Hitaasti pyörivät sementti-, meesa-, kalkki- ja muut massiiviset rumpumaiset uunit ovat kunnossapidon kannalta erittäin haastavia. Tuhatasteinen, kalteva sementtiuuni voi olla jopa sata metriä pitkä.
Uunien erilaisia vaurioita:
• muurausvaurioita
• vaipan katkeamisia
• kantokehien säröytymisiä ja katkeamisia
• kantopyörien akselien katkeamisia
• aksiaalisten estinpyörien murtumisia ja akselien katkeamisia
Hitaasti pyörivien uunien kunnonvalvonnassa pyritään pitämään uunin muodonmuutokset mahdollisimman pieninä: uunisuora ja uunin vaippa pyöreänä kantokehän sisällä. Näin uunin sisäpuolinen muuraus kestää suunnitellusti.
Uunien toiminnan kannalta tärkein yksittäinen toimenpide on uunin linjaus.
Jotta uunin aksiaalisuuntaiset voimat saadaan hallintaan, on kantopyörien suuntaus saatava uunin vaipan suuntaiseksi, mikä on pitkässä uunissa mittausteknisesti todella vaativa toimenpide. Uunin nostetta aksiaalisuunnassa säädetään kääntämällä kantopyöriä siten, että niiden aiheuttama nostovoima jakautuu mahdollisimman tasaisesti eri kantokehille. Säätö edellyttää sitä, että kantokehät ja kantopyörät ovat pinnoiltaan lieriön muotoisia. Kantopintojen muotovirhe voi siirtää koko rasituksen yksittäiselle kantokehälle.
Kantopinnoilla käytetään grafiittivoitelua, joka säästää pyörien pintoja sekä vähentää ja tasaa edellä mainittuja aksiaalisuuntaisia voimia.
Jos kantopyörien säätö tehdään väärin, pahimmassa tapauksessa jokin kantokehä tai kantopyörä painaa uunia ylöspäin ja jokin alaspäin. Pahimmillaan ylikuormitetaan aksiaalisuuntaista estinpyörää ja aiheutetaan estinpyörän ja kantoelinten vikaantuminen.
Hitaasti pyörivissä uunissa vikaantuminen etenee hitaasti ja vaurio tulee aina yllättäen, sillä vikaantumista ei voi todeta silmämääräisesti. Kantokehien vauriot alkavat sisäpuolisista kuonasuluista. Akselit katkeavat pyörän ja akselin nurkkakohdasta ja estinpyörät sienimäisen lakin sisäpinnalta.
Näiden vikojen toteaminen NDT-tekniikalla vaatii vikaantumismekanismin tuntemista ja kriittisen vikaantumispaikan tietämistä. Pitkillä äänitiellä tehty ultraäänitarkastus vaatii oman osaamisensa, jota ei käsitellä esimerkiksi NDT-tarkastajien pätevöinnissä.
Standardeja ei ole
Uunien tarkastuksissa ei ole käytettävissä standardeja. Ammattitaito perustuu vain kokemukseen ja tämä koskee sekä linjausta, säätöä että NDT-tarkastusta.
Normaalisti uunien kuntoa valvotaan lämpökuvauksella, joka paljastaa alkavat muurausvauriot. Muurausvaurion korjaaminen vaatii aina tuotantoseisokin.
Uunien kunnonvalvonnassa on käytetty akustista emissiomittausta, mutta se ei ole yleistynyt. Sama koskee myös värähtelyvalvonnan sovellutuksia.
Teollisuusalan mittauskoulutusta on vähän, jos lainkaan, tarjolla. Myöskään standardeja tai normeja ei ole, mihin mittaustuloksia voidaan verrata. Mittaustuloksissa on otettava huomioon mittausolosuhteiden, kuten lämpötilan, tärinän ja ilmanpaineen, vaikutukset mittaustuloksiin. Myös mittalaitteiden on oltava akkreditoidusti kalibroituja.
Olisi myös hyvä, jos asentajat ja huoltohenkilöstö ymmärtäisivät uunin käyttäytymistä, esimerkiksi miten se elää pituussuunnassa.
Mittausalan eräs iso ongelma on pätevöinnin puute. Esimerkiksi NDT-puolella on kolmitasoinen luokitusjärjestelmä, jossa eri luokan omaavat voivat tehdä eri vaativuustason tarkastuksia. Mittauspuolelle yritettiin luoda samantapaista menettelyä 2000-luvun alussa, mutta mittaajien kiivaasta vastustuksesta johtuen sitä ei koskaan saatu vietyä loppuun eli pätevöintiin asti. Kyselyn perusteella teollisuuden asiakkaat olisivat halunneet pätevöintijärjestelmän.
Tässä on iso puute tällä hetkellä, koska teollisuuden puolella on aina isot rahat kyseessä ja mittausvirheet maksavat paljon ja vievät kallista seisokkiaikaa. Asiakkailla on iso työ selvittää pätevä mittausten tekijä, joka hallitsisi mittausmenetelmät ja johon voisi luottaa, että mittaustulokset ovat luotettavia ja tarkkoja.
Pelkkä mittauslaitteiden ajantasainen kalibrointi ei takaa mittausten luotettavuutta ja tarkkuutta!
Ennakoiva kunnossapito tuo merkittäviä säästöjä
Jokainen voi miettiä, mikä säästö tulee siitä, jos muuraus, joka on kallein yksittäinen osa, kestää moninkertaisen ajan. Kantokehän vaihto vaatii lähes aina uunin katkaisun. Kantopyörän katkeaminen rikkoo yleensä myös muurausta. Aksiaalisen estinpyörän vaurio voi pudottaa koko uunin kantopyöriltä ja rikkoa jopa vaihdelaatikon ja hammaskehän.
Unohtaa ei pidä energiasäästöjä. Voi vain kuvitella sitä voimaa, joka tarvitaan kymmenien tonnien pyörittämiseen, jos uuni ei ole suora tai kantokehien voimat ovat vastakkaiset. Tuotantokatkokset voivat tässäkin tapauksessa olla suuremmat kuin esinevahinko. Tähän asiaan törmäsin useasti työskennellessäni vakuutusyhtiöllä.
Uuni näyttää yksinkertaiselta, mutta tarkastusmielessä siinä on paljon asioita, jotka voivat mennä pieleen.
Kirjoittaja Esa Ilves toimii tarkastusinsinöörinä.
