64

V 3.9. Pouzdanost tehničkih sistema kao njegova karakteristika Pouzdan je onaj sistem koja izvršava svoju funkciju bez kvara – otkaza. Pouzdanost je verovatnoća, na određenom nivou poverenja, da će sistem uspešno obaviti funkciju za koju je namenjen, bez otkaza i unutar specifikovanih granica performansi, uzimajući u obzir prethodno vreme korištenja sistema, u toku specifikovanog vremena trajanja zadatka. 3.9.1. Pouzdanost Sistem je celina sastavljena iz delova. Element je sastavni deo neke celine. Prema rečniku EOQC, element se definiše kao: deo, sklop, podsistem ili sistem koji može biti pojedinačno razmatran ili odvojeno ispitivan ili testiran. Rečenica koja je pronađena na glinenoj pločici u arhivama firme “Sinovi Murasu” iz Nippura u Indiji, koja datira iz trideset pete godine vladavine Artaxeresa I, 429. godine pre nove ere, jasno govori o tome koliko je pojam pouzdanosti star i glasi: “Što se tiče zlatnog prstena sa smaragdom, mi garantujemo da sledećih dvadeset godina smaragd neće ispasti iz zlatnog prstena. Ako bi smaragd ispao iz zlatnog prstena pre nego što prođe dvadeset godina, mi ćemo isplatiti Bel-Nadimu-Shumu odštetu od deset mana u srebru”. “Pouzdanost je verovatnoća, na određenom nivou poverenja, da će sistem (mašina) uspešno obaviti funkciju za koju je namenjen, bez otkaza i unutar specifikovanih granica performansi, uzmajući u obzir prethodno vreme korištenja sistema, u toku specifikovanog vremena trajanja zadatka, kada se koristi na propisani način i u svrhu za koju je namenjen, pod specifikovanim nivoima opterećenja”. “Pouzdanost je verovatnoća da će sistem uspešno vršiti funkciju kriterijuma u projektovanom vremenu rada i datim uslovima okoline.” “Pouzdanost je sposobnost tehničkog sistema da izvršava zahtevanu funkciju, pod datim uslovima i u datom intervalu vremena. ” “Pouzdanost je sposobnost sredstva da izvršava zahtevane funkcije u određenim uslovima za određeni period vremena. Pouzdanost sredstava za rad je merilo o tome kako je često moguće očekivati kvar sredstva u određenim uslovima eksploatacije.”

65

Pouzdanost se može definisati na više načina, a suština je da pouzdanost predstavlja verovatnoću da će sistem uspešno obaviti zadatu funkciju, bez otkaza. Pouzdanost je veoma složen pojam, i predstavlja jednu od najvažnijih karakteristika sistema. Da bismo odredili parametre pouzdanosti, potrebno je dobro poznavanje sistema. Pouzdanost bitno zavisi od stohastičkih procesa, tako da se odabir njenih pokazatelja vrši na osnovu verovatnoće pojave nekog događaja. Izbor pokazatelja pouzdanosti se vrši po diferencijalnoj i integralnoj šemi. U diferencijalnoj šemi se prvo rešava kakva svojstva treba da imaju pokazatelji pouzdanosti, a potom prema određenim normama se ustanovljavaju konkretni pokazatelji. U integralnoj šemi, ustanovljava se spisak svih mogućih pokazatelja pouzdanosti, bez njihovog razlikovanja po svojstvima. Optimalno rešenje se dobija isključenjem pokazatelja, koji nisu podložni normiranju, a prema izabranim kriterijumima. Za svaku šemu se formira mnoštvo alternativnih varijanti rešenja za ocenu svake varijante i izbora najboljeg rešenja. Otkaz ili kvar je prestanak sposobnosti elementa da obavlja svoju funkciju. Otkaz jednog elementa ne mora istovremeno da predstavlja otkaz sistema, ako je element na kojem se kvar dogodio perifernog značaja, ako je element od vitalnog značaja, onda je njegov otkaz i otkaz sistema. Jedan od najznačajnih pokazatelja pouzdanosti je učestanost otkaza, koja se najčešće definiše kao očekivani broj otkaza u određenom vremenskom intervalu. Kod velikog broja tehničkih sistema, kriva raspodele učestanosti otkaza izgleda kao na slici 3.21.

Slika 3.21. Raspodela učestanosti otkaza u toku veka trajanja sistema;

Kriva kade – hipotetički prikaz kretanja stope kvarova u vremenu (The Bathub curve), prikazuje tri perioda u eksploataciji tehničkog sistema:

- I faza – Razrada (dečije bolesti), opadanje stope kvarova (Infant mortality); - II faza – Normalni rad, niska konstantna vrednost stope kvarova (Normal life (useful

life)); - III faza – Kraj životnog veka, porast stope kvarova tj. povećana frekvencija kvarova

zbog dotrajalaosti tehničkog sistema (End of life wear-out).

66

Kriva raspodele učestanosti otkaza je “kada” kriva. U skladu sa krivom koja je predstavljena na gornjoj slici, jasno je da obično figurira visok broj otkaza inicijalno kada mašina otpočinje svoj životni vek. Stopa otkaza opada posle ovog inicijalnog perioda. Kako se mašina približava kraju životnog veka, kriva ulazi u period istrošenosti sistema u kojem stopa otkaza raste. Prvi period je period ranih neispravnosti, a otkazi nastaju usled grešaka u projektovanju, konstruisanju i puštanju sistema u rad i kontrolisanju. Obično se otkazi brzo otklanjaju. Drugi period je period normalne eksploatacije, u kome je učestanost otkaza približno konstantna. Sistem je uhodan i izvršava zadatu funkciju. Treći period je period starenja, u kome učestanost otkaza raste, u kome treba doneti odluku da li je sistem potrebno zameniti novim ili ga remontovati. Troškovi životnog veka opreme slede trend koji je sličan obliku krive “kade”. Postoje i delimični otkazi:

Sistem može da funkcioniše iako ima neispravan element, ali sa pogoršanim izlaznim karakteristikama – smanjen kapacitet, smanjena tačnost proizvoda, manja brzina.

Postoji povećana verovatnoća nastupanja većih nepoželjnih posledica - u vidu kvarova, havarija.

Štetno dejstvo na druge elemente sistema ili na okolinu prelazi prihvatljive granice – povećano habanje, povećana potrošnja goriva.

U toku rada sistema njihovi elementi su izloženi postepenom slabljenju. Ovo slabljenje se ogleda i u promeni određenih parametara, a neispravnost nastupa u onom momentu kada jedan od parametara dostigne dozvoljenu granicu. Dovoljno je da bar jedan od elemenata dostigne vrednost dopuštene granice, da se smatra da je nastupila neispravnost elementa. Delimični kvarovi se dele u dve grupe, prema postupku u slučaju pojave:

Prvu grupu čine oni koji se mogu tolerisati bez prekida rada mašine, pri čemu se otklanjaju pri sledećem pogodnom zastoju;

Drugu grupu čine oni kod kojih se rad prekida i delimični kvar se odmah otklanja.

Otkazi se dele na:

Prema karakteru izmene karakterističnog parametra do momenta nastanka otkaza:

- Iznenadni, - Postepeni.

Prema vezi sa drugim elementima: - Nezavisni, - Zavisni.

Prema mogućnosti rada posle nastanka otkaza: - Potpuni, - Delimični.

Prema načinu otklanjanja: - Postojani, - Koji se otklanja sam od sebe.

67

Prema načinu ispoljavanja: - Očigledni, - Prikriveni.

Prema uzroku nastanka: - Konstrukcioni – greške konstruktora, - Tehnološki – greške pri izradi, - Eksploatacioni – nepravilno rukovanje ili vanredni uslovi eksploatacije.

Prema prirodi nastanka: - Prirodni, - Veštački.

Prema vremenu nastanka: - Otkaz u vreme uhodavanja mašine, - Otkaz u periodu normalne eksploatacije, - Otkazi pri kraju veka mašine.

Pouzdanost (verovatnoća rada bez otkaza) se dobija eksperimentom koji se vrši nad N jednakih elemenata, gde će pod istim uslovima, posle vremena t u otkazu biti N1 elemenata, a N2 je još u radu, gde su:

12 NNN −=

N)t(N

N)t(NN

)t(R 21 =−

=

N)t(N

)t(F 1=

,1N

)t(NN

)t(NN)t(F)t(R 11 =+

−=+

gde su:

R(t) – pouzdanost, F(t) – verovatnoća otkaza.

Gustina raspodele (gustina verovatnoće pojave otkaza), definiše se izrazom:

dt)t(dF)t(f =

i predstavlja verovatnoću otkaza u jedinici vremena,

Nt)t(N

)t(f 1⋅

=∆

gde je t je širina vremenskog intervala. Intenzivnost otkaza, primenjuje se za nepopravljive elemente i definiše se izrazom:

68

)t(Nt)tt(N)t(N

)t(R)t(f)t(

2

22⋅

+−==

∆∆

λ i .)t(R)t(f)t( =λ

Srednje vreme u radu je aritmetička sredina vremena rada do zastoja i određuje se:

n

tt

ni

1ii

sr

∑=

==τ

gde je:

ti – vreme u radu, odnosno vreme između dva zastoja, a n – broj intervala kada je sistem u radu. Srednje vreme otkaza predstavlja prosečno trajanje otkaza, u nekom dužem periodu za neki sistem:

n

ni

1ii

sr

∑=

==τ

τ

gde je:

τi – bilo koje vreme u otkazu. Gotovost predstavlja verovatnoću da će sistem u bilo kom trenutku biti u stanju da se odazove na poziv da izvrši svoju zadatu funkciju cilja. Raspoloživost predstavlja verovatnoću da će sistem u bilo kom trenutku biti u stanju da se odazove na poziv da izvrši zadatu funkciju cilja. Razlikuje se od gotovosti po tome što raspoloživost podrazumeva i mogućnost da je sistem u skladištu. Pogodnost održavanja predstavlja kumulativnu funkciju verovatnoće vremena trajanja postupaka održavanja. To je verovatnoća da će se određeni neophodni postupci održvanja jednog sistema izvršiti do određenog vremena, pod određenim uslovima. Definiše se i kao sposobnost sistema da pod određenim uslovima upotrebe, zadrži ili povrati stanje u kojem može vršiti zahtevane funkcije, kada se održavanje vrši pod određenim uslovima i uz upotrebu propisanih procedura i sredstava. Svaki sistem ima mnoštvo osobina i svojstava i hijerarhijska struktura može biti pogodna za razmatranje istih. Na slici 3.22 je dat primer jedne hijerarhijske strukture.

69

Slika 3.22. Hijerarhijska struktura nivoa razmatranja svojstava sistema (mašina) Nulti nivo podrazumeva sva svojstva sistema potrebna da bi sistem ispunio zadatu funkciju cilja. Prvi nivo čine ekonomičnost i bezbednost. Drugi nivo obuhvata koristnost i sigurnost. Korisnost predstavlja sposobnost da sistem ispunjava zadatu funkciju eksploatacione pokazatelje u zadatim granicama, a preko vremena rada, koji odgovaraju zadatim režimima i uslovima korištenja, tehničkog opsluživanja, remonta, čuvanja i transporta. Sigurnost se posmatra u skladu sa određenim vremenskim intervalima, režimima i uslovima eksploatacije. Treći nivo se odnosi na rad bez otkaza, dugovečnost, remontnu pogodnost i očuvanost. Rad bez otkaza znači da sistem bez otkaza ispunjava zadatu funkciju. Dugovečnost podrazumeva osobinu sistema da sačuva radnu sposobnost do pojave graničnog stanja, ustanovljenog pri projektovanju sistema tehničkog opsluživanja i remonta. Remontna pogodnost je sposobnost sistema da zadrži ili povrati stanje u kojem se može vršiti zadata funkcija. Sačuvanost podrazumeva očuvanje eksploatacionih pokazatelja u toku i posle čuvanja ili transporta, na osnovu tehničke dokumentacije. Sačuvanost se odnosi na suprostavljanje konstrukcije promenama pod uticajem vlažnosti, atmosferskog pritiska, zračenja, zagađenosti atmosfere, temperature i sopstvene mase pri skladištenju i čuvanju. Četvrti nivo razmatranja odnosi se na sledeća svojstva: otpornost na lomljenje, habanje i koroziju; stabilnost fizičko-hemijskih svojstava konstrukcionih materijala; stabilnost radnih procesa u agregatima i sistemima. Postoje brojni drugi uticajni faktori kao što su: kvalitet sistema, starosna struktura, način održavanja, opremljenost radionica potrebnom opremom i rezervnim delovima, uslovi radne sredine u kojoj sistem radi, obučenost rukovalaca, kvalitet dnevnih pregleda, kvalitet servisa, kvalitet goriva i maziva, kvalitet i mogućnost nabavke rezervnih delova, materijalne mogućnosti radne organizacije i stimulisanost radne snage. Veliki je broj parametara koji utiču na pouzdanost, i oni su promenljivi. Stoga je uputno koristiti statistiku, na osnovu čijih hipoteza, zaključaka, događaja i statističkih elemenata se mogu prognozirati parametri pouzdanosti.

70

3.10. Tehnička dijagnostika Važan deo tehnologije održavanja je tehnička dijagnostika. Reč diagnoza vezuje se za medicinu i označava utvrđivanje od čega bolesnik boluje. Isto to znači i u tehnici. Utvrđivanje stanja sistema je jedan od ključnih problema u procesu njenog održavanja. Potrebno je pratiti promenu stanja pojedinih parametara sklopova i elemenata koji vremenom dovode do slabljenja, a ako se ništa ne preduzima i do kvara, odnosno prekida rada. Takođe je urgentno da se u slučaju iznenadnog kvara otkrije šta je uzrok, u čemu je kvar i kako ga treba otkloniti. Klasično, ovi problemi rešavaju se na osnovu iskustva i znanja pojedinih majstora, inženjera koji imaju dara da bez primene savremenih dijagnostičkih sredstava otkriju "u čemu je stvar". I pored toga što će u daljem tekstu biti reči o primenjenim sredstvima dijagnostike, ovih eksperata se ne treba odreći. Oni u mnogim slučajevima ostaju nezamenjivi u rešavanju pojedinih problema, na mestima u sistemu na kojima rade dugi niz godina. Jedna savremena naučna disciplina, stvaranje veštačke inteligencije nastoji da se ova ekspertska znanja pojedinaca automatizuju i stave na raspolaganje stručnjacima koji inače ovakve sposobnosti ne poseduju. Dakle, i pored napretka savremenih sredstava tehničke dijagnostike uvek će biti dragocena znanja eksperata, koji mogu bez posebnih sredstava da pokažu u čemu je problem. Ipak se u ovom slučaju individualne ekspertske dijagnostike, postavlja pitanje verodostojnosti postavljene dijagnoze. Dijagnoza mora biti postavljena tačno, što podrazumeva najčešće kombinaciju ocene eksperta i primenu tehničkih sredstava dijagnostike. Dijagnoza je prva faza u svakom postupku održavanja. Dijagnoza može da se uradi na dva različita nivoa:

▪ niži, prvi nivo je utvrđivanje da je sistem u otkazu i šta je u kvaru, što treba popraviti;

▪ viši nivo, osim rečenog za prethodni nivo zahteva i utvrđivanje uzroka nastanka neispravnosti.

Dijagnostika kao pojam, prvi put se javlja u medicinskim naukama i to u vrlo širokom značenju. Inače, reč dijagnostika potiče od grčke reči diagnosis koja označava prepoznavanje, zaključivanje, procenjivanje, ocenjivanje. Definišući dalje pojam tehničke dijagnostike, može se zaključiti da je to nauka koja se bavi prepoznavanjem tehničkog stanja datog sistema, sa određenom tačnošću i u određenom vremenskom intervalu. Tehničkom dijagnostikom se vrši provera ispravnosti tehničkog stanja sistema, provera radne sposobnosti tehničkog sistema, provera funkcionalnosti i istraživanje otkaza (mesto, oblik i uzrok otkaza). Sve kontrole sa dijagnostičkog aspekta se mogu podeliti na kontrole u cilju:

▪ održavanja radnog stanja, ▪ utvrđivanja radnog stanja i ▪ kontrole stanja.

U specifičnim slučajevima, dijagnostičke kontrole mogu biti:

71

▪ periodična ispitivanja određenih sistema i ▪ ispitivanje mikroklime u radnim prostorijama, buke i vibracija i dr.

Uzajamno povezani parametri koji određuju tehničko stanje sistema su pouzdanost i dijagnostika, što je definisano na slici 3.23. Ciljevi svakog programa održavanja su sledeći:

▪ Eliminacija kvarova. Česta je situacija da havarijski kvar izaziva značajna prateća oštećenja na sistemu, čime se značajno uvećavaju troškovi popravke. Potpuna eliminacija kvarova trenutno nije moguća u praksi, međutim, ovom cilju se može približiti sistematičnim pristupom u održavanju.

▪ Ostvarivanje mogućnosti predviđanja i tačnog planiranja potreba za održavanjem. Ovo uključuje minimiziranje inventara rezervnih delova i značajno umanjenje prekovremenog rada. U idealnom slučaju, popravke sistema se planiraju za period planskog zastoja postrojenja.

▪ Povećanje pogonske spremnosti postrojenja, tako što bi se značajno umanjila šansa pojave otkaza tokom rada, kao i održavanje operativnog kapaciteta sistema pomoću smanjenja perioda zastoja kritičnih delova sistema. U idealnom slučaju, radno stanje svih sistema bi bilo poznato i dokumentovano.

▪ Obezbeđivanje predvidivog i razumnog radnog vremena za osoblje angažovano na održavanju.

Slika 3.23. Dijagnostika tehničkog stanja sistema

72

Okosnicu tog pristupa čini tehnička dijagnostika sa svojim metodama. Kako bi se dobila predstava o savremenim programima održavanja baziranim na tehničkoj dijagnostici, neophodno je detaljnije sagledati istorijska iskustva. Najraniji tip održavanja je bio rad do otkaza, što je podrazumevalo rad sistema do pojave kvara koji bi je zaustavio. Ovakav pristup je očigledno skup, s tim da najveći deo troškova nastaje zbog nepredvidivog stanja sistema. Postupno se došlo do ideje o periodičnom preventivnom održavanju, što je obuhvatalo demontažu i remont u redovnim intervalima. Po ovoj teoriji, sistem će se manje kvariti u radu, ukoliko se remontuje. Preventivno održavanje je egzistiralo dug period vremena, ali je postalo izuzetno zastupljeno početkom osamdesetih godina prošlog veka. Nesmetan rad sistema nije prekidan prema teoriji "popravi je ako nije pokvarena". Najnovija saznanja u oblasti održavanja su nazvana "pro-aktivna" i obuhvataju tehniku takozvane "analize osnovnog uzroka otkaza" po kojoj je neophodno otkriti i otkloniti osnovni uzrok otkaza mašine. Godine 1991. urađena je međunarodna analiza većine tipova industrijskih postrojenja i otkriveno je da su sve navedene tehnike održavanja u primeni i to u sledećem obimu:

▪ Više od polovine časova održavanja je potrošeno na reaktivan način, vršeći hitne popravke u neplanskom periodu.

▪ Manje od 10% sati na održavanju je potrošeno na preventivno održavanje,

▪ Manje od 40% aktivnosti na održavanju je planskog karaktera i ▪ Izuzetno malo vremena je potrošeno na aktivne tehnike, između ostalog

i tehnike dijagnostičkih metoda. Na osnovu ovih podataka može se videti da postupci održavanja još uvek nisu sistemski došli do poslednjeg kvartala 20. veka, a kamoli ušli u 21. vek. Razumno je da savremeni program održavanja obuhvati elemente svih ovih tehnika, a razlog za to je, između ostalog, i ekonomske prirode. Tehnička dijagnostika se primenjuje pri određivanju:

1. Radnog stanja, Mere se radni parametri koje su definisali proizvođači mašine i

koji se moraju održavati u određenim granicama (pritisak, temperatura, protok, zazor);

2. Stepena oštećenja, Pomoću određenih postupaka dijagnostike utvrđuje se koliko je

oštećenje prouzrokovano radom mašine; 3. Pouzdanosti i efektivnosti,

Utvrđuje se da li je zadovoljena radna sposobnost i sigurnost od otkaza; ispitujući pouzdanost utvrđuje se i prognoza preostalog korišćenja sistema;

4. Prognoze preostalog korišćenja, i 5. Kvaliteta proizvodnje (eksploatacije) i održavanja.

73

Za primenu mera tehničke dijagnostike na raspologanju su načelno dva oblika:

1. Stalna ili permanentna dijagnoza (on-line): - Dijagnostički uređaji su direktno ugrađeni u samu mašinu, - Na osnovu dobijenih parametara kontrolišu stanje najvažnijih

sklopova za vreme njegovog rada, - Trenutna analiza, - Prekid rada sistema zbog dijagnostikovanja nije potreban.

2. Periodična dijagnoza (off-line): - Mere dijagnostike se primenjuju posle određenog vremena rada

sistema ili posle propisanih izvršenih radova, - Mašina se može isključiti iz procesa rada.

Sve dijagnostičke kontrole mogu se podeliti na kontrole radi:

- Utvrđivanja radnog stanja, - Održavanja radnog stanja, - Kontrole stanja.

Utvrđivanje radnog stanja – ostvaruje se primenom odgovarajućih instrumenata ali i na osnovu čulnih opažanja (donosi se ocena stanja). Utvrđivanje radnog stanja podrazumeva prethodno definisane kriterijume dozvoljenog i nedozvoljenog stanja.

Održavanje radnog stanja – podrazumeva se obilazak tehničkog sistema u unapred predviđenom programu. Sagledavanje stanja bez dublje analize i preduzimanja jednostavnijih aktivnosti kako bi se verovatnoća otkaza smanjila. Aktivnosti: čišćenje, dolivanje ulja i maziva, podmazivanje i proveravanje maziva i ulja, čišćenje ili zamena delova sistema za prečišćavanje itd.

Kontrolni pregledi – periodična ispitivanja određenih tehničkih stanja sistema, mikroklime u radnim prostorijama, buke i vibracije i dr. Cilj: da li je primenjenim merama i normativima zaštite na radu obezbeđen bezbedan rad.

Struktura tehničke dijagnostike ima sledeći karakter:

Struktura tehničke dijagnostike

1. Istorijat ponašanja stanja sistema

2. Utvrđivanje trenutnog stanja sistema

3. Anticipacija (prognoza) stanja sistema

4. Periodičnost dijagnostike stanja sistema Slika 3.24. Struktura tehničke dijagnostike

74

3.10.1. Komponente programa održavanja

• Održavanje tipa "rad do otkaza" Održavanje "rad do otkaza" se još naziva i "krizno održavanje" ili "histerično održavanje" i to sa dobrim razlogom. Ovaj oblik je bio dominantan oblik održavanja dug period vremena, a njegovi troškovi su relativno visoki zbog neplanskog zastoja, oštećenja delova sistema i sistema i prekovremenog rada. Kod ovog tipa, menadžment i služba održavanja su pod kontrolom stanja sistema, a stvarno stanje kompletnog sistema se samo naslućuje. Zbog ovoga je praktično nemoguće planirati potrebe održavanja, a najgore je što se ne može predvideti stanje spremnosti ukupnog sistema. "Rad-do-otkaza" treba da bude samo mali deo savremenog programa, pošto u nekim situacijama ima svrhe primeniti ovakav pristup. Primer je postrojenje u kome je angažovan veliki broj sličnih mašina, čija popravka ili zamena nije skupa. Kada se jedna pokvari, angažuje se druga mašina, a proizvodnja ne trpi mnogo.

• Periodično preventivno održavanje U odnosu na "rad do otkaza" učinjen je napredak ka preventivnom održavanju, koji se ponekad naziva i "istorijsko" održavanje. Ovo znači da se analizira istorija svakog sistema, a periodični remonti se planiraju tako da se pre obave statistički očekivane pojave problema. Već dugo vremena je poznato da će većina grupa sličnih sistema (mašina) ispoljiti intenzitet otkaza koji je delimično predvidljiv, pod uslovom da je ostvaren prosek u dugom vremenskom intervalu. Preventivno održavanje obuhvata i takve aktivnosti kao što je zamena maziva i filtera, periodična čišćenja i kontrole itd. Aktivnosti održavanja mogu biti planirane na osnovu kalendarskog vremena, radnih časova sistema (mašine), broja proizvedenih delova i dr. Preventivno održavanje je postalo veoma popularno ranih 1980-ih kada su počeli da se primenjuju mali računari za potrebe planiranja i evidencije poslova održavanja. U studiji preventivnog održavanja (United American Airlines) otkriveno je da se za velike klase rotacionih mašina intenzitet otkaza značajno povećava upravo posle periodičnog remonta – drugim rečima, remont je smanjio pouzdanost mašina. Izgledalo je kao da se mašina vraća na početak ''krive kade'' (slika 3.3.) posle svakog remonta. Ova studija, kao i kasnija posmatranja, pokazala su da periodični remonti izazivaju 20 do 25% otkaza kod startovanja. Oko 10% ovih otkaza pripisano je defektnim novim ležajevima. Očigledno je da preventivno održavanje nije efikasno kod iskorišćenja resursa većine sistema (mašina). Međutim, postoje slučajevi kada se može iskoristiti sa dobrim rezultatima. Primeri su mašine koje ispoljavaju habanje u zavisnosti od vremena upotrebe (npr. drobilice) kao i mašine koje su izložene koroziji (npr. mašine za manipulaciju agresivnim supstancama).

• Prediktivno održavanje Sledeće unapređenje koncepcije održavanje je bio prelaz na prediktivno održavanje, koje je zasnovano na utvrđivanju stanja sistema tokom rada. Ova koncepcija se često kod naziva i održavanje po stanju, tj. na osnovu utvrđenog stanja. Ovakva tehnika je zasnovana na činjenici da će većina elemenata sistema

75

ispoljiti nekakav tip "upozorenja" pre sopstvenog otkaza. Očitavanje ovih simptoma, sa koje nas sistem upozorava, zahteva nekoliko tipova ispitivanja bez razaranja, kao što su analiza ulja, habanje, analiza čestica, analiza vibracija i merenja temperature. Primena ovih tehnika u cilju određivanja stanja sistema rezultuje se u značajno efikasnijem održavanju u odnosu na ranije tipove održavanja. Prediktivno održavanje omogućava menadžmentu da kontroliše sistem i program održavanja. U preduzeću koje koristi prediktivno održavanje, stanje ukupnog sistema je poznato u svakom trenutku, čime se omogućava značajno preciznije planiranje. Ovaj vid održavanja koristi brojne različite discipline, od kojih je najznačajnija periodična analiza vibracija. Već je mnogo puta dokazano da u odnosu na druge tehnike ispitivanja bez razaranja, analiza vibracija pruža najviše informacija o stanju elemenata sistema (mašine). Neke mašine, koje su od ključnog značaja za rad celokupnog postrojenja, mogu biti predmet neprekidnog monitoringa vibracija, što znači da bi postojalo upozorenje, odnosno oglasio bi se alarm čim se vibracije povećaju preko unapred određenog nivoa. Na ovaj način se sprečava brzo širenje kvara i pojava havarijskog otkaza. Analiza ulja i čestica nastalih habanjem su važne komponente savremenih planskih programa, posebno kod kritične ili izuzetno skupe opreme. Termografija je merenje površinske temperature infracrvenom detekcijom i od velike je koristi kod detektovanja problema u elektro instalaciji (prekidači), kao i kod drugih delova sa otežanim pristupom. Analiza krive struje motora je veoma korisna tehnika za detekciju napuklih ili polomljenih šipki rotora, i to tokom rada motora. Takođe, testiranje električnim udarima statora motora se može iskoristiti za detekciju početne faze otkaza izolacije. Osnovna prednost prediktivnog održavanja opreme na različitim sistemima u gasnoj industriji je veća pogonska spremnost zbog veće pouzdanosti opreme. Vremenski trend razvoja otkaza kod sistema se može pažljivo pratiti i na osnovu toga planirati održavanje, a u skladu sa planskim zastojima. Brojne industrije izveštavaju o povećanju produktivnosti za 2 do 10% na osnovu primene prediktivnog održavanja. Slični odnosi povećanja pogonske spremnosti se očekuju sigurno i kod velikih i značajnih sistema u gasnoj industriji. Sledeća korist prediktivnog održavanja su smanjeni troškovi za rezervne delove i radnu snagu. Popravka sistema koja je otkazala tokom rada može da bude i do deset puta skuplja nego predviđena, planska popravka iste. Veliki broj novih sistema (mašina) otkazuje ubrzo posle puštanja u rad zbog otkaza koji se javljaju u periodu uhodavanja ili zbog nepravilne montaže. Prediktivne tehnike se mogu iskoristiti u cilju obezbeđivanja pravilne saosnosti i sveukupnog integriteta instalirane mašine, pri prvom puštanju u rad. Mnoga postrojenja uslovljavaju primopredaju nove instalirane opreme na osnovu potvrde dobijene merenjem vibracija. Prediktivno održavanje umanjuje verovatnoću pojave havarijskog otkaza mašine, čime se unapređuje i zaštita na radu. Postoje brojni primeri povreda na radu, sa smrtnim ishodom, zbog iznenadnih otkaza mašina.

76

• Proaktivno održavanje Poslednja inovacija u oblasti prediktivnog održavanja je takozvano proaktivno održavanje, koje primenjuje razne tehnologije u cilju produženja veka sistema i radi praktične eliminacije reaktivnog održavanja. Osnovni deo proaktivnog programa je analiza osnovnog uzroka kvara, odnosno utvrđivanje mehanizama i uzroka pojave kvara na sistemu. Fundamentalni uzroci pojave otkaza na sistemima se na ovaj način mogu otkloniti, a mehanizmi otkaza se postepeno mogu inženjerskim pristupom eliminisati sa svake instalacije. Već dugo vremena je poznato da su debalans i nesaosnost osnovni uzroci većine otkaza na rotacijskim mašinama. Oba ova uzroka generišu dodatne sile na ležajeve, skraćujući njihov vek. Značajno je bolji pristup precizno balansirati i poravnati mašinu, uključujući verifikaciju sa rezultatima analize vibracija, nego neprestano zamenjivati pohabane ležajeve. - Precizno poravnavanje (saosnost) U jednom američkom časopisu je objavljen podatak da je precizno poravnavanje produžilo vek ležaja za faktor 8, kod velike klase rotacionih mašina. Pored ovoga, prijavljena je ušteda od 7% u okviru ukupnog održavanja i 12% povećanja raspoloživosti mašina. Kvarovi mašina uzrokovani nesaosnošću su prepolovljeni. Pored navedenog, prednost preciznog poravnavanja je i ušteda u snazi. Nedavno urađena američka studija je dokumentovala uštedu snage od 11% na osnovu preciznog poravnavanja, kod jednostavne grupe mašina (motori i pumpe). Ovo je posledica da su gubici snage u savijanju spojnica, vibracijama mašine i zagrevanju ležajeva manji. Novčane uštede u ovom slučaju, samo na osnovu manje potrošnje snage, su duplo veće nego troškovi održavanja ovih mašina. - Nove instalacije Poznata je činjenica da veliki broj novih mašina ima defekte i u trenutku montaže. Ovi defekti mogu nastati od neodgovarajuće montaže, izazvana lošim osloncima – temeljima i lošem poravnavanju, pa sve do defektnih delova – elemenata, kao što je loš ležaj, savijeno vratilo itd. Proaktivni program održavanja bi obuhvatio testiranje nove opreme i instalacija, a u cilju sertifikacije odnosno potvrđivanja performansi u okviru strogih standarda. Isti standardi bi se odnosili na rekonstruisane i remontovane mašine. Ovakav tip testiranja može voditi ka formiranju karakteristične specifikacije performansi, koje su u mnogim slučajevim strože nego specifikacija i toleranacije proizvođača opreme. Ključni element proaktivnog pristupa je obuka osoblja na održavanju, u cilju primene ovih osnovnih principa. - Koristi od proaktivnog održavanja Uspešan proaktivni program održavanja bi postepeno, tokom vremena, projektno-inženjerskim zahvatima otklonio problem koji ima mašina, a što bi za posledicu imalo značajno produžen vek mašine, skraćen period zastoja i povećan proizvodni kapacitet. Jedna od najboljih osobina proaktivnog pristupa je da su njegove tehnike nadograđuju na tehnike koje se koriste u prediktivnom programu, tako da se lako mogu dodati u postojeće programe. Danas je već očigledna neophodnost za izbalansiranim pristupom održavanju, uključujući

77

odgovarajuće metode preventivnog, prediktivnog i proaktivnog održavanja, pri čemu ovi elementi nisu nezavisni, već treba da budu integralni deo jedinstvenog programa održavanja. Definisanje strategije ili koncepcije održavanja određenog tehničkog sistema predstavlja centralno mesto problematike održavanja. Uslovi eksploatacije sistema u gasnoj industriji ukazuju na potrebu da se delatnost održavanja organizuje kao vrlo snažna služba, koja pre svega mora biti fleksibilna, tj. spremna da svoje planove i proces rada vrlo brzo menja i prilagođava nastalim okolnostima i svakodnevnim "iznenađenjima". Ona mora za kratko vreme izvršiti pripreme i postići maksimalno angažovanje pri obavljanju akcija i aktivnosti održavanja. Fleksibilnost službe održavanja posebno se ogleda u njenoj sposobnosti da svoje radove preventivnog održavanja obavlja za vreme tehnoloških zastoja sistema. Sve ovo govori o potrebi da služba održavanja mora svoj rad da podredi osnovnom cilju, odnosno ostvarenju maksimalne raspoloživosti, sigurnosti funkcionisanja opreme, uz nastojanje da se pri tome ostvare što manji troškovi održavanja. Da bi povećali efikasnost održavanja, postojeće organizacione strukture neminovno moraju izvršiti često i drastične promene. Ceo sistem održavanja u tom smislu trebalo bi da bude koherentniji, sa jasno izraženim granicama odgovornosti i jasnim razgraničenjem prema osnovnoj delatnosti transporta gasa. Opšta organizaciona struktura postaje pre svega mora da ima manje nivoa rukovođenja, a delom potpuno odvojena i izložena konkurentnosti tržišta.

Slika 3.25. Efikasnost održavanja u zavisnosti od koncepcije održavanja Efikasnost održavanja tj. efikasnost rada mašina i postrojenja izraženo zavisi od strategije održavanja. Jednom utvrđena strategija održavanja nije večita, već ona treba da se menja i prilagođava u skladu sa saznanjima, sa rezultatima primene postojeće strategije, sa promenom cena proizvoda, promenama u okruženju, itd. U svakom slučaju, ciljevi održavanja se vremenom nisu mnogo izmenili, i obično se ističu sledeći zahtevi: da planirani zahtevi ne utiču na proizvodni proces; da se obezbedi potrebna raspoloživost mašina i postrojenja; minimalni radovi na održavanju mašina; minimalni troškovi održavanja i sl.

78

3.10.2. Metode tehničke dijagnostike Dijagnostički parametri, u smislu njihovih vrsta, mogu biti kinematički, geometrijski, statički-dinamički, mehaničke i molekularne osobine pogonske i mazive materije, toplotni, akustički. Ovi parametri se mogu javiti kao slučajne, neprekidne ili diskretne veličine. Merenjem se obavezno registruju i smetnje koje su uslovljene ili konstrukcijom sistema ili tačnošću odnosno mogućnostima korišćenog mernog pribora. Oblici mernih dijagnostičkih parametara dati su na slici 3.26.

Slika 3.26. Metode tehničke dijagnostike Dijagnostika stanja i ponašanja složenih sistema iziskuje primenu sofisticirane opreme i softvera za različite parametre, koje treba zapažati, definisati i objasniti. Za primenu mera tehničke dijagnostike, načelno se koriste dva oblika:

▪ stalna ili permanentna merenja i dijagnoza (monitoring sistemi) i ▪ periodična merenja i dijagnoza.

Najčešće korišćene dijagnostičke metode koje se koriste, ili bolje rečeno koje treba u sve većoj meri da se primenjuju u dijagnostikovanju stanja i rada elemenata su:

▪ nezamenljive vizuelne kontrole (u osnovi subjektivne metode),

79

▪ kontrola vibracija (u vremenskom i frekventnom domenu) i buke, ▪ kontrola termičkog stanja (kontaktne, bezkontaktne i indikatorske

metode odnosno termovizijsko opažanje – infracrvena termografija), ▪ kontrole bez razaranja (magnetska metoda, prodiruće tečnosti,

ultrazvuk itd.) i ▪ kontrole ostalih parametara (broj obrtaja, pritisak, protok, korozija,

istrošenost itd.). Pored ovih metoda, radi kvalitetnije analize dobijenih parametara stanja i rada, koristi se i modeliranje dijagnostike konstrukcije kao osnova za davanje pouzdane prognoze reagovanja iste, zajedno u sprezi sa gore navedenim metodama.