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Optimierte Instandhaltung und sichere Prozesse an Bord durch Vibrationsmessung

Autor: Nachrichten aus der Binnenschifffahrt       Datum: 20.12.2017

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Vibrationsmessung an einem Generator.
Vibrationsmessung bietet einfache Bewertung und Darstellung der Fehlerbilder mithilfe von Ampeldiagrammen.
Produktspezialist Ali Awad von CM Technologies im Porträt.
Ali Awad ist Product Specialist für Vibrationsmessverfahren bei CM Technologies. Bilder: CM Technologies

Laut einer Erhebung von Eurostat und Statista nimmt der Umsatz der Branche Reparatur und Instandhaltung von Schiffen, Booten und Yachten in Deutschland stetig zu – und wird laut Prognose auch in den nächsten Jahren weiter ansteigen. Um unnötige Kosten für das Instandhaltungsmanagement auf See zu vermeiden, bietet sich die Konzentration auf zustandsorientierte Maßnahmen an: Erst dann Kapital und Arbeitskraft aufzuwenden, wenn es tatsächlich nötig ist, spart Ressourcen bei garantierter Prozesssicherheit. So können bei rotierenden Anlagen wie Motoren, Pumpen oder Ventilatoren anhand von Vibrationsdaten Aussagen über mögliche Fehlerbilder getroffen werden. Die Voraussetzung bilden verlässliche Messungen und eine aussagekräftige Analyse relevanter Daten.

Hierfür ist das Vibration Meter Marine der CM Technologies GmbH aufgrund seiner Nutzerfreundichkeit besonders geeignet: Mithilfe des tragbaren Messgeräts können alle notwendigen Größen direkt vor Ort erfasst werden. Auf dem Bildschirm werden die Daten in übersichtlichen Diagrammen zusammengefasst, für deren Verständnis keine Vorkenntnisse notwendig sind. Ampelfarben signalisieren die Schwere von Defekten wie Unwuchten oder Lagerschäden – eine unmittelbare Handlungsempfehlung für die Techniker und Monteure an Bord.

Wenn vermehrt Maschinenausfälle auftreten, stehen die Schiffbetreiber häufig vor einem Problem: Verlängerte Werft- und Liegezeiten aufgrund der nötigen Reparatur oder des Austauschs von Anlagen bedeuten zum Teil hohe Verluste für die Unternehmen. Wird stattdessen eine vorbeugend-präventive Strategie verfolgt, resultiert das in der Regel in höheren Ausgaben für Ersatzteile und Personal, da Maßnahmen umgesetzt wurden, die strenggenommen nicht nötig waren.

Eine Möglichkeit, diese Ressourcen effektiver einzusetzen, bietet die zustandsorientierte Instandhaltung. Sie basiert auf aktuellen Werten, die durch Condition Monitoring ermittelt werden, und reduziert die notwendigen Arbeiten auf ein Minimum – ganz ohne die Betriebssicherheit zu gefährden. Bei rotierenden Anlagen eignet sich hierfür die Messung und Auswertung von Vibrationen: Mit dem Vibration Meter Marine von CM Technologies, das mit speziell auf die maritime Nutzung zugeschnittenen Messmodi ausgestattet ist, stellt dies nun auch für ungeschultes Personal kein Problem mehr dar.

Schnelle Fehleranalyse vor Ort

„Das Gerät hat einen Sensor, der die Beschleunigung der Maschinenschwingung oder der Equipmentschwingung aufnimmt“, erklärt Ali Awad, Product Specialist bei der CM Technologies GmbH. „Die Daten werden direkt vom Vibration Meter Marine analysiert und können über das integrierte Display eingesehen werden.“ Für die Messung wird der über ein Kabel mit dem tragbaren Handgerät verbundene Sensor mithilfe eines Magnetkopfs oder eines Gewindes an der Anlage angeschlossen.

Dabei ermittelt das Vibration Meter Marine entsprechend der ISO 10816-3 alle physikalischen und mechanischen Schwingungskerngrößen wie Schwingbeschleunigung, -geschwindigkeit, -weg und Frequenz bei Spitzen-Vibrationskennwerten zwischen 10 bis 1.000 Hz in mm/s. Abgeleitet hiervon sind auch FFT-Analysen über die Amplitudenmodulation möglich. All das passiert allerdings im Hintergrund – der Nutzer bekommt das Ergebnis einfach und verständlich inklusive der Schadensursache auf dem Display grafisch angezeigt.

Die Ergebnisse geben Aufschluss über den Zustand des rotierenden Equipments. So können Unwuchten und Lagerschäden erkannt werden, aber auch, ob einzelne Teile lose sind oder die Anlage falsch ausgerichtet ist. Je nach Ausführung ist wählbar, ob nur einzelne Messwerte relevant sind oder ob Trends beobachtet werden sollen. „Das heißt, in bestimmten Intervallen, die selbst festgelegt werden können, wird immer eine bestimmte Messung an einem bestimmten Ort durchgeführt. Die Trends können Aufschluss darüber geben, ob Eingriffe notwendig sind“, so Awad. Zusätzlich können Kopfhörer angeschlossen werden, um Wälzlagergeräusche hörbar zu machen und auszuwerten.

Analyse ohne Fachpersonal

Die Auswertung der Messergebnisse ist über zwei Wege möglich: Direkt über das Gerät oder mithilfe eines Analyse-Programms am PC. Auf dem Vibration Meter Marine selbst läuft die Verarbeitung über das Expertensystem FASIT (Fault Sources Identification Tool). Hierbei werden die Messungen mit Kennwerten abgeglichen und die Ergebnisse in anschaulichen Diagrammen in Ampelfarben dargestellt. Die Kennzahlen, mit denen die gesammelten Daten verglichen werden, können vom Nutzer selbst eingegeben oder auf Wunsch auch nach kundenspezifischen Vorgaben direkt ab Werk eingestellt werden. Durch die Veranschaulichung der Schwere der Probleme mithilfe der Farben kann auch ungeschultes Personal fundierte Entscheidungen über Folgemaßnahmen treffen.

Für eine detailliertere Diagnose können die Daten auf einen PC übertragen werden. Hierfür stellt CM Technologies eine kostenfreie Basisversion ihrer selbst entwickelten Software DDS (Data Diagnostic Software) zur Verfügung, die auch das Erstellen von Routen zulässt. Das Programm wertet die Daten aus und stellt sie in verschiedenen Formen bereit, wie zum Beispiel in einem zeitlichen Verlauf oder in einem Gesamtüberblick über mehrere Messungen. Außerdem ist eine Vollversion erhältlich, die neben mehr Speicherplatz auch die Möglichkeit bietet, mehrere Datenbanken mit der Software zu verwalten.

„In jedem Schiff gibt es mehrere Betriebsräume mit zahlreichen Maschinen; an jeder davon gibt es mehrere Messpunkte mit verschiedenen Messaufgaben. Mit der DDS-Software kann eine autorisierte Person, beispielsweise der technische Leiter, eine Route anlegen, die das Vibration Meter Marine für zukünftige Messungen vorgibt“, beschreibt Awad die Idee.

Abgesehen von DDS gibt es auch eine andere Möglichkeit: Die ADS-Software (Animated Deflection Shapes) ist eine animierte Darstellung von Maschinenbewegungen, welche durch Vibrationen verursacht werden. Diese, auch als Betriebsschwingformanalyse bekannte Methode visualisiert die Vibration der Maschine durch Animation. Während diese stattfindet, wird die Vibration entschleunigt und die Schwingungsweite erhöht. Auf diese Weise wird die Vibration als Maschinenbewegung grafisch dargestellt – eine Kombination von Vibrationsmessung und Software-Bearbeitung.

Speziell auf die Schifffahrt zugeschnittene Instrumente

Darüber hinaus kann mithilfe eines speziellen Modus auch die Überwachung des aktuellen Schmierzustands erfolgen. Das erlaubt der Besatzung, die Lager dann zu schmieren, wenn es tatsächlich nötig ist. Auf diese Weise werden nicht nur effektiv Maschinenschäden verhindert sondern auch Betriebsmittelkosten eingespart. Weitere wichtige Werkzeuge für den alltäglichen Bedarf wie ein kontaktloses Infrarot-Thermometer und eine Stroboskop- sowie Taschenlampe sind ebenfalls im Vibration Meter Marine integriert. Für eine detailliertere Diagnose und mehr Speicherplatz ist zudem die erweiterte Vibration Meter Marine Plus Version erhältlich. Alle Geräte samt Zubehör werden in einem robusten Koffer angeliefert, um den Transport sowie die Lagerung zu erleichtern.

Um einen möglichst effektiven Einsatz ihrer Geräte zu garantieren, bietet CM Technologies spezielle Trainings und Schulungen an. „Wir wollen erreichen, dass durch unsere Produkte jeder Techniker ganz einfach sein Instandhaltungsmanagement optimieren kann“, so Awad abschließend.

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Tags: vibrationsmessung, cm technologies, wartung, betriebskosten,

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