Bài giảng Kỹ thuật bảo dưỡng công nghiệp - ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật Nam Định

Chia sẻ: Mucnang222 Mucnang222 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:205

Thêm vào BST

Báo xấu

36
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tập bài giảng Kỹ thuật bảo dưỡng công nghiệp được biên soạn theo chương trình tín chỉ dành cho sinh viên ngành công nghệ kỹ thuật điện, điện tử và ngành công nghệ kỹ thuật điều khiển và tự động hóa với mong muốn tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình giảng dạy, nghiên cứu và học tập tại trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Nam Định.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Kỹ thuật bảo dưỡng công nghiệp - ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật Nam Định

LỜI NÓI ĐẦU Sử dụng có hiệu quả máy móc, thiết bị là nhân tố sống còn đối với sự phát triển công nghiệp, đặc biệt là trong một nền kinh tế đang phát triển như nước ta. Máy móc và thiết bị không những rất đắt tiền mà trong nhiều trường hợp đều phải nhập khẩu từ nước ngoài bằng ngoại tệ hơn nữa, khấu hao của máy móc chiếm một phần đáng kể trong tổng chi phí sản suất. Vì thế chúng cần phải được chăm sóc cẩn thận. Công việc bảo dưỡng nhà máy có tầm quan trọng to lớn vì giúp duy trì máy móc và thiết bị luôn trong tình trạng hoạt động với hiệu quả và năng suất cao. Nói chung trong các ngành công nghiệp của Việt Nam, việc sử dụng máy móc và thiết bị cần phải được cải tiến đáng kể. Lý do chủ yếu làm hiệu suất sử dụng máy thấp là thời gian ngừng sản xuất vì hư hỏng đột xuất và ngừng máy không có kế hoạch. Rất cần thiết phải làm tăng tuổi thọ của máy và tăng hiệu suất sử dụng máy móc hiện có. Tập bài giảng “Kỹ thuật bảo dưỡng công nghiệp” được biên soạn theo chương trình tín chỉ dành cho sinh viên ngành công nghệ kỹ thuật điện, điện tử và ngành công nghệ kỹ thuật điều khiển và tự động hóa với mong muốn tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình giảng dạy, nghiên cứu và học tập tại trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Nam Định và cũng là tài liệu tham khảo cho các cán bộ kỹ thuật làm việc trong các nhà máy, doanh nghiệp và tư nhân… Trong quá trình biên soạn tập bài giảng, nhóm biên soạn đã cập nhật các kiến thức cơ bản về kỹ thuật độ tin cậy, kỹ thuật bảo dưỡng, các kỹ thuật chẩn đoán hư hỏng, các phương pháp và thiết bị giám sát tình trạng, áp dụng các phương pháp phân tích vận hành phục vụ việc bảo dưỡng, áp dụng các phương pháp và hình thức tổ chức bảo dưỡng hiện đại, có hiệu quả, phân tích các vấn đề sản xuất và bảo dưỡng để xây dựng hợp lý các hệ thống và hình thức tổ chức bảo dưỡng. Tuy nhiên quá trình biên soạn chắc chắn không thể tránh khỏi những thiếu sót, nhóm tác giả rất mong nhận được ý kiến đóng góp của bạn đọc để tập bài giảng được hoàn thiện hơn. NHÓM BIÊN SOẠN i
MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU.................................................................................................................. i MỤC LỤC ....................................................................................................................... ii Chương 1. KHÁI QUÁT VỀ BẢO DƯỠNG CÔNG NGHIỆP ..................................... 1 1.1. Giới thiệu .............................................................................................................. 1 1.1.1. Nghề bảo dưỡng công nghiệp ........................................................................ 1 1.1.2. Bảo dưỡng công nghiệp Việt Nam ................................................................ 2 1.2. Định nghĩa bảo dưỡng .......................................................................................... 3 1.2.1. Bảo dưỡng kỹ thuật ........................................................................................ 3 1.2.2. Bảo trì............................................................................................................. 4 1.3. Phân loại bảo dưỡng ............................................................................................ 6 1.3.1. Bảo dưỡng sửa chữa (Bảo dưỡng hỏng máy - Breakdown Maintenance) ..... 6 1.3.2. Bảo dưỡng dự phòng (có hệ thống và có điều kiện) ...................................... 7 1.3.3. Bảo dưỡng thường xuyên ............................................................................... 9 1.4. Các cấp độ bảo dưỡng công nghiệp .................................................................... 10 CÂU HỎI ÔN TẬP ....................................................................................................... 13 Chương 2. KỸ THUẬT BẢO DƯỠNG CÔNG NGHIỆP ........................................... 14 2.1. Khái quát............................................................................................................. 14 2.2. Kỹ thuật giám sát tình trạng ............................................................................... 19 2.2.1. Kỹ thuật giám sát rung động ........................................................................ 26 2.2.2. Kỹ thuật giám sát âm ................................................................................... 39 2.2.3. Kỹ thuật giám sát khuyết tật và kiểm tra không phá hủy ............................ 46 2.2.4. Kỹ thuật giám sát nhiệt độ ........................................................................... 56 2.2.5. Kỹ thuật giám sát hạt và tình trạng lưu chất ................................................ 69 2.2.6. Xu hướng phát triển của bảo dưỡng công nghiệp ........................................ 83 CÂU HỎI ÔN TẬP ....................................................................................................... 92 Chương 3. TỔ CHỨC BẢO DƯỠNG CÔNG NGHIỆP .............................................. 94 3.1. Trình tự các bước tiến hành bảo dưỡng .............................................................. 94 3.1.1. Lập hồ sơ kỹ thuật ........................................................................................ 94 3.1.2. Lựa chọn loại hình bảo dưỡng và lập kế hoạch bảo dưỡng ......................... 94 3.1.3. Tiến hành bảo dưỡng .......................................................................................... 97 3.1.4. Đo lường và đánh giá sau bảo dưỡng .......................................................... 99 3.2. Bảo dưỡng thiết bị điện trong công nghiệp ...................................................... 101 3.2.1. Bảo dưỡng máy biến áp điện lực ............................................................... 101 3.2.2. Bảo dưỡng thiết bị đóng cắt điện ............................................................... 118 3.2.3. Bảo dưỡng động cơ điện ............................................................................ 142 3.2.4. Bảo dưỡng máy phát điện .......................................................................... 153 ii
CÂU HỎI ÔN TẬP .....................................................................................................179 Chương 4. HỆ THỐNG QUẢN LÝ BẢO DƯỠNG ...................................................180 4.1. Tổng quan về hệ thống quản lý bảo dưỡng .....................................................180 4.1.1 Công việc tổ chức........................................................................................180 4.1.2. Hệ thống kiểm soát.....................................................................................180 4.1.3. Đo lường các số liệu...................................................................................181 4.1.4. Kiểm soát tồn kho và các vật tư bảo dưỡng ...............................................181 4.1.5. Hoạch định và điều độ ...............................................................................181 4.2. Triết lý và các mục tiêu của bảo trì năng suất toàn diện. .................................182 4.2.1. Lịch sử của bảo trì năng suất toàn diện. .....................................................182 4.2.2. Triết lý của TPM ........................................................................................183 4.2.3. Vai trò của TPM .........................................................................................183 4.2.4. Nguyên tắc của TPM ..................................................................................183 4.2.5. Mục tiêu của TPM ......................................................................................184 4.2.6. Lợi ích của TPM ........................................................................................184 4.2.7. Nội dung và yêu cầu của TPM ...................................................................184 4.2.8. Triển khai áp dụng .....................................................................................188 4.2.9. 5S trong bảo dưỡng năng suất toàn cục. ....................................................189 4.3. Cấu trúc và trình tự hoạt động của hệ thống quản lý bảo dưỡng ......................191 4.3.1. Kiểm soát bảo dưỡng dự phòng .................................................................191 4.3.2. Thiết lập kế hoạch kiểm soát ......................................................................191 4.3.3. Danh sách các thiết bị thiết yếu .................................................................192 4.3.4. Lựa chọn nhân viên kiểm soát ...................................................................193 4.3.5. Ghi nhận các hoạt động kế tiếp của nhân viên kiểm soát bảo dưỡng dự phòng ....................................................................................................................194 4.4. Giới thiệu một ứng dụng cụ thể về hệ thống quản lý bảo dưỡng .....................194 4.4.1. Mô hình bộ phận bảo dưỡng trực thuộc nhà máy ......................................194 4.4.2. Mô hình thuê dịch vụ bảo dưỡng bên ngoài ..............................................195 4.4.3. Mô hình trung hòa 2 mô hình trên .............................................................196 4.4.4. Lựa chọn mô hình bảo dưỡng ....................................................................196 4.5. Đánh giá hệ thống quản lý bảo dưỡng ..............................................................198 4.5.1. Khái quát ....................................................................................................198 4.5.2. Các chỉ số đánh giá ....................................................................................198 CÂU HỎI ÔN TẬP .....................................................................................................200 TÀI LIỆU THAM KHẢO ...........................................................................................201 iii
Chương 1. KHÁI QUÁT VỀ BẢO DƯỠNG CÔNG NGHIỆP 1.1. Giới thiệu 1.1.1. Nghề bảo dưỡng công nghiệp Những cỗ máy từ nhỏ bé tinh vi đến to lớn cồng kềnh đang ngày đêm hoạt động trong thời đại công nghiệp phát triển hiện nay. Ai sẽ là người chăm sóc chúng? Đó chính là những người Bảo dưỡng Công nghiệp (BDCN) - là bảo mẫu cho những cỗ máy. 1.1.1.1. Bảo dưỡng công nghiệp -vị trí quan trọng trong xí nghiệp Vị trí của kỹ thuật viên (KTV) bảo dưỡng công nghiệp luôn là vị trí quan trọng trong các dây chuyền sản xuất của các nhà máy công nghiệp. Họ là người đảm bảo sự vận hành trơn tru và liên tục của toàn bộ hệ thống máy móc. BDCN không chỉ đơn thuần là sửa chữa máy móc trong phân xưởng. Đó còn là cả một quá trình đo đạc, theo dõi, tính toán, lên kế hoạch và cuối cùng là sửa chữa thay thế. Kỹ thuật viên BDCN phải theo dõi định kỳ chế độ làm việc của từng máy, từng bộ phận và toàn bộ hệ thống máy móc trong phân xưởng, chuẩn đoán kịp thời các triệu chứng hỏng hóc để lên kế hoạch sửa chữa hoặc thay mới những chi tiết máy bị hao mòn trong quá trình làm việc sao cho kịp thời, phù hợp với kế hoạch sản xuất mà hợp lý nhất, kinh tế nhất. Hình 1.1. Kỹ thuật viên thực hiện công việc bảo dưỡng thiết bị 1.1.1.2. Bảo dưỡng công nghiệp - một công việc năng động Mặc dù luôn phải theo dõi tình hình hoạt động của máy móc, nhưng đặc thù của nghề BDCN không bắt buộc KTV phải luôn túc trực ở phân xưởng vì không phải lúc nào máy móc cũng sẵn sàng để hỏng hóc. Thông thường khi không có sự cố đột xuất, máy móc của xí nghiệp được bảo dưỡng một cách định kỳ theo kế hoạch. Vì vậy, một kỹ thuật viên BDCN có thể đảm trách vị trí bảo dưỡng máy cho nhiều xí nghiệp, phân 1
xưởng khác nhau. Công việc của người BDCN vì thế mà trở nên bận rộn và thú vị, cần phải biết sắp xếp thời gian để hoàn thành nhiệm vụ ở nhiều nơi. Cũng nhờ vậy mà càng làm việc, trình độ chuyên môn và kinh nghiệm của họ được nâng cao nhanh chóng, mở rộng nhiều mối quan hệ mà không phải công việc nào cũng có được lợi thế này. Hơn thế nữa, trong thời điểm hiện nay, rất nhiều dự án đầu tư lớn của nước ngoài đang rót vào Việt Nam với những tên tuổi hàng đầu thế giới như Intel, Foxcon, Honda...; hàng loạt nhà máy, khu công nghiệp được xây dựng… khiến cho nhu cầu về nhân lực BDCN đang rất bức thiết, tiềm năng cho ngành BDCN là rất lớn trong thời điểm hiện tại cũng như tương lai. 1.1.1.3. Những tố chất để trở thành kỹ thuật viên bảo dưỡng công nghiệp Để trở thành kỹ thuật viên BDCN không cần phải là một học sinh xuất sắc trong các môn tự nhiên hay phải có cơ bắp thật khỏe mạnh để sửa chữa máy móc. Nghề bảo dưỡng không đòi hỏi KTV phải hiểu biết sâu về nguyên lý thiết kế hay chế tạo máy. Vì vậy, một người luôn thích tìm tòi máy móc, yêu thích kỹ thuật nhưng thích thực hành hơn lý thuyết, thích thực tập hơn kiểm tra viết thì học tập trở thành KTV BDCN là sự lựa chọn thích hợp nhất. Tuy nhiên làm kỹ thuật thì phải cẩn thận, tỉ mỉ. Sai sót nhỏ có thể dẫn đến thiệt hại lớn cho cả quy trình, cả hệ thống sản xuất. Muốn làm trong ngành kỹ thuật và đạt được thành công thì cần phải rèn luyện tính cẩn thận ngay từ bây giờ. 1.1.2. Bảo dưỡng công nghiệp Việt Nam “Theo tiêu chí bảo dưỡng công nghiệp gồm năm cấp bậc phổ biến trên thế giới, thì Việt Nam đang chập chững ở bậc thứ hai và trình độ bảo dưỡng công nghiệp Việt Nam tụt hậu 40 đến 50 năm so với thế giới”. Nếu như những năm 60, các nước châu Âu đã vượt qua bảo dưỡng định kỳ và tiến đến bảo dưỡng dựa trên tình trạng của thiết bị thì hiện nay Việt Nam chỉ đang dừng ở việc bảo dưỡng khi máy hỏng và bảo dưỡng theo định kỳ. Đặc thù của bảo dưỡng ở Việt Nam là hình thức bảo dưỡng cơ hội, nghĩa là khi máy hỏng ở một bộ phận, ngoài việc bảo dưỡng bộ phận bị hỏng, thì nhân lúc đó sẽ bảo dưỡng luôn những bộ phận còn lại. Một nghiên cứu mới đây ước tính rằng 50% máy móc thiết bị tại các công ty sản xuất công nghiệp Việt Nam bị hỏng hoặc hư hại nghiêm trọng do không được bảo dưỡng. Vì thế, vấn đề thiếu bảo dưỡng công nghiệp hiện nay đang là một thách thức 2
đối với hiệu quả và lợi nhuận của các doanh nghiệp Việt Nam, tuy nhiên giải quyết vấn đề này sẽ mang lại tiềm năng lớn về tăng lợi nhuận và sức cạnh tranh. Tuy một số doanh nghiệp có yếu tố đầu tư nước ngoài đã áp dụng bảo dưỡng công nghiệp rất tốt, như các công ty của Nhật: Honda, Toyota…họ áp dụng những chuẩn riêng của họ, không theo chuẩn Việt Nam. Nhưng so với tình trạng chung của bảo dưỡng công nghiệp Việt Nam, thì đó chỉ như “miếng vá đẹp trên một cái áo rách”, Ông Rudy Bunda, chuyên gia quốc tế từng có 30 năm kinh nghiệm trong bảo dưỡng công nghiệp tại Hoa Kỳ và đến hơn 400 trung tâm sản xuất sạch của nhiều nước trên thế giới, cho biết, bảo dưỡng công nghiệp cũng giống như việc duy trì tình trạng sức khỏe của con người hoặc bảo dưỡng xe máy, cần phải duy trì tình trạng tốt của máy móc bằng cách sửa chữa, làm sạch, tra dầu mỡ, hoặc nâng cấp có hệ thống mà không làm ảnh hưởng đến sản xuất. 1.2. Định nghĩa bảo dưỡng 1.2.1. Bảo dưỡng kỹ thuật Từ ‘Bảo dưỡng’ - maintenance - trong tiếng Anh xuất phát từ động từ ‘maintain’, có nghĩa là ‘duy trì’. Điều này có nghĩa là duy trì khả năng làm ra sản phẩm của máy móc thiết bị. Theo quan điểm thực hành bảo dưỡng là việc thực hiện các tác vụ giúp bảo tồn năng lực thiết bị, qua đó đảm bảo tính liên tục và chất lượng của sản. Bảo dưỡng diễn ra trong toàn bộ thời gian sử dụng (tuổi thọ) của thiết bị. * Tiêu chuẩn AFNOR x 60-010 đưa ra khái niệm bảo dưỡng: Là mọi việc làm có thể nhằm dùy trì hoặc khôi phục một thiết bị tới một điều kiện xác định để có thể tạo ra sản phẩm mong muốn. * Định nghĩa theo từ điển bách khoa toàn thư: Bảo dưỡng kỹ thuật là biện pháp tổ chức và kĩ thuật để duy trì tính năng kĩ thuật của dụng cụ, máy móc, thiết bị sản xuất công nghiệp, giao thông vận tải, quốc phòng... bảo đảm độ tin cậy, độ bền và khả năng sẵn sàng hoạt động. Bảo dưỡng kỹ thuật (BDKT) bao gồm: xem xét, kiểm tra, phòng ngừa hỏng hóc, sửa chữa hằng ngày, trực tiếp bảo đảm khả năng làm việc; chuẩn bị trước khi làm việc (điều chỉnh, nạp, trang bị thêm, bôi trơn, ...) và những việc khác để khi thực hiện không cần tháo những cụm chi tiết và tổ hợp máy. 3
Người ta chia BDKT ra thành BDKT định kỳ (theo thời gian làm việc, theo lịch hoặc kết hợp), BDKT không định kì (khi chuyển chế độ khai thác). BDKT là một phần của việc sử dụng, bảo quản, sửa chữa dụng cụ, máy móc, thiết bị theo kế hoạch dự phòng. Hiện nay, tuy có nhiều định nghĩa khác nhau, nhưng cách hiểu thông dụng nhất về Bảo dưỡng Công nghiệp (Viết tắt là bảo dưỡng) là việc triển khai các biện pháp kỹ thuật nhằm duy trì hay khôi phục khả năng của máy móc thiết bị để tạo ra sản phẩm có các đặc tính yêu cầu, trong thời gian cần đến chúng, với chi phí tổng quát thấp nhất. 1.2.2. Bảo trì * Định nghĩa theo từ điển bách khoa toàn thư: Bảo trì là tập hợp các hoạt động giữ gìn, bảo dưỡng có tính phòng ngừa, sửa chữa phần cứng, phần mềm hay gói chương trình chuyên dụng nhằm đảm bảo độ tin cậy của việc xử lí thông tin trên máy tính. Việc bảo trì phần cứng bao gồm các thao tác chạy thử, đo lường, điều chỉnh hay sửa hư hỏng. Đối với phần mềm, việc bảo trì bao gồm hai loại công việc chính: sửa các thiếu sót do các giai đoạn thiết kế và cài đặt trước đây chưa phát hiện ra, nâng cấp hệ phần mềm cho thích ứng với những tiến hoá mới của yêu cầu thực tế. * Định nghĩa của Afnor (Pháp): Bảo trì là tập hợp các hoạt động nhằm duy trì hoặc phục hồi một tài sản ở tình trạng nhất định hoặc bảo đảm một dịch vụ xác định. - Ý nghĩa của định nghĩa trên là tập hợp các hoạt động, tập hợp các phương tiện, các biện pháp kỹ thuật để thực hiện công tác bảo trì. - Duy trì: phòng ngừa các hư hỏng có thể xảy ra để duy trì tình trạng hoạt động của tài sản (máy móc, thiết bị) - Phục hồi: sửa chữa hay phục hồi lại trạng thái ban đầu của tài sản (bao gồm tất cả các thiết bị, dụng cụ sản xuất, dịch vụ...) * Định nghĩa của BS 3811: 1984 (Anh): Bảo trì là tập hợp tất cả các hành động kỹ thuật và quản trị nhằm giữ cho thiết bị luôn ở một tình trạng nhất định hoặc phục hồi nó về một tình trạng trong đó nó có thể thực hiện chức năng yêu cầu. Chức năng yêu cầu này có thể định nghĩa như là một tình trạng xác định nào đó. * Định nghĩa của Total Productivity Development AB (Thụy Điển): Bảo trì bao gồm tất cả các hoạt động được thực hiện nhằm giữ cho thiết bị ở một tình trạng nhất định hoặc phục hồi thiết bị về tình trạng này. 4
* Định nghĩa của Dimitri Kececioglu (Mỹ): Bảo trì là bất kì hành động nào nhằm duy trì các thiết bị không bị hư hỏng ở một tình trạng đạt yêu cầu về mặt độ tin cậy và an toàn và nếu chúng bị hư hỏng thì phục hồi chúng về tình trạng này. Những nghiên cứu mới về bảo trì đã làm thay đổi quan niệm cơ bản nhất về tuổi đời thiết bị và hư hỏng. Hiển nhiên rằng có mối quan hệ giữa mức độ hư hỏng và tuổi đời của thiết bị. Trước kia người ta nghĩ rằng hư hỏng là do thiết bị "già"̀ đi. Trong thế hệ thứ hai đã có thêm quan niệm cho rằng giai đoạn "làm nóng máy" ban đầu cũng ảnh hưởng đến hư hỏng. Tuy nhiên các công trình nghiên cứu ở thế hệ thứ ba đã chứng tỏ rằng trong thực tế không phải chỉ có một hoặc hai mà là sáu dạng hư hỏng. Những kỹ thuật mới của bảo trì đã có sự phát triển bùng nổ về những khái niệm và kỹ thuật bảo trì mới. Hàng trăm kỹ thuật bảo trì mới được triển khai vào sản xuất trong hai mươi năm qua và hiện nay hàng tuần lại xuất hiện một vài kỹ thuật mới. Những phát triển mới của bảo trì bao gồm: Các công cụ hỗ trợ quyết định: nghiên cứu rủi ro, phân tích dạng và hậu quả hư hỏng. Những kỹ thuật bảo trì mới: giám sát tình trạng, vv… Thiết kế thiết bị với sự quan tâm đặc biệt đến độ tin cậy và khả năng bảo trì. Một sự nhận thức mới về mặt tổ chức công tác bảo trì theo hướng thúc đẩy sự tham gia của mọi người, làm việc theo nhóm và tính linh hoạt khi thực hiện. Những kỹ thuật bảo trì đang thay đổi. Ngày nay bảo trì đóng một vai trò rất quan trọng trong mọi hoạt động sản xuất, có thể so sánh như một đội cứu hỏa. Đám cháy một khi đã xảy ra phải được dập tắt càng tốt để tránh những thiệt hại lớn. Tuy nhiên, dập tắt lửa không phải là nhiệm vụ chính của đội quản lý bảo trì nhà máy công nghiệp cứu hỏa mà công việc chính của họ là phòng ngừa không cho đám chảy xảy ra. Cho nên vai trò chính của bảo trì là: Phòng ngừa để tránh cho máy móc bị hỏng. Cực đại hóa năng suất. Nhờ đảm bảo hoạt động đúng yêu cầu và liên tục tương ứng với tuổi thọ của máy lâu hơn. Nhờ chỉ số khả năng sẵn sàng của máy cao nhất và thời gian ngừng máy để bảo trì nhỏ nhất. Nhờ cải tiến liên tục quá trình sản xuất. Tối ưu hóa hiệu suất của máy: Máy móc vận hành có hiệu quả và ổn định hơn, chi phí vận hành ít hơn, đồng thời làm ra sản phẩm đạt chất lượng hơn. Tạo ra môi trường làm việc an toàn hơn. Hiện nay, bảo trì ngày càng trở nên quan trọng. Ở những nước đang phát triển, có nhiều máy móc cũ đang hoạt động. Vấn đề phụ tùng là yếu tố cần quan tâm, bởi vì khó tìm được phụ tùng thay thế cho thiết bị, nếu có tìm thấy thì giá cũng rất cao và 5
phải trả bằng ngoại tệ. Nếu công tác bảo trì tốt, hậu quả của những hỏng hóc đã được đề phòng thì những vấn đề này phần nào đã được giải quyết. Những thử thách đối với bảo trì Kỹ thuật công nghiệp càng phát triển, máy móc và thiết bị sẽ càng đa dạng và phức tạp hơn. Những thách thức chủ yếu đối với những nhà quản lý bảo trì hiện đại bao gồm: Lựa chọn kỹ thuật bảo trì thích hợp nhất. Phân biệt các loại quá trình hư hỏng. Quản lý bảo trì nhà máy công nghiệp đáp ứng mọi mong đợi của người chủ thiết bị, người sử dụng thiết bị và của toàn xã hội. Thực hiện công tác bảo trì có kết quả nhất. Hoạt động công tác bảo trì với sự hỗ trợ và hợp tác tích cực của mọi người có liên quan. "Bảo trì phòng ngừa” mà mục tiêu chủ yếu là giữ cho thiết bị luôn hoạt động ở trạng thái ổn định chứ không phải sửa chữa khi có hư hỏng. 1.3. Phân loại bảo dưỡng Nhu cầu về bảo dưỡng máy móc xuất hiện kể từ khi loài người bắt đầu sử dụng chúng trong sản xuất. Kể từ đó, ngành bảo dưỡng đã trải qua các bước phát triển từ thấp đến cao, từ bị động đến chủ động. Dưới đây là các loại hình bảo dưỡng đã và đang được áp dụng trên thế giới. 1.3.1. Bảo dưỡng sửa chữa (Bảo dưỡng hỏng máy - Breakdown Maintenance) Đây là phương pháp bảo dưỡng lạc hậu nhất. Thực chất lịch bảo dưỡng được quyết định khi máy móc bị hỏng và con người hoàn toàn bị động. Khi máy hỏng, sản xuất bị ngừng lại và công tác bảo dưỡng mới được thực hiện. Phương pháp bảo dưỡng này có rất nhiều nhược điểm như: gây dừng máy bất thường, không ngăn ngừa được sự xuống cấp của thiết bị, có thể kéo theo sự hư hỏng của các máy móc liên quan và gây tai nạn, làm cho các nhà quản lý sản xuất bị động trong việc lên kế hoạch sản xuất, ảnh hưởng đến khả năng cung ứng sản phẩm trên thị trường, giảm tính cạnh tranh của sản phẩm. Do thời điểm xảy ra các hỏng hóc thường ngẫu nhiên, bất ngờ nên các nhà quản lý bảo dưỡng luôn bị động trong việc chuẩn bị các chi tiết thay thế, bố trí các công tác sửa chữa làm kéo dài thời gian dừng máy gây chi phí lớn. Trong một số trường hợp, thậm chí đã chuẩn bị rất nhiều các chi tiết thay thế nhưng do tính đa dạng và khó dự đoán của các hư hỏng nên khối lượng các chi tiết vẫn rất lớn gây tốn kém; hơn nữa mật độ của các loại hư hỏng thay đổi liên tục nên có chi tiết thay thế luôn bị thiếu trong khi các chi tiết khác nằm trong kho hàng chục năm mà không được dùng tới. 6
Một khuyết điểm khác của phương pháp này là các hư hỏng ở một cụm máy móc nào đó do không kịp ngăn chặn có thể gây hư hỏng dây chuyền làm nguy hiểm đến các bộ phận máy khác hoặc gây tai nạn cho người sử dụng. Do các hạn chế nêu trên, chi phí cho bảo dưỡng theo phương pháp này rất lớn vì vậy cho đến nay nó hầu như không còn được áp dụng trong các dây chuyền sản xuất công nghiệp ở các nước tiên tiến nữa. Hình 1.2. Bảo dưỡng hệ thống điện để đảm bảo không để sự cố điện 1.3.2. Bảo dưỡng dự phòng (có hệ thống và có điều kiện) Bảo dưỡng dự phòng (Preventive Maintenance - PM) là việc chăm sóc và phục vụ của nhân viên cho mục đích của việc duy trì thiết bị và phương tiện trong tình trạng hoạt động thỏa đáng bằng cách cung cấp cho kiểm tra hệ thống, phát hiện và sửa chữa những thất bại phôi thai hoặc trước khi chúng xảy ra hoặc trước khi chúng phát triển thành các khuyết tật lớn. Đó là việc duy trì, bao gồm các bài kiểm tra, đo lường, điều chỉnh, và thay thế phụ tùng, thực hiện cụ thể để ngăn chặn các lỗi xảy ra. 1.3.2.1. Bảo dưỡng dự phòng theo thời gian (Preventive Maintenance - Time Based Mainte-nance). Đây là phương pháp bảo dưỡng hiện được áp dụng trong hầu hết các nhà máy, dây chuyền sản xuất ở Việt Nam (trừ một số ít các nhà máy mới xây dựng). Trên thế giới, phương pháp này đã được phát triển và phổ biến từ những năm 1950. Nội dung chủ yếu của phương pháp này là các máy móc thiết bị trong dây chuyền sản xuất sẽ được sửa chữa, thay thế định kỳ theo thời gian. Ví dụ cứ mỗi tháng một lần sẽ dừng dây chuyền cho sửa chữa nhỏ và khoảng một năm một lần dừng dây chuyền để thực hiện các sửa chữa lớn. Thực tế phần lớn các dây chuyền sản xuất dừng bảo dưỡng mỗi năm 2 lần. Mỗi khi dừng máy định kỳ để sửa chữa, bảo dưỡng, các bộ phận, chi tiết máy sẽ được kiểm tra, cân chỉnh, phục hồi, nếu cần thiết sẽ được thay 7
thế. Sau mỗi đợt sửa chữa như vậy toàn bộ các thiết bị máy móc trong dây chuyền được coi như đã sẵn sàng cho đợt sản xuất mới. Về mặt lý thuyết, dường như đây là phương pháp khá lý tưởng. Tuy nhiên, trong thực tế phương pháp này vẫn bộc lộ khá nhiều nhược điểm: - Thứ nhất là việc xác định các chu kỳ thời gian để dừng máy. Do phân bố của các hư hỏng theo thời gian rất khác nhau nên việc xác định các chu kỳ sửa chữa thích hợp cho toàn bộ dây chuyền rất khó. Nếu khoảng thời gian giữa hai lần dừng máy dài, các hư hỏng có thể xuất hiện giữa hai lần dừng máy gây ra ngừng sản xuất bất thường. Nếu khoảng thời gian giữa hai lần dừng máy ngắn, khối lượng sửa chữa thay thế lớn, một số chi tiết vẫn còn dùng được nhưng đến thời hạn vẫn phải thay thế gây lãng phí. - Thứ hai, do chủng loại máy móc thiết bị có thể hư hỏng cần sửa chữa bảo dưỡng trong mỗi đợt dừng máy của nhà máy thường rất đa dạng, khối lượng chi tiết thay thế, bố trí nhân lực, vật lực cho mỗi lần dừng máy là rất lớn nhưng thực tế các chi tiết cần thay thế sửa chữa lại không nhiều gây lãng phí. - Thứ ba, các máy móc thiết bị có thể bị hư hỏng do sự bất cẩn của công nhân trong quá trình kiểm tra, bảo dưỡng. Một số loại máy dễ bị hỏng, mòn hay giảm tuổi thọ do bị tháo ra lắp vào nhiều lần. Thuật ngữ trong ngành bảo dưỡng gọi hiện tượng này là “bảo dưỡng quá mức”. 1.3.2.2. Bảo dưỡng dự phòng theo tình trạng thiết bị (Preventive Maintenance - Condition Based Maintenance). (Còn gọi là Bảo dưỡng theo tình trạng) Đây là phương pháp bảo dưỡng dự phòng tiên tiến được phát triển từ Bảo dưỡng dự phòng theo thời gian, và được áp dụng trong các ngành công nghiệp khoảng từ giữa những năm 1950. Nội dung chính của phương pháp này là: trạng thái và các thông số làm việc của các máy móc thiết bị hoạt động trong dây chuyền sẽ được giám sát bởi một hệ thống giám sát và chẩn đoán tình trạng thiết bị. Hệ thống giám sát sẽ chịu trách nhiệm giám sát các hiện tượng xuất hiện trong quá trình làm việc của thiết bị như tiếng ồn, độ rung, nhiệt độ...,kiểm tra tình trạng thực tế của thiết bị, phát hiện các trạng thái bất thường của thiết bị, qua đó xác định chính xác xu hướng hư hỏng của thiết bị. Hệ thống giám sát sẽ chịu trách nhiệm giám sát các hiện tượng xuất hiện trong quá trình làm việc của thiết bị như tiếng ồn, độ rung, nhiệt độ...,kiểm tra tình trạng thực tế của thiết bị, phát hiện các trạng thái bất thường của thiết bị, qua đó xác định chính xác xu hướng hư hỏng của thiết bị. 8
Hệ thống phân tích và chẩn đoán tình trạng thiết bị sẽ chịu trách nhiệm phân tích các kết quả thu được từ hệ thống giám sát, thông báo chính xác vị trí, mức độ hư hỏng giúp người sử dụng kịp thời điều chỉnh hoặc thay thế các phần hư hỏng, tránh các hư hỏng theo dây chuyền. Hệ thống này còn cho phép xây dựng một bộ hồ sơ dữ liệu về thiết bị (lý lịch máy). Từ đó có thể chẩn đoán các nguyên nhân gây hỏng thường gặp và hỗ trợ tìm cách khắc phục, ngăn ngừa. Trong phương pháp này, thay vì sửa chữa, bảo dưỡng theo chu kỳ thời gian, người sử dụng sẽ giám sát tình trạng của các thiết bị thông qua các phép đo và kiểm tra theo chu kỳ thời gian. Tuỳ theo tình trạng hoạt động, mức độ phức tạp và quan trọng của thiết bị người ta xác định các khoảng thời gian đo phù hợp và như vậy người bảo dưỡng có thể giám sát chặt chẽ tất cả các thiết bị cần thiết. Ví dụ đối với các tua bin thì đo và giám sát liên tục, với các quả lô, ổ lăn các phép đo sẽ được thực hiện hàng ngày, còn với động cơ điện thì chỉ cần đo 2 lần trong tháng là đủ. Việc quản lý chặt chẽ tình trạng các thiết bị còn cho phép chủ động trong lịch bảo dưỡng, kế hoạch sản xuất và sẵn sàng hơn trong việc tiếp nhận các đơn hàng lớn. Vì chi phí cho công việc thực hiện các phép đo và phân tích nhỏ hơn rất nhiều so với với công việc sửa chữa; độ an toàn và độ tin cậy của dây chuyền rất cao (do được giám sát chặt chẽ) nên phương pháp bảo dưỡng này đựơc coi là giải pháp kỹ thuật ưu việt cho việc quản lý bảo dưỡng nhà máy và các dây chuyền công nghiệp. BẢO DƯỠNG ĐỊNH KỲ CHU KỲ CỐ ĐỊNH (Bảo dưỡng theo thời gian) BẢO DƯỠNG DỰ PHÒNG BẢO DƯỠNG DỰ ĐOÁN CHU KỲ KHÔNG (Bảo dưỡng theo tình trạng) CỐ ĐỊNH Hình 1.3. Sơ đồ phân nhánh bảo dưỡng dự phòng 1.3.3. Bảo dưỡng thường xuyên Con người chúng ta ai cũng cần được bảo vệ và chăm sóc, các đồ vật mà chúng ta sử dụng hàng ngày cũng thế và máy móc, thiết bị hoạt động thường xuyên cũng cần được bảo dưỡng. Để hệ thống máy móc có thể hoạt động tốt, bền và hiệu quả thì chúng ta phải bảo dưỡng thường xuyên như: - Lau chùi sau mỗi ca sản xuất, cuối ngày làm việc; 9
- Thay nhớt cho các chi tiết máy cần thiết; - Vệ sinh các dụng cụ sạch sẽ; - Tra dầu vào các dụng cụ như kìm, kéo.... 1.4. Các cấp độ bảo dưỡng công nghiệp Mô tả về các cấp độ Bảo dưỡng xác định sự phức tạp của việc bảo dưỡng được quyết định bởi mức độ phức tạp của các bước quy trình và/hoặc độ phức tạp của việc sử dụng hay triển khai các thiết bị hỗ trợ cần thiết. Không nên nhầm lẫn mức độ phức tạp này với độ phức tạp của thiết kế hoặc mức độ quan trọng của thiết bị hỗ trợ. Sự phân loại theo cấp độ Bảo dưỡng được quy chuẩn hoá trong tiêu chuẩn AFNOR X 60-010 và được dùng như một hướng dẫn và công cụ phản ánh. Ứng dụng của nó chỉ được hiểu giữa các bên đã thống nhất về định nghĩa được áp dụng cho các thiết bị cần bảo dưỡng. Bảo dưỡng Hiệu năng (Productive maintenance PM) hay Bảo dưỡng Hiệu quả Vào cuối những năm 1950 hãng Genegal Electric đưa vào áp dụng “Bảo dưỡng Hiệu năng” - tức là “Bảo dưỡng nhằm nâng cao năng suất và hiệu quả”. Xuất phát từ quan điểm khắc phục nhược điểm của Bảo dưỡng Phòng ngừa là “bảo dưỡng quá mức”, Bảo dưỡng Hiệu năng vừa làm giảm tối thiểu thiệt hại do thiết bị xuống cấp vừa tiết kiệm các chi phí bảo dưỡng thiết bị. (Xem hình 1.4) Hình 1.4. Đường cong biểu diễn mối quan hệ giữa 2 yếu tố trình độ bảo dưỡng và chi phí (Bảo dưỡng hiệu năng) 10
Bảo dưỡng hiệu năng được định nghĩa như sau: “ Bảo dưỡng hiệu năng là loại hình bảo dưỡng nâng cao hiệu suất của doanh nghiệp nhờ giảm các chi phí do máy móc thiết bị từ chi phí vận hành, chi phí bảo dưỡng đến các thiệt hại do thiết bị xuống cấp”. Bảo dưỡng hiệu năng đã phát triển qua các giai đoạn Bảo dưỡng Hiệu chỉnh (Corrective Maintenance), Phòng ngừa Bảo dưỡng (Maintenance Prevention) và Bảo dưỡng Hiệu năng hiện đại. Cần lưu ý rằng Bảo dưỡng Hiệu năng chính là bước kế tiếp của bảo dưỡng dựa trên tình trạng thiết bị. Nếu không có các cơ sở hạ tầng cần thiết và bảo dưỡng dựa trên tình trạng vẫn chưa được doanh nghiệp thực sự làm chủ thì không thể chuyển sang Bảo dưỡng Hiệu năng được. Bảo dưỡng hiệu năng tổng thể (Bảo dưỡng hiệu năng với sự tham gia của tất cả các bộ phận -TPM –Total productive maintenance): TPM có thể được định nghĩa như sau: TPM là bước phát triển tiếp theo của PM, thông qua các hoạt động tự giác của các nhóm nhỏ (hoạt động JK) tất cả các bộ phận nhằm xây dựng một hệ thống bao quát toàn bộ chu kỳ sử dụng thiết bị nhằm mục đích đạt được hiệu suất sử dụng thiết bị tối đa. * Các hoạt động JK: là các hoạt động hoàn thiện quy trình vận hành của một nhóm nhỏ công nhân và tìm ra phương pháp giải quyết các vấn đề trong vận hành và bảo dưỡng máy một cách tự nguyện. Vì người vận hành hiểu rõ tình trạng thiết bị nhất nên các hoạt động này rất có hiệu quả. Vào năm 1976 khi TPM được phát minh ở Nhật, thì ở Anh người ta cũng đưa ra khái niệm Terotechnology có cùng mục đích với TPM: Terotechnology được định nghĩa là công nghệ sử dụng các giải pháp thực tiễn toàn diện và bao quát như: quản lý, tài chính, công nghệ.. áp dụng với những tài sản hữu hình (thiết bị và công trình) nhằm đạt được chi phí chu kỳ sử dụng kinh tế. Có thể nói Terotechnology là kỹ thuật quản lý tổng thể nhà máy, nó đồng nghĩa với quản lý nhà máy hiểu theo nghĩa rộng bao gồm cả quản lý chu kỳ sử dụng thiết bị. Xét về mục đích TPM và Terotechnology là giống nhau nhưng có một khác biệt lớn là TPM được thực hiện bởi người sử dụng thiết bị, còn Terotechnology liên quan tới cả người sản xuất lẫn người quản lý và vận hành thiết bị. Tuy nhiên, sự trao đổi tiên tiến giữa nhà sản xuất, người sử dụng và thiết bị không hiệu quả do khác biệt về lợi ích. Đây cũng là nguyên nhân dẫn đến thất bại của Terotechnology. Thất bại này là một gợi ý về sự cần thiết xem xét các tiền đề khả thi của khái niệm hiện đại và rộng hơn là sản 11
xuất và tiêu dùng bền vững. Có 5 cấp độ trong bảo dưỡng công nghiệp thường gồm: - Bảo dưỡng khi hỏng máy. - Bảo dưỡng phòng ngừa bao gồm bảo dưỡng định kỳ theo thời gian hoặc dựa trên tình trạng thiết bị. - Bảo dưỡng dự báo trước khi máy hỏng. - Bảo dưỡng hiệu suất. - Bảo dưỡng hiệu suất tổng thể. Trình độ bảo dưỡng công nghiệp ở Việt Nam còn hạn chế, trong đó nêu ra 5 cấp độ trong bảo dưỡng công nghiệp. Theo tiêu chí bảo dưỡng công nghiệp gồm năm cấp bậc phổ biến trên thế giới, thì Việt Nam đang chập chững ở bậc thứ hai và trình độ bảo dưỡng công nghiệp Việt Nam tụt hậu 40 đến 50 năm so với thế giới. Nếu như những năm 60, các nước châu Âu đã vượt qua bảo dưỡng định kỳ và tiến đến bảo dưỡng dựa trên tình trạng của thiết bị thì hiện nay, Việt Nam chỉ đang dừng ở việc bảo dưỡng khi máy hỏng và bảo dưỡng theo định kỳ. Người ta nói: “Đặc thù của bảo dưỡng ở Việt Nam là hình thức bảo dưỡng cơ hội”, nghĩa là khi máy hỏng ở một bộ phận, ngoài việc bảo dưỡng bộ phận bị hỏng, thì nhân lúc đó sẽ bảo dưỡng luôn những bộ phận còn lại. Nguyên nhân: Việt Nam từng là một bãi rác công nghiệp Việt Nam từng có trình độ bảo dưỡng công nghiệp khá tốt trong thời kỳ bao cấp, khi máy móc thường nhập từ các nước XHCN với những hướng dẫn cụ thể, rõ ràng của các chuyên gia nước bạn. Tuy nhiên sau đó, thiết bị được nhập về từ khắp nơi. Có một thời gian, nước ta trở thành bãi rác công nghệ với rất nhiều thiết bị cũ được nhập từ các nước. Vì thế, các hướng dẫn sử dụng và bảo hành thiết bị khác nhau, gây nhiều khó khăn cho người quản lý cũng như kỹ thuật bảo dưỡng. Thêm nữa, trình độ bảo dưỡng của Việt Nam tụt hậu còn do cách tiếp cận cũng như suy nghĩ về bảo dưỡng ở Việt Nam. Ở nước ngoài, họ coi bảo dưỡng và sản xuất là hai mặt của một vấn đề. Một bên là sản xuất và bên kia là bảo dưỡng, hai mặt gắn chặt với nhau. Bảo dưỡng cũng đóng góp lợi nhuận của công ty. 12
Còn đối với Việt Nam, giống như hai cánh tay, tay phải là sản xuất, tay trái là bảo dưỡng, sản xuất thì ra tiền còn bảo dưỡng thì tốn tiền. Vì thế người ta cố gắng chi phí tối thiếu cho phần bảo dưỡng. Một nghiên cứu mới đây ước tính rằng 50% máy móc thiết bị tại các công ty sản xuất công nghiệp Việt Nam bị hỏng hoặc hư hại nghiêm trọng do không được bảo dưỡng. Vì thế, vấn đề thiếu bảo dưỡng công nghiệp hiện nay đang là một thách thức đối với hiệu quả và lợi nhuận của các doanh nghiệp Việt Nam, tuy nhiên giải quyết vấn đề này sẽ mang lại tiềm năng lớn về tăng lợi nhuận và sức cạnh tranh. Tuy có một số doanh nghiệp có yếu tố đầu tư nước ngoài đã áp dụng bảo dưỡng công nghiệp rất tốt, như các công ty của Nhật: Honda, Toyota…họ áp dụng những chuẩn riêng. CÂU HỎI ÔN TẬP 1.1. Giới thiệu về bảo dưỡng công nghiệp 1.2. Định nghĩa bảo dưỡng 1.3. Bảo dưỡng sửa chữa 1.4. Bảo dưỡng dự phòng 1.5. Bảo dưỡng thường xuyên 1.6. Các cấp độ bảo dưỡng. 13
Chương 2. KỸ THUẬT BẢO DƯỠNG CÔNG NGHIỆP 2.1. Khái quát Bảo dưỡng phòng ngừa gián tiếp, còn được gọi là bảo dưỡng trên cơ sở tình trạng CBM (Condition Based Maintenance), hay giám sát tình trạng (Condition Monitoring), được thực hiện để tìm ra các dấu hiệu hư hỏng ban đầu trước khi hư hỏng gây ngừng máy xảy ra. Trong giải pháp này, công việc bảo dưỡng không làm thay đổi trạng thái vật lý của thiết bị. Giám sát tình trạng là quá trình xác định tình trạng máy lúc đang hoạt động hay ngừng hoạt động. Nếu có một vấn đề nào xảy ra thì thiết bị giám sát sẽ phát hiện và cung cấp thông tin để có kế hoạch xử lý kịp thời đối với từng vấn đề cụ thể trước khi máy bị hư hỏng. Ngoài ra, giám sát tình trạng còn cải thiện hiệu năng hoạt động của máy đạt mức tối ưu so với các đặc điểm kỹ thuật ban đầu của máy. Các mục tiêu của giám sát tình trạng: - Can thiệp trước khi xảy ra hư hỏng. - Thực hiện công tác bảo trì chỉ khi nào cần thiết. - Giảm số lần hư hỏng và số lần ngừng máy. - Giảm chi phí bảo trì và các chi phí thiệt hại do ngừng sản xuất. - Tăng tuổi thọ của thiết bị. - Giảm chi phí tồn kho và kiểm soát tồn kho có hiệu quả. Một nghiên cứu của chính phủ Anh cho thấy nền công nghiệp tiết kiệm khoảng 1,3 tỉ USD mỗi năm nhờ áp dụng chiến lược CBM. Trong ngành công nghiệp hóa dầu, chi phí bảo trì cũng giảm xuống khoảng 9÷10 USD/HP/năm nhờ thay đổi chiến lược bảo trì không kế hoạch sang bảo trì trên cơ sở tình trạng. Theo thống kê của nhiều nước, khi kỹ thuật giám sát tình trạng được thực hiện thì cứ 1 USD chi phí cho bảo trì sẽ tiết kiệm được 5 USD nói chung và từ 10÷22 USD nói riêng trong ngành nhựa. 14
Hình 2.1. Sơ đồ khối của bảo dưỡng trên cơ sở tình trạng Kỹ thuật giám sát tình trạng sử dụng những công nghệ tiên tiến để xác định tình trạng và dự đoán những hư hỏng tiềm ẩn của thiết bị với độ chính xác cao, bao gồm những kỹ thuật cơ bản sau: - Kỹ thuật giám sát rung động - Kỹ thuật giám sát hạt và tình trạng lưu chất - Kỹ thuật giám sát khuyết tật và kiểm tra không phá hủy - Kỹ thuật giám sát nhiệt độ - Kỹ thuật giám sát âm. 15
Hình 2.2. Thực hiện công tác giám sát hệ thống thiết bị  Kỹ thuật giám sát rung động Kỹ thuật giảm sát rung động là một phần rất quan trọng trong kỹ thuật giám sát tình trạng. Bởi vì sự rung động của một chi tiết, bộ phận cơ khí mang tính lũy tiến. Nếu không phát hiện kịp thời thì hư hỏng sẽ phát triển ra toàn bộ hệ thống. Áp dụng kỹ thuật giám sát rung động có thể dự đoán thời điểm xảy ra hư hỏng, từ đó tránh được các hư hỏng ngẫu nhiên, các hư hỏng ngoài ý muốn. Thông thường các hư hỏng loại này gây tổn thất chi phí rất lớn, nhất là đối với các chi tiết, thiết bị quan trọng. Kỹ thuật giám sát rung động bao gồm các phương pháp phổ biến sau đây: - Phương pháp giám sát âm. - Phương pháp giám sát rung động có tần số siêu âm. - Phương pháp giám sát xung va đập. - Phương pháp Kurtosis. - Phương pháp giám sát rung động bằng tín hiệu âm. - Phương pháp phân tích quang phổ. - Phương pháp phân dạng rung động. - Phương pháp phân tích tốc độ tới hạn. - Phương pháp phân tích vị trí và quĩ đạo của trục. 16