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TLV・TTS保全と検査メールマガジン

2015/05/19 Vol.20

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□□□  TLV・TTSメールマガジン Vol.20
□ ~ 保全と検査に革新を ~ 2015年05月19日
株式会社テイエルブイ http://www.tlv.com/ 
有限会社ティティエス http://www.tts-inspection.com/
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今号では、最近お問い合わせが増えている、ポータブル振動計と
ロール設備の平行度診断サービスをご案内します。

設備の突発停止防止に有効なのが、振動計を使った振動診断です。
難しそうに思える振動診断を、誰でも簡単に行えるポータブル振動計の
「カンタンだけどスゴイ」機能をご紹介します。

ロール設備の平行度診断サービスでは、フィルムや製紙、製鉄の薄板製造など
で使用されるロール設備のロール平行度測定に、宇宙・航空工学の技術を適用
したパラライン診断をご紹介。従来の測定方法では見つからなかった微細な
ずれを発見し、様々な問題を解決した具体的な事例をご説明します。

また、連載記事では「回転機故障の原因となるミスアライメント(芯ずれ)」
を取り上げます。工場内に、軸受けやメカニカルシールの故障に繋がる
“芯ずれの兆候”が無いか是非チェックしてみてください。


▽ INDEX ▽
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□■【診断事例】
  ロールの破断、シワ、巻きずれ、印刷ずれの原因がすぐ分かる!
 ~ ロール設備の高精度なロール平行度測定で品質・生産性が向上 ~
  ↓宇宙・航空工学の技術で、間に床や壁を挟んだロールの平行度も測定
  ↓鉄鋼・製紙・フィルム・印刷工場のロール平行度診断の事例

□■【製品紹介】
  設備の突発停止を回避しMTBFを伸ばす!振動診断をカンタンにする振動計
 ~ 高機能ポータブル振動計 VIBXPERT II(ビブエキスパート2)~
  ↓専門知識不要で誰でも正確自動測定!1台で傾向管理から詳細分析まで

□■【連 載】
  コストダウンに繋がるメンテナンス<その32>
 ~ 回転機故障の原因となるミスアライメント(芯ずれ) ~
  ↓今すぐチェック!これを見れば芯ずれの兆候が分かる

☆ 編集後記(インドネシアの配管診断)

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□【診断事例】ロールの破断、シワ、巻きずれ、印刷ずれの原因がすぐ分かる
┃ ~ ロール設備の高精度なロール平行度測定で品質・生産性が向上 ~
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▽ こんな使い方も!ロール設備の平行度測定
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ロールの平行度診断(ロールパラレルアライメント)を行うパララインサー
ビスは、フィルムや製紙、製鉄の薄板製造などで使用されているロール設備
のロール平行度を測定できる技術です。

宇宙・航空工学で利用されているリングレーザージャイロ技術(角速度検出
器)を用いているため、ロール間の距離や設置されているフロアに関係なく
平行度を測定。間に床や壁、別の装置があっても精度良くスピーディーに
計測できることが特長です。

ここ最近では、その特長を生かした次のような利用が増えています。


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◇ 利用方法1:設備全体の平行度を測定
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問題が発生している前後のロールだけではなく、パララインで設備全体の
平行度の状態を把握し、全体を見ながら修正することで問題改善に繋げます。

多数のロールが使用されている装置は、よくいえば各ロール同士の絶妙な
平行度のバランスで品質が保たれている場合があり、そのような装置は
部分的な修正を行うことでかえって問題が悪化することがあります。

設備全体の平行度を計測・確認・リセットすることで、平行度に起因する
問題を根本的に解消できます。


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◇ 利用方法2:ロール交換時の据え付けに
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ロールを使用する設備では、ロールの摩耗による交換や生産物の品質向上の
ためのロール改良が行われます。その際のロール据え付けを、パララインを
使って精度よく行えば、立ち上げ時のトラブルを回避することができます。


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◇ 利用方法3:設備新設時のロール据え付けに
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ロール使用設備を新設する際、全てのロールをパララインで平行度測定を
行いながら据え付けます。これにより、試運転時にロール平行度に起因する
問題が起きなくなり、スムーズに設備を立ち上げることができます。

また、設備全体の初期の平行度データを数値で定量的に把握しておくことで、
将来問題が発生した時、データの比較により異常原因箇所の特定が容易になり
ます。このため、対策立案から復旧もスムーズに行うことができます。


▽ 具体的な事例
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このように、ロール設備の平行度測定にパララインサービスを利用いただく
ことが増えてきており、その評価を受けての他工場への水平展開も広がって
います。

以下では、実際にパララインサービスを利用されたお客様の具体的な効果を
4つの事例でご紹介します。

1.振り回しやピアノ線で計測できないずれを発見
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一部のロール交換を機に生産物不良が頻発するようになった設備
パラライン測定でずれを発見、修正することで問題を完全解決
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劣化に伴う定期的なロール交換が必要な設備があります。
ある年の定期整備時に複数のロール交換を実施したところ、これまで見られな
かった生産物の破断やシワが頻発し、設備停止をしなければならない状態と
なりました。

従来行ってきた振り回しやピアノ線を使った計測では、平行度は問題無しと
されていましたが、パララインで計測したところ最大で2.5mm/mのずれを発見。
その結果にもとづいて修正をしたところ、頻発していた問題が完全に解消され
ました。

この成果が評価され、定期整備の要領書に「ロール交換の際にはパラライン
サービスを使用する」旨が記載されることとなりました。


2.ロール入れ替え前の据え付け状態を完全再現
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パララインを使って据え付け条件を同一にすることにより
ロール入れ替え効果を正確に評価
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ある設備で、品質向上を狙って一部仕様の異なるロールに入れ替える計画が
持ち上がりました。

ロール交換によって、計画通り品質が向上したかどうかを評価するため、
据え付け状態など他の条件は変更前と同一にしておく必要があります。

そこで、パララインサービスを利用して新ロールを変更前と全く同じ状態に
据え付け。純粋にロールの種類の違いが品質へ及ぼす影響を確認することが
できました。


3.解決できなかった印刷ずれの原因を究明
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パララインにより塗工装置の平行度ずれを発見し印刷ずれを解消
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塗工装置で印刷ずれが発生。しかし、原因が分からず問題となっていました。

そこで、パララインを使って設備全体を測定したところ、ロール平行度が
大きくずれている箇所を発見し修正しました。

その結果、印刷ずれが大幅に改善。パララインサービスによる測定結果を
もとにした修正は効果絶大との評価をいただきました。


4.巻きずれの原因をいち早く特定
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巻きずれの原因が問題発生箇所にはない場合も
周辺ロールを素早く測定することでいち早く原因ロールを特定
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あるロール設備で巻きずれが多発するトラブルがありました。

まず最初に巻き取りリールの不良が疑われましたが、これ自体にずれはありま
せんでした。

そこで、パララインの測定対象を周辺ロールに拡げたところ、巻き取りリール
に近いデフロールの平行度が大きくずれていることが判明。測定結果にもとづ
き、デフロールの平行度を修正すると、巻き取りリールの製品の巻きずれが
解消されました。

この結果を受けて、パララインによる平行度測定は他ラインにも展開され、
全てのラインの全ロールにパララインサービスが導入されることとなり
ました。

▽ 品質向上&生産性向上に役立つパラライン
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このように、パララインサービスにより設備の状態を精度よく定量的に把握し
改善することで、生産物の品質向上や生産性向上に繋げることができます。

パララインサービスによる計測に興味を持たれた方は、お気軽にTTSまで
お問いあわせください。
https://www.tlv.com/ja/contactform/contactj_form.php?id=TTSJ


------>>パララインを使ったロール設備の平行度診断の詳細はこちら
http://www.tts-inspection.com/ja/inspection/roll_parallel01.html

------>>鉄鋼・製紙・フィルム・印刷工場のロール平行度診断事例はこちら
http://www.tts-inspection.com/ja/inspection/roll_parallel07.html


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□【製品紹介】設備の突発停止を回避!振動診断をカンタンにする振動計
┃ ~ 高機能なポータブル振動計 VIBXPERT II(ビブエキスパート2) ~
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▽ 突発停止対策に有効な振動診断
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設備の突発停止が起こると、生産機会損失、予定外の作業への人員投入、
部品・ツールの至急の準備など、周囲に及ぼす影響が大きく、メンテナンス
担当者に大きな負担がかかります。

そのため、突発停止対策は最優先事項であり、これを回避できれば大幅な
メンテナンスコストのダウンにも繋がります。

突発停止の防止策としては、設備のコンディション把握が有効です。
そして、回転機設備のコンディションモニタリングを行う優れた方法の一つが
設備の振動診断です。

振動を測定し、故障の兆候をいち早く検知して事前に対策を取ることにより、
設備の信頼性が増し、MTBF(Mean Time Between Failure(s)=平均故障間隔
時間)も伸ばすことができます。


▽ 振動診断の導入は難しい?
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しかし、実際に振動診断を行うには次のような問題があり、導入は難しいと
考える方も少なくありません。

 - 測定値が何を意味しているかを判断できる専門知識が必要

 - 見つけたい故障の種類によって検知すべきパラメーターが
   異なるため、故障の種類が絞り込めないと多項目の測定を
   行う必要があり、測定工数がかかる

 - 測定する場所、計測器の使い方など、測定者により測定値に
   バラツキがある

この導入へのハードルを下げ、振動診断をカンタンにするのが、
Pruftechnik社が開発したVIBXPERT II(ビブエキスパート2)です。
高機能なのに誰でも使いやすい様々な機能や特徴を持っています。

今回は、その中でも特にお客様からの評価が高い機能をご紹介します。


▽ 振動診断をカンタンにする振動計の特徴
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◆一台でトレンド管理から異常時の詳細分析まで全てカバー

多彩な測定機能を備えているので、目的に応じて複数の振動計を使い分ける
必要がありません。

様々な故障モードに対する異常振動の検知、異常原因の特定に必要な計測機能
を備えており、次のような項目の測定が可能です。

 ・振動オーバーオール値(変位、速度、加速度)
 ・ショックパルス
 ・時間波形(タイムシグナル)
 ・回転数
 ・温度
 ・振動スペクトル
 ・エンベロープスペクトル
 ・ケプストラム
 ・位相(2ch同時使用し位相差の測定も可能)
 ・オービット、共振テスト(バンプテスト)
 ・コーストダウン/ランアップテスト(回転数の変化による振動値の変化)

また、特定の周波数に絞りこんだ傾向管理もできます。更に、別の計器で計測
した電流値や流量などのプロセスパラメーターを取り込んで、同時に記録保存
することも可能です。


◆現場の操作はボタン一つで自動測定

事前に測定点と各測定点の測定項目(パラメータ)を設定しておけば、現場
では測定点を選んで測定するだけで、必要な項目を自動的に選択して測定。
間違いも起こりにくく測定作業が簡単です。

通常の振動測定では各種オーバーオール値のみ取得し、異常の有無を判断。
万が一、測定値が設定しておいた閾値を超えて異常と判断された場合は、
追加の周波数解析データを自動的に取得します。

このため、時間効率よく計測を行うことができ、異常かどうかを判断する
専門知識がなくても、誰でも測定可能です。異常時にはそのまま詳細データ
を自動取得するため、従来のように異常と判断されてから、再度専門家が
詳細データ取得のため現地入りする必要もありません。

更に、ビブコードシステム(オプション)を組み合わせれば、測定場所を選択
する必要もなくなります。


◆データレコーディング(データログ)機能付き

VIBXPERT IIはポータブルタイプながら、一時的なオンラインシステムとして
自動的に各種データを測定し、記録保存することが可能です。

次のような場合に威力を発揮します。

 - 異常が断続的に発生し、異常の傾向をつかみたい場合
 - 運転状態により状況が変化するため、連続して状態を把握したい場合
 - 設備の異常発生時に、一定時間連続してモニタリングしたい場合

トリガー条件として、オーバーオール値、スペクトル、オービット、位相、
時間波形などの項目を設定し、自動的に記録の開始/停止をすることも可能
です。


これらの機能以外にも、VIBXPERT IIは様々な便利な機能を持っています。
また、近年は振動管理自体を専門の業者にアウトソースしたいという声も増え
てきています。TTSではそのようなご要望にお応えできるサービスメニューも
ご用意しております。ご興味がある方は、TTSまでお問い合わせください。
https://www.tlv.com/ja/contactform/contactj_form.php?id=TTSJ


----->>誰でも正確な振動診断が可能!振動計VIBXPERT IIの詳細はこちら↓
http://www.tlv.com/ja/catalog/vibxpert2.html


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□【連 載】コストダウンに繋がるメンテナンス <その32>
┃ ~ 回転機故障の原因となるミスアライメント(芯ずれ) ~
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▽ カップリングはミスアライメントを吸収できる?
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カップリングはミスアライメント(芯ずれ)を吸収することができるので
しょうか?時々、次のような質問を受けます。

「ミスアライメントを吸収するフレキシブルカップリング(撓み継手)
 があれば、回転機のアライメントは必要ない?」

これに対する答えは、否です。

カップリングメーカーによる芯出し(アライメント)許容値表を見ても、
また過去の経験から言っても、フレキシブルカップリングがどんな芯ずれ
をも吸収するものではない、ということが分かります。

過去の統計によると、回転機故障の約半分は不正確な軸芯出しが原因となり
得ることが明確になりました。

フレキシブルカップリングは、一般的に10mmやそれ以上の周方向のミスアライ
メントを緩和するように設計されています。しかし、ミスアライメントがある
とカップリングに応力が生じ、その反作用によって軸(シャフト)と軸受
(ベアリング)やシールに働く負荷が飛躍的に増大します。

例えば600rpmで、最大6mmの芯ずれに対応するよう設計された445mmのある
カップリングには、ミスアライメント1mm当たり1.2kNの応力が発生します。

つまり、フレキシブルカップリングは確かに一定のミスアライメントを緩和
しますが、芯がずれていると軸や軸受などへの負荷が増大するため、結局は
フレキシブルカップリングであっても精密なアライメントが必要です。


▽ 軸受(ベアリング)のダメージ
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軸受は清浄な潤滑状態で、一定の温度範囲で使用するよう設計された精密部品
です。0.005mm以内の精度で作られる軸受は、以下のような状況での使用には
耐えられません。

 - ミスアライメントによって生じた高温状況下での長時間運転

 - メカニカルシールの故障が引き起こした、汚れ、粒子、金属成分や異物
   進入などの汚染

 - 軸方向に衝撃的な負荷を与えるミスアライメントのもとでの長時間運転

軸受には、ミスアライメントによって運転中に与えられるダメージに加えて、
メカニカルシール故障時の整備で、軸(シャフト)から軸受を取り外す際に
受けてしまうダメージもあります。

取り外した軸受を、再度はめこんで使用できる場合もありますが、多くの場合
は交換が必要です。なぜなら、精密部品である軸受の取り外しと再はめこみと
いう作業自体が、軸受にダメージを与えることがあるからです。

見落としてしまうほど軽微な損傷であっても、再装着後、悪化することが
少なくありません。そのため、ほとんどのポンプの軸受は、見た目が問題
無さそうでも交換する必要があります。


▽ メカニカルシールの故障
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軸がミスアライメント状態にあると、軸シールの摩耗が進行します。

高温高圧ポンプの軸シールとして広く使用されているメカニカルシールは、
精密な接触面と研磨された部品で構成された、仕上がり精度2ミクロンの
繊細かつ高価な部品です。

メカニカルシールは、しばしばポンプ総費用の3分の1を占めるほど高額で
あり、メカニカルシールの破損は深刻です。メカニカルシールの破損は、
予告もなく突然発生し、プラントの停止、シールや軸受の交換、ポンプの
修理など多額の損害をもたらします。

不正確な組み立てや過度な軸のミスアライメントは、メカニカルシールの
寿命を短くします。

組み立て作業の質の問題は、特殊な専用工具が無い現場でも、誰でも正確な
組み立てができるカートリッジ式軸シールが導入され、解決しました。

一方、ミスアライメントに起因するシール故障がもたらす多額な損害は、
精密な芯出しによって防ぐことができます。

ミスアライメントによる影響には、機械の振動増加もあります。大きな振動
は機械部品の損傷を引き起し、結果的に早期の機械故障に繋がります。


▽ 軸芯出しによる具体的なメリット
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軸芯出し作業を正確に行うことは、機械の運転寿命を改善できるだけでなく、
生産機会損失を生じさせないという大きなテーマの実現にも寄与します。

具体的には、正確なアライメントによって以下が実現できます。

 - プラントの稼働寿命と信頼性の改善
 - シールや軸受などのスペアパーツのコスト削減
 - メンテナンス人件費の削減
 - プラント稼働率の向上
 - 設備故障による生産ロスの削減
 - 予備機(スタンバイ機)の削減
 - プラントの安全性改善
 - プラントの消費エネルギーの削減
 - プラントの運転効率の向上
 - 運転状態の改善によるプラント保険料の引き下げ


▽ こんなときは注意!芯ずれの兆候
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運転中の機械のミスアライメントを検出することは容易ではありません。
ミスアライメントによって発生している半径方向の力を、稼働中に直接外部
から測定することは困難です。

代わりに振動計や赤外線サーモグラフィーによって、機械ケーシング(外装)
の半径方向や軸方向の高い振動値、異常な表面温度を測定することで、
ミスアライメントの状況を確認することは可能です。

しかし、このような計器がなくても、次のような現象が機械に見られれば、
芯出しの精度が低いと判断できる場合があります。

 - 基礎ボルトの緩みや折れ
 - シムやノックピンの緩み
 - 軸受シール部のひどい油漏れ
 - カップリングボルトの緩みや折れ
 - フレキシブルカップリングが熱を帯びている
 - カップリングカバーの内側にゴムの粉がある
   (カップリングに弾性部品があるとき)
 - 他の同様の設備と比較して振動が大きい、またはMTBF(=Mean Time
   Between Failure(s)=平均故障間隔時間)が短い
 - カップリングの故障や摩耗の頻発
 - カップリングカバー内側の過剰なグリースやオイル
 - 軸受やカップリングハブ、またはその付近での軸折れ、またはひび割れ


正確な軸芯出しは、回転機のメンテナンスで重要視されるべき項目です。

適切に芯出しされた機械は、計画的及び突発のメンテナンスの削減に繋がり、
そのプラントの信頼性を向上させる強みとなります。


---->>『回転機故障の原因となるミスアライメント』の画像付き説明は
    こちら↓
http://www.tts-inspection.com/ja/maintenance/1505maintenance_32j.html


☆今月の『コストダウンに繋がるメンテナンス』はいかがでしたか?

 参考になった/ならなかった、今後こんな内容を取り上げて欲しいなど、
 皆様のご感想をお待ちしております!
https://www.tlv.com/ja/enquete/enquete_form.php?id=S999&ss_topic=32


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☆ 編集後記
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最後までお読みいただきありがとうございます。

TTSの診断サービスは日本以外でも行っています。
この5月も、TTSの診断員がインドネシアに出張し、配管の減肉診断を実施中
です。

先日彼と話した際には、インドネシアでは、訪れる度に便利になっていく
インフラ、高層ビルの建設など街並みの変化に驚かされると言っていました。

そして、街には日本車や電化製品など日本の物が溢れていて、
実際に診断を行うのはまだほとんど開発も行われていない、中心地から
離れた郊外ですが、そこでも日本にまつわる話題には事欠かないそうです。

地元作業員からは、彼も知らないような日本のアイドルやアニメについて
熱心に聞かれ、そのマニアックぶりに驚いたとのこと。
どうやら、インターネットを使って情報を入手している様子で、みんな日本
の文化が大好きなようです。

そんな風に、他の国に日本の文化が浸透しているのを目の当たりにして、
日本人として誇らしく感じ、自分も日本の検査技術がこの国に受け入れ
られるよう最後まで頑張りたい、と決意を新たにしていました。

今回のインドネシアでの診断も、地元作業員とのコミュニケーションが
スムーズに取れ、順調に進捗しているようです。

では、次号の『保全と検査』メールマガジンもどうぞお楽しみに。


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