Condition Monitoring von Maschinenlagern in explosionsgefährdeten Bereichen
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Condition Monitoring von Maschinenlagern in explosionsgefährdeten Bereichen
Maschinen, Anlagen und deren Komponenten unterliegen einem Verschleiß und müssen in regelmäßigen Abständen gewartet, repariert oder ersetzt werden. Diese Maßnahmen erfolgen meist auf Basis eines Instandhaltungsplans. Doch wann ist der richtige Zeitpunkt für eine Wartung oder einen Austausch?
In diesem Blogartikel betrachten wir das Thema Condition Monitoring (Zustandsüberwachung) von Maschinenlagern in explosionsgefährdeten Bereichen und dessen Vorteile in der Instandhaltungsplanung. Erfahren Sie außerdem, wie die Trennbarriere KCD2-VR4-Ex1 von Pepperl+Fuchs die vorausschauende Instandhaltung im Ex-Bereich einfacher und effizienter macht.
Condition Monitoring für eine vorausschauende Instandhaltung
Ein Instandhaltungskonzept umfasst die zeitliche und organisatorische Planung von Inspektionen, Wartung und Reparaturen. Ein solcher Plan ist essenziell für den Erhalt der Funktionsfähigkeit und den sicheren Betrieb von Maschinen und Anlagen, um Ausfälle und ungeplante Stillstände zu vermeiden. Durch den zunehmenden Einsatz intelligenter Feldgeräte, die Signaldaten in Echtzeit an die Leitebene übertragen und somit Aufschluss über kurzfristige und langfristige Veränderungen beispielsweise im Schwingverhalten rotierender Maschinen geben, rückt die zustandsbasierte und vorausschauende Instandhaltung zunehmend in den Fokus der Instandhaltungsplaner.
Bei einem intervallbasierten Instandhaltungsplan werden beispielsweise Gleit- oder Wälzlager oftmals schon vor Ablauf ihrer Lebensdauer ausgetauscht. So entstehen unnötige Kosten für Arbeitsaufwand, Anlagenstillstand und Ersatzteilbeschaffung, da sie häufiger als nötig ersetzt werden.
Wird hingegen ein Lager am Ende seiner Lebensdauer nicht rechtzeitig ausgetauscht, kann dies zu Schäden an der Anlage, aber auch zu Gefahren für Mensch und Umwelt, und zu erhöhten, ungeplanten Stillstandzeiten führen.
Um die Anlagenverfügbarkeit und die Betriebskosten zu optimieren, sollte der Zeitpunkt für die Instandhaltung, Reparatur oder den Austausch möglichst genau bestimmt werden. Bei der Zustandsüberwachung von Maschinen und Anlagen werden geeignete physikalische Parameter kontinuierlich erfasst und in Echtzeit ausgewertet. Diese geben Aufschluss über die Notwendigkeit und den Zeitpunkt einer Wartung oder eines Austauschs.
Die Vorteile der Zustandsüberwachung und vorausschauenden Instandhaltung:
- Die Anlagenverfügbarkeit wird erhöht, da drohende Ausfälle von Anlagenkomponenten rechtzeitig erkannt und ungeplante Stillstandzeiten vermieden werden.
- Schäden durch Funktionsstörungen defekter Anlagenteile (z. B. Lager rotierender Wellen) werden vermieden, ebenso wie daraus resultierende Gefahren für Mensch und Umwelt.
- Die Betriebskosten von Anlagen können sinken, wenn Wartung, Reparatur und Austausch ereignisgesteuert, d. h. nur bei tatsächlichem Bedarf, erfolgen.
Zustandsüberwachung von Maschinenlagern
Die Zustandsüberwachung von Lagern in rotierenden Maschinen wie Turbinen, Generatoren oder Kompressoren ist von großer Bedeutung. Dazu werden die Schwingungen der mechanischen Komponenten mit speziellen Sensoren an den Wellenlagern und der Welle selbst gemessen. Dabei handelt es sich beispielsweise um Schwingungen, die in den Lagern entstehen. Typische Muster lassen Rückschlüsse auf den Zustand der Lager zu. Die gemessenen Schwingungen haben einen hohen Anteil an hohen Frequenzen, die unverfälscht vom Feld zur Auswerteeinheit übertragen werden müssen. Die Grenzfrequenz des Moduls muss daher so hoch sein, dass die gemessene Schwingung nicht wesentlich gedämpft wird. Befindet sich der zu überwachende Teil der Anlage in einem explosionsgefährdeten Bereich, muss entlang der Datenübertragung Explosionsschutz gewährleistet sein.
Trennbarriere für die Signalübertragung von Schwingungsmessungen in explosionsgefährdeten Bereichen
Die 1-kanalige Trennbarriere KCD2-VR4-Ex1 von Pepperl+Fuchs ermöglicht die Übertragung von hochfrequenten Sensorsignalen aus dem Ex-Bereich an Steuerungs- und Leitsysteme im nicht explosionsgefährdeten Bereich. Das Gerät unterstützt alle gängigen Sensoren für die Zustandsüberwachung, wie Schwingungssensoren, Wegmesssonden, Beschleunigungssensoren, seismische Sensoren oder magnetische Pick-Up-Sensoren. Durch die Erweiterung des Übertragungsbereichs können auch Sensoren ohne eigene Spannungs- oder Stromversorgung verwendet werden. Der Spannungs-Repeater ermöglicht so ein modernes und effizientes Condition Monitoring sowie die vorausschauende Instandhaltung für den Schutz von Maschinen und Anlagen in explosionsgefährdeten Bereichen. Das Gerät verfügt über internationale Zertifizierungen wie ATEX, IECEx, UL und CCC. Die galvanische Trennung und die hohe Grenzfrequenz von 20 kHz (-1 dB) gewährleisten eine hohe Übertragungsqualität.
Der Spannungs-Repeater KCD2-VR4-Ex1 überträgt hochfrequente Sensorsignale aus explosionsgefährdeten Bereichen an das Steuerungs-/Leitsystem.
Der Spannungs-Repeater KCD2-VR4-Ex1 ist für sicherheitsgerichtete Anwendungen bis SIL 2 (SC 3) Ed2 gemäß IEC/EN 61508 geeignet und entsprechend TÜV-zertifiziert. Die geringe Verlustleistung ermöglicht den Einsatz in einem Temperaturbereich von -40 °C bis 70 °C (-40 °F bis 158 °F). DIP-Schalter auf der Frontseite unterstützen die einfache Konfiguration und ermöglichen die jederzeitige Erkennung der gewählten Einstellungen auch im eingebauten Zustand.
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