Kuinka luoda ennakoiva huoltoaikataulu PFA-lämmittimille tallennettujen kumulatiivisten lämpöjaksojen perusteella?

PFA-lämmittimet epäonnistuvat enimmäkseen väsymismekanismien vuoksi--lämpökiertojännitys, viruminen, ympäristöjännityshalkeilu - ei tasaista kulumista. Paras lämmittimen käyttöiän ennustaja on lämpöjaksojen kokonaismäärä (lämpötilan muutos $\\ge 30^\\circ$C päälle pois päältä tai erästä erälle) ja tämä on parempi kuin kalenteriaika tai kokonaiskäyttötunnit. Yleisen teollisuuspalvelun PFA-lämmittimen (2 mm seinä, 4 W/cm2, 80 astetta neste) syklien mediaani vikaantumiseen on 8 000-12 000 jaksoa. Tarkastus- tai vaihtotoimenpide voidaan käynnistää ennalta määritetyillä syklikynnyksillä käyttämällä sykliin perustuvaa käyttöiän kulutuskerrointa ennakoivan huolto-ohjelman muodostamiseksi, ja kumulatiiviset jaksot voidaan kirjata lokiin. Sen lisäksi, että tämä menetelmä vähentää ennenaikaisia ​​vaihtoja, se vähentää myös odottamattomia vikoja 60–80 % verrattuna kalenteripohjaisiin ohjelmiin.

Cycle Counting lähestymistapa
Lämpökierto määritellään 30 asteen tai enemmän lämpötilan muutokseksi lämmittimen pinnalla kuumimmassa kohdassa (usein 10–20 cm kylmän pään yläpuolella). Jos lämmittimistä puuttuu in-in situ lämpötila-anturit, prosessin ohjainta voidaan käyttää päättelemään sykli: laske yksi jakso joka kerta, kun lämmittimeen kytketään virta sen jälkeen, kun se on ollut pois päältä yli 30 minuuttia (vaippa on jäähtynyt lähes -ympäristön lämpötilaan). Erätoimenpiteissä, joissa säiliö jäähtyy täysin eräajojen välillä, kukin erä on yksi jakso. Laske jaksot puhdistustapahtumaa kohti jatkuvissa prosesseissa, joissa lämpötila on vakio, mutta päivittäinen puhdistus (CIP), joka jäähdyttää säiliön. Prosesseissa, joissa on jaksoittaista lämmitystä (esim. asetusarvo hystereesillä) lasketaan vain jaksot, kun lämpötila putoaa yli 15 astetta alle asetusarvon, joten vaatimattomia muutoksia (5-10 astetta) ei pidetä kokonaisina sykleinä.

Tallennusjaksot voidaan tehdä kytkemällä sähkömekaaninen peruslaskuri (summausrele) lämmittimen kontaktoriin. Jos kontaktori on auki yli 30 minuuttia, laskuri kasvaa, kun se suljetaan. Monimutkaisemmissa menetelmissä käytetään PLC:tä tai tiedontallennusjärjestelmää lämpötilan ja sähkön kirjaamiseen. Jaksojen laskuri tulee tallentaa -haihtumattomaan muistiin ja nollata vasta, kun lämmitin vaihdetaan. Tiloissa, joissa on useampi kuin yksi lämmitin, jokaisella lämmittimellä tulee olla oma jaksolaskuri (tai yksilöllinen tunniste ohjausjärjestelmässä).

Elinajankulutustekijät
But not all cycles are created equal. The Coffin-Manson fatigue relationship for PFA (damage ∝ ΔT^2.5–3.0) suggests that a cycle with ΔT=100°C (e.g. 20°C to 120°C) causes 8–10× greater fatigue damage than a cycle with ΔT=30°C (e.g. 50°C to 80°C). Low watt density heating cycles are less damaging than high watt density (>4 W/cm^2) lämmitysjaksoja. Jos lämmitin on kuiva (alttiina ilmalle) osan jaksoa, tämä aiheuttaa vakavia vaurioita. Siksi yksinkertainen syklien määrä on painotettava vakavuuskertoimella. Vastaavat vauriojaksot (EDC)=todellisia jaksoja * (ΔTactual / ΔTref) n * (qactual / qref) m ΔTref=50 aste n=2.5 qref=3 W/cm2 m=1.5 Lämmittimelle (ΔT{{111} (80/50)^2.5=1.6^2,5 ≈ 4,0) ja q=4 W/cm2 (kerroin (4/3)^1.5=1.33^1,5 ≈ 1,5), EDC=todelliset jaksot x 6,0 Samalle lämmittimelle W/DC Δ{} aste{{} 6 cm=todellista jaksoa x (0,6) 2,5 x (0,67)1.5=todellista jaksoa x 0,22 x 0.55=todellista jaksoa x 0,12.

Tehokkaan ennakoivan ylläpidon saavuttamiseksi useimmat tilat käyttävät yksinkertaistettua vakavuusluokitusta:

Vakavuusluokka ΔT sykliä kohden Wattitiheys (W/cm2) Ympäristövahinkojen kerroin (suhteessa lievään) Tyypillinen esimerkki prosessista
Mieto 30 – 40 astetta 2,5Puhdas neste, ei lämpöshokkia 1,0× Jatkuva vedenlämmitys, tasainen lämpötila
Kohtalainen 40-60 astetta 2,5-3,5Puhdas neste, hidas kierto 2,5-3,5x Eräpinnoitus, päivittäiset jaksot
Voimakas 60-80 astetta 3,5-5,0 Keskivaikea likaantumista, jonkin verran lämpöshokkia 6-10× peittauskylpy, lukuisia erämuutoksia
Extreme >80 °C or dry exposure >5.0 Aggressiiviset kemikaalit, lämpöstressi, kuivausjaksot 20-50 x korkean lämpötilan happo sammutuksella
Kumulatiivinen syklien ennakoiva huoltoaikataulu
Vakavuusluokan syklit ensimmäiseen tarkastukseen (silmämääräinen, eristysvastus) Ennaltaehkäisevän vaihdon jaksot (80 % arvioidusta käyttöiästä) Mediaanijaksot odotettavissa olevaan vikaan Kalenteriaikaekvivalentti (1 jakso/päivä)
Lievä 5,000 10,000 15,000 - 20,000 27 - 55 vuotta (kestää usein lämmittimen)
Keskitaso 2,000 4,000 5,000–8,000 5–8 vuotta
Vakavat 800 1,500 2,000-3,500 2-5 vuotta
Äärimmäiset 200-400 500-1,000 0.5-1.5 vuotta
Ennakoiva aikataulun toteutus
Step 1: Fit cycle counters to all important heaters. For new installations provide heaters with a cycle counter built-in or supply a cycle counting relay in the control panel. It has to be power-loss resistant (either mechanical or battery-backed electrical). Step 2: Monitor both cycles and actual heater operation for the first 6 months. Insulation resistance testing should be carried out at 100 cycle intervals to establish a baseline link between cycles and degradation (a decline in insulation resistance from >1 000 MΩ - 100-500 MΩ osoittaa vakavan rappeutumisen alkamista). Vaihe 3: Kalibroi kyseisen prosessin vaihtokynnys perusviivaa vasten. Jos esimerkiksi eristysvastus putoaa arvoon 200 MΩ 800 jaksolla, aseta ennaltaehkäisevä vaihto 600 jaksoon (75 % huononemisen alkamisesta). Vaihe 4. Kirjaa jaksojen määrä jokaisen lämmittimen vaihdon yhteydessä. Ota useiden lämmittimien keskiarvo saadaksesi paremmat vakavuusluokkaluokitukset toimenpiteelle.

Laitokset, joissa ei ole syklilaskuria, voivat kohtuudella arvioida jaksomäärät kertomalla käyttöpäivät odotetulla jaksotiheydellä. Jos oletetaan, että eräpinnoituslaitoksessa on yksi erä päivässä, tämä olisi 300 jaksoa vuodessa. Oletetaan 50 jaksoa/vuosi jatkuvassa jonossa viikoittaisella siivouksella. Jos linjalla on useita päälle/pois-jaksoja päivässä (esim. katkonainen toiminta), laske todelliset jaksot yhden viikon ajalta ja ekstrapoloi. Approksimaatiosta johtuva virhe on yleensä +/- 30-50%. Tämä on parempi kuin kalenteripohjaiset aikataulut (virhe +/- 200 % tai enemmän), mutta huonompi kuin todellinen syklin laskenta.

Estimate cycles from process logs for heaters in operation without cycle history. The log indicates the number of batches, cleaning cycles or power interruptions. Count 1 cycle every heating cycle (power on after >30 minuuttia pois). Kerro yllä olevan taulukon vakavuuskertoimella: Lämmittimelle, joka on toiminut 3 vuotta 1 jaksolla päivässä (1 095 jaksoa) kohtalaisella vakavuusasteella (kerroin 3×), EDC=3,285. Lämmitin on kohtalaisella asetuksella ja se on tarkistettava pian. Vaihda aikataulun mukaan 3 kuukauden kuluessa, jos vastaavat vauriojaksot ovat suurempia kuin ennalta ehkäisevä vaihtotaso.

Johtopäätös: eliniän pidentäminen ja epäonnistumisten välttäminen sykliin perustuvan{0}}aikataulun avulla
Kalenteripohjainen ennakoiva huoltoaikataulu, joka perustuu kumulatiivisiin lämpösykleihin, vähentää suunnittelemattomia PFA-lämmittimen vikoja 60-80 % ja ennenaikaisia ​​vaihtoja 30–50 %. Aseta perussummausreleet (jaksolaskurit) jokaiseen lämmittimeen, määritä prosessin vakavuus (lievä, kohtalainen, vakava, äärimmäinen) ja käytä jaksorajoja tarkastuksessa (50-70 % odotetusta käyttöiästä) ja ennaltaehkäisevään vaihtoon (80 % odotetusta käyttöiästä). Jos sinulla on useita lämmittimiä prosessia varten, seuraa jaksoja erikseen. Säiliön seinää pitkin sijaitsevalla lämmittimellä voi olla erilaiset jaksot kuin säiliön keskustaa kohti sijaitsevalla lämmittimellä paikallisen lämpötilaeron vuoksi. Suunnittele säätö ensimmäisen lämmityshäiriön jälkeen vertaamalla todellisia jaksoja odotettavissa olevaan kynnysarvoon. Kohteissa, joissa PFA-lämmittimien viat ovat olleet arvaamattomia, jaksolaskennan käyttöönotto yleensä vähentää vioista aiheutuvia seisokkeja 70-90 % ensimmäisenä vuonna. Jaksolilaskurin (50–150 perheater) hinta peritään yhden suunnittelemattoman vian (50–150 perheater) estämisen jälkeen, kun on estetty yksi suunnittelematon vika (500–5 000 seisokkeja ja vaihtoa). Käytä PLC-syklilaskuria olennaisissa prosesseissa ja anna ne automaattisesti hälyttää, kun ne saavuttavat 80 % vaihtokynnysarvosta. Käyttäjän muisti-lämpösyklit eivät rakenna hiljaa, ja kalenteriaika on huono korvike. Laske syklit. Syklit ilmoittavat, milloin sinun on vaihdettava.