Pumppujen valvonta pidentää 250 pumpun käyttöikää

Yhdysvaltalainen terästehdas valvoo pumppujaan Roxia Digital Solutions -järjestelmällä pidentääkseen niiden käyttöikää. Jotta saataisiin kokonaiskuva omistajuuden kokonaiskustannuksista ja mahdollisista säästöistä, tärinän lisäksi myös muita järjestelmän ominaisuuksia on valvottava.

Digitaaliset ratkaisut ovat yleistyneet hitaasti prosessiteollisuudessa. Alalla vallitsee odottava ilmapiiri, kun yritykset yrittävät selvittää laitoksilleen parhaiten sopivan ratkaisun. Kehitteillä on lukuisia teollisen esineiden Internetin (IIoT) ratkaisuja, jotka voivat tuoda asiakkaille todellisia kustannussäästöjä. Olennaista on ottaa ensimmäinen askel.
Katsotaanpa seuraavaksi, miten digitalisaatio voi tukea päivittäistä päätöksentekoa prosessiteollisuudessa maailmanlaajuisesti.

Pumppujen ja muiden pyörivien laitteiden tärinänvalvontaan on kiinnitetty viime vuosina paljon huomiota. Tärinänvalvonnalla voidaankin saavuttaa merkittäviä hyötyjä. Pumput ovat prosessikoneissa olennaisen tärkeitä, mutta silti ne kuuluvat monissa laitoksissa vähiten valvottujen laitteiden joukkoon.

Usein pumppuja käytetään rikkoutumiseen asti, jolloin korjaus- ja vaihtokulut ovat erittäin suuret. Laakerivaurioiden varhainen havaitseminen voi auttaa pienentämään korjauskuluja, välttämään laajat korjaukset ja vähentämään korjauksiin tarvittavaa aikaa. Näin myös käyttökatkot pysyvät minimissä.

Yhdysvaltalainen terästehdas aloitti hankkeen pumppujen suorituskyvyn parantamiseksi ja käyttöiän pidentämiseksi. Yhden terästonnin tuottamiseen tarvitaan tyypillisesti 130 000 litraa vettä. Terästehdas vaihtoi 80 000 dollarin pumput vuosittain, vaikka normaaleissa olosuhteissa tavallisen prosessipumpun pitäisi kestää 5–10 vuotta.

Terästehdas halusi valvoa tärinää ja monia muita ongelmia. Ensiksi se halusi selvittää, toimiko pumppu valmistajan määrittämällä ominaiskäyrällä tai lähellä sitä. Käytössä olleessa ohjausjärjestelmässä ei ollut analytiikkatoimintoja, joiden avulla yritys olisi voinut verrata toimintaa ominaiskäyrään. Tehdasta kiinnosti myös energiankulutuksen seuraaminen.

Järjestelmään asennettiin myös uusia mittareita, jotka auttoivat analysoimaan onteloitumista, tärinää, siipirattaan kulumista, kuivakäyntiä ja energiankulutusta. Terästehtaalla on yli 250 suurta keskipakopumppua, joiden voimanlähteenä on 750 hevosvoiman moottorit. Seuraamalla yksistään energiankulutusta tehdas voi saavuttaa merkittäviä säästöjä.

Roxia Malibu -verkkoportaalin kautta Roxia loi aluksi 3D-kuvan pumpuista ja eri mittareista, joita oli tarkoitus analysoida. Jos mitatut muuttujat ylittävät normaalin toiminta-alueen, terästehtaan avainhenkilöstö saa asiasta ilmoituksen, jossa kerrotaan tietyn pumpun kaipaavan huomiota.

Tarkan valvonnan avulla jokaista pumppua voidaan analysoida sen oman energiankulutuksen perusteella. Näin voidaan nopeasti havaita, mikä pumpuista toimii energiatehokkaimmin. Kuluttaja voi näin vertailla eri valmistajien pumppuja ja selvittää, kenen valmistamien pumppujen hyötysuhde on paras. Myös pumppujen vikoja voidaan valvoa, ja käyttäjät pystyvät näkemään, mikä pumppu toimii luotettavimmin ja vaatii vähiten korjaamista.

Eri pumppujen todelliset omistamisen kustannukset voidaan esitellä kaikille päätöksentekijöille. Puolueettoman analyysin lähtökohtana luonnollisesti on, että kaikki pumput ovat analyysin alussa uusia ja että niiden prosessiolosuhteet ovat identtiset. Tarkat prosessiolosuhteet on usein erittäin vaikea toistaa prosessiympäristöissä, mutta tieto auttaa silti valmistajia arvioimaan tarkemmin eri valmistajien tuotteita.

Jos pumppua käytetään kaukana sen ominaiskäyrältä ja parhaan hyötysuhteen toimintapisteestä (BEP), siihen kohdistuu jatkuvasti ylimääräistä rasitusta. Pumppu on tällöin alttiimpi tärinävaurioille ja kulumiselle. Käynnistyksen aikana pumpun toiminta saattaa poiketa ominaiskäyrästä tilapäisesti, mutta jos se toimii väärällä käyrällä pitkiä aikoja päivittäin, seurauksena on ei-toivottuja vahinkoja.

Terästehtaan esimerkissä tehdas tarvitsee enemmän vettä viilennykseen kesäkuukausien aikana. Talvella vettä kuluu siis paljon vähemmän. Tehtaalla oli totuttu käyttämään kahta pumppua kesällä, minkä lisäksi siellä oli kolmas pumppu varalla. Talvikuukausien aikana tehdas jatkoi kahden pumpun käyttämistä mutta huomattavasti kesää pienemmillä virtauksilla. Tämä johti tilanteeseen, jossa molemmat pumput toimivat kaukana ominaiskäyrältään ja erittäin kaukana BEP-pisteestään. Pumppuihin kohdistui näin koko ajan merkittävä rasitus, mikä aiheutti niissä tarpeetonta kulumista.

Roxian tuella terästehdas otti käyttöön digitaalisia ratkaisuja, joiden ansiosta pumppujen toimintaa voitiin valvoa selkeiden näyttöjen ja hälytysten avulla. Digitaaliset ratkaisut suosittelivat, että yksi pumpuista sammutetaan talvikuukausien ajaksi. Kun tehdas käytti vain yhtä pumppua, tämä pumppu toimi hyvin lähellä valmistajan määrittämää ominaiskäyrää ja BEP-pistettä.

Roxia Digital Solutions -valvonta voi pidentää pumpun käyttöikää. Seuraamalla energiankulutusta ja määrittämällä energiatehokkain pumppu voidaan säästää vuosittain jopa 40 000 dollaria. Pumppuihin kohdistuu pienempi rasitus ja ne toimivat lähempänä BEP-pistettään. Tällöin korjaustarve vähentyy, viat voidaan havaita ajoissa ja niiden korjaaminen on edullisempaa. Yksi valvonnan päätavoitteista onkin pidentää pumppujen käyttöikää ja pienentää korjaus- ja ylläpitokuluja.

Kuten edellä todettiin, tärinänvalvonta on hyvä alku. Oikealla ratkaisulla digitalisaatiosta voidaan kuitenkin saada irti paljon enemmän. Digitaalisilla ratkaisuilla voidaan analysoida kaiken tyyppisiä ja merkkisiä pumppuja. Eri valmistajien pumppuja voidaan vertailla toisiinsa, ja käyttäjät voivat selvittää todelliset omistamisen kustannukset. Pumput eivät kuitenkaan ole ainoita koneita, joiden valvonnassa digitaalisista ratkaisuista voi olla hyötyä. Kuljetushihnat, kuulamyllyt, puhaltimet, sihdit ja muut prosessilaitteet ovat kaikki hyviä esimerkkejä koneista, joiden digitaalisesta valvonnasta voi olla merkittävää hyötyä.