Optimale Frequenz für Equipment-Inspektionen: Praktischer Leitfaden

Dies ist eine Frage, die wir oft hören, wenn wir vor Ort in Plants, Mills und Mines weltweit sind. Die kurze Antwort: Sie müssen Ihre Erfahrung und Common Sense unterstützt durch eine logische Entscheidungsstruktur nutzen.

Lassen Sie uns definieren, was wir unter Inspektionen verstehen. Inspektionen umfassen alle objektiven und subjektiven Inspektionen.

• Objektive Inspektionen (wir messen etwas) durch Beobachtung oder Instrumentennutzung. Instrumente können Vibrationsanalysator, Infrarotkamera, Voltmeter, Durchflussmesser oder Ultraschall umfassen.

• Subjektive Inspektionen sind Look-Listen-Feel-Smell-Inspektionen.

Um die Frequenz Ihrer vorbeugenden Wartungsinspektionen festzulegen, müssen Sie verstehen, was Failure Developing Period (FDP) ist.

Failure Developing Period (FDP) (oder Pf-Kurve)

Die FDP ist der Zeitraum, von dem Zeitpunkt an, an dem ein Failure detektierbar wird, bis zum Breakdown. Ein Failure ist, wenn ein System oder Equipment korrekt innerhalb gegebener Parameter operiert, aber Anzeichen von Problemen zeigt.

Beispiel: Eine Zentrifugalpumpe kavitiert, liefert aber noch den erforderlichen Flow für den Betrieb; dies ist ein Failure, aber kein Breakdown. Die Kavitation wird sich schließlich zu einem Breakdown entwickeln. Der Breakdown tritt ein, wenn die Pumpe ihre intendierte Funktion nicht mehr erfüllen kann.

Die FDP ist der Zeitunterschied zwischen Failure und Breakdown. Wenn die Pumpe um 6 Uhr morgens zu kavitieren begann und 6 Tage später um 18 Uhr ausfiel, beträgt die FDP 156 Stunden.

Also, was ist die Inspektionsfrequenz?
Die theoretische Antwort ist sehr einfach. Die Inspektionsfrequenz sollte ungefähr sein: FDP/2

Beispiel: Wenn die geschätzte Failure Developing Period 14 Tage beträgt und wir Zeit brauchen, um die korrektive Wartung für diesen Failure zu planen und zu schedulen, um einen Breakdown zu vermeiden. Eine vernünftige Inspektionsfrequenz ist 7 Tage (FDP/2). Wenn die Inspektionsfrequenz länger als 14 Tage ist, verpassen wir den Failure und haben einen Breakdown.

Das eigentliche Problem: Wir kennen die FDP nicht. Es gibt keinen Standard, keine Dokumentation und die meisten Plants haben keine FDP-Historie.

Inspektionswerkzeuge verändern die FDP

Die FDP ändert sich, wenn wir Zugang zu besseren Tools haben. Beispiel: Wir können ein Problem an einem Pillow Block Lager durch Abhören mit einem Stethoskop detektieren. Diese Methode gibt uns vielleicht eine Warnperiode von wenigen Tagen (im Durchschnitt situationsabhängig). Nutzen wir jedoch einen Vibrationsanalysator, können wir denselben Failure wahrscheinlich mindestens 6 Wochen im Voraus detektieren.

Der Failure ist derselbe, aber die FDP hat sich geändert! Im Wesentlichen ist der einzige Grund, Inspektionswerkzeuge zu kaufen, die FDP mit mehr Genauigkeit zu verlängern.

In der Realität hängt die Fähigkeit, einen Failure während der FDP zu detektieren, auch von der Fähigkeit der Person ab, die Inspektion durchzuführen, Umgebung (Beleuchtung, Temperatur, Indoor vs. Outdoor etc.), operativen Parametern zum Inspektionszeitpunkt, Equipment-Design und Zugänglichkeit und mehr.

Zu viele Variablen

Einige Variablen, die viele Plants beim FDP-Berechnen straucheln lassen:

• Jede Komponente hat viele Failure Modes und jeder Failure Mode kann unterschiedliche FDPs haben.
• FDP kann sich je nach Inspektionswerkzeug, Technik, Person, die inspiziert, und mehr ändern.
• Jede Komponente läuft mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten, in unterschiedlicher Umgebung und unter unterschiedlicher Last.

All diese Variablen führen viele Plants unweigerlich dazu, das Falsche zu tun… eine massive Study zu starten, um Antworten auf diese Variablen zu finden.

Warum ist eine massive Study kein guter Ansatz?

Weil in 999 von 1000 Fällen Sie die Daten nicht haben werden, die Sie für die Analyse brauchen, und selbst wenn, ist der beste Bang for the Buck meist, Ihre Leute zu trainieren und sie dann raus Inspektionen machen zu lassen, statt eine große Analyse durchzuführen.

Was Sie am Ende haben, wenn Sie eine komplizierte Analyse ohne Daten machen, ist ein Guess basierend auf viel Arbeit – also lassen Sie die komplizierte Analyse weg und machen Sie einen Guess mit Ihrer Erfahrung und schneiden 99,9 % der Arbeit raus.

Beispiel: AC Motor

Sehen wir uns typische Probleme eines AC Motors an. Dieses Beispiel umfasst nicht alle Failure Modes – ein Lagerhersteller-Handbuch listet über 50 Failure Modes für ein Lager. Also schauen wir auf die häufigsten und wahrscheinlichsten Probleme.

Beispiel: AC Motor, 125 HP, 80 % Last, 24/7 Betrieb, staubige Umgebung.

HÄUFIGES PROBLEM	GESCHÄTZTE FDP	INSPEKTION & FREQUENZ
Temp increase center of motor due to overload or damaged winding	Wochen	Temp gun weekly
Vibration in bearings	4 - 12 Wochen	Vibration analysis every 2 weeks
Dirt buildup on motor	1 Monat	Check/clean bi-weekly
Bolts loose	1 Monat	Inspect bolts bi-weekly
Frame & foundation for corrosion	1 Jahr	Visual detailed inspection semi-annually
Temperature increase inboard bearing (can’t get good temperature reading on outboard bearing)	2 Wochen	Inspect IB bearing with IR gun weekly (don’t exceed 170°F / 77°C)
Electrical Junction box and cables	1 Monat	Bi-weekly
Noise from bearings, winding, overload, etc.	1 Woche	Other tools above will pick up source of noise earlier, recommend weekly.
Immediate damage such as forklift run in, something falling on motor	Instant	Can’t catch problems early without a FDP.
Increase in load (A)	2-4 Wochen	Weekly Current (A) reading

Wie zuvor erwähnt gibt es viele weitere Failure Modes, ich habe einige häufige Probleme ausgewählt, um meinen Punkt zu illustrieren.

Beachten Sie in der rechten Spalte die vielen unterschiedlichen Inspektionsfrequenzen selbst bei vereinfachter Analyse. Unsere Schätzungen sind nur Guesswork und variieren je nach Inspektor, Tool-Typ und Umgebung, also sollten wir die Zahlen nicht zu ernst nehmen, sie sind Schätzungen.
Stattdessen sollten Sie einige der kürzeren Inspektionsintervalle nehmen und dann einige der längeren Intervall-Inspektionen hinzufügen, da Sie diese ohnehin machen können, wenn Sie schon da sind. Sie dauern nicht lange und wir raten nur die Intervalle.

In unserem AC Motor Beispiel könnten wir sie in einer typischen Prozessanlagen-Umgebung wie folgt gruppieren:

Sample Checks on an AC Motor

Weekly

• Temp IB Bearing
• Temp center Motor
• Vibration pen at painted spot
• Check Cleanliness of Motor
• Look at condition of junction box and cables
• Visually look for water on motor
• Check fan with stroboscope
• Listen for unusual noise

Monthly

• Measure Amps
• Vibration analysis with Analyzer (different than pen above)

6 months

• Carefully check the base (steel) and foundation (Concrete)

Other Inspections

Wenn es ein kritischer Motor ist, wollen Sie vielleicht eine vollständige Motoranalyse oder einen Leckage-zur-Erde-Test durchführen.

Common Logical Error

Preventive Maintenance Inspektionsfrequenzen basieren auf FDP, nicht auf Lebensdauer der Komponente, noch auf Kritikalität der Equipment-Funktion.

Die Lebensdauer einer Komponente hat nichts mit Inspektionsfrequenz zu tun. Beispiel: Ein World-Class-Plant hatte eine durchschnittliche Motor-Lebensdauer von 18 Jahren, einige Motoren hielten 8 Jahre, einige 25.

Die FDP für die häufigsten Failure Modes dieser Motoren liegt jedoch höchstwahrscheinlich im 1-4 Wochen Span, also haben Life-Statistics nichts mit Inspektionsfrequenz zu tun.

Ein häufiger fehlerhafter Argument: „Wir haben diese Komponente 3 Jahre inspiziert und keine Probleme gefunden.“ Also erweitern sie die Inspektionsfrequenz von einer Woche auf vier Wochen. Dass Sie kein Problem gefunden haben, hat nichts mit der FDP zu tun – sie hat sich nicht geändert, nur weil die Komponente ohne Anzeichen eines Failures läuft.

Einmal wenn diese Komponente versagt, vielleicht nach 15 Jahren, kann die FDP immer noch zwei Wochen betragen und Sie müssen sie erwischen, wenn es finanziell sinnvoll ist. Wenn Sie die Inspektionsperiode auf vier Wochen ändern, ist es ungefähr 50 % + Risiko, dass Sie es verpassen.

Kritikalität beeinflusst nicht die FDP, aber sie könnte ein Faktor sein, wenn wir Inspektionsfrequenz zuweisen.

Die FDP ist ein Guess. Also wird eine sehr kritische Komponente vielleicht häufiger gecheckt, weil wir die FDP nicht wirklich kennen. Es ist eine Versicherungspolice.

Zusammenfassend:

• Inspektionsfrequenzen basieren auf FDP, nicht Kritikalität oder Komponentenleben.
• Die FDP für alle Failure Modes ist ziemlich unfeasible und impraktisch vorherzusagen. Wir können aber einen ziemlich guten Guess machen.
• Wenn Sie keine sehr guten historischen Daten zur FDP haben, verschwenden Sie keine Zeit mit einer elaborierten Study – machen Sie einen vernünftigen Guess, das ist das, worauf Sie mit einer Study ohne reliable Daten sowieso hinauslaufen.
• Wenn Sie FDP-Daten haben, fragen Sie, ob es besser ist, den Aufwand in Training der Leute in Inspektionsdurchführung und Planung/Scheduling von Korrekturaktionen zu stecken, statt eine überdimensionierte Study zu machen. Es ist viel kosteneffektiver, Zeit in die Ausführung guter Inspektionen zu investieren.

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