Pemantauan Getaran:Pendekatan Hibrida

Anda memiliki program pemantauan getaran berbasis rute triwulanan atau bulanan tetapi Anda masih mengalami kegagalan. Masalahnya adalah bahwa pemantauan berbasis rute hanya menyediakan pembacaan seketika. Untuk banyak aset, masalah dapat berkembang dengan cepat dan sering kali tanpa peringatan.

Contoh utama dari hal ini adalah cacat sangkar bantalan. Cacat sangkar dapat berkembang dari indikasi pertama hingga kegagalan bantalan lengkap dalam hitungan minggu, atau bahkan berhari-hari - dan tergantung pada waktunya, pemantauan berbasis rute mungkin tidak menangkapnya. Salah satu kemungkinannya adalah beralih ke pemantauan getaran berkelanjutan. Sayangnya, menerapkan program pemantauan getaran terus menerus penuh dapat menjadi tantangan, dan untuk beberapa aset mungkin berlebihan. Apa yang bisa kamu lakukan?

Solusinya adalah dengan menerapkan pendekatan hibrid yang menggabungkan pemantauan getaran berkelanjutan dan pemantauan berbasis rute berkala. Gunakan alat yang tepat untuk jenis aset yang tepat. Kemacetan proses kritis dan aset terkait keselamatan seperti ventilasi atau kipas pendingin ideal untuk pemantauan berkelanjutan (lihat gambar 1), sedangkan aset berisiko rendah atau berkecepatan rendah paling cocok untuk pemantauan berbasis rute. Pendekatan hibrida ini adalah cara yang efisien untuk meningkatkan program pemeliharaan Anda tanpa menghabiskan banyak uang dan tidak membiarkan yang sempurna menjadi musuh yang baik.

Gambar 1:Spektrum getaran dasar bantalan (kiri) yang diambil oleh Sistem Pemantauan Kondisi Online Dynapar OnSite™ menunjukkan amplitudo tertinggi pada frekuensi dasar rotasi (titik merah). Dalam spektrum yang diambil setelah munculnya cacat bantalan (kanan), amplitudo frekuensi dasar telah berkurang (titik merah) bahkan ketika harmonik 2X dan 3X meningkat; harmonik tingkat tinggi berkorelasi dengan kelonggaran bantalan.

Menyeimbangkan Pro dan Kontra

Jika ada satu kebenaran dalam rekayasa, itu adalah bahwa tidak ada satu solusi yang sempurna, hanya pendekatan terbaik untuk masalah tertentu. Membangun program pemantauan hibrida dimulai dengan memahami kekuatan dan kelemahan kedua pendekatan tersebut.

Pemantauan berbasis rute melibatkan pengambilan pembacaan manual pada interval yang ditentukan oleh riwayat aset atau diekstrapolasi dari jadwal pemeliharaan preventif. Ini adalah pendekatan yang baik untuk memantau jumlah poin yang tinggi. Pada sisi negatifnya, alat pemantauan merupakan investasi yang substansial. Mengambil pembacaan yang akurat membutuhkan teknisi terlatih, baik internal maupun pihak ketiga.

Data biasanya disimpan dan dikelola secara lokal, dan volumenya meningkat secara substansial dari waktu ke waktu. Terakhir, analisis dan interpretasi pembacaan memerlukan keahlian yang memerlukan biaya, baik yang melibatkan pelatihan staf insinyur, mempekerjakan teknisi yang terampil, atau bekerja dengan layanan keandalan pihak ketiga.

Analisis getaran online berkelanjutan menggunakan sensor jaringan yang dipasang pada peralatan untuk mengumpulkan data dan meneruskannya ke server lokal atau cloud untuk analisis dan peringatan. Frekuensi pembacaan membuat pemantauan getaran online berkelanjutan sangat efektif dalam mendeteksi cacat yang berkembang cepat. Meskipun peralatan secara tradisional mahal, generasi baru sistem pemantauan kondisi berbasis cloud yang hemat anggaran membuat teknologi ini praktis untuk berbagai aset yang lebih luas.

Seperti biasa, ada trade-off. Bahkan diterapkan pada interval diskrit, pemantauan kondisi online terus menerus menghasilkan data dalam jumlah besar. Namun, dalam kebanyakan kasus, data tersebut dipindahkan ke cloud untuk penyimpanan. Perangkat lunak berbasis cloud yang mudah digunakan dapat digunakan untuk menjalankan analitik yang telah dikonfigurasi sebelumnya secara otomatis terhadap data, sehingga mengurangi jumlah keahlian yang diperlukan untuk mengubah keluaran sensor menjadi informasi yang dapat ditindaklanjuti.

Alat yang Tepat untuk Aset yang Tepat

Pendekatan pemantauan yang ideal untuk aset tertentu berhasil menyeimbangkan biaya pemantauan dengan kemungkinan frekuensi akan menemukan masalah pada waktunya untuk mencegah waktu henti yang tidak terjadwal. Untuk tujuan memilih modalitas pemantauan, pertimbangkan risiko yang ditimbulkan oleh kegagalan. Ini termasuk risiko kegagalan yang terjadi; durasi kegagalan itu; dan dampak dari kegagalan tersebut dalam hal keselamatan manusia, keselamatan lingkungan, dan produksi secara keseluruhan. Terakhir, pertimbangkan aksesibilitas aset untuk pembacaan manual dan untuk perbaikan.

Setelah Anda mentabulasi faktor-faktor ini, cocokkan aplikasi dengan pendekatan pemantauan yang paling cocok untuk aplikasi tersebut.

Aset Berikut Cocok untuk Pemantauan Berbasis Rute Getaran:

Aset stabil: Aset dengan waktu rata-rata antara kegagalan (MTBFs) satu tahun atau lebih dapat dilacak dengan sangat efektif menggunakan pemantauan berbasis rute setiap bulan atau setiap tiga bulan. Berinvestasi dalam sistem untuk mengambil data secara terus-menerus pada jenis aset ini berlebihan. Pemantauan online berkelanjutan tidak mungkin meningkatkan waktu kerja secara signifikan dibandingkan dengan teknik berbasis rute. Apa yang akan meningkat adalah jumlah data "Saya baik-baik saja" yang perlu ditangkap, dianalisis, dan disimpan.

Aset berisiko rendah: Jika suatu aset memiliki unit siaga langsung, suku cadang dalam inventaris yang dapat dipasang dengan cepat atau tidak mungkin berdampak pada produktivitas keseluruhan fasilitas dan/atau operasi, hal itu dapat dianggap berisiko rendah risiko. Aset tersebut adalah kandidat yang baik untuk pemantauan berbasis rute.

Aset berkecepatan rendah: Pemantauan berbasis rute sangat efektif untuk aset berputar berkecepatan rendah. Sebagian besar sistem pemantauan berkelanjutan memiliki frekuensi rendah dan frekuensi tinggi yang signifikan dalam spektrum getaran. Ini membatasi efektivitasnya untuk aset yang beroperasi pada kecepatan di bawah sekitar 600 RPM.

Untuk aplikasi, tidak terlihat lagi dari oven industri yang digunakan untuk segala hal mulai dari memanggang sereal sarapan hingga pengawetan cat otomotif. Motor yang memberi daya pada konveyor dalam oven ini dapat bekerja pada 25 RPM sambil membawa beban berat, sehingga menyebabkan tekanan yang signifikan. Pemantauan berbasis rute memberikan pemantauan yang efektif tidak hanya untuk getaran tetapi juga untuk variabel proses lainnya guna memberikan wawasan yang lebih luas tentang kesehatan aset secara keseluruhan.

Kelas Aset Ini Paling Baik Dilacak Menggunakan Pemantauan Kondisi Online:

Aset yang sering gagal - meskipun pemantauan berbasis rute: Cacat yang berkembang cepat memerlukan pemantauan yang lebih sering daripada yang biasanya dapat diberikan oleh jadwal berbasis rute. Jika suatu aset rusak setiap enam bulan atau kurang, meskipun telah dilakukan pembacaan manual secara teratur, pertimbangkan pemantauan getaran online yang berkelanjutan. Ini memberikan perlindungan yang lebih baik dan solusi yang lebih hemat biaya daripada pendekatan berbasis rute.

Aset penting: Aset yang bertindak sebagai hambatan untuk operasi lain harus dipantau terus menerus. Conveyor yang bertindak sebagai chokepoint untuk seluruh jalur pemrosesan, misalnya, harus dipantau untuk memastikan operasi yang berkelanjutan jika biaya kegagalan tinggi, bahkan jika biaya aset tidak, itu harus dianggap kritis.

Sebagai contoh, lantai produksi seluas 100.000 kaki persegi yang menampung jalur pemrosesan untuk produsen makanan utama dilayani oleh satu blower di atap. Ketika gagal, produksi harus dihentikan. Perbaikan sederhana mungkin menghabiskan biaya $ 120.000. Sebuah kegagalan bencana bisa berjalan lebih dari $ 1 juta. Mengingat sifat kritis dari aset, itu harus dipantau secara teratur. Sebagai akibat dari salju dan es dan halangan lainnya, itu hanya diperiksa beberapa kali dalam setahun.

Untuk memberikan peringatan dini tentang cacat yang berkembang, layanan keandalan pihak ketiga perusahaan memasang monitor getaran online berkelanjutan. Unit mulai mengambil data pada tanggal 4 Oktober. Sekitar pertengahan bulan, plot data tren getaran RMS untuk salah satu bantalan mulai naik, menunjukkan adanya cacat bantalan (lihat gambar 2). Setelah berkonsultasi, keputusan dibuat untuk melanjutkan operasi sambil memantau aset, untuk menjadwalkan perbaikan dengan cara yang meminimalkan dampak pada produksi.

Pada 3 November, cacat itu memburuk secara tiba-tiba. Sistem mengirimkan peringatan. Tim meninjau data, memantau sistem dengan cermat hingga akhir shift. Pada saat itu, masalah itu terdengar. Mesin dimatikan dan diperbaiki dalam semalam. Pemantauan terus menerus memungkinkan untuk memperpanjang produksi sambil menghindari biaya kegagalan bencana.

Gambar 2:Data dari Sistem Pemantauan Kondisi Dynapar OnSite menunjukkan lompatan dramatis dalam tren getaran RMS pada 24 Oktober saat cacat pertama kali terbentuk, diikuti oleh peningkatan tajam pada 3 November saat bantalan menjadi kritis.

Sulit mengakses aset: Pemantauan getaran online berkelanjutan memberikan solusi untuk aset yang sulit diakses untuk pembacaan manual. Dalam contoh baru-baru ini, penggulung penggulung pada mesin kertas sering mengalami kegagalan bantalan sebagai akibat dari variasi kecepatan yang konstan. Pemantauan berbasis rute tidak dapat digunakan karena gulungan tidak dapat diakses saat alat berat sedang berjalan, karena masalah keamanan. Variasi kecepatan yang terus-menerus juga berarti bahwa pemantauan getaran sederhana saja tidak cukup.

Perusahaan memasang sistem pemantauan getaran online berkelanjutan dengan penyimpanan data dan analitik berbasis cloud. Analisis berbasis web mengubah data bentuk gelombang waktu menjadi bentuk gelombang RMS dan spektrum getaran. Menggunakan pembacaan kecepatan dari encoder, analitik otomatis menskalakan data getaran dengan tepat.

Pada 24 Januari, tingkat getaran memicu peringatan. Dengan sistem pemantauan terus-menerus, pabrik dapat menjaga saluran tetap berjalan hingga 5 Februari, saat mereka mengganti bantalan (lihat gambar 3).

Gambar 3:Tren RMS getaran bantalan rol penggulung menunjukkan munculnya cacat (inset) pada 24 Januari (panah merah). Tingkat getaran kembali ke garis dasar setelah perbaikan pada tanggal 5 Februari.

Mencapai aset seperti kipas menara pendingin atau motor elevator mungkin memerlukan tindakan pencegahan keselamatan yang luar biasa (dan kenyamanan dengan ketinggian). Dan beberapa aset sulit untuk dipantau, mungkin karena ruang yang sempit, karena enklosur memanas hingga tiga digit di musim panas, atau karena mengakses aset memerlukan pelepasan pelindung.

Aset terkait keamanan: Setiap aset yang kegagalannya menimbulkan risiko cedera langsung atau kematian harus dilacak dengan pemantauan getaran online berkelanjutan. Ini termasuk aset yang kegagalannya dapat menyebabkan kerugian langsung bagi operator terdekat dan aset yang kegagalannya dapat menciptakan situasi berbahaya, bagi personel dan fasilitas secara keseluruhan.

Sebuah produsen produk kayu mengalami tingkat kegagalan yang tinggi dari pengumpul debu yang digunakan untuk menangkap serbuk gergaji di fasilitas manufakturnya. Penangkapan debu sangat penting untuk keselamatan – penyebaran serbuk gergaji di udara menciptakan lingkungan ledakan Kelas 1/Divisi I. Ketika pengumpul debu turun, begitu juga produksi. Operasi diperlukan untuk menemukan sistem peringatan dini untuk membantu mencegah kegagalan.

Aplikasi ini kritis terhadap keselamatan dan produksi, sehingga paling baik dilayani dengan pemantauan getaran online berkelanjutan. Perincian data tidak hanya mengidentifikasi masalah dan kegagalan yang mendahului, tetapi juga membantu mendiagnosis akar masalah. Sistem pemantauan dikonfigurasi untuk menangkap data getaran satu jam sekali. Dilihat selama sebulan, tren getaran RMS menunjukkan penurunan.

Ketika teknisi keandalan melihat bentuk gelombang waktu, ia memperhatikan bahwa lonjakan yang disebabkan oleh dampak rol bantalan terhadap balapan turun sementara selama 24 hingga 48 jam setelah pelumasan, sebelum meningkat lagi. Untuk menguji teori bahwa masalahnya adalah pelumasan yang tidak mencukupi, mereka meningkatkan jumlah pelumas yang dikeluarkan setiap bulan. Kegagalan segera turun dan kinerja meningkat.

Aset bermasalah: Ketika pemantauan berbasis rute mendeteksi cacat yang berkembang, pemeliharaan memiliki pilihan antara melakukan perbaikan segera atau menunda perbaikan sambil terus memantau masalah. Perbaikan segera menghindari biaya penggantian aset yang masih memiliki masa pakai yang layak tetapi melibatkan risiko yang diperhitungkan bahwa aset tidak akan gagal di antara pembacaan. Pemantauan berbasis rute menjadi semakin kurang hemat biaya ketika frekuensi meningkat menjadi mingguan, atau bahkan harian. Pemantauan online berkelanjutan tidak hanya membutuhkan pembacaan pada interval yang cukup pendek untuk mendeteksi perubahan kondisi yang cepat, tetapi juga dapat dikonfigurasi untuk mengirim peringatan secara otomatis saat getaran melebihi ambang batas tertentu.

Aset kecepatan variabel: Kelas aset tertentu terus-menerus berakselerasi dan melambat, yang dapat menyebabkan kegagalan bantalan dini. Wind/unwind roll dalam pemrosesan web, misalnya, sering gagal sebagai akibat dari mode operasi ini.

Fasilitas modern dapat memiliki ratusan, bahkan ribuan titik kegagalan potensial. Tidak ada pendekatan pemantauan kondisi tunggal yang efektif dalam semua kasus. Pemantauan berbasis rute tidak memadai untuk melacak cacat yang berkembang cepat. Bahkan generasi terbaru dari sistem pemantauan getaran online berkelanjutan yang terjangkau menjadi mahal untuk jumlah poin yang tinggi. Pendekatan terbaik adalah strategi hibrida.

Audit fasilitas dan tentukan aset mana yang merupakan kandidat yang baik untuk sistem online berkelanjutan dan mana yang lebih baik dilayani oleh pemantauan berbasis rute. Dengan membangun program pemantauan hibrid, Anda dapat menyederhanakan perawatan, meningkatkan waktu kerja, memastikan keamanan, dan memaksimalkan produktivitas dan profitabilitas di seluruh operasi.

Tentang Penulis

Derek Lammel, Spesialis Keandalan, Dynapar Corporation. Derek Lammel, Analis Getaran Kategori III, memiliki pengalaman luas dalam berbagai pilar pemeliharaan prediktif yang memanfaatkan analisis getaran, termografi, analisis oli, dan teknologi ultrasound. Derek menghabiskan 9 tahun di Angkatan Laut Amerika Serikat bekerja di luar negeri dalam pemeliharaan penerbangan dengan Skuadron Pengintaian Sayap Patroli 45. Derek bergabung dengan Dynapar pada tahun 2019 dan merupakan pakar materi pelajaran dalam analisis getaran untuk produk dan layanan Dynapar. Sebelum bergabung dengan Dynapar, Derek bekerja untuk SKF Reliability Systems sebagai insinyur keandalan lapangan di berbagai industri seperti pulp dan kertas, produksi baja, makanan dan minuman, dan pertambangan, mengembangkan strategi prediktif untuk meningkatkan waktu kerja bagi pelanggan.