Aufrufe
vor 11 Monaten

Verfahrenstechnik 12/2015

Verfahrenstechnik 12/2015

TOP-THEMA I ARMATUREN

TOP-THEMA I ARMATUREN Dem Verschleiß auf der Spur Ventildiagnosetools mit praxisnahen Handlungsempfehlungen Jens Jakob, Christian Merkator Pneumatische Regel- und Auf/Zu-Ventile werden durch Ventildiagnosetools, die zusammen mit digitalen Stellungsreglern angeboten werden, überwacht. Dabei geht die Aufgabe der Tools über das Erkennen und Melden akuter kritischer Zustände hinaus. Sie sollen bei der vorausschauenden Wartung helfen, kritische Messstellen aufzuzeigen. Verschleiß, so wurde es in der 1997 zurückgezogenen Norm DIN 50320 definiert, „ist der fortschreitende Materialverlust aus der Oberfläche eines festen Körpers (Grundkörper), hervorgerufen durch mechanische Ursachen“. Verschleiß in Ventilen kann innere und äußere Leckagen verursachen. Korrosive, abrasive und erosive Medien wie auch Kavitation und Flashing greifen Sitze und Drosselkörper sowie deren Lagerungen an und verursachen Materialabtrag, der zu inneren Leckagen führt. Als Folge sinkt die Regelgüte der Regelventile. Betroffen sind aber auch Auf/Zu-Ventile, die sich im Betrieb in der Offenstellung befinden. Die Regelgüte ist hier zwar nicht das entscheidende Kriterium, aber der Materialabtrag kann dazu führen, dass sie im Anforderungsfall nicht dicht schließen. Externe Leckagen, hervorgerufen durch Verschleiß an der Stangenabdichtung (z. B. Packung oder Balg), können durch häufige Lastwechsel, auch Oberflächenzerrüttung genannt, entstehen. Diese Art von Verschleiß tritt in Regelventilen auf, deren Drosselkörper im Betrieb häufigen Richtungswechseln ausgesetzt sind. Erreicht der Verschleiß ein kritisches Maß, dann müssen Regeloder Auf/Zu-Ventile zum Austausch der Verschleißteile außer Betrieb genommen werden. Ein solch kritischer Zustand verursacht außerhalb der geplanten Wartungsintervalle hohe Kosten. Autoren: Jens Jakob, Service Support, Christian Merkator, B.Eng., Service Sales Manager Trovis Solution, beide Samson AG, Frankfurt/M. Stand der Technik bei pneumatischen Regel- und Auf/Zu-Ventilen ist, den Zustand des Ventils durch Ventildiagnosetools, die zusammen mit digitalen Stellungsreglern angeboten werden, zu überwachen. Dabei geht ihre Aufgabe über das Erkennen und Melden akuter kritischer Zustände hinaus. Sie sollen bei der vorausschauenden Wartung helfen, kritische Messstellen aufzuzeigen. So können sie auch erste Hinweise auf Verschleißerscheinungen geben, indem sie statistische Daten mit den Verschleißanzeichen in Verbindung setzen. Die Indizien für innere und äußere Leckagen können über Diagnosetools ausgewertet werden. Innere Leckagen durch abrasiven Verschleiß führen zu einer sinkenden Regelgüte, einhergehend mit einer schleichenden Verschiebung der unteren Endlage über den Nullpunkt hinaus. Der erhöhte Leckdurchfluss lässt sich zudem durch Einsatz eines Leckagesensors detektieren. Die Wahrscheinlichkeit externer Leckagen steigt, wenn die dynamische Beanspruchung des Balgs und/oder der Packung hoch ist. Regelabweichungen, Namur-Meldungen über Nullpunktverschiebung und hohe dynamische Belastung vor Ort können am digitalen Stellungsregler abgelesen werden. Zusätzlich können entsprechende Trends und Histogramme über Hart- oder Buskommunikation eingesehen werden. Maßstäbe im Anlagen-Management Die Ventildiagnose Expertplus von Samson ist in die Stellungsregler-Bauarten 3730, 3731 und Trovis Safe integriert. Sie überwacht Regel- sowie Auf/Zu-Ventile rund um die Uhr und erkennt vorausschauend Verschleißanzeichen sowie andere fehlerhafte Zustände. Das Ziel, rechtzeitig Fehlerquellen zu ermitteln und Anlagenbetreiber in die Lage zu versetzen, notwendige Wartungsarbeiten zu planen und Anlagenstillstände zu vermeiden, ist erreicht. In Anlagen, die mit einer Vielzahl an Regel- und Auf/Zu- Ventilen ausgestattet sind, ist die gesonderte Langzeitbetrachtung einzelner Ventile aber zeit- und kostenintensiv. Kombiniert eingesetzte Systeme aus Ventildiagnose und 20 VERFAHRENSTECHNIK 12/2015

ARMATUREN I TOP-THEMA 02 Über eine Web-Oberfläche kann der Anlagenbetreiber nach bestimmten Messstellen suchen oder die Zustände aller angeschlossenen Ventile in einer Übersicht ablesen Asset-Management-Tools wie Trovis Solution können hier Abhilfe schaffen. Abgestimmt auf die herstellereigenen Stellungsregler ist das Programm in der Lage, Ventildaten auszulesen, zu analysieren und in einer eigenen Datenbank zu speichern. Dadurch übernimmt und dokumentiert Trovis Solution zuverlässig die aufwändige Aufnahme der Historie jedes einzelnen Ventils, wodurch die Aussagen der Ventil diagnose verifiziert werden können. Über eine Web- Oberfläche kann der Anlagen betreiber nach bestimmten Messstellen suchen oder die Zustände aller angeschlossenen Ventile in einer Übersicht ablesen. Um die Daten schnell erfassen zu können, wird jedes Ventil mit einem von drei möglichen Status gekennzeichnet. Dazu werden verschiedenfarbige, einfache Symbole verwendet. Für kritische und auffällige Ventile erstellt das System detaillierte Fehlerprotokolle mit praxisnahen Handlungsempfehlungen, die auf dem Wissen der Ventilkonstrukteure und den jahrzehntelangen Erfahrungen des After Sales Service von Samson beruhen. Optimierung des gesamten Prozesses Der Ventilhersteller Samon bietet neben dem reinen Asset-Management-Tool auch das Auslesen der Stellungsregler und die Datenverwaltung über eine gesicherte, SSL-verschlüsselte Datenleitung (128 bit) als Serviceleistung an. Durch das Knowhow im Unternehmen kann der Nutzen durch das Asset-Management maximiert werden. Anlagenbezogen werden die Daten aller Ventile nebeneinander ausgewertet und in Beziehung gesetzt. Das ermöglicht es, Optimierungspotenziale weit über Wartungs- und Instandhaltungspläne auszuschöpfen. Durch die Vielzahl der über einen längeren Zeitraum gesammelten Daten und ihre gezielte Analyse können systematische Fehler oder geänderte Betriebsbedingungen in einer Regelstrecke erkannt werden. In diesen Fällen schlägt der After Sales Service von Samson dem Anlagenbetreiber Korrekturmaßnahmen vor, die die Anlage optimieren und Betriebskosten senken. Bestens auf die Betriebsbedingungen abgestimmte Regelkomponenten können die Materialabnutzung nicht verhindern, aber verzögern. Auf diese Weise werden ungeplante Anlagenstillstände minimiert und Material- und Arbeitskosten für den Austausch von Verschleißteilen verringert. Das Asset-Management-Tool optimiert so die Zusammensetzung des Lagerbestands und der Teileverfügbarkeit beim Anlagenbetreiber und unterstützt das weltweite Samson- Service-Netzwerk. Zusammengefasst lässt sich festhalten: Asset-Management-Systeme können die Historie von Ventilen in Anlagen aufnehmen. Sie können die Diagnosedaten des Stellungsreglers mit komplexen Algorithmen auswerten und verfeinern, kritische Messstellen identifizieren und detaillierte Wartungsempfehlungen geben. Mit Trovis Solution kann der After Sales Service von Samson die Datenverwaltung vom Anlagenbetreiber übernehmen, wobei der Umfang der gesammelten Ventildaten durch den Anlagenbetreiber festgelegt wird. Trovis Solution wird seit einiger Zeit europaweit bei Großkunden sehr erfolgreich zum Anlagen-Management eingesetzt. Zukünftig bietet sich die Möglichkeit, das Ventil zur Industrie-4.0-fähigen Komponente auszubauen. www.samson.de 01 Die Ventildiagnose Expertplus ist in mehrere Stellungsregler-Bauarten integriert VERFAHRENSTECHNIK 12/2015 21

Ausgabe