Декабрь 2019 года, ко мне обратился директор предприятия крупной иностранной компании, парк компрессоров - четыре штуки, все Atlas Сopco - GA 55 плюсовой, два 75 плюсовых и GA 75 VSD. Выносливые машины, все со 146-й ступенью, со 146-м вентальным блоком, грамотная компрессорная, организованная приточно-вытяжная вентиляция. Они доработали осушители, которые были встроены, они вынесли радиаторы на улицу. Продуманная общая система управления, которая управляет этими компрессорами, выравнивает наработку, распределяет нагрузку между компрессорами, плюс ко всему частотник (частотно-регулируемый привод VSD – прим.ред.) в цепочке. Продвинутая компрессорная.
Обращается ко мне директор с вопросом, есть ли у нас электродвигатель? У них сгорел электродвигатель и срочно нужна замена. Нужен электродвигатель мощностью 75 кВт. На тот момент 75 кВт двигателя у нас не было, у нас был электродвигатель Siemens 55 кВт.
Двигатели Siemens для компрессоров Atlas Copco GA VSD+
Здесь сделаю немножко отступление. Siemens для всей серии компрессоров - это линейка 55+…90+, электродвигатели делал Siemens, - хитрые электродвигатели, - они идут в сборе с редуктором. То есть передняя крышка электродвигателя, - она же задняя крышка редуктора, по большому счёту — это мотор-редуктора, — это не серийное производство двигателей. Они сделаны на базе серийных моделей, но на доработаны по заказу Atlas Copco для того, чтобы осуществлять стыковку винтового блока с электродвигателем через редуктор. Это нужно для того, чтобы путем изменения передачи отношения, разные шестерни на вал сажаются и, во-первых, меняется максимальное давление компрессора, во-вторых, можно изменять обороты. Таким образом, один и тот же винтовой блок — это С146, можно присоединить к разным электродвигателям, и они будут крутится с разной частотой вращения ведущего вала, выдавать разное количество воздуха. Такое решение позволяет исключительно путем замены зубчатых колес, быстро производить сборку узлов в сборе электродвигателей и винтовой блок на разное давление разную производительность.
Электродвигатели выходят из строя
Нужен был двигатель 75 кВт, потому что сгорел двигатель на GA 75 кВт компрессоре. 75 кВт двигателя нет, есть такой же по типу, размеру, по всем присоединительным, но 55 кВт. На что он говорит: «А у нас же и 55 кВт сгорел! У нас была 55 кВт машина, у которой сгорел двигатель. Нам сейчас оперативно нужно. У нас такая ситуация - просто какой-то полтергейст!».
Он рассказывает: 4 компрессора. Сначала сгорел 55 кВт (GA 55+). Неизвестно почему сгорел электродвигатель, может быть, время пришло, так как больше 40000 часов наработки, даже, по-моему, 46000 на тот момент было - значительная доработка, хотя и условия хорошие, но неважно.
Сняли электродвигатель, отправили в Воротынский энергоремонтный завод на диагностику. Завод посмотрел и сказал, что ротор сильно разбит, посадочные подшипники разбиты и они восстановить их не могут, потому что двигатель не восстанавливается. Предложили купить новый. Всё - минус 1 компрессор. Осталось в системе 3 компрессора. Система еще как-то работала.
Потом сгорел частотный компрессор – у GA 75 VSD сгорел частотно-регулируемый привод VSD. Осталось всего две машины. Это тоже была существенная потеря.
Замена оригинального VSD - дорого, плюс ко всему его не найти, там стоят микромастеры 440, частотные приводы, которые, на данный момент, уже сняты с производства и его реально сложно найти.
Соответственно, новый частотно-регулируемый привод от Siemens - Neos - предполагает установку другого контроллера, потому что там более глобальная переработка, которая тоже стоит денег. От этой идеи заказчик пока отказался. Им пришлось как-то сократить свой план производства, потому что две машины — это уже не хватает на нужды предприятия целиком. Оставалось две 75-ти киловатные машины.
И тут горит электродвигатель ещё на одной 75-ке. Осталась одна единственная машина. Они сократили производство до минимума, буквально - 30% кое как что-то работает - непрерывные вещи, которые уже невозможно остановить. Фактически, большая часть производства стоит без воздуха и это середина декабря 2019 года.
Все понимают, что если быстро не предпринять какие-то действия, то можно остаться без воздуха практически на месяц, потому что если потерять две недели до конца года, потом ещё праздники почти две недели, и потом пока в январе это всё сделается, то до конца января можно легко просидеть без воздуха на одной-единственной машине. А для крупного предприятия с производственным планом это серьезная потеря, практически десятая часть годового плана может улететь, я имею в виду производство. Потери большие, поэтому надо оперативно что-то решать.
Покупка электродвигателя для Атлас Копко GA 55 VSD+
Я предлагаю двигатель 55 кВт. На тот момент у них компрессор уже стоял в аренде. Получается, работал один их компрессор, а один компрессор они взяли в аренду для того, чтобы хоть как-то закрывать свои производственные мощности (имеется в виду потребление по воздуху).
Соответственно, быстро принимается решение о покупке у нас 55 кВт электродвигателя. Такая вещь уже не выпускается, этот двигатель был уже заменён на другой, - сейчас АВВ делает такие моторы, - мы в своё время забрали этот мотору одного из заказчиков, они покупали его себе про запас, но так и не установили. Можно сказать, что этот двигатель был на консервации, он абсолютно новый. Мы его забрали к себе на склад, он некоторое время постоял и теперь пригодился.
За очень адекватные деньги мы предлагаем купить этот электродвигатель и едем на производство смотреть, что же там и как. Когда приехали, то увидели эту картину: один компрессор в аренде, один работает, VSD привод не работает, 55-ка сгоревшая не работает, 75-ка сгоревшая не работает, то есть потеряли три из четырёх компрессоров. И всё это буквально в течение последних полутора месяцев. Все эти проблемы выкатились разом как снежный ком.
Наработки компрессоров значительные - по 40000 по 50000 часов, большие наработки, капитальные ремонты не проводились. Компрессоры примерно 2007 годов, +/- какие-то машины пораньше. Частотная машина 2007 года. Соответственно, 12 лет компрессоры работают в хорошем режиме, хорошо загруженные. Производство работает круглосуточно, имеет значительные нагрузки за счет системы управления, которая выравнивала наработку.
Частотно-регулируемый привод
Я понимаю, что мы можем решить проблему и предлагаю свои услуги. Мы беремся поставить на частотном компрессоре частотный привод, тот, который стоял – микоромастер 440. Мы знаем, где их брать несмотря на то, что они сняты с производства. Это новые частотные приводы со складов, с консервации, которые хранились в нормальных условиях. Мы их поставляем с гарантией, плюс ко всему у нас есть возможность настроить правильно этот частотник, залезть в его прошивку, которая будет правильно реагировать на датчик давления, как на управляющий сигнал, и на нужные обороты выводить электродвигатель, то есть будет правильно управлять приводом.
Мы предлагаем это решение, плюс ко всему мы видим, что наработки большие и видим, что двигатели там горят, поэтому предлагаем осуществить на частотном компрессоре замену подшипников электродвигателя. По сути, это капитальный ремонт – замена сальников и подшипников электродвигателя.
Ремонтируем винтовой блок для GA 55+
Винтовой блок с 55-ти, который уже был отправлен в официальный сервисный центр Atlas Copco на диагностику, где его разобрали, посмотрели и сказали, что с винтом все нормально, он «капиталится» (подлежит капитальному ремонту – прим.ред.). Да, наработка большая, но он пригоден к ремонту, это нормальный винт. И ещё один винтовой блок стоит «откапиталенный» (выполнен капитальный ремонт - прим.ред.)
Какие работы мы проводим? Мы ставим 55- й электродвигатель, на 55 кВт компрессор - GA 55+, и откапиталенный винтовой блок ТО 8000, 55-ку запускаем в работу с нашим электромотором. И все это происходит прямо перед Новым годом.
На следующие машине мы меняем частотный преобразователь, перебираем электродвигатель, меняем подшипники, - капитальный ремонт электродвигателя, - но денег на «капиталку» (капитальный ремонт – прим.ред) «винта» (винтовая пара – прим.ред) предприятие не нашло, бюджет ограниченный, конец года, на срочный ремонт все уже израсходовано, поэтому под ответственность заказчика ставим тот винт, который был, и 8000 ТО - фактически полностью собираем компрессор. Плюс еще замена всех патрубков, потому что все шланги текли, конденсатоотводчики забиты, в магистральных фильтрах клапаны слива не работали. В общем, много чего, там был большой перечень работ.
Соответственно, вводим в работу 75-й частотный компрессор и предлагаем свою арендную машину 55 кВт по сниженной стоимости с учетом тех работ, которые мы проводили для подстраховки. Мы предложили эту машину в аренду за очень-очень адекватные деньги.
Заказчик соглашается взять эту станцию для того, чтобы она была и работала. Таким образом, получается, что мы ставим ещё один свой компрессор. Фактически, из четырех машин, которые стояли, на одной наш электродвигатель, одну частотную машину мы полностью перебрали, то есть оставили только винт как он был. Третью машину мы ставим свою в аренду.
И пока мы все эти работы делаем, прямо на глазах у нашего инженера начинает сыпаться еще один электродвигатель на 75 машине, на последней, четвертой, машине, которая еще как-то работал у заказчика. Электродвигатель сыпется прямо при нас. Мы экстренно останавливаем этот компрессор, приостанавливаем свои работы и смотрим, что же произошло. Такая же история - разбил подшипник и задрал вал, серьезные повреждения вала, серьезные повреждения посадочного места под передний подшипник, - реальные проблемы, - и с задним подшипником такая же история.
Соответственно, повреждения носят точно такой же характер, как и на первой машине, на 55-й, которую Воротынский энергоремонтный завод признал непригодной для дальнейшего восстановления. В последствии, этот мотор он тоже признал непригодным.
В чем причина выхода из строя электродвигателей?
Почему же такое происходит? Почему же, всё-таки, это происходит? Фактически, за полтора месяца на, казалось бы, ровном месте, сгорело три электромотора и частотник. Это беспрецедентно, можно сказать, это очень исключительный случай.
Мы начинаем разбираться. Что мы видим в результате? Мы видим следующую картину: электромоторы, которые используют Atlas Copco - это электромоторы Siemens специального исполнения, моторы-редукторы. Но эти моторы собраны на базе серийных моторов – они несколько доработаны, то есть увеличена длина ротора, дополнительный элемент - редуктор, а конструктивно он во всём остальном очень сильно напоминает стандартную серию Siemens.
Мы открываем мануал по стандартной серии Siemens и что мы видим? Срок службы смазки при температуре до 400 C, то есть это как раз тот случай, когда у нас необслуживаемые подшипники. А это именно мотор с такими подшипниками – необслуживаемыми. Бывает, когда подшипники электродвигателя можно смазать, у них есть специальные гнёзда, в которые забивается смазка, которая доходит до подшипника и он обновляется. Но в этом случае в моторе были использованы подшипники необслуживаемого типа, в них никак нельзя было забить смазку. Их надо было снять, разобрать для того, чтобы забить эту смазку. А если подшипник снимаешь, то его уже нелогично ставить туда обратно, его лучше заменить на новый - просто поставить новый. Потому что основная работа – это разобрать и снять, и нет никакого смысла собирать его на старом подшипнике. Это и есть основные трудозатраты – сборка-разборка, правильная сборка-разборка для того, чтобы сальник не тек и так далее.
Итак, срок службы смазки - до 400 C, это 2000 часов или 4000 часов в зависимости от каких-то параметров. Что такое до 400 C градусов? До 400 - это вообще ни о чем, потому что температурный режим компрессора предполагает по мануалу, - это только официально допускается, - обслуживание при окружающей температуре до 460 C, а это уже превышение параметров. Ладно, мы возьмём скидку на то, что это мотор специсполнения, там, наверное, какие-то другие подшипники стоят с увеличенным тепловым зазором, с какой-то суперсмазкой, но все равно у него есть ресурс. Соответственно, подшипник просто выработал этот ресурс. Все! Он его выработал.
Если передний подшипник электродвигателя ещё омывается компрессорным маслом и как-то охлаждается, то задний просто стоит и стоит. Там кроме крыльчатки на хвостовике вала ничего нет – ни дополнительной смазки, - я имею в виду с точки зрения отвода тепла, - при повышенных температурах смазка просто высыпается и происходит такая проблема.
Зачем делать вибродиагностику?
Как предотвратить эту проблему? Какие превентивные меры можно предпринять для того, чтобы не допустить такую ситуацию? По уму, по правильному, делается вибродиагностика при каждом техническом обслуживании, особенно, когда речь идет о высоких наработках. Если наработка больше 20000 часов, то тогда в обязательном порядке, при каждом инспекционном выезде, при каждой замене фильтров, масла, будь то 4000, будь то 8000 ТО, необходимо делать вибродиагностику.
Такие машины предполагают на точке измерения на переднем подшипнике электродвигателя и на заднем подшипнике, там есть стандартные приливы для специального измерительного инструмента. Есть показатели нормы относительно того, что меряет инструмент - вибродиагностика – он меряет вибрации. Соответственно, есть карта референсных значений. Если параметров вибрации попадают в диапазон нормальных значений, значит, что все в порядке, все нормально и подшипник еще поработает. А если значение выходит за пределы, то с высокой степенью точности можно говорить о том, что с подшипником проблемы и подходит вопрос о его замене, что лучше не откладывать в долгий ящик вопрос капитального ремонта электродвигателя, а то можно поменять потерять 3 компрессора разом, да еще и частотник. Вот, что должно было делаться.
Почему этого не делалось - вопрос. Я знаю, что заказчик в какой-то момент поменял обслуживающую организацию. Может быть, года за два до того, как у них случилась эта проблема, они решили, что зачем платить квалифицированной сервисной службе значительные деньги, если есть организация, которая готова за меньшие деньги проводить, казалось бы, те же самые работы - менять фильтры, менять масло, менять какие-то ремкомплекты клапанов, проводить обслуживание по плану ТО 8000. Казалось бы, это тоже самое, но это не то же самое, потому что зачастую организации с более низкой квалификацией не имеют специнструмента, который позволяет выполнить замеры, который позволяет понять состояние подшипников электродвигателей или винтового блока, и как-то спрогнозировать поведение узла в дальнейшем.
Экономия – это риски
Поэтому такая экономия вышла боком, причем довольно серьезно. Я даже не считаю те финансовые затраты, которые пришлось экстренно вложить в то, чтобы как-то запустить компрессор. Здесь потеря больше с другой стороны - с точки зрения простоя производства, потому что накладные расходы плюс-минус фиксированные, это зарплаты, помещение, тепло в помещении и много-много других статей расходов. А производственный план — это производственный план, который нужно делать каждый день. Когда производство простаивает, это, конечно, недополученные деньги, которые в разы превышают ту экономию, которую получил заказчик, сменив обслуживающую организацию.
Почему он это сделал? Наверное, недооценил риски - в этом вся проблема. Мало того, что касается измерений и фактических значений, важно не просто приехать и сделать замер текущих показателей. Этот замер покажет какую-то информацию, но все равно эта картина будет неполная. Более полной она будет тогда, когда приезжает инженер, желательно с одним и тем же прибором, и делает замеры показаний динамики, и тогда мы видим, как изменяется картина. Потому что иногда бывают такие ситуации, что значение показателей вибрации электродвигателя за пределами нормы, но не меняется, причем не меняется уже долгое время, но техника работает и может еще довольно долго проработать. Единичный замер не очень показателен, показательным является замер динамики. Компрессор работает круглосуточно — это значит, раз в полгода обязательно проводить ТО, а между ТО еще и инспекционный выезд проводить. Замер делается 1 раз в квартал. Соответственно, на протяжении года уже будет видна динамика, куда идём, что с подшипниками, потому что они на раз не разрушаются, всё равно это процесс, который имеет растянутый по времени характер. Сначала это меньше-меньше-меньше, а потом дальше больше, и, конечно, на финальном этапе события развиваются быстро, когда вибрации выходят за пределы. По экспоненте растёт накапливание негативного влияния.
Но на первоначальных этапах, когда экспоненциальный рост ещё находится в фазе медленного подъема, то можно заметить первые звоночки, проводя диагностику.
Есть суперинженеры, которых можно пересчитать по пальцам одной руки. Они по звуку могут определить, что с мотором. Даже если он вдруг приехал без прибора, он может послушать и сказать, что шумит мотор и надо измерять в любом случае. Зачастую, показатели измерений подтверждают его предположение о том, что действительно шумит.
К сожалению, это не всегда правильно воспринимается заказчиками. Некоторые говорят: «Зачем вы наговариваете, что шумит мотор? Вы приехали сделать ТО, масло поменять и предлагаете мне капитальный ремонт мотора на 100 000 руб. Несогласен!». Мы периодически сталкиваемся с таким отношением.
Был такой случай, когда мотор после этого встал (сломался – прим.ред.). Он встал, потому что объективно шумел. Заказчик засуетился и опять же такое двоякое отношение, типа это мы сделали, что он встал. А мы туда не лазили, потому что, чтобы туда залезть, надо очень сильно постараться – разобрать пол компрессора, откинуть винтовой блок или хотя бы заднюю крышку снять. Такой ерундой мы не занимаемся. Это какое-то вредительство. А ремонт всегда гораздо дороже.
Предупредительный (профилактический) ремонт
Предупредительный ремонт всегда обходится дешевле — это раз, во-вторых, это можно сделать в штатном режиме, то есть перераспределить мощности, что-то заглушить, - имеет в виду потребителей, - снизить расход воздуха, вывести одну станию, спокойно запланировать 2-3 дня, - как правило, это за один день делается, - запланировать 2-3 дня на ремонт, спокойно провести ремонт без глобальных производственных потерь - спокойно ввести машину в эксплуатацию. Так, конечно, комфортнее и правильнее делать, нежели чем в режиме, когда что-то резко встало и еще из-за того, что не хватило воздуха, получили какой-то брак продукции.
Компрессор всегда встает в самый неподходящий момент. Это, как правило, либо перед майскими праздниками, либо перед Новым годом, — это прямо стандартная ситуация, - либо перед тем, как идти в отпуск, либо когда директор уже в отпуске — это закон подлости, и такое случается регулярно. Либо же когда только деньги отдали за какое-нибудь новое оборудование, кредитнулись (взяли кредит на покупку оборудования – прим.ред.) и т.д. А тут у тебя компрессор встает, а это непредвиденные дополнительные расходы. Плюс ко всему, такой ремонт всегда дороже, потому что помимо стандартной замены нужно ещё перематывать электродвигатель, а это тоже затраты. Это первое.
Второе – это риски. На моей памяти нередки случаи, когда после перемотки двигатель горел. Причины, почему он горел, могут быть разные, но, тем не менее, бывают такие случаи.
Почему горит электродвигатель после перемотки? – Тема отдельной статьи.
Необслуживаемые подшипники
Резюмирую: необслуживаемые подшипники нужно менять. В перечне регламентных работ замены подшипников нет, потому что это не регламентная работа. Siemens говорит, что от 20000 до 40000 часов до замены эти подшипника ходят, в зависимости от условий, но при температуре до 400 C. В компрессорах Атлас Копко температура 460 C. Соответственно, мы понимаем, что 20000 часов - это такой порог, когда в любом случае надо измерять вибрацию на моторах. Это касается конкретно плюсовой серии GA 55 +, 75 +, 90, и такие же частотные машины – 55 VSD, 75 VSD и 90 VSD. Это линейка с одним и тем же винтовым блоком и с одним типом электродвигателя.
Регламентные работы не предусмотрены. Регламентными работами плановая замена подшипников не предусмотрена. Мониторить это надо диагностикой или суперопытным инженером, который, потрогав двигатель, послушав его, скажет, что что-то шумит надо бы подготовиться.
А вообще, конечно, как в этом случае, который мы рассмотрели, где предприятие работает круглосуточно и весь производственный цикл целиком и полностью завязаны на воздух, вообще, такие вещи нужно бы в идеале знать заранее и заранее планировать.
Все знать невозможно, об этом должна была рассказать обслуживающая организация, которая, может быть, тоже не знала, а может быть, не имела возможности проводить вибродиагностику и давать какие-то заключения, делать выводы, то есть не было референсных значений, не было приборов. Поэтому вовремя не сориентировалась, не подсказала заказчику. Отсюда и пошли все проблемы.
Поэтому экономия в сервисе, то, что они за два года наэкономили, всё перекрылось в разы большими потерями, причем только производственными, то есть недовыполнение производственного план, не говоря уже о тех потерях, когда надо было физически отдать деньги для того, чтобы как-то быстро восстановить работоспособность.
Работы мы закончили, по-моему, 28 декабря. Первое обращение было 12 или 15 числа, а 28 в аренде уже стоял наш компрессор с нашим электродвигателем и стоял перебранный компрессор с нашим частотником. За это время один компрессор заказчика сгорел, но они работали на трех и им этого хватало на праздники. Уже прошел год, а компрессор до сих пор стоит в аренде. Мы приезжаем, обслуживаем, продуваем, следим за температурным режимом, наблюдаем за остальными машинами.
Вот такая история. Не надо экономить на квалифицированном, качественном сервисе, когда у вас большие наработки и когда вы критически завязаны на воздухе, тем более, круглосуточное производство. Либо надо иметь довольно серьезный резерв. Здесь резерв был минимальный. По сути, только одна машина была резервная. И она тоже сгорела.