135
11 декабря 2024
Цилиндр янки (Yankee) уже давно считается «сердцем» машины для производства санитарно-гигиенических бумаг. Этот массивный цилиндр под давлением в том числе выполняет важнейшую транспортную функцию, перенося легкий лист бумаги в процессе сушки. На янки-цилиндре из бумажного полотна испаряется большая часть воды, листу придается креп и структура.
Многочисленные операции, происходящие на янки цилиндре, подвергают его серьезной нагрузке. Среди них можно выделить использование пара с внутренним давлением до 160 фунтов на квадратный дюйм (10,9 бар); скорость вращения цилиндра; перепад температур внутри и между частями конструкции; линейная нагрузка от прижимных валов; также обычно неучтенные источники напряжений, включая коррозию и надрезы.
Такое сочетание давления, механических и термических напряжений и сопутствующих им напряжений, к сожалению, может приводить к отказам цилиндров янки в машинах для производства санитарно-гигиенических бумаг. Некоторые отказы имели катастрофические последствия. Учитывая первостепенное значение янки цилиндра для машины по производству санитарно-гигиенических бумаг, в этой статье мы рассмотрим его характеристики, среду, в которой он работает, и требования, предъявляемые к нему. Мы также обсудим типы сбоев отказов, которые могут возникнуть.
В последние годы, поскольку компании стремятся производить все большее количество санитарно-гигиенической бумаги высокого качества на одной машине, к янки цилиндру предъявляются все более высокие требования. Самые крупные янки, используемые в производстве санитарно-гигиенических изделий, сейчас имеют диаметр 18 футов (5,5 м), ширину лицевой поверхности более 300 дюймов (7,6 м) и скорость более 7000 футов в минуту (2100 м/мин). Таким образом, производственные требования значительно возросли, одновременно с этим возросли требования к качеству, поскольку развитие рынка подтолкнуло компании предлагать продукцию большей мягкости и объема.
Чугунные цилиндры
На протяжении многих лет непревзойденным материалом для корпусов янки цилиндров был чугун, который предлагает уникальное сочетание преимуществ, с которыми другие материалы не могли сравниться. Во-первых, чугун относительно недорогой и его легко отливать. Он сравнительно прочен, обладает хорошей термической стабильностью и обрабатываемостью, а также достаточно стойкий к износу и коррозии. Еще одним важным преимуществом чугуна является диапазон теплопроводности, близкий к практическому верхнему пределу приклеивания влажного листа.
Хотя чугун обладает многими положительными качествами, у него есть некоторые недостатки. Из-за композиционной структуры материала он достаточно хрупок, а значит, поломки часто могут быть внезапными и обширными. Таким образом, вместо медленной утечки, которая могла бы быть сигналом о надвигающихся проблемах, чугун может быстро разрушиться, что приводит к опасным последствиям.
Несмотря на эти недостатки, положительные качества чугуна продолжают перевешивать отрицательные, и он остается оптимальным материалом для янки цилиндров. Несмотря на то, что чугун остается предпочтительным материалом корпуса с момента создания цилиндров, значительные улучшения конструкции и литья улучшили его характеристики за последние 40 лет.
Краткий список этих улучшений включает в себя:
1) введение ребер рубашки янки цилиндра и использование железа класса 60 привело к созданию рубашек ассиметричной формы и позволило увеличить размер янки;
2) усовершенствованные методы литья уменьшили количество пористости и расположили ее вдали от внешней поверхности оболочки;
3) использование методов анализа методом конечных элементов, что привело, в частности, к более безопасной и надежной конструкции соединения головки и рубашки;
4) повышенная теплоотдача, за счет появления ребер и установки генераторов турбулентности;
5) улучшенный химический состав рубашки цилиндра.
Цилиндры янки продолжают эволюционировать в сторону более высокой производительности и качества выпускаемой продукции.
Активная роль TAPPI
В конце 1970-х годов Техническая ассоциация целлюлозно-бумажной промышленности (TAPPI) в США начала играть более активную роль в изучении неисправностей янки цилиндров.
Тогда был сформирован подкомитет по безопасности янки цилиндров (YDSSC) с целью содействия их безопасной эксплуатации.
Впервые представители подкомитета встретились в апреле 1978 года, на нем присутствовали восемь представителей четырех производителей санитарно-гигиенической продукции и трех поставщиков оборудования. С тех пор число участников группы неуклонно росло, особенно с 1985 года, когда стали известны первые проблемы коррозии соединения головки и рубашки.
Документирование отказов янки цилиндров сыграло решающую роль в накоплении данных и опыта. Эта информация помогала решать проблемы действующих производств, помогала в обучении профессионалов тому, как избежать будущих потерь. В рамках этого процесса документирования подкомитет по безопасности янки цилиндров каталогизировал 69 отказов цилиндров в период с 1934 по 2001 год.
С 1985 года по настоящее время подкомитетом было выявлено 42 неисправности. Для наших целей неисправность определяется так: янки цилиндр был временно выведен из эксплуатации для ремонта или замены литейных компонентов или окончательно выведена из эксплуатации до окончания его нормального/эксплуатационного срока службы из-за повреждения, износа или выхода из строя компонентов.
Категории неисправностей янки по всему миру:
Взрыв янки цилиндра (между 1947-1999 гг.): 15
Растрескивание корпуса (Axial Edge Cracking): 25
Растрескивание головки: 23
Удлинение рубашки корпуса (выступ): 10
Отказ янки цилиндра во время прогрева/запуска: 6
Чрезмерное использование воды/другие проблемы с водой: 6
Пористость рубашки и ремонт (термическое напыление и уплотнение): 6
Для предотвращения отказов янки цилиндров нужно понимать источник возникновения проблем. Неполный список, взятый из базы данных TAPPI, включает следующие причины неисправностей:
- Быстрый прогрев
- Чрезмерное охлаждение ребер цилиндра
- Утечки пара
- Недостаточное техническое обслуживание
- Смазка
- Подшипники
- Неисправные блокировки
- Неисправные изоляционные втулки
- Инфракрасные обогреватели
- Сварка/пайка чугуна
- Коррозия соединения головка/рубашка
- Выступающие концы рубашки
- Ухудшение качества предохранительных клапанов
- Пожарная безопасность
- Стационарный прогрев
- Чрезмерный перегрев
- Ошибки управления
Проблемы янки цилиндров также можно разделить на проблемы проектирования, ремонта и технического обслуживания, проблемы эксплуатации, проблемы, связанные с человеческим фактором, проблемы вспомогательных систем и управления. Далее мы рассмотрим проблемы, возникающие в каждой из этих категорий.
Проблемы проектирования
В 1985 году коррозия соединения головки и рубашки была признана причиной многочисленных отказов, с тех пор ее обнаружили в 55 янки цилиндрах, причем 21 цилиндр был выведен из эксплуатации, а один взорвался. Проблема возникла по-видимому из-за все более широкого применения химических спрысков для улучшения характеристик крепирования. Таким образом была изменена рабочая среда: там, где между головкой и рубашкой на внешней части цилиндра янки существовал зазор из-за недостаточной силы прижима, эти химикаты вызвали образование коррозии в щели. Проблема оставалась нерешенной в течение целого десятилетия, прежде чем были полностью идентифицированы влияние окружающей среды на конструкцию цилиндра, попутно в отрасли было разработано множество новых систем и методов контроля. В то же время объединилось сообщество профессионалов, занимающихся повышением безопасности сушильных машин.
Коррозия на границе раздела головка/рубашка возникала в результате сочетания конструктивных и эксплуатационных (технологическая среда) причин. На рисунках 1 и 2 показан механизм коррозионного подъема и его проявления. Поэтому такой дефект было сложно каталогизировать.
Коррозия соединения головки/рубашки - это не первый случай, когда конструктивная особенность была связана с большим количеством отказов цилиндра. В середине 1900-х годов выявились другие неисправности, возникающие на соединении головки с корпусом. Фактически, восемь из первоначальных 12 отказов, зарегистрированных в базе данных TAPPI, произошедших между 1934 и 1948 годами, были связаны с конструкцией винтового соединения головки с рубашкой. Это привело к фактическому запрету этой конструкции на заводах США за последние 50 лет. Однако следует отметить, что эта категория отказов, по-видимому, обычно была характерна для цилиндров, изготовленных в США, в отличие от сушильных цилиндров, произведенных в Европе.
Третьей конструктивной особенностью, вызывающей значительную долю отказов, является выступающий край рубашки. Эта конструкция возникла в результате попытки защитить соединение головки с рубашкой от коррозии. Однако при этом также образовалась щель, в которой могла образоваться коррозия, и после ее образования подъемные силы, стремящиеся повернуть соединение вверх, могут стать достаточно большими, чтобы рубашка треснула. Этот процесс привел к одному взрыву из-за коррозийного разрушения. Однако следует отметить, что даже при отсутствии коррозионного воздействия рубашка может испытывать довольно высокие напряжения при переохлаждении, скажем, из-за чрезмерного попадания воды на кромку рубашки. Выступающие края рубашки остаются проблемой в старых конструкциях янки цилиндров.
Неисправности при обслуживании и ремонте
В эту категорию следует включить, например, ненадлежащее техническое обслуживание, систем отвода конденсата, соединений, болтов и утечек пара через детали и между ними. Авария в Соединенных Штатах, которая побудила ассоциацию TAPPI создать подкомитет по безопасности сушильных цилиндров, произошла из-за утечек пара. В конечном итоге из-за утечек пара была повреждена рубашка, болты, в рубашке образовалась трещина, которая прошла по всей сушильной поверхности цилиндра.
В эту категорию также включены неправильные процедуры уплотнения и термического напыления. Оба случая привели к нескольким взрывоопасным отказам, однако надлежащие процедуры уплотнения и термического напыления применяются уже много лет и подробно описаны в доступных публикациях. В частности, следует соблюдать спецификации по взаимодействию уплотнителей с подготовленным отверстием, количество уплотнителей должно соответствовать спецификации, они не должны быть ни сцеплены, ни сгруппированы, между ними должно быть надлежащее расстояние. Сварка и пайка чугуна запрещены правилами безопасности, поскольку нагрев изменяет микроструктуру металла. Термическое напыление, напротив, не изменяет микроструктуру основного металла при правильном выполнении.
Эксплуатационные ошибки и человеческий фактор
В этом подразделе статьи указаны неисправности, которые могут произойти из-за небрежности или отсутствия обучения персонала. Янки цилиндры и сопутствующие им системы проектируются с учетом предполагаемых условий нагрузки. Эксплуатационные сбои и человеческие ошибки могут создавать проблемы, которые подвергают цилиндры чрезмерным нагрузкам. Например, они могут возникнуть во время прогрева или охлаждения (неравномерный нагрев/охлаждение, вызывающий высокие термические напряжения) или использование чрезмерного количества воды, обход блокировок или неправильное устранение замятия бумаги. По мере улучшения конструкции и качества производства янки цилиндров меньшая доля отказов происходит из-за конструктивных недостатков, поэтому необходимо уделять больше внимания этой категории отказов.
Отказы вспомогательных систем
Признано, что многие сбои в работе цилиндра происходят не по вине самого янки цилиндра или его эксплуатации, а из-за отказа какой-либо системы или компонента, обслуживающего янки. Один из взрыв янки цилиндра в Швеции произошел из-за отказа клапана регулирования давления в «открытом» положении (клапаны на стороне подачи пара должны быть рассчитаны на отказ в «закрытом положении») и предохранительного клапана (SRV), хотя он функционировал должным образом, его размер не был рассчитан на экстренную ситуацию. Давление пара возросло за короткий период времени, и цилиндр взорвался.
Аналогичным образом, проблемы с подшипниками могут привести к настолько серьезному повреждению оборудования, что весь янки цилиндр выйдет из строя.
Это означает, что значительное внимание необходимо уделять установке и смазке подшипников. Поскольку почти всегда подшипники рассчитаны на срок службы, превышающий 20 лет, любые отказы до этого срока должны быть тщательно расследованы. Металл подшипников, рабочий зазор, качество цапфы, вязкость смазки, температура, чистота и влажность – все это важно для достижения ожидаемого срока службы подшипника и, как следствие, безопасности цилиндра. Неисправности блокировок и предохранительных устройств, описанные в случае с SRV и отключенной блокировкой колпака, могут способствовать повреждению янки цилиндра. Официальная программа проверки этих важнейших компонентов имеет основополагающее значение для длительного безопасного срока службы сушильного цилиндра.
Ошибки управления
Даже беглый обзор накопленной литературы, посвященной проблемам янки цилиндров, позволяет предположить, что в этих происшествиях преобладающую роль играло управление. В самом прямом смысле все неудачи являются ошибками управления. Это понимание, пожалуй, лучше всего выражено в отрывке из классической книги Х.В.Генриха по промышленной безопасности:
«Руководство выбирает, закупает, устанавливает и использует оборудование. В некоторых случаях руководство может фактически спроектировать и изготовить оборудование.
Руководство является владельцем такого оборудования и, можно сказать, обладает единственной властью в принятии окончательных решений относительно обращения с ним, его эксплуатации, технического обслуживания, размещения и охраны.
Лица, которым поручено обеспечить безопасность механического оборудования, а также иным образом создать и поддерживать безопасные условия труда, находятся под влиянием руководства... Таким образом, во всех смыслах этого слова руководство логически и должным образом несет ответственность за безопасные механические и физические условия рабочего места. Менеджмент создает занятость сотрудникам, а затем руководит ей.
Менеджмент выбирает людей, от которых это зависит. Менеджмент также может обучать и проверять. Следовательно, нельзя прийти к другому правильному выводу, кроме того, что руководство несет ответственность за безопасность в силу своих способностей и возможностей».
Янки цилиндры часто приобретаются исключительно из-за наименьшей первоначальной стоимости. Довольно часто процедуры не прописаны, а сотрудники не обучены. Приверженность производительности часто превосходит требования безопасности, а техническому обслуживанию и проверке уделяется лишь краткое внимание. Пока это будет продолжаться, к сожалению, в базу данных будет добавляться больше информации об отказах сушильных цилиндров янки. Конечно, к настоящему времени имеется достаточно опубликованной информации, которая поможет любому владельцу/оператору обеспечить безопасность своего сушильного оборудования.
Заключение
Этот краткий обзор отказов и категорий отказов призван убедить читателя в необходимости понять множество причин, по которым произошли проблемы в цилиндрах янки, чтобы он мог лучше подготовиться к решению аналогичных проблем на своем предприятии. Лицам, отвечающим за защиту персонала и активов на фабрике по производству санитарно-гигиенических изделий, доступно огромное количество информации, как о сбоях, так и о том, как такие сбои можно предотвратить.
Учитывая более глубокое понимание опасностей, связанных с этими массивными вращающимися цилиндрами, находящимися под давлением, владельцы и операторы обязаны установить графики и методы проверок.
Вы знали?
Происхождение термина «янки» не совсем ясно. Существует множество версий происхождения этого термина. Тот, который кажется наиболее достоверным, предполагает, что разработкой цилиндра занимался голландец по имени Йонке. Когда концепция большого сушильного цилиндра для производства бумаги была передана Соединенным Штатам, цилиндр стали называть «янки», созвучно прозвищу жителей США. Возможно, читатели знают другие теории происхождения названия «цилиндр янки»?
Многочисленные операции, происходящие на янки цилиндре, подвергают его серьезной нагрузке. Среди них можно выделить использование пара с внутренним давлением до 160 фунтов на квадратный дюйм (10,9 бар); скорость вращения цилиндра; перепад температур внутри и между частями конструкции; линейная нагрузка от прижимных валов; также обычно неучтенные источники напряжений, включая коррозию и надрезы.
Такое сочетание давления, механических и термических напряжений и сопутствующих им напряжений, к сожалению, может приводить к отказам цилиндров янки в машинах для производства санитарно-гигиенических бумаг. Некоторые отказы имели катастрофические последствия. Учитывая первостепенное значение янки цилиндра для машины по производству санитарно-гигиенических бумаг, в этой статье мы рассмотрим его характеристики, среду, в которой он работает, и требования, предъявляемые к нему. Мы также обсудим типы сбоев отказов, которые могут возникнуть.
В последние годы, поскольку компании стремятся производить все большее количество санитарно-гигиенической бумаги высокого качества на одной машине, к янки цилиндру предъявляются все более высокие требования. Самые крупные янки, используемые в производстве санитарно-гигиенических изделий, сейчас имеют диаметр 18 футов (5,5 м), ширину лицевой поверхности более 300 дюймов (7,6 м) и скорость более 7000 футов в минуту (2100 м/мин). Таким образом, производственные требования значительно возросли, одновременно с этим возросли требования к качеству, поскольку развитие рынка подтолкнуло компании предлагать продукцию большей мягкости и объема.
Чугунные цилиндры
На протяжении многих лет непревзойденным материалом для корпусов янки цилиндров был чугун, который предлагает уникальное сочетание преимуществ, с которыми другие материалы не могли сравниться. Во-первых, чугун относительно недорогой и его легко отливать. Он сравнительно прочен, обладает хорошей термической стабильностью и обрабатываемостью, а также достаточно стойкий к износу и коррозии. Еще одним важным преимуществом чугуна является диапазон теплопроводности, близкий к практическому верхнему пределу приклеивания влажного листа.
Хотя чугун обладает многими положительными качествами, у него есть некоторые недостатки. Из-за композиционной структуры материала он достаточно хрупок, а значит, поломки часто могут быть внезапными и обширными. Таким образом, вместо медленной утечки, которая могла бы быть сигналом о надвигающихся проблемах, чугун может быстро разрушиться, что приводит к опасным последствиям.
Несмотря на эти недостатки, положительные качества чугуна продолжают перевешивать отрицательные, и он остается оптимальным материалом для янки цилиндров. Несмотря на то, что чугун остается предпочтительным материалом корпуса с момента создания цилиндров, значительные улучшения конструкции и литья улучшили его характеристики за последние 40 лет.
Краткий список этих улучшений включает в себя:
1) введение ребер рубашки янки цилиндра и использование железа класса 60 привело к созданию рубашек ассиметричной формы и позволило увеличить размер янки;
2) усовершенствованные методы литья уменьшили количество пористости и расположили ее вдали от внешней поверхности оболочки;
3) использование методов анализа методом конечных элементов, что привело, в частности, к более безопасной и надежной конструкции соединения головки и рубашки;
4) повышенная теплоотдача, за счет появления ребер и установки генераторов турбулентности;
5) улучшенный химический состав рубашки цилиндра.
Цилиндры янки продолжают эволюционировать в сторону более высокой производительности и качества выпускаемой продукции.
Активная роль TAPPI
В конце 1970-х годов Техническая ассоциация целлюлозно-бумажной промышленности (TAPPI) в США начала играть более активную роль в изучении неисправностей янки цилиндров.
Тогда был сформирован подкомитет по безопасности янки цилиндров (YDSSC) с целью содействия их безопасной эксплуатации.
Впервые представители подкомитета встретились в апреле 1978 года, на нем присутствовали восемь представителей четырех производителей санитарно-гигиенической продукции и трех поставщиков оборудования. С тех пор число участников группы неуклонно росло, особенно с 1985 года, когда стали известны первые проблемы коррозии соединения головки и рубашки.
Документирование отказов янки цилиндров сыграло решающую роль в накоплении данных и опыта. Эта информация помогала решать проблемы действующих производств, помогала в обучении профессионалов тому, как избежать будущих потерь. В рамках этого процесса документирования подкомитет по безопасности янки цилиндров каталогизировал 69 отказов цилиндров в период с 1934 по 2001 год.
С 1985 года по настоящее время подкомитетом было выявлено 42 неисправности. Для наших целей неисправность определяется так: янки цилиндр был временно выведен из эксплуатации для ремонта или замены литейных компонентов или окончательно выведена из эксплуатации до окончания его нормального/эксплуатационного срока службы из-за повреждения, износа или выхода из строя компонентов.
Категории неисправностей янки по всему миру:
Взрыв янки цилиндра (между 1947-1999 гг.): 15
Растрескивание корпуса (Axial Edge Cracking): 25
Растрескивание головки: 23
Удлинение рубашки корпуса (выступ): 10
Отказ янки цилиндра во время прогрева/запуска: 6
Чрезмерное использование воды/другие проблемы с водой: 6
Пористость рубашки и ремонт (термическое напыление и уплотнение): 6
Для предотвращения отказов янки цилиндров нужно понимать источник возникновения проблем. Неполный список, взятый из базы данных TAPPI, включает следующие причины неисправностей:
- Быстрый прогрев
- Чрезмерное охлаждение ребер цилиндра
- Утечки пара
- Недостаточное техническое обслуживание
- Смазка
- Подшипники
- Неисправные блокировки
- Неисправные изоляционные втулки
- Инфракрасные обогреватели
- Сварка/пайка чугуна
- Коррозия соединения головка/рубашка
- Выступающие концы рубашки
- Ухудшение качества предохранительных клапанов
- Пожарная безопасность
- Стационарный прогрев
- Чрезмерный перегрев
- Ошибки управления
Проблемы янки цилиндров также можно разделить на проблемы проектирования, ремонта и технического обслуживания, проблемы эксплуатации, проблемы, связанные с человеческим фактором, проблемы вспомогательных систем и управления. Далее мы рассмотрим проблемы, возникающие в каждой из этих категорий.
Проблемы проектирования
В 1985 году коррозия соединения головки и рубашки была признана причиной многочисленных отказов, с тех пор ее обнаружили в 55 янки цилиндрах, причем 21 цилиндр был выведен из эксплуатации, а один взорвался. Проблема возникла по-видимому из-за все более широкого применения химических спрысков для улучшения характеристик крепирования. Таким образом была изменена рабочая среда: там, где между головкой и рубашкой на внешней части цилиндра янки существовал зазор из-за недостаточной силы прижима, эти химикаты вызвали образование коррозии в щели. Проблема оставалась нерешенной в течение целого десятилетия, прежде чем были полностью идентифицированы влияние окружающей среды на конструкцию цилиндра, попутно в отрасли было разработано множество новых систем и методов контроля. В то же время объединилось сообщество профессионалов, занимающихся повышением безопасности сушильных машин.
Коррозия на границе раздела головка/рубашка возникала в результате сочетания конструктивных и эксплуатационных (технологическая среда) причин. На рисунках 1 и 2 показан механизм коррозионного подъема и его проявления. Поэтому такой дефект было сложно каталогизировать.
Коррозия соединения головки/рубашки - это не первый случай, когда конструктивная особенность была связана с большим количеством отказов цилиндра. В середине 1900-х годов выявились другие неисправности, возникающие на соединении головки с корпусом. Фактически, восемь из первоначальных 12 отказов, зарегистрированных в базе данных TAPPI, произошедших между 1934 и 1948 годами, были связаны с конструкцией винтового соединения головки с рубашкой. Это привело к фактическому запрету этой конструкции на заводах США за последние 50 лет. Однако следует отметить, что эта категория отказов, по-видимому, обычно была характерна для цилиндров, изготовленных в США, в отличие от сушильных цилиндров, произведенных в Европе.
Третьей конструктивной особенностью, вызывающей значительную долю отказов, является выступающий край рубашки. Эта конструкция возникла в результате попытки защитить соединение головки с рубашкой от коррозии. Однако при этом также образовалась щель, в которой могла образоваться коррозия, и после ее образования подъемные силы, стремящиеся повернуть соединение вверх, могут стать достаточно большими, чтобы рубашка треснула. Этот процесс привел к одному взрыву из-за коррозийного разрушения. Однако следует отметить, что даже при отсутствии коррозионного воздействия рубашка может испытывать довольно высокие напряжения при переохлаждении, скажем, из-за чрезмерного попадания воды на кромку рубашки. Выступающие края рубашки остаются проблемой в старых конструкциях янки цилиндров.
Неисправности при обслуживании и ремонте
В эту категорию следует включить, например, ненадлежащее техническое обслуживание, систем отвода конденсата, соединений, болтов и утечек пара через детали и между ними. Авария в Соединенных Штатах, которая побудила ассоциацию TAPPI создать подкомитет по безопасности сушильных цилиндров, произошла из-за утечек пара. В конечном итоге из-за утечек пара была повреждена рубашка, болты, в рубашке образовалась трещина, которая прошла по всей сушильной поверхности цилиндра.
В эту категорию также включены неправильные процедуры уплотнения и термического напыления. Оба случая привели к нескольким взрывоопасным отказам, однако надлежащие процедуры уплотнения и термического напыления применяются уже много лет и подробно описаны в доступных публикациях. В частности, следует соблюдать спецификации по взаимодействию уплотнителей с подготовленным отверстием, количество уплотнителей должно соответствовать спецификации, они не должны быть ни сцеплены, ни сгруппированы, между ними должно быть надлежащее расстояние. Сварка и пайка чугуна запрещены правилами безопасности, поскольку нагрев изменяет микроструктуру металла. Термическое напыление, напротив, не изменяет микроструктуру основного металла при правильном выполнении.
Эксплуатационные ошибки и человеческий фактор
В этом подразделе статьи указаны неисправности, которые могут произойти из-за небрежности или отсутствия обучения персонала. Янки цилиндры и сопутствующие им системы проектируются с учетом предполагаемых условий нагрузки. Эксплуатационные сбои и человеческие ошибки могут создавать проблемы, которые подвергают цилиндры чрезмерным нагрузкам. Например, они могут возникнуть во время прогрева или охлаждения (неравномерный нагрев/охлаждение, вызывающий высокие термические напряжения) или использование чрезмерного количества воды, обход блокировок или неправильное устранение замятия бумаги. По мере улучшения конструкции и качества производства янки цилиндров меньшая доля отказов происходит из-за конструктивных недостатков, поэтому необходимо уделять больше внимания этой категории отказов.
Отказы вспомогательных систем
Признано, что многие сбои в работе цилиндра происходят не по вине самого янки цилиндра или его эксплуатации, а из-за отказа какой-либо системы или компонента, обслуживающего янки. Один из взрыв янки цилиндра в Швеции произошел из-за отказа клапана регулирования давления в «открытом» положении (клапаны на стороне подачи пара должны быть рассчитаны на отказ в «закрытом положении») и предохранительного клапана (SRV), хотя он функционировал должным образом, его размер не был рассчитан на экстренную ситуацию. Давление пара возросло за короткий период времени, и цилиндр взорвался.
Аналогичным образом, проблемы с подшипниками могут привести к настолько серьезному повреждению оборудования, что весь янки цилиндр выйдет из строя.
Это означает, что значительное внимание необходимо уделять установке и смазке подшипников. Поскольку почти всегда подшипники рассчитаны на срок службы, превышающий 20 лет, любые отказы до этого срока должны быть тщательно расследованы. Металл подшипников, рабочий зазор, качество цапфы, вязкость смазки, температура, чистота и влажность – все это важно для достижения ожидаемого срока службы подшипника и, как следствие, безопасности цилиндра. Неисправности блокировок и предохранительных устройств, описанные в случае с SRV и отключенной блокировкой колпака, могут способствовать повреждению янки цилиндра. Официальная программа проверки этих важнейших компонентов имеет основополагающее значение для длительного безопасного срока службы сушильного цилиндра.
Ошибки управления
Даже беглый обзор накопленной литературы, посвященной проблемам янки цилиндров, позволяет предположить, что в этих происшествиях преобладающую роль играло управление. В самом прямом смысле все неудачи являются ошибками управления. Это понимание, пожалуй, лучше всего выражено в отрывке из классической книги Х.В.Генриха по промышленной безопасности:
«Руководство выбирает, закупает, устанавливает и использует оборудование. В некоторых случаях руководство может фактически спроектировать и изготовить оборудование.
Руководство является владельцем такого оборудования и, можно сказать, обладает единственной властью в принятии окончательных решений относительно обращения с ним, его эксплуатации, технического обслуживания, размещения и охраны.
Лица, которым поручено обеспечить безопасность механического оборудования, а также иным образом создать и поддерживать безопасные условия труда, находятся под влиянием руководства... Таким образом, во всех смыслах этого слова руководство логически и должным образом несет ответственность за безопасные механические и физические условия рабочего места. Менеджмент создает занятость сотрудникам, а затем руководит ей.
Менеджмент выбирает людей, от которых это зависит. Менеджмент также может обучать и проверять. Следовательно, нельзя прийти к другому правильному выводу, кроме того, что руководство несет ответственность за безопасность в силу своих способностей и возможностей».
Янки цилиндры часто приобретаются исключительно из-за наименьшей первоначальной стоимости. Довольно часто процедуры не прописаны, а сотрудники не обучены. Приверженность производительности часто превосходит требования безопасности, а техническому обслуживанию и проверке уделяется лишь краткое внимание. Пока это будет продолжаться, к сожалению, в базу данных будет добавляться больше информации об отказах сушильных цилиндров янки. Конечно, к настоящему времени имеется достаточно опубликованной информации, которая поможет любому владельцу/оператору обеспечить безопасность своего сушильного оборудования.
Заключение
Этот краткий обзор отказов и категорий отказов призван убедить читателя в необходимости понять множество причин, по которым произошли проблемы в цилиндрах янки, чтобы он мог лучше подготовиться к решению аналогичных проблем на своем предприятии. Лицам, отвечающим за защиту персонала и активов на фабрике по производству санитарно-гигиенических изделий, доступно огромное количество информации, как о сбоях, так и о том, как такие сбои можно предотвратить.
Учитывая более глубокое понимание опасностей, связанных с этими массивными вращающимися цилиндрами, находящимися под давлением, владельцы и операторы обязаны установить графики и методы проверок.
Вы знали?
Происхождение термина «янки» не совсем ясно. Существует множество версий происхождения этого термина. Тот, который кажется наиболее достоверным, предполагает, что разработкой цилиндра занимался голландец по имени Йонке. Когда концепция большого сушильного цилиндра для производства бумаги была передана Соединенным Штатам, цилиндр стали называть «янки», созвучно прозвищу жителей США. Возможно, читатели знают другие теории происхождения названия «цилиндр янки»?
Эта статья отредактирована Кириллом Кондратьевым, инженером-технологом компании "Эволюция комфорта". Кирилл курирует направление тиссью в создаваемом журнале о ЦБП.
Вы можете написать Кириллу, какие темы в области тиссью вам интересны, мы о них напишем.
Связаться с Кириллом можно по адресу 84991599935k@gmail.com и телеграмму.
Также мы ищем редакторов направлений Целлюлоза, Лайнеры, Другие картоны (специальные виды картонов).
Если бы вы хотели писать и редактировать статьи на технические темы, свяжитесь с Ириной Летягиной.
Вы можете написать Кириллу, какие темы в области тиссью вам интересны, мы о них напишем.
Связаться с Кириллом можно по адресу 84991599935k@gmail.com и телеграмму.
Также мы ищем редакторов направлений Целлюлоза, Лайнеры, Другие картоны (специальные виды картонов).
Если бы вы хотели писать и редактировать статьи на технические темы, свяжитесь с Ириной Летягиной.
Фото на обложке - Global Business Analytics
Источник:
Perini Journal
