Norsk

Bedre optimalisering med kalibrering

9. Mai 2021 | Kalibrering

Skiftende priser på råmaterialer skaper nye utfordringer for industribedrifter som må tilpasse seg endringer og profittmarginer. En av de få måtene industribedrifter kan kontrollere kostnadene på, er å slanke organisasjonen og bli mer effektive.

Fluke 754 multifunksjonell dokumenterende kalibrator

En av de beste måtene å kontrollere disse kostnadene på, er å finne ut hvor det er svinn i prosessen. Dette betyr en del finjusteringer av instrumenteringen for å sørge for at du får korrekt temperatur og trykk for produksjon av høy kvalitet og effektiv utnyttelse av råvarer.

Kalibrering av utstyr forbedrer optimalisering og kvalitet, det gjelder for mange prosessindustribransjer, enten det er prosesskjemi, kjernekraft, farmasi eller papirmasse og papir. Prosessproduksjonsfabrikker må ha hundrevis, ofte tusenvis av sofistikerte enheter som utfører en rekke viktige operasjoner kontinuerlig, nøyaktig og pålitelig. Disse enhetene trenger, i sin tur, jevnlig inspeksjon, testing, kalibrering og reparasjon.

Århundrers industrierfaring har vist verdien av nøyaktig registrering av informasjonen fra slike inspeksjoner, tester, kalibreringer og reparasjoner. Bedrifter og myndigheter vil ikke bare ha beste praksis på plass, men krever ofte svært detaljert dokumentasjon for å sikre at kunder får valuta for pengene, og for å verne om innbyggernes helse og sikkerhet.

Tradisjonelle rutiner for testing, kalibrering og dokumentasjon er imidlertid arbeidskrevende, og siden det ikke akkurat er overflod av erfarne operatører, velger nedskalerte team ofte å utsette regelmessige kalibreringer. Nyere resultater fra industrien viser at mindre team er i stand til å utføre og dokumentere utstyrskalibreringer til lavere totalkostnad og med høyere produktivitet og bedre driftspålitelighet som resultat.

Kalibrering blir vanligvis utført enten der enheten er plassert (såkalt in-situ-kalibrering, som på latin betyr «i posisjon»), eller på et instrumentverksted.

Profesjonelt tips:

Når det produseres et feltinstrument, blir både hovedelementet og transmitteren (eller aktuatoren hvis det er snakk om en reguleringsventil) kalibrert på fabrikken, og kalibreringsinformasjonen blir levert sammen med utstyret. Disse kalibreringsdataene går ofte tapt. Det burde være en del av rutinearbeidet å lagre disse dataene i et sentralisert kalibreringsdokumentasjonssystem hver gang utstyret vedlikeholdes, og ikke bare for effektivitetens skyld.

Sentralisert kalibreringsinformasjon sørger for at kunnskap ikke går tapt i bedriften, selv om teamene skiftes ut.

De fleste feltinstrumenter består av to deler: et hovedelement og en transmitter.

  • Hovedelementer omfatter strømningsrør, blender, trykksensorer, våtkjemisensorer som pH-, ORP- og konduktivitetsprober, alle typer nivåmålere, temperaturprober m.m. Hovedelementer produserer typisk et signal – vanligvis spenning, strøm eller resistans – som er proporsjonalt med variabelen de er laget for å måle, som nivå, strømningshastighet, temperatur, trykk eller kjemiske egenskaper. Hovedelementer er koblet til inngangen på felttransmittere.
  • Felttransmittere omfatter trykk-, temperatur- og strømningsenheter. Disse behandler signalet som sendes fra hovedelementet, der de først karakteriserer signalet i lineært format og legger på SI-koeffisienter, og deretter overfører signalet enten i analogt (vanligvis 4–20 mA DC) eller digitalt (vanligvis en type feltbuss) format.

Analoge enheter

Analoge enheter, såkalte 4–20 mA-sløyfer, sender ut et signal som er en analog, elektrisk representasjon av en målt fysisk kvantitet (som for eksempel temperatur). De sender ut en elektrisk strøm som er proporsjonal (analog) med størrelsen på en målt fysisk kvantitet, der 4 mA representerer minste normerte måleverdi og 20 mA størte normeret måleverdi.

Selv om mange systemaspekter nå er digitale, blir analogt utstyr fortsatt aktivt brukt over alt i prosessindustrien.

Fluke 721 presisjonstrykkalibrator

Digitalt utstyr

Digitale enheter konverterer en målt fysisk verdi til et digitalt signal. Det brukes mange forskjellige metoder for digital koding i prosessindustrien, inkludert Foundation Fieldbus, Profibus og HART.

Det er mange som tror at feltbuss-feltenheter (digitale) ikke trenger å kalibreres. Det stemmer ikke. Selv om et feltbussignal (enten det er Foundation Fieldbus, Profibus eller en tilkoblet HART) gir diagnostisk informasjon, gir det ikke informasjon om nøyaktigheten til enheten, og det kan heller ikke bekrefte om enheten rapporterer prosessen nøyaktig og korrekt.

De tre kalibreringsinstrumentene som egner seg best for «slanke» prosesser

  1. Fluke 754 multifunksjonell dokumenterende kalibrator med HART-egenskaper og automatiserte kalibreringsprosedyrer, oppfyller selvsagt strenge sikkerhetsstandarder.
  2. Fluke 721 presisjonsstrykkalibrator for fiskalt måleutstyr, høy presisjon, to isolerte sensorer
  3. Fluke 700G presisjonsmanometer for trykkalibrering, høy kvalitet og robust utforming, trykk av høy kvalitet for raske og nøyaktige testresultater

Reguleringsventiler

Reguleringsventiler har aktuatorer som også krever kalibrering, de må justeres på grunn av slitasje, utskifting av pakninger for lekkasjetetting eller effektene av hengende ventiler. Hvis en ventil ikke har blitt beveget regelmessig, må det gjennomføres en test av hel eller delvis åpning/stenging for å sikre pålitelig operasjon.

Fluke 700G Fluke 700G presisjonsmanometer for trykkalibrering

Tillatelser og papirarbeid

Administrative oppgaver, fra å søke om tillatelser til å dokumentere og registrere resultater, kan øke både kostnadene for og tiden det tar å utføre en in-situ-kalibrering. Som Ian Verhappen fra Industrial Automation Networks, tidligere formann i Fieldbus Foundation brukergruppe, har sagt: «Ofte tar papirarbeidet (tillatelser, isoleringsdokumenter osv.) lenger tid enn det tar å gjøre selve jobben.»

Utfordringer med å dokumentere kalibreringer

Dokumentering av en kalibrering har tradisjonelt involvert en loggbok med håndskrevne notater om dato og klokkeslett, målinger før kalibrering, målinger etter kalibrering og eventuelt andre observasjoner foretatt av teknikerne. Det er overraskende mange fabrikker som fortsatt dokumenterer kalibreringer manuelt. Dokumentasjon med penn og papir har imidlertid mange ulemper.

For det første er denne metoden sårbar for menneskelige feil. Håndskrevne data kan være vanskelige å lese eller ikke inneholde nok informasjon. Bedrifter som bruker et datastyrt vedlikeholdsstyringssystem (CMMS) må dermed ta høyde for den ekstra tiden det tar å registrere håndskrevne data manuelt, med ytterligere muligheter for feil.

Endringer av arbeidsstyrken

En annen utfordring når det gjelder kalibrering, er endringer av arbeidsstyrken.

På 80-tallet led industrien av budsjettkutt og permitteringer. Antall ingeniører og vedlikeholds- og driftspersonell ble redusert betydelig, og en ny filosofi, som også er populær i dag, spesielt i utviklede økonomier, om en "slankere" produksjon slo rot.

Mindre team har mindre tid til opplæring og oppfølging på jobben, til den grad at utstyrs- og systemspesifikk kunnskap ikke alltid blir overført fra individer til organisasjonen. Når eldre operatører og ingeniører går av med pensjon, tar de med seg kunnskapen om utstyr og systemer.

«Hver dag klokken 16.00 forsvinner bedriftens institusjonelle kunnskap ut døren», sier sjefsingeniøren for instrumentering og regulering ved et stort raffineri i USAs midtvest. «Og av og til kommer den ikke tilbake.»

Samtidig trenger mange anlegg fortsatt to teknikere til hver in-situ-kalibrering – én ved transmitteren og én ved reguleringssystemet. Fieldbus Foundation har regnet ut at dette krever to teknikere i minst to timer.

Bruk multifunksjonelle dokumenterende kalibratorer

En ny generasjon av «smartere» feltkalibreringsinstrumenter øker arbeidernes produktivitet ved å slå sammen flere instrumenter til ett og utføre flere funksjoner enn kun grunnleggende testing og måling, som å hjelpe til med analyse og dokumentering.

Multifunksjonelle dokumenterende prosesskalibratorer er håndholdte, elektroniske testinstrumenter som kombinerer flere kalibreringstrinn og -funksjoner i én enhet, og genererer/simulerer og måler trykk, temperatur og en rekke elektriske og elektroniske signaler.

Fordeler:

  • Teknikerne får færre instrumenter å lære bruken av og bære med seg.
  • Flere ulike enheter kalibreres på samme vis og leverer lignende data, sammenlignet med andre prosesser som får forskjellige datasett fra hvert enkelt instrument og hver enkelt enhet.
  • Automatiserte prosedyrer erstatter mange manuelle kalibreringstrinn.
  • Du trenger ikke lenger to teknikere for å loggføre før- og etter-status på feltenheten.
  • Kalibreringstid per enhet blir kortere.
  • Beregn avviket for ett instrument i stedet for å legge sammen avvikene for flere.

Bruk kalibreringsruter

Den største kostnadsbesparelsen med bruk av en dokumenterende kalibrator er enhetens innebygde rutestyringsverktøy. Med ett sett av tillatelser og papirer for alle kalibreringene reduseres kostnaden betydelig.

Etabler et utstyrsstyringssystem, kalibreringsstyringssystem, eller et datastyrt vedlikeholdsstyringssystem (CMMS)

I motsetning til papirdokumentasjon er kalibreringsdataene aldri uleselige, kryptiske eller ufullstendige. Data fra en dokumenterende kalibrator kan lastes direkte ned til ulike CMMS-systemer uten transkripsjon eller arkivering.

Fordi dokumenterende prosesskalibratorer automatisk registrerer før- og etter-tilstanden til hver enkel feltenhet, in situ, og kan betjenes av én tekniker, kan rutebaserte rutiner med dokumenterende kalibratorer spare så mye som 50 % av tiden og kostnaden for tradisjonelle, manuelle kalibreringsmetoder for enkeltutstyr. For å si det på en annen måte, kan det samme, reduserte teamet utføre dobbelt så mange kalibreringer i løpet av en gitt tidsperiode.

Det er en stor tabbe å stille tradisjonelle arbeidskrav til et redusert team. Kalibreringer foregår rett og slett ikke på den måten man forventer. I stedet for å ignorere den økende trusselem, kan du ta en titt på hvordan eksisterende rutiner kan gjøres mer effektive.

Implementer rutebasert kalibrering, papirløs dokumentering og CMMS-datastyring. Du vil få utført flere og mer konsistente kalibreringer, kunnskap vil lettere bli overført fra individer til team og organisasjon, og både produktiviteten og kvaliteten vil øke.

Kalibrering av flere instrumenter i løpet av en rute reduserer kostnaden per kalibrering sammenlignet med å kalibrere ett instrument om gangen.

I tillegg til innsparte vedlikeholdskostnader kan juridiske kostnader og tapt inntekt på grunn av ulykker, utgjøre millioner. Gode rutiner for kalibreringsvedlikehold bidrar til å redusere sannsynligheten for at noe slikt skal skje. Om det skulle skje en ulykke, kan god kalibreringsdokumentasjon være en del av bedriftens forsvar i en rettssak, akkurat som dårlig dokumentasjon kan ha negativ innvirkning.

Relaterte ressurser