Системный подход
Для американской компании U.S. Steel отказы подшипников стали существенной проблемой. Cистемный подход к решению этой проблемы позволил выявить её основные причины. Первоначальная версия о проблемах со смазыванием не подтвердилась, и впоследствии стала очевидной необходимость нового усовершенствованного уплотнения.
U.S. Steel
U.S. Steel Corp. входит в список крупнейших компаний Fortune 500 с годовым доходом 10,2 млрд долл. США. Главный офис компании находится в г. Питтсбурге, Пенсильвания.
Компания является объединённой сталелитейной корпорацией, основное производство которой сосредоточено в Северной Америке и Европе.
Производственные мощности компании позволяют производить около 24,4 млн тонн стали в год. U.S. Steel производит продукцию с высокой дополнительной ценностью для автомобильной, энергетической, строительной и других отраслей.
Загрязнение пластичной смазки всегда было проблемным вопросом на заводе Granite City Works компании U.S. Steel Corp. в городе Сент-Луис, Иллинойс, США. Загрязнения приводили к преждевременным отказам подшипников стана горячей прокатки, что вызывало повреждение роликов.
Данные, собранные за более чем 16 лет работы, показали, что 30 % всех неисправностей роликов стана вызваны отказами подшипников. За последние три года было отмечено увеличение количества таких отказов, ставших причиной более 50 % повреждений роликов.
U.S. Steel приняла решение о необходимости системного подхода к поиску правильного решения. Первым шагом стало увеличение количества пластичной смазки, подаваемой в корпуса подшипников, но это только усугубило проблему. U.S. Steel обратилась к своему стратегическому партнёру, компании SKF, с целью изучения возможностей повышения надёжности и эффективности работы оборудования, что должно было обеспечить снижение затрат и отходов производства.
Была создана специальная совместная группа специалистов SKF и U.S. Steel, которые в течение почти 18 месяцев собирали детальную информацию для выявления и определения основных причин отказов. Специалисты изучили все компоненты подшипникового узла ролика: вал, подшипники, корпуса подшипников, уплотнения и систему смазывания, а также собрали данные о техобслуживании, т. е. о методике смазывания и эффективности системы уплотнения. Выяснилось, что основными источниками проблем являются высокие уровни загрязнения, перекос подшипников при установке, а также устаревшая технология уплотнений, которой компания продолжала пользоваться. Для решения этих проблем инженеры по монтажу U.S. Steel и специалисты SKF провели работу по оптимизации процессов техобслуживания и монтажа оборудования.
Майк Бекеске, директор по техобслуживанию с обеспечением надёжности, был ознакомлен с возможным решением SKF для программы смазывания, но, как оказалось, проблема была не в этом. «Началось всё со смазывания, а затем переросло в проблему с уплотнениями, – говорит Пол Конли, главный технолог подразделения SKF по смазыванию в США. – Корпус подшипника заполнен пластичной смазкой для обеспечения смазывания и защиты от загрязнений, а уплотнение служит для предотвращения попадания загрязнений и влаги».
В ходе наблюдений, испытаний и анализа стало очевидно, что уплотнения подшипников роликов стана горячей прокатки не работают должным образом, в результате чего вода и пар попадают в полость подшипника. Когда происходил отказ, приходилось останавливать производство для замены повреждённых роликов. В результате скольжения повреждались горячие заготовки из-за попадания включений в материал. Повреждённые заготовки приходилось отбраковывать.
Чтобы улучшить систему уплотнения, SKF установила двухкромочные уплотнения из полимера ECOPUR, что обеспечило существенное снижение содержания влаги в подшипниках. До установки новых уплотнений специалисты U.S. Steel наблюдали в подшипниках 30–35 % воды. С применением нового уплотнения содержание воды снизилось до 5 %. Ещё одним улучшением стало сокращение расхода пластичной смазки на 50 %.
Второй частью решения была установка тонкой металлической втулки SKF SPEEDI-SLEEVE, которая устраняет проблемы износа валов и обеспечивает отличную сопряжённую поверхность для уплотнений.
Мы устранили основные причины наших проблем.
Майк Бекеске, директор по техобслуживанию с обеспечением надёжности, Granite City Works
Результаты были подтверждены эксплуатационными испытаниями. «Мы устранили основные причины наших проблем, – поясняет Бекеске, – и смогли увеличить среднее время наработки на отказ роликов прокатного стана с шести месяцев до расчётных 60 месяцев. Уменьшение количества отказов обеспечивает увеличение срока эксплуатации и снижение затрат на техобслуживание прокатного стана».
В настоящее время широко применяется системный подход к решению проблем, а в будущем будет проводиться непрерывный мониторинг узлов роликов прокатного стана для выявления повреждений и поиска возможностей повышения надёжности. Данная экспериментальная программа уже внедряется на других сталепрокатных предприятиях U.S. Steel по всей территории США.
