Koneiden kunnonvalvonta ja erityisesti värähtelymittaukset ovat tulleet yhdeksi tärkeäksi tekijäksi teollisuuden kunnossapidossa. Yhä useammassa tuotantolaitoksessa on havaittu kunnonvalvonnan myönteinen vaikutus koneiden käyttöasteeseen ja toiminnan kannattavuuteen. Tähän on vaikuttanut erityisesti tietokoneavusteisen kunnonvalvonnan käyttöönotto viimeisen kymmenen vuoden aikana, minkä ansiosta suurta mittaustietomäärää pystytään hallitsemaan ja käsittelemään siten, että tuotantolaitoksen koneiden kunto on jatkuvasti tiedossa. 

Kunnonvalvonta osana kunnossapitoa

Kunnonvalvonta liittyy monella tavalla yrityksen muihin toimintoihin. Kunnonvalvonta on kunnossapidon osa-alue, ja se tuottaa tehdaslaitoksen investointien, käytön ja kunnossapidon kannalta oleellisia tietoja. Lisäksi kunnonvalvonnan avulla voidaan vaikuttaa yrityksen kannattavuuteen. 

Kuva 1. Kunnonvalvonnan liityntöjä

Yhä useammassa yrityksessä kunnonvalvonta tiedostetaan merkittäväksi keinoksi vaikuttaa kannattavuuteen. Kunnonvalvonnalla saavutettavia hyötyjä ovat tuottavuuden kasvu, kunnossapidon suunnitelmallisuus, seisokkiaikojen parempi hyödyntäminen, suunnittelemattomien seisokkien väheneminen ja koneen pidentynyt elinikä. 

Kuva 2. Kunnonvalvonta lyhentää keskimääräistä seisokkiaikaa

Kunnonvalvonnan avulla voidaan seisokin keskimääräinen odotusaika eliminoida, koska siihen liittyvät toimenpiteet voidaan tehdä tuotantoajalla. Toisaalta myös keskimääräistä kunnossapitoaikaa voidaan lyhentää, koska viat eivät pääse kehittymään vaurioiksi ja tarvittavat kunnossapitotyöt voidaan suunnitella paremmin vikojen ollessa jo tiedossa. 

Kunnonvalvonnan avulla voidaan voittaa lisää tuotantoaikaa. Siirtymällä korjaavasta kunnossapidosta mittaavaan kunnossapitoon voidaan kunnossapitokustannuksia pudottaa useimmissa tapauksissa yli 50 prosenttia. 

Kuva 3. Tuotantoajan lisääminen kunnonvalvonnan avulla

Kunnonvalvonnan avulla pyritään siis siihen, että kunnossapitotyöt suoritetaan oikea-aikaisesti ja vain silloin, kun koneiden kunto niitä edellyttää. 

 
MIKSI KUNNONVALVONTAA

Uhraamalla mittaustoimintaan resursseja miestyötunteina sekä pääomana saadaan aikaan huomattavan suuri rahallinen säästö tuotantolaitoksen eri kulumomenteilta. Oikealla tavalla suoritetun kunnonvalvonnan avulla voidaan mm. vähentää odottamattomia seisokkeja, välttää turhia koneiden avaamisia, pienentää varaosavarastoa sekä lyhentää välttämättömiä, suunniteltuja seisokkeja. 

Aiemmin kunnonvalvontaa suoritettiin pääasiassa aistihavaintojen avulla, mm. kuuntelemalla laakereita puukepin avulla, kokeilemalla koneenosien lämpöä ja tunnustelemalla jaloilla tai kädellä koneen tärinää. Koneiden kuntoa voitiin arvioida myös seuraamalla lopputuotteen laatua. Näitä menetelmiä ei pidä aliarvioida tänäkään päivänä, mutta niitä korvaamaan ja täydentämään on ryhdytty käyttämään yhä enemmän erilaisia mittausmenetelmiä. 

Kuva 4. PSK 5709: Kunnonvalvonnan optimointi.

Seuraavassa esitetään tärkeimmät syyt mittaavan kunnonvalvonnan käyttöön.

• Tuotantolinjoja rakennetaan ilman varakoneita. Tällöin yksittäisen koneen käynti tulee kriittisemmäksi koko tehtaan kannalta.
• Tuotantomäärien kohoaminen on aiheuttanut sen, että seisokkituntien hinnat ovat nousseet.
• Pyörimisnopeuksien kasvu on aiheuttanut sen, että vikojen kehittyminen tapahtuu nopeammin.
• Koneiden rakenteiden keventäminen on tuonut tärinävalvonnan rakenteiden keston kannalta yhä tärkeämmäksi.
• Prosessien säätöjen muuttuessa yhä enemmän kierroslukusäätöisiksi vaihtelee koneiden tärinäkäyttäytyminen huomattavasti eri kierroslukualueilla. 
• Huolto- ja käyttöhenkilökunnan vähentäminen aiheuttaa sen, että säännöllinen aistienvarainen valvonta koneiden luona on vähentynyt.
• Aistinvaraisista huomioista ei saada kirjattuja tunnuslukuja, joiden avulla voitaisiin koneiden kuntoa valvoa. 
• Keräilevien mittalaitteiden kehittyminen on madaltanut niiden käyttöönottokynnystä.
• Meluisa, vaarallinen tai muuten epämiellyttävä ympäristö on antanut aiheen siirtyä käyttämään mittauksia aistihavaintojen sijasta. 

Erilaisia kunnonvalvonnan mittausmenetelmiä on teollisuudessa käytetty suunnitellusti 1960-luvulta lähtien. Merkittävässä määrin mittaustoimintaan alettiin panostaa 1980-luvulla, ja tänä päivänä kaikista teollisista tuotantolaitoksista löytyy jokin mittalaite, jonka avulla voidaan valvoa koneiden kuntoa. Kunnonvalvontaan keskittyviä henkilöitä on nykyisin lähes jokaisessa suuressa tuotantolaitoksessa. 

Kuva 5. Kunnonvalvontatoiminnan jako elementteihin.

KKonetietojen perusteella määritellään mittauksen tarve ja laajuus. Pistetietojen avulla määritetään mittauspisteen sijainti, mittaussuunta ja -tapa. Mittausmääritykset kertovat yksityiskohtaisesti mittauksen suorittamiseen liittyvät mittalaitteen asetukset. 

Työnsuunnittelu käsittää mittauspisteiden järjestämisen järkeväksi reitiksi, eri mittauspisteiden mittausaikavälien määrittämisen sekä työn valvonnan, jotta mittaukset tulevat suoritetuiksi. 

Kunnonvalvonnasta saadaan paljon mittaustuloksia. Osa näistä on suoraan käytettävissä trendausta varten, mutta valtaosa vaatii jatkokäsittelyä. 

Kunnonvalvonta ei ole pelkästään laittein mittaamista, vaan yksi sen osa on erilaisten aistinvaraisten havaintojen tekeminen. 

Mittaustulokset ja havainnot saattavat suoraan johtaa hälytyksiin, mutta useimmissa tapauksissa mittaustuloksia on analysoitava, jotta ne olisivat kunnossapidon kannalta käyttökelpoisia. 

Kunnonvalvonnan kannalta on oleellista, että koneista ja tapahtuneista vaurioista on käytettävissä historiatietoa. Tällä varmistetaan diagnosoinnin onnistuminen. 

Käytönvalvonta

Käytönvalvonnalla varmistetaan prosessin toiminta siten, että lopputuote saadaan valmistettua tavoitteiden mukaisesti. Joissakin tapauksissa käytön- ja kunnonvalvonta tapahtuu samalla järjestelmällä samojen mittaussuureiden avulla. Esimerkiksi paperikoneen huovan tai telan profiilin valvonta (kuva 6) on sekä käytön- että kunnonvalvontaa, samoin monissa prosessikohteissa suoritettava lämpötilan mittaus. 

Oma alueensa ovat ne mittaukset, joilla pyritään selvittämään tietyn koneen työkunto ja soveltuvuus prosessiin. Koneesta ei tällöin etsitä vikaa perinteisessä kunnossapitomielessä, vaan tarkastellaan sen sopivuutta koko prosessiin, ja mahdollisesti muutetaan sen toimintatapaa, jotta saavutettaisiin parempi tuotos ja/tai hyötysuhde. Esimerkkinä tästä on turbiinin hyötysuhteen mittaus ja sähkömoottorin ottaman ampeerimäärän seuranta. 

Vikojen selvitys

Prosessissa ja koneissa havaittuja vikoja täytyy usein tutkia tarkemmin erilaisilla mittauksilla, ennen kuin selvät korjausohjeet voidaan antaa. Myös vian vakavuuden ja kehityksen arviointi on tärkeää, jotta korjaukset osataan ajoittaa sopivaan ajankohtaan. 

Vikojen selvitykseen voidaan käyttää yleisesti käytössä olevia yksikanavaisia analysaattoreita mm. silloin, kun halutaan selvittää, minkä koneenosan kunnon heikkeneminen on esimerkiksi kohonneen tärinätason syynä. 

Monipuolisempia mittalaitteita ja -ohjelmia joudutaan käyttämään silloin, kun selvitetään koneen dynaamisia, rakenteellisia ongelmia, prosessiolosuhteiden vaikutuksia koneiden tärinään ja monimutkaisesta konekokonaisuudesta tärinän alkuperäistä lähdettä. 

Kuva 6. Telan profiilin valvonta