Studiu de caz: Evaluarea condiţiei rulmenţilor cu ajutorul lubrifierii asistate de ultrasunete

Lubrifierea corespunzătoare este fundamentală pentru sănătatea rulmenților. Aplicarea unei cantități prea mari sau prea mici de lubrifiant va reduce drastic durata de viață a rulmenților și, chiar mai rău, va cauza opriri ale producției și timpi de inactivitate neplanificați. Utilizarea instrumentelor cu ultrasunete pentru lubrifierea precisă a rulmenților este o metodă consacrată, bine cunoscută și fiabilă de asigurare a lubrifierii corespunzătoare. Această metodă permite, de asemenea, echipelor de mentenanță să poată avea un prim nivel de evaluare a condiției rulmenților, după cum vom vedea în exemplele de mai jos.

Lubrifierea asistată de ultrasunete şi monitorizarea rulmenţilor: Cum funcţionează? 

Prin utilizarea ultrasunetelor, măsurăm nivelurile de fricțiune ale rulmen-ților în timp real, traduse în nivelul de decibeli (dB). Acest lucru permite detec­tarea problemelor și cerințelor de lubrifiere într-un stadiu incipient, cu mult înainte ca rulmenții să fie deteriorați. 

Prin utilizarea fricțiunii lagărelor ca ghid, acest lucru permite ca lagărele care necesită lubrifiere să fie lubrifiate cu precizie, cu cantitatea corectă de lubrifiant, evitându-se lubrifierea excesivă sau insuficientă. Deoarece nivelul de fricțiune este măsurat în timp real, în timpul lubrifierii, putem opri lubrifierea de îndată ce nivelul de frecare a scăzut la valoarea de referință. 

Stabilind o valoare de referință a rulmentului în dB și comparând valoarea de referință cu valoarea curentă, putem avea o referință despre starea de sănătate a rulmenților. În general, vom considera citirea în dB față de nivelul de bază după cum urmează: 

• +8dB peste linia de bază indică lipsa de lubrifiere 
• +12dB peste linia de bază indică daune microscopice 
• +16dB peste linia de bază indică deteriorarea vizibilă a rulmentului 
• +35dB peste linia de bază indică o defecțiune critică 

Acesta este un proces ușor de implementat și urmat, dar, desigur, există întotdeauna nuanțe. De exemplu, cum putem evalua dacă un rulment are nevoie doar de lubrifiere sau este și deteriorat? 

Să ne uităm la studiul de caz de mai jos.

Evaluarea stării rulmenţilor la o uzină siderurgică 

Acțiunea de lubrifiere a unui rulment cu ajutorul unui instrument cu ultrasunete ne oferă câteva indicii cu privire la condiția sa, dar mai există câțiva pași pe care îi putem face pentru a evalua mai precis starea acestuia: 

• Evaluați calitatea tonală: Instrumentele cu ultrasunete vă permit să ascultați cum sună rulmen­tul. Un sunet uniform și neted indică în mod normal că nu există probleme, în timp ce un sunet aspru în care pot fi prezente sunete de trosnituri sau pocni­turi indică deteriorarea rulmentului. 
• Verificați spectrul sonor: Unele instrumente cu ultrasunete vă permit să înregistrați sunetul provenit de la rulment și să îl analizați ulterior pe un software de spectru sonor. Examinând forma de undă temporală, ne putem face o idee mai bună despre ce se întâmplă cu rulmentul prin verificarea amplitudinii undei sonore și a eventualelor vârfuri.
• Efectuați măsurători regulate: efectuarea de măsurători regulate ale dB, în special atunci când suspectați că rulmentul ar putea fi deteriorat, este o bună practică. Cu cât efectuați mai multe citiri, cu atât mai multe date aveți la dispoziție. 

Acesta este un bun exemplu de utilizare a tuturor acestor etape: la o uzină siderurgică, am efectuat o inspecție a 2 rulmenți de la un ventilator de ardere. Acestea au fost denumite rulmentul de est și rulmentul de vest. 

Rulmentul de vest: 

Pentru a determina un nivel de referință pentru acest rulment, l-am lubrifiat în timp ce urmăream nivelurile dB și înregistrarea sunetului. În timpul lubrifierii, am putut observa cum nivelurile dB au scăzut la 60 dB și au rămas constante. De aseme­nea, putem observa mai jos, în înregistrarea sonoră, ce se întâmplă pe măsură ce aplicăm lubrifiant - amplitudinea scade pe măsură ce lubrifiantul intră în rulment, reducând astfel nivelurile de frecare.

• Imaginea 1.

Dacă acest rulment este în stare bună, nivelul de 60 dB pe care l-am stabilit ca nivel de referință se va menține pentru o anumită perioadă de timp. Cu toate acestea, dacă rulmentul prezintă probleme dincolo de lipsa de lubrifiere, nivelurile dB vor crește, iar calitatea sunetului se va înrăutăți pe termen scurt. 

Prin urmare, în ziua următoare, am efectuat o nouă citire și înregistrare sonoră a rulmentului ves­tic. Citirea a arătat 69 dB: adică 9 dB peste nivelul de referință, într-o singură zi.

• Imaginea 2.

Am decis să lubrifiem rulmentul încă o dată și am observat imediat o îmbunătățire a calității sunetului, precum și o scădere a nivelului de dB, la 64 dB.

• Imaginea 3.

Am așteptat 8 minute și am făcut o altă citire și înregistrare a sunetului și am putut observa că citirea de 69dB a revenit, precum și calitatea anterioară a sunetului pe care am obținut-o înainte de această a doua rundă de lubrifiere. 

Astfel, am ajuns la concluzia că lubrifierea rul­mentului nu îl readuce la starea inițială și nu este suficientă pentru ca acesta să păstreze o calitate uniformă și lină a sunetului. Acest rulment trebuie monitorizat în mod regulat, deoarece este posibil să aibă deja unele deteriorări microscopice. 

Rulmentul de est: 

Am folosit aceeași metodă pentru a evalua rulmentul estic al acestui ventilator de ardere. După o primă rundă de lubrifiere, am ajuns la 60db, ceea ce corespunde liniei noastre de referință. Captura de ecran din fișierul de sunet arată clar scăderea ampli­tudinii atunci când se aplică lubrifiant. 

• Imaginea 4.

Din nou, am efectuat aceeași măsurătoare și înregistrare a sunetului la o zi după, doar pentru a ne da seama că rulmentul a depășit cu mult nivelul de referință, afișând o valoare de 72 dB. Calitatea sunetului a arătat unele semne de îngrijorare, cu pocnituri și trosnituri. După o a doua rundă de lubri­fiere, am reușit să aducem rulmentul la 67dB și am observat o îmbunătățire rapidă a calității sunetului, dar păstrând unele tonuri de deteriorare.

• Imaginea 5.

La fel ca în cazul rulmentului de vest, am așteptat 8 minute înainte de a efectua o nouă citire și am observat că sunetul de 72dB și calitatea anterioară a lubrifierii au revenit.

Concluzie 

Ambii rulmenți prezintă semne clare de deteriorare, chiar dacă sunt încă într-un stadiu incipient (deteriorare microscopică). În mod normal, rulmenții sănătoși vor răspunde bine la lubrifiere și vor rămâne mai mult timp pe linia lor de bază dB, prezentând în același timp un sunet liniar și uniform. 

Putem vedea cât de utilă este tehnologia cu ultrasunete atunci când evaluăm ce se întâmplă cu un rulment și cât de ușor este să facem acest lucru. Chiar dacă este posibil ca ultrasunetele să nu poată indica principala cauză a problemei, acestea oferă o modalitate eficientă, ușoară și rapidă de a înțelege ce rulmenți necesită mai multă atenție. 

Pentru acest ventilator de combustie, se recomandă monitorizarea regulată, precum și includerea altor tehnologii de mentenanță predictivă pen­tru a determina cauza principală a frecării suplimentare a rulmenților. Deși nu putem face un pronostic cu privire la sursa problemei, putem observa că există o problemă care cauzează o presiune asupra rulmenților, care va duce în cele din urmă la deteriorare și/sau defectare.