Aufgabe der Instandhaltung ist es, der Produktion die notwendige Maschinenverfügbarkeit zu ermöglichen, damit diese unter Berücksichtigung der gesetzlichen Auflagen (Arbeitsschutz, Umweltschutz) termingerecht, qualitätskonform und kostengünstig Bauteile produzieren kann. Die Instandhaltung ist also für die Maschinen und Produktionsanlagen verantwortlich und somit Kerngeschäft jedes produzierenden Unternehmens.
Dr.-Ing. K.-D. Gruner, Raytek GmbH, Berlin
Im Mittel werden etwa 4% des Anschaffungswertes der Maschinen und Anlagen für die Instandhaltung ausgegeben. In Deutschland ist die Instandhaltung mit etwa 150 Mrd. Euro der zweitgrößte Wirtschaftsbereich nach der Kraftfahrzeugindustrie und rangiert damit noch vor dem Maschinenbau. In Deutschland betreiben drei Viertel der Unternehmen eine ausfallorientierte Instandhaltung und geben 70 Prozent des Instandhaltungsetats für Reparaturen aus. Mit entsprechender Maschinendiagnose könnte der Reparaturaufwand auf unter 20 Prozent gesenkt werden.
Solange nur der Wartungstechniker als gut ausgelastet angesehen wird, der mit schmutzigen Händen in dunklem Arbeitskombi am Reparieren ist, im Gegensatz dazu jemand, der regelmäßig Messreihen aufnimmt, als nicht wirklich beschäftigt gilt, muss zuerst auch ein Umdenken in den Köpfen stattfinden. Was versteht man nun unter der Maschinen- bzw. Anlagendiagnose? Hier geht es darum, genügend Informationen mit Hilfe der Messung elektrischer, mechanischer, thermischer und chemischer Größen zu sammeln, diese zu interpretieren, zu bewerten und geeignete Maßnahmen einzuleiten, die zur Abstellung der Abweichung bzw. Ursache führen. Als wichtige Mess- bzw. Analyseverfahren zur Maschinendiagnose sind insbesondere zu nennen:
- 1. Temperaturmessung
- 2. Schwingungsmessung
- 3. Ölzustandskontrolle
Im Folgenden soll auf die Möglichkeiten der Temperaturmessung und hier speziell der berührungslosen Temperaturmessung im Rahmen der Maschinendiagnose und Inspektion elektrischer Anlagen eingegangen werden.
Berührungslose Temperaturmessung
Vorteilhaft kommt die berührungslose Messung gegenüber dem Kontaktthermometer dort zum Einsatz, wo zu messende Teile sich bewegen oder rotieren und Messstellen schwer oder nur unter Gefährdung erreichbar sind oder wo es auf absolute Rückwirkungsfreiheit ankommt (keine Messwertverfälschung durch Wärmeentzug bei Berührung). Besonders vorteilhaft ist die Schnelligkeit dieses Messprinzips (1 Sekunde), welche ein schnelles Scannen über kritische Bereiche ermöglicht. Im Rahmen der vorbeugenden Instandhaltung werden bei Inspektionsgängen regelmäßig die gleichen Messorte temperaturmäßig erfasst. Moderne Infrarot-Handgeräte unterstützen das mit internen Datenspeichern und entsprechender Software, welche die Temperaturtrenddarstellung der Messstellen über die Zeit ermöglicht. Messungen an Antrieben und Motoren, Lager und Getrieben sowie Hydraulikkomponenten sind typische Anwendungsbeispiele. In der Regel werden Unwuchten bzw. Schwingungen an rotierenden Wellen, Lager mit ungenügender Schmierung bei regelmäßiger Beobachtung über eine Temperaturveränderung schnell erkannt. Hat man mit Hilfe der Temperaturmessung ein kritisches Lager gefunden, lassen sich dann mit einer Schwingungsmessung und entsprechender Frequenzanalyse die genauen Ursachen finden (defekte Kugel im Kugellager oder Lagerböcke nicht exakt in Flucht usw.)
Die Temperaturmessung ist ein effektives Mittel, um den Zustand elektrischer Anlagen zu überprüfen. Dabei geht es in jedem Fall um die Messung von Temperaturdifferenzen. In den meisten Fällen wird die Temperaturdifferenz zur Umgebungstemperatur erfasst. Es kann aber auch die für die gemessene Komponente maximal zulässige Temperatur als Basis genommen werden. Für elektrische Kontaktstellen wurden die Temperaturdifferenzen bzw. Risikoklassen definiert (zum Beispiel DIN VDE 0100). Natürlich muss der aktuelle Lastzustand bekannt sein bzw. über eine Strommessung ermittelt werden und die ermittelte Temperaturdifferenz auf eine Normlast (meistens 50 Prozent) umgerechnet werden.
Mit der berührungslosen Temperaturmessung lassen sich problemlos und schnell zum Beispiel Klemmstellen/Kabel, Sicherungen, Schaltschütze, Transformatoren, Motorwicklungen und Kondensatoren prüfen.
Häufig werden für derartige Inspektionen Wärmebildkameras eingesetzt. Diese können mit einer Messung bzw. Bildaufnahme sämtliche Temperaturdifferenzen eines Schaltschrankausschnittes liefern. Handpyrometer erlauben dagegen nur eine punktuelle Messung bzw. manuelles Scannen über den zu prüfenden Bereich. Da Wärmebildgeräte aber teuer in der Anschaffung beziehungsweise bei Inanspruchnahme von Dienstleistern nicht ständig zur Verfügung stehen, bietet sich der Einsatz von Handpyrometern als kosteneffiziente Ergänzung an.
- 1. Kontrollmessung nach erfolgter Reparatur (Messort genau bekannt);
- 2. Ist bei der regulären Inspektion mit Wärmebildkamera auf Grund der festgestellten Fehlerklasse eine sofortige Reparatur nicht notwendig, kann mit dem Handpyrometer auf einfache Weise eine regelmäßige Kontrolle des kritischen Bauteiles erfolgen;
- 3. Generelle Kontrolle zwischen den Einsätzen von Wärmebildkameras.
Modernste Handpyrometermit Fotofunktion
Wichtige Kriterien für den Einsatz jeglicher Messtechnik bei der vorbeugenden Instandhaltung sind die einfache, unkomplizierte Handhabung und die Möglichkeiten der schnellen Dokumentation des Ist-Zustandes. Modernste Handpyrometer verfügen zusätzlich über eingebaute Kamera- und Videofunktionen und erzeugen ein Fotodokument mit Kennzeichnung des Messortes, eingeblendeter Temperatur, Datum und Uhrzeit. Bis zu 100 Fotos können im Gerät gespeichert werden und über die PC-Software archiviert, editiert und ausgedruckt werden.
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