รู้ทันก่อนเครื่องจักรพัง กับวิธีการบำรุงรักษาเชิงพยากรณ์
By: Ravis Tasakorn
Department of Food Science and Technology
Faculty of Agro-Industry
Chiang Mai University
ravis.t@cmu.ac.th
การบำรุงรักษาเชิงพยากรณ์ (Predictive Maintenance; PdM) คืออะไร
การบำรุงรักษาเชิงพยากรณ์ หรือเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า การบำรุงรักษาตามสภาพ (Condition Based Maintenance; CBM) โดยการสังเกตว่าหากเครื่องมือเครื่องจักรกำลังจะชำรุด มักจะมีสัญญาณความเสียหายแสดงออกมา ซึ่งหากตรวจพบก็จะสามารถบำรุงรักษาก่อนจะเกิดความเสียหายได้ ในปัจจุบันนี้มีเครื่องมือวัดที่เชื่อถือได้สำหรับตรวจสัญญาณที่บ่งชี้ถึงความเสียหายของเครื่องจักร ซึ่งประโยชน์ที่จากการบำรุงรักษาเชิงพยากรณ์ คือ สามารถลดค่าใช้จ่ายด้านการบำรุงรักษา เนื่องจากจำนวนครั้งของการชำรุดลดลงและสามารถทำนายโอกาสในการชำรุดได้จากสภาพเครื่องจักร ส่งผลให้ไม่ต้องสำรองอะไหล่ไว้มากเกินความจำเป็น โดยมีวิธีการตรวจติดตามและการวิเคราะห์ ดังต่อไปนี้
การตรวจติดตามและวิเคราะห์ความสั่นสะเทือน (Vibration Monitoring and Analysis)
อุปกรณ์ที่ใช้สำหรับเก็บข้อมูล ได้แก่ เซนเซอร์ตรวจจับระยะทาง (Displacement Probes/Sensors) เซนเซอร์คลื่นแม่เหล็ก ตัววัดสัญญาณการสั่น (Accelerometers) เครื่องตรวจวัดความเร็วของการสั่นสะเทือน (Seismic Velocity Transducer) เป็นต้น อย่างไรก็ตาม การวิเคราะห์การสั่นสะเทือนไม่อาจให้ข้อมูลได้หมดในทุกมิติ จึงต้องใช้วิธีนี้ร่วมกับวิธีอื่นๆ
การถ่ายภาพความร้อน (Thermography)
การถ่ายภาพความร้อน จะอาศัยการถ่ายภาพอุปกรณ์ต่างๆ ในโรงงานในช่วงคลื่นอินฟราเรด โดยอาศัยอุปกรณ์หลายชนิดเพื่อตรวจดูสภาวะการทำงานของเครื่องจักรและตรวจหาจุดที่ผิดปกติ เช่น พื้นที่ที่มีความร้อนสูงกว่าหรือเย็นกว่าอุณหภูมิที่ควรจะเป็น โดยผู้ตรวจสอบที่มีประสบการณ์จะสามารถหาจุดที่มีความผิดปกติในโรงงานได้อย่างง่ายดาย เทคนิคนี้สามารถตรวจสอบอุปกรณ์ได้หลายชนิดในโรงงานอุตสาหกรรมอาหาร อาทิ เครื่องกำเนิดไอน้ำ ท่อส่งไอน้ำ กับดักไอน้ำ หม้อนึ่งไอน้ำ (Retort) เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนชนิดต่างๆ มอเตอร์ ลูกปืนและชิ้นส่วนเคลื่อนไหวต่างๆ ฯลฯ แล้วแต่การประยุกต์ใช้งาน ซึ่งอุปกรณ์ที่นิยมใช้ในการถ่ายภาพความร้อน ได้แก่
ก) เทอร์โมมิเตอร์อินฟราเรด เพื่อตรวจสอบอุณหภูมิเฉพาะจุด
ข) กล้องถ่ายภาพความร้อนระบบอินฟราเรด (Thermographic Camera)
ค) กล้องสแกนเส้นแบบอินฟราเรด (Infrared Line Scanner)
การใช้เทคนิคทางไตรโบโลยี (Tribology)
ไตรโบโลยี คือ ศาสตร์ทางด้านวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์ ที่ศึกษาเกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่าง ความเสียดทาน (Friction) การสึกหรอ (Wear) และการหล่อลื่น (Lubrication) เพื่อป้องกันหรือชะลอการเสื่อมสภาพของเครื่องจักรจากการสึกหรอ การนำเทคนิคด้านนี้มาใช้กับการบำรุงรักษาเชิงพยากรณ์ อาจกระทำในรูปแบบของการวิเคราะห์น้ำมันหรือสารหล่อลื่นที่ใช้งานแล้ว พิจารณาค่าความหนืดเทียบกับน้ำมันหรือสารหล่อลื่นที่ยังไม่เคยใช้งาน การปนเปื้อนของน้ำหรือสารหล่อเย็นเข้ามาในน้ำมัน
การตรวจโดยอาศัยคลื่นเสียงความถี่สูง
หลักการด้านคลื่นเสียงความถี่สูง สามารถนำเครื่องมือมาใช้งานทั้ง 3 ประเภท ได้แก่ การวิเคราะห์เสียงรบกวนผ่านอากาศ (Airborne Noise Analysis) การตรวจสอบการรั่ว (Leak Detection) และการตรวจสอบสภาพวัสดุ (Material Testing) ในการวิเคราะห์เสียงรบกวนผ่านอากาศในโรงงานอุตสาหกรรม
What is Predictive Maintenance (PdM)?
Predictive Maintenance or Condition Based Maintenance (CBM) observes the signs of machine breakdowns. If the signs are found, the maintenance could be done before the damage occurs. Now there is a reliable measurement device available to detect signs of machine breakdown. The benefit of predictive maintenance is reduced maintenance cost due to the reduced machine breakdowns and ability to predict the breakdowns. This also avoids unnecessary spare parts stock. Monitoring and analyzing methods are as follows:
Vibration Monitoring and Analysis
Data collection devices include displacement probes/sensors, electromagnetic sensor, accelerometer, seismic velocity transducer, etc. However, vibration analysis could not provide information for all dimensions so it should be used with other methods.
Thermography
Thermography is taking photos from equipment in the factory by using infrared waves. Various equipment will be used to check the machine’s operating conditions and detect problems such as areas with unusually high or low temperatures. An experienced operator will be able to detect problems in the factory easily. This technique could be used to inspect various equipment in the food industry factory such as steam generators, steam pipe, steam trap, retort, heat exchangers, motor, bearing, and moving parts, etc. depending on the application. Equipment widely used for thermography include:
A) Infrared thermometer: Used for a specific point temperature check,
B) Thermographic camera
C) Infrared Line Scanner
Tribology
Tribology is the science and engineering study of friction, wear, and lubrication to prevent or delay machine deterioration from wear. Utilizing this technique in predictive maintenance could be done by analyzing used oil or lubricant, consider viscosity compared to unused oil or lubricant, and analyze water or coolant contaminations in the oil.
Inspection by high frequency sound waves
For high frequency sound waves, the equipment could be used with 3 types of applications which are Airborne Noise Analysis, Leak Detection, and Material Testing.