Le interruzioni non pianificate dovute a guasti meccanici possono costare milioni di dollari di tempo di produzione perso alle aziende petrolifere e del gas. Sebbene sia difficile quantificare il costo dei tempi di inattività non pianificati, un'interruzione di un solo giorno può superare i 6,5 milioni di dollari, per la raffineria media statunitense1. Il passaggio dalla manutenzione reattiva (RM) alle strategie di manutenzione proattiva (PAM) basata sui dati non solo può ridurre le perdite di entrate derivanti da interruzioni non pianificate, ma anche ridurre del 60% i costi complessivi associati al funzionamento e alla manutenzione delle apparecchiature dell'impianto.2.
Gli accoppiamenti di dischi e diaframma non sono un "elemento usura" come le guarnizioni in una turbina o compressore, che possono causare una diminuzione delle prestazioni dell'apparecchiatura e sono in genere sostituiti in base a un programma basato sul tempo. La maggior parte degli accoppiamenti ad alte prestazioni sono progettati per essere liberi dalla manutenzione, e se sono azionati entro le loro capacità nominali, possono sopravvivere alle apparecchiature a cui sono collegati3. Per massimizzare la produzione, ogni asset, critico o meno, deve avere una strategia di manutenzione appropriata che viene seguita, verificata per l'efficacia e adattata in base alle esigenze per garantire l'affidabilità.
La criticità è un processo di classificazione quantitativa basato su: costo operativo, costi di manutenzione, perdite di velocità effettiva, qualità, sicurezza e implicazioni ambientali. Il grafico seguente rappresenta la distribuzione della criticità delle apparecchiature in un impianto tipico (Figura 1). Solo il 10% delle attrezzature di questo impianto è ritenuto critico a causa dei costi sostenuti se messo fuori servizio. Il 25% può essere definito essenziale. Il 30 per cento è importante. Il restante 35% non è essenziale. Ogni livello di criticità può essere associato a una strategia di manutenzione efficace per bilanciare il costo di implementazione con i livelli di affidabilità richiesti.
A seguito di un'analisi della criticità, viene eseguita una modalità di errore e l'analisi degli effetti (FMEA) per determinare tutti i potenziali tipi di errore, l'effetto di errore e ciò che può essere utilizzato per mitigare o eliminare la modalità di errore. L'FMEA viene quindi utilizzato come base nel processo decisionale per determinare la corretta strategia di manutenzione per le nuove apparecchiature. Le strategie di manutenzione più comuni sono elencate di seguito.
Gli accoppiamenti di dischi e diaframma sono progettati per una vita infinita quando vengono azionati entro i limiti di progettazione dell'applicazione; tuttavia, un cambiamento delle condizioni operative può4. Le sezioni seguenti evidenziano le potenziali modalità di guasto che possono essere attenuate o eliminate®Servizio di ricertificazione di fabbrica. Gli accoppiamenti usati sono ricondizionati per come "Like New" condizione e restituiti con la garanzia di fabbrica originale, per un valore significativo rispetto all'acquisto di nuovi5.
Mentre la ricertificazione degli accoppiamenti ad alte prestazioni durante ogni turnaround sarebbe la strategia di manutenzione più conservativa, potrebbe non essere la più conveniente o fattibile a causa della logistica di pianificazione. Le linee guida che combinano la ricertificazione delle fabbriche e il monitoraggio delle condizioni, con la comprensione e la prevenzione dei problemi passati, producono un'efficace strategia di manutenzione proattiva per le apparecchiature rotanti critiche6. Le sezioni seguenti forniscono una comprensione fondamentale dei Fattori che possono comportare la riduzione della vita di servizio efficace degli accoppiamenti.
Disallineamento
Mentre il disallineamento in genere non viene misurato mentre l'apparecchiatura è in servizio, è utile essere consapevoli di alcune variabili fastidiose che possono ridurre la durata di servizio dell'accoppiamento. Una delle domande più comuni per quanto riguarda l'allineamento di accoppiamento riguarda gli scostamenti termici durante il funzionamento. Se l'apparecchiatura e l'accoppiamento sono soggetti a grandi differenziali di temperatura, la precisione dei valori di crescita termica è estremamente importante. È stato eseguito un controllo di allineamento a caldo dell'apparecchiatura per mitigare il movimento non quantificato tra gli alberi e confermare i valori forniti? Altre difficoltà nella determinazione dell'allineamento durante il funzionamento possono essere dovute a una fondazione o a una deformazione del tubo. Il monitoraggio delle vibrazioni o l'analisi della causa principale (RCA) di un accoppiamento non riuscito può aiutare notevolmente l'identificazione e la risoluzione di questi problemi. La ricertificazione della fabbrica può essere utilizzata per ripristinare l'accumulo di danni che l'accoppiamento potrebbe aver subito e restituirlo alla sua condizione "come nuova".
Ambientale
Un altro fattore da considerare è l'ambiente operativo dell'accoppiamento. Per molte applicazioni offshore, l'acqua salata si traduce in un ambiente altamente corrosivo che può accelerare l'ossidazione dei metalli ferrosi. In alcune applicazioni, gli accoppiamenti sono azionati a temperature ben al di sopra della valutazione di progettazione a causa della progettazione della guardia e di problemi imprevisti sul campo. Questa temperatura più elevata può influire sulla durata dell'accoppiamento. Se questi o altri fattori ambientali sono veri, la frequenza di ispezione delle apparecchiature deve essere regolata di conseguenza. La ricertificazione di fabbrica riporta il fattore di servizio di accoppiamento al valore originale, "come previsto".
Attrezzature e condizioni operative
La simulazione della risposta alle vibrazioni torsione di una trasmissione è una tecnica di analisi critica perché consente la valutazione delle coppia trasmesse durante la fase di progettazione dell'apparecchiatura. Poiché un certo grado di incertezza è presente all'interno dei risultati del modello, gli standard API richiedono un margine di separazione del 10% da qualsiasi frequenza di eccitazione. Mentre migliori tecniche di dati e modellazione hanno aumentato la precisione dei sistemi torsiosi, i problemi possono persistere, con conseguente vibrazione torsionale non smorzata che può danneggiare l'apparecchiatura.
Inoltre, se l'apparecchiatura è soggetta a un programma operativo irregolare, l'accoppiamento potrebbe verificarsi una coppia transitoria di elevata magnitudine con ogni avvio. L'accordatura impropria dei motori controllati VFD può sottoponerlo all'accoppiamento a oscillazioni torsionistiche dannose che non sono state contabilisse in fase di progettazione, riducendo così la durata utilizzabile dell'accoppiamento ed eventualmente dell'apparecchiatura.
Condizioni di processo
La durata utilizzabile dell'accoppiamento può anche essere ridotta da variazioni nelle condizioni di processo. Un compressore è stato sottoposto a eventi di sovratensione noti? Forse il treno attrezzatura non funziona senza intoppi come previsto a causa delle pulsazioni del flusso di processo o dell'eccitazione inaspettata di una frequenza naturale del sistema. Questi eventi vengono in genere identificati utilizzando le tecniche di monitoraggio delle condizioni in genere non è possibile determinare come potrebbero influire sul caso di caricamento di accoppiamento.
Riepilogo
Gli accoppiamenti sono progettati per essere l'anello più debole e il componente più economico sulle apparecchiature rotanti. Essi sono spesso trascurati a causa di questo, ma spesso forniscono informazioni sulle condizioni operative delle apparecchiature. I dischi esterni incrinato di un accoppiamento a disco possono indicare se l'apparecchiatura funziona in condizioni di eccessivo disallineamento e l'eccitazione di una frequenza torsione risonante può causare fretting al centro di un pacchetto di dischi. Se questi problemi rimangono sconosciuti e non vengono risolti, vi è un aumento del rischio di guasto delle apparecchiature, nonché dei tempi di inattività non pianificati associati e della perdita di produzione.
Si consideri questo scenario, l'impianto A e l'impianto B stanno operando treni a compressore a vapore identici da quando sono stati commissionati sette anni fa. Nell'impianto A, l'accoppiamento è stato in continuo funzionamento con basse vibrazioni fin dall'avvio, mentre nella pianta B, il treno ha una storia di problemi che causano arresti e opera con vibrazioni più elevate attribuite al disallineamento dovuto all'espansione termica. Mentre entrambi gli impianti dovrebbero includere l'accoppiamento nel piano di manutenzione applicabile per il suo bene principale, c'è una maggiore probabilità di guasto per l'accoppiamento nell'impianto B a causa del carico aggiuntivo a cui è stato sottoposto durante il servizio. Supponendo che il treno dell'attrezzatura nell'impianto B costi 20 milioni di dollari, il costo di una ricertificazione dell'accoppiamento durante la seconda inversione di tendenza a 14 anni, è un piccolo prezzo da pagare per prestazioni continue garantite.
Le sezioni precedenti riguardano alcune possibili modalità di guasto che possono essere attenuate tramite Kop-Flex®Servizio di ricertificazione di fabbrica. Questi elementi possono fornire una base di domande da porre sulla vostra attrezzatura per determinare il programma di manutenzione adeguato per l'apparecchiatura e l'applicazione. Come primo passo, l'utilizzo degli intervalli di manutenzione preventiva delle altre apparecchiature sul treno offre un momento ideale per ispezionare l'accoppiamento flessibile. A seconda dei fattori di rischio di un treno specifico, la ricertificazione della fabbrica può essere la migliore pratica per ottenere il massimo tempo di attività dell'apparecchiatura.