przy wykorzystaniu najnowszej technologii i sprzętu, skalibrowanego według norm amerykańskiego Narodowego Instytutu Standardów i Technologii (National Institute of Standards and Technology – NIST). Wynajęcie przez zakład zewnętrznego specjalisty zapewni dokładność wyników pomiarów i testów oraz pozwoli bardziej efektywnie wykorzystać personel własny podczas wszelkich nieoczekiwanych i krytycznych czasowo przestojów.
Ponadto w rozwijaniu długotrwałych relacji z akredytowaną firmą specjalizującą się w pomiarach i testach elektrycznych, która rozumie unikalne potrzeby środowiskowe fabryki i jest w stanie spełnić specyficzne potrzeby testowe, tkwi pewna wartość. Firma specjalistyczna, która może rozpocząć działania od dokładnego poznania sprzętu oraz instalacji elektrycznej w danej fabryce oraz będzie w miarę upływu czasu uzyskiwała praktykę podczas wykonywania pomiarów, testów, przeglądów i prac konserwacyjnych, będzie lepiej przygotowana do radzenia sobie w nieoczekiwanych sytuacjach. Utrzymywanie dłuższych relacji oferuje też inne korzyści, takie jak podstawowa logistyka, bezpieczeństwo danych oraz znajomość zakładu.
Podsumowanie
Działania związane z testowaniem, pomiarami, przeglądami i konserwacją sprzętu oraz instalacji elektrycznej są kluczowe dla pracy fabryki i bezpieczeństwa pracowników. Mając to na uwadze, należy zrozumieć trzy poniższe prawdy na temat nowoczesnych programów zarządzania utrzymaniem ruchu:
1.Każdy efektywny program pomiarów, testowania, przeglądów i konserwacji musi opierać się na fundamentalnej zasadzie mówiącej, że prace te nie mogą być wykonane tylko raz i zapomniane. Są one ciągle obecną, kluczową częścią w pełni funkcjonującej i wydajnej fabryki.
2. Standardy i normy są ważnym punktem startowym. Muszą być przestrzegane, aby zapewnić bezpieczeństwo pracownikom. Standardy te mogą się zmieniać w zależności od regionu i są regularnie aktualizowane w celu reagowania na zmiany zachodzące w przemyśle. Znajomość aktualnych standardów i stosowanie się do nich może być wyzwaniem, jednak jest niezbędne dla zapewnienia bezpieczeństwa fabryki oraz zgodności z przepisami.
3. Ponieważ dzisiejsze fabryki są coraz bardziej złożone, współpraca partnerska z niezależną firmą zewnętrzną, specjalizującą się w testowaniu, pomiarach, przeglądach i konserwacji instalacji oraz sprzętu elektrycznego, która zna zakład i rozumie jego potrzeby, jest ważna podczas opracowywania właściwego programu zarządzania utrzymaniem ruchu dla fabryki.
Eric Nation jest dyrektorem generalnym w firmie High Voltage Maintenance (HVM).
