ÇAYELİ BAKIR İŞLETMELERİ A.Ş.'de ÜRETİM & SERVİS ASANSÖRLERİNDE ONLINE VİBRASYON İZLEME SİSTEMİ

Eray Özalevli - Reliability Engineer (Güvenilirlik Mühendisi) Çayeli Bakır İşletmeleri A.Ş., Ağustos 2010

Çayeli Bakir İşletmeleri Hakkında Genel Bilgi

Çayeli Bakır İşletmeleri, 1983 yılında kurulmuş, üretime 1994’te başlamıştır. 2004 yılından itibaren %100 Kanada merkezli “Inmet Mining Corporation” tarafından işletilmektedir. Türk madencilik sektörünün yabancı sermaye iştirakli ilk şirketidir. Türkiye’nin en büyük yeraltı metal madenidir. Yılda ortalama 1.2 milyon ton ham cevher çıkarılır. Çıkarılan cevher bakır ve çinkodur. Madencilik, tam mekanize yeraltı üretim metotları kullanılarak gerçekleştirilir. Yeraltından çıkarılan ham cevher, zenginleştirme fabrikasında işlenerek konsantre haline getirilir. Bu konsantre ürün, Rize Limanı’ndan piyasaya sunulur.

Toplam çalışan sayısı 450 olup her ay ortalama 70 taşeron çalıştırılmaktadır.
 
Resim 1: Çayeli Bakir İsletmeleri , RİZE

Neden Asansörlere Online Vibrasyon İzleme Sistemi?

Çayeli Bakır İsletmeleri’nin yeraltından yerüstüne cevher transferini yaptığı, içinde üretim asansörü ve servis asansörü makinalarının bulunduğu, Şaft Kulesi ve Şaft Kontrol Binası, yerleri itibariyle zemin kaymalarına müsait bir bölgede bulunmaktadır. Zemin kaymalarına etken nedenler olarak, Çayeli'nin, Türkiye'nin en fazla yağış alan bölgelerinden olması ve jeolojik yapısı sayılabilir.

Üretim ve servis asansörleri, üretim ve operasyonun vazgeçilmez iki kritik makinasıdır. Arıza durumunda stand-by yedekleri bulunmadığından, yurt dışından servis ve yedek parça temin sürelerinin uzun ve zor olmasından, yüksek maliyetli üretim kayıplarına ve uzun süreli duruşlara sebep olabilir.

Zemin hareketleri, asansörlerin çok hassas olması gereken motor, yatak, kasnak ve şaft düzlemsellik ayarlarını çok çabuk etkileyebileceği, rulmanları bozabileceği; ve fark edilmez ise çok daha yıkıcı arızalara sebep olabileceği için, sürekli takip altında olması gereken önemli bir problemdir.

Geçmişte zemin hareketleri nedeni ile oluştuğu bilinen kasnak rulmanlarının dağılması ve üretim asansörü rulmanlarının hasarlanması, ciddi üretim kayıplarına neden olmuştur.

Ayrıca, üretim ve servis asansörlerinin, yapıları itibariyle çok fazla döner ekipman ve halatlar üzerinde gerilme potansiyel enerjisi barındırdığı için, yanlarına çok fazla yaklaşılmaması gereken makinalardır. Oysa ki portatif bir cihazla ölçüm alabilmek için tüm bu riskleri kabul etmek gerekmektedir.

Tüm bu nedenlerden dolayı, asansörlerin yakın takibi ve güvenilir trend verileri ile izlenmesi ve iş güvenliğinin sağlanması için, Online Vibrasyon İzleme Sisteminin (OVİS) kurulmasına karar verilmiştir.
 

Donanım Seçimi

Sensör: Ölçüm noktalarında devirler 30 ile 660 rpm arasında değişiyordu. Ancak çoğu ölçüm noktası 60 rpm’in altıda idi. Düşük devirli rulmanlarda vibrasyon ölçümü ile hasar analizi yapmak, bu işi yapanların iyi bildiği gibi çok zordur. Yani öyle bir teknoloji seçimi yapmak zorunluydu ki düşük devirlerde rulman hasarı tespiti kolay hale getirilmeliydi. Karşılaştırmalarımız SPM teknolojisinin sunduğu 0-32 khz arasında çalışabilen şok sensörü ile 2-10 khz arasında çalışabilen vibrasyon sensörlerinin tam bu işe göre olduğunu gösterdi. Rulman ve yağlama kondisyonu trend şeklinde göstermesi ve şok spektrumu vermesi, bu teknolojinin artılarındandı.

Resim 3: SPM Şok Sensörü

Kablo ve Konektörler: Kimyasal veya yağlı bir ortam olmamasına rağmen, sinyal iletişiminin sensörden kumanda panosuna kadar yüksek kalitede gerçekleşmesi için, korozyona ve kimyasal etkiye dayanıklı kablo, kablo kanalı ve paslanmaz konektörler seçildi.

Junction Box: Uzak mesafeler arasındaki kablo kalabalığını önlemek, kablo maliyetini azaltmak, kablolama işçiliğini düşürmek ve arıza durumunda bakım kolaylığı getirmek için, junton box kullanımı öngörüldü.

Sistem Dizaynı

Vibrasyon, Şok ve Sıcaklık Sensörleri ile Kaliteli ve Güvenilir Data

Sistem dizaynı, teklif alma aşamasında tedarikçi firma ile Çayeli Bakır İşletmeleri’nin yetkilileri tarafından dikkatli bir biçimde yapıldı. Kurulum yapılacak ekipmanlar, üretim asansörü DC motoru, tambur rulmanları ve tepe kasnağı rulmanları ile servis asansörü DC motoru, dişli kutusu, tambur rulmanları, tepe kasnağı rulmanları sahada incelenerek, toplam 16 adet ölçüm noktası seçildi. 8 adet vibrasyon sensörü, 16 adet şok sinyal sensörü ve 8 adet sıcaklık sensörü için bir adet 32 kanal çıkışlı kumanda ünitesi, 3 adet Junction Box, aşağıdaki resimde görüldüğü gibi, bilgisayar ortamında dizayn edildi. Toplamda, 500 metrenin üzerinde kabloya ihtiyaç duyuldu.

Resim 4: Çayeli Bakır İşletmeleri SPM Online Kondisyon İzleme Sistemi Layout Görünümü

Montaj ve Devreye Alma

Montaj esnasında değerlendirilmesi gereken zorluklar yaşanmamıştır. Vibrasyon, şok ve sıcaklık sensörlerinin en doğru noktalara montajının hesaplanması, dikkatli saha planlaması gerektiriyordu. Sensörler rulmanların üzerine yük yönlerine göre yerleştirilmeliydi.

Kablolamaya da dikkat edilmeliydi; kablo geçiş güzergâhları, düşme tehlikesi yaratacak şekilde olmamalıydı. Ayrıca, parazit sinyal oluşmaması için kabloların yüksek voltaj kablolarının yanından geçmemesi, uzun ömürlü sorunsuz kullanım için de kablo koruma kanalları kullanılması zorunluydu. Çok fazla kablo ile uğraşmamak için Juction Box’ların kullanımı önemliydi ve bu projede toplam 3 adet junction box kullanımı öngörüldü. Bunların hepsini, devreye alma gününden önce planlamak, hızlı, kolay ilerlemeye ve işin zamanında tamamlanmasına yardımcı oldu.

16 ölçüm noktası için, kurulum yaklaşık 36 saat sürdü. Kurulumda, tedarikçi firma olan DMT Makina yetkililerinden, biri yurt dışından olmak üzere iki kişi çalıştı. Kablolama işçiliğine destek olarak 3 adet harici mütahit Çayeli Bakır İşletmeleri tarafından sağlandı ve muhtelif yerlere 500 metreden fazla kablo döşendi. Toplam maliyet, öngörüldüğü gibi, planlanan bütçeye uygun gerçekleşti.
 

Resim 5: Junction Box montajı Sensörlerden gelen kablolar, yukarıdaki resimde gösterilen panoya, Junction Box'a, gelmektedir. Kablolar klemensler ile 'multi core' kablodan gelen kablolarla birleştirilmekte böylelikle, Junction Box'tan, içinde kablo demeti olan daha kalın tek bir kablo çıkmakta bu da, çok fazla kablo kullanımına engel olmakla, hem maliyeti ve hem de montaj isçiliğini düşürmektedir.		Resim 6: Intellinova Kumanda Panosu montajı Kumanda panosuna 4 adet izleme ünitesi monte edilebilmektedir. Uygulamada; 1 vibrasyon, 2 şok sinyal ve sıcaklık sensörleri için de 1 analog izleme ünitesi, toplamda 4 ünite mevcuttur. Ana kart üzerinde bulunan SD kart, network kesintilerinde üzerine ölçümleri kaydedebilmesi, kesintisiz izleme için önemli bir özellik... Standart olarak sunulan devir ölçümünde kullanılan, 4 adet giriş, değişken devirli ölçüm noktaları için vazgeçilmez bir donanım.
Resim 7: Üretim asansörü tambur rulmanına vibrasyon, şok ve sıcaklık sensörü montajı Şok sensörlerini makinanın yük tarafına monte etmek mutlaka dikkat edilmesi gereken bir nokta idi. Ayrıca hangi arızayı nerede nasıl yakalayacağını önceden yorumlamak vibrasyon sensörlerin yönünün seçimi için önemli idi.		Resim 8: DMT Makina servis sorumlusu servis asansörü tepe kasnağı rulmanına vibrasyon sensörü montajı yaparken... Sensörlerin bir çoğu rulmanlara delik açılarak monte edilmiştir. Sadece iki rulmana, rulman kapakları ince olduğundan, yani delmeye müsait olmadığından yapıştırıcı adaptör kullanılarak montaj yapılmıştır. Her iki montaj metodunun da ölçüm hassasiyeti birbirine yakındır.

Diğer Teknolojiler

Ultrasonik dedektör ile optimum gres miktarı kontrolü, bu önemli rulmanlar üzerinde uygulanan diğer kestirimci bakım yöntemlerinden biridir. Vibrasyon analizinde, rulmanlarda yağsızlık tespit edildiğinde, ultrasonik dedektör kullanarak rulmanları greslemek, optimum oranda gres miktarını tespit etmede yardımcı olmaktadır. Bu yöntemle, rulmana, ne gereğinden az ne de fazla gres basılması önlenmekte ve rulmanların ömürleri için çok önemli bir parametrenin kontrol altına alınması sağlanmaktadır. Bu teknolojilerin kullanımı, duruş adetlerini ve sürelerini minimumda tutmaya büyük fayda sağlamaktadır.

Kurulumdan Sonra

Kurulum Şubat 2010 tarihinde tamamlanmıştır. Kurulumdan önce ekipmanlarda hiç bir sabit vibrasyon sensörü bulunmamaktadır. Vibrasyon analizi, portatif ölçüm cihazı ile ayda bir yapılırken, sabit sensörlerin montajından sonra sürekli yapılmaktadır. Online izlenen parametreler, trend ve spektrum şeklinde veritabanına belirlenen zaman aralıklarında otomatik kaydedilmektedir. Kaydedilmiş trend ve spektrum grafikleri üzerinde yapılan analizler ile mekaniksel ve elektriksel arıza frekansları tespit edilmiş, ve gerekli alarm limitleri çok kısa zaman içerisinde, bir ayda, oluşturulmuştur. Tespit edilmiş bu arıza frekanslarındaki artışlar set değerlerine ulaştığı an, online vibrasyon izleme sistemi alarm üretebilmekte ve ilgilileri email ile uyarabilmektedir. Sağlanan başarı ve memnuniyet ile birlikte, diğer kritik ekipmanlara da online vibrasyon izleme sistemini yaygınlaştırmak için, gelecek yılda da bütçede yer verilmesi benimsenmiştir.

Resim 9: Rulman şok trend grafiği.

Sonuç

Yıkıcı arızaları gelişme aşamasında tespit edebilmenin ve uzun süreli duruşları önleyebilmenin yanı sıra, bilinen klasik yöntemlerle vibrasyon ölçümü yapacak kişinin, döner ve hareketli ekipmanlara yaklaşma zorunluluğunu ortadan kaldırarak, iş güvenliği adına getirdiği faydalar, böyle bir sistemin varlığının ne kadar önemli olduğunu göstermektedir. Bu yüzden, sistem yatırım maliyetini, iş güvenliği ve ekipman güvenilirliği konusunda sağladığı faydalar ile çok kısa sürede amorti etmektedir.

Eray Özalevli, Çayeli Bakır İşletmeleri’nde Bakım Bölümünde Güvenilirlik Mühendisi olarak 2009 yılından itibaren görev yapmaktadır. İşletmede tüm kestirimci bakım tekniklerini kullanarak ekipman güvenilirliğinin arttırılması konusunda çalışmalar yürütmekte ve güvenilirlikle ilgili projelerde sorumluluklar üstlenmektedir.

Vibrasyon analizi eğitimlerini İsveç'te, SPM Instrument firmasında, ultrasonik analiz, termal kamera analizi, yerinde balans ve lazerli kaplin ayarı eğitimlerini de üretici firma Türkiye distribütörü eğitim merkezinde tamamlamıştır.

Çukurova Üniversitesinden Makina Mühendisliği bölümünden 2003 yılında mezun olmuş ve İngilizce bilmektedir.

Eray Özalevli,  eray@ozalevli.com,  www.ozalevli.com, mobil: 0 533 308 73 55