OPTIREEL M -KIINNIRULLAIMEN KUNNOSSAPI- DON KEHITTÄMINEN

Saimaan ammattikorkeakoulu Tekniikka, Lappeenranta Mechanical Engineering and Production Technology Mechanical Engineering Ari-Pekka Anttonen OPTIREEL M -KIINNIRULLAIMEN KUNNOSSAPI- DON KEHITTÄMINEN Opinnäytetyö 2010

TIIVISTELMÄ Ari-Pekka Anttonen OPTIREEL M -kiinnirullaimen kunnossapidon kehittäminen 27 sivua, 1 liite Saimaan ammattikorkeakoulu, Lappeenranta Tekniikka, Mechanical Engineering and Production Technology Mechanical Engineering Ohjaajat: Heikki Liljenbäck, Harri Siitonen Lopputyön aiheena on M-real Simpeleen rullaimella havaittujen laakerivikojen analysointi teoriassa ja rullaimen huoltotoimenpiteisiin perehtyminen. Työn aikana on kartoitettu tilannetta rullaimella korjausten ja huollon osalta. Tarkoituksena on ollut selvittää, onko rullaimella jo tehtävien huoltotoimenpiteiden tueksi lisättävä joitain toimenpiteitä. Yhtenä aiheena työhön oli kartoittaa, voisiko huoltotoimenpiteisiin luoda joitain muutoksia. Työssä on käytetty materiaalina laitetoimittaja Metso oy:n teknisiä piirustuksia ja raportteja. Lisänä työssä on käytetty M-Real Simpeleen omia vikapäiväkirjoja ja korjausraportteja. Myös tehtaan työntekijöitä on haastateltu työn aikana.työn aikana on oltu seuraamassa myös Metson suorittamia linjauksia ja korjauksia rullaimella. Laakerivikojen luonteen takia ja syyn löydyttyä lopulta linjauksista, ei suuriin muutoksiin huoltotoimenpiteiden osalta nähty tarvetta. Lopuksi opinnäytetyössä käydään läpi kunnossapitoa ennakoivan menetelmän keinoin ja analysoidaan laakerivikaa. Asiasanat: RCM-analyysi, Kunnossapito

ABSTRACT Ari-Pekka Anttonen OPTIREEL M bearing failure, reparation and pre-maintenance, 27 pages 1 appendix Saimaa University of Applied Sciences, Lappeenranta Degree Programme in Mechanical Engineering Mechanical Engineering Bachelor s Thesis 2010 Instructors: Mr. Heikki Liljenbäck, Mr. Harri Siitonen The objective of the study was to analyze what can be the reasons for the bearing failures with Optireel M at Simpele paper factory. Also the purpose was to get to know to the maintenance of the machine and see if there is something to change with the maintenance program. While working with the project the material files were given to full use. The material consisted of technical drawings, reports and e-mails. Also interviews with the workers were made during the stay at Simpele factory. Presence, during the aligning process of the machine, was also needed. One of the goals of the project was to see if there is need for changing the maintenance program of the Optireel M. However, because of the nature of the problem with the Optireel M was the aligning, no changes were seen to be necessary. Also the maintenance work performed by the workers, are quite minimal. The lubrication of the machine is automated, so there is no need for the workers involve in it. In general the maintenance program for Optireel M is largely automated. Keywords: RCM-analysis, Maintenance

SISÄLTÖ 1 JOHDANTO... 4 2 M-REAL SIMPELE... 5 3 OPTIREEL M -KIINNIRULLAIN... 6 4 RULLAIMEN ONGELMAT... 7 4.1 Luettelointia ongelmista... 7 4.2 Rullaimen tämänhetkiset huoltotoimenpiteet... 8 5 LAAKERIONGELMAAN JOHTANEET SYYT... 9 5.1 Kitka... 9 5.2 Kuluminen... 9 5.3 Voitelu... 10 5.4 Kuormitus... 10 5.5 Toisiokäytön laakerointi... 11 6 LINJAUS... 13 7 RCM-ANALYYSI... 15 7.1 Kunnossapidon yleisimmät ongelmat... 15 7.2 RCM-Kunnossapito-ohjelman laatiminen... 16 7.3 Taloudelliset vaikutukset... 17 8 ENNAKKOHUOLTO... 18 8.1 Peruskysymykset RCM-analyysissä... 18 8.2 Laakeriongelman läpikäynti RCM-analyysitaulukon avulla... 19 8.3 Peruskysymysten läpikäynti... 20 8.4 Laakerin jaotteleminen toiminnallisiin kokonaisuuksiin... 21 8.5 Vika- ja vaikutus-analyysi... 22 8.6 Ehdotus kunnossapidon päivittämiseen Simpeleen tehtaalla... 23 9 YHTEENVETO... 25 KUVAT... 26 TAULUKOT... 26 LÄHTEET... 27

1 JOHDANTO Lopputyön tavoitteena on selvittää ongelmia, jotka ovat liittyneet M-Realin Simpeleen tehtaan Optireel M -kiinnirullaimeen kartonkitehtaalla. Rullaimella oleva laakeristo ei ole saavuttanut sille mitoitettua elinikää, vaan se on rikkoutunut ennenaikaisesti. Kiinnirullaimen viat vaikuttavat välittömästi tuotantoon, jos laite lakkaa toimimasta äkillisesti. Tämän vuoksi halutaan selvittää, mistä laakerivauriot voisivat johtua. Työssä on tarkoitus selvittää, mikä voi aiheuttaa laakereiden hajoamista ja voiko asian korjaamiseksi tehdä jotain. Työn aikana on seurattu Simpeleellä kevään aikana tehtyjä linjauksia. Simpeleellä on haastateltu myös työntekijöitä, jotka ovat viikoittain tekemisissä rullaimen kanssa. Rullaimeen liittyvää materiaalia, kuvia ja muuta yleistietoa on saatu M-realin tehtaalta sähköpostin välityksellä, mutta joiltain osin myös Metsolta, raporttien ja selontekojen muodossa. Metson toimittamia rullaimen piirustuksia ja rullaimen kunnossapitomuistioita on käytetty selvityksen apuna. Lopuksi tehtiin myös ehdotus kunnossapito-ohjelman päivittämiseen RCManalyysiin pohjautuen. 4

2 M-REAL SIMPELE M-Real on nykynimellään toiminut Simpeleellä vuodesta 2001, jolloin nimi vaihdettiin M-Realiksi edeltävästä Metsä-Serla Oyj:stä. Itse tehtaan juuret yltävät aina 1800-luvun loppupuolelle, jolloin Matti Roiha perusti tehtaan Simpeleelle. Simpeleen tehtaat pysyivät Yhtyneiden Paperitehtaiden ja sen seuraajan UPM- Kymmenen alaisuudessa aina vuoteen 1997 saakka, kunnes se myytiin Metsä- Serla Oyj:lle, nykyinen M-real Oyj. (Wikipedia: M-real Simpele) M-Real Simpele tuottaa tehtaassaan pääasiallisesti pakkauskartonkia ja erikoispaperia elintarviketeollisuuden tarpeisiin. Simpeleen tehdas työllistää noin 360 henkilöä, joista noin 2/3 osaa kartonkitehtaan puolella. Tehtaan vuotuinen tuotantokapasiteetti on noin 220 000 tonnia. Tehtaan menestymisen takeena on ollut tuotteen ensiluokkainen laatu ja sen maine luotettavana tilauksen toimittajana. M-Realin Simpeleen tehdas onkin yksi Euroopan kilpailukykyisimmistä ja tehokkaimmista yksiköistä kartongin ja paperin valmistuksessa. 5

3 OPTIREEL M -KIINNIRULLAIN Optireel M -kiinnirullain on yksi osa kartongin valmistuslinjaa. Kiinnirullain on laite, joka kerää valmiin kartonkikoneelta tulevan kartongin isoiksi rulliksi. Nämä kartonkikoneelta tulevat ns. konerullat ovat asiakkaan toiveitten mukaan valmistettua kartonkia, jota käytetään esimerkiksi pakkausmateriaalina elintarviketeollisuudessa. Konerullat siirretään tilauksen valmistuttua rullaimelta pituusleikkurille jatkokäsittelyyn. Optireel M -kiinnirullain (kuva 3.1) on Metso-konsernin suunnittelema laite, joka koostuu useasta, samaan aikaan eri toimintoja suorittavasta osasta. Laite koostuu neljästä pääkomponentista, jotka ovat Tampuuritelavarasto(1), Ensiörullauslaiteet(2), Toisiorullauslaiteet(3), Päänvienti- ja vaihtolaitteet(4). Kuva 3.1 Optireel M -kiinnirullain (Metso 2006) Kuvasta 3.1 nähdään rullaimen pääosista koostuva rakenne. 6

4 RULLAIMEN ONGELMAT Rullaimella on sen vuoden 2006 käyttöönoton jälkeen esiintynyt joitain ongelmia. Suurimmat ongelmat ovat pääasiassa liittyneet sen laakerointiin ja hihnavetoisiin voimansiirtojärjestelmiin ja siinä esiintyneeseen värähtelyyn, joka on suurimmaksi osin johtunut linjausvirheistä. Ongelmat vaikuttavat suoraan tehtaan tuottavuuteen, sillä rullain on keskeisessä roolissa kartongin valmistuksessa. Jos rullain vikaantuu ja laite joudutaan pysäyttämään korjaamisen ajaksi, pysähtyy myös kartongin valmistus. 4.1 Luettelointia ongelmista Seuraavassa on lueteltu joitain vikoja, joita rullaimella on esiintynyt vuoden 2008 jälkeen. Luetteloimalla vikatilanteita, pyritään luomaan kuvaa rullaimella vallitsevasta tilanteesta ongelmien ja korjausten suhteen. 2008/9- Rullaimen ensiövarren vinoutuminen (10 mm), vanttiruuveissa havaittu työkalun jättämiä jälkiä. 2008/9 Rullaimen voimansiirtohihnan vaihto tehty 22. 23.9.2008. 2008/10 ns. Hoitopuolen sähkömoottorin linjaaminen, aiheuttaa tärinää. 2008/11 Nailoninen kiinnite (holkki) hävinnyt alaslaskuvarren sylinteristä. 2008/11 Tampuuritelat jumiutuvat tampuuritelavarastossa, telan siirtymistä joudutaan avustamaan hallinosturilla 2008/12 Havaittu pieni linjausvirhe rullaimella, aiheuttaa tärinää. 2009/7/1 Toisiokäytön laakerista (14M-112S-)0, osa 54) tiivisteet ovat lähteneet pois ja laakeri jumittelee. Rahisevaa ääntä. Päätettiin pysäyttää KK3 korjausta varten. 2009/7/2 Toisiokäytön laakeri (kuvasta hihnapyörän 14M112S-90 kohdalla, osa 54) ja käytön laakeri vaihdettiin 1.7.2009. 2010/3 Rullain: Alaslaskuvarren kiinnityspultit löysällä hoitopuolella 11.3.2010, tiukattu siihen kohtaan johon pudonnut. 2010/3 31.3.2010 on ilmoittu, että rullaimen toisiokäytön moottorin akselilla olevista 1. tai 2. laakerilla sisäkehän vika, kuuntelulla ja värähtelymittausten pe- 7

rusteella. Myöhemmin korjattu, että kyseessä on kuitenkin väliakselin jompikumpi sisemmistä laakereista (osa 54), sisäkehän vika. M-Real Simpeleen tehtaalla kirjataan vikatilat ja ongelmat arkistoon. Tämä on tehokas tapa seurata vikojen kehittymistä. Historiatiedon ajan tasalla pysyvä arkistointi edellyttää työntekijöiden puolelta aktiivista raportointia työnjohdolle, ja työnjohdon osalta taas säännöllistä kirjaamista ongelmista tehtaan tietokantaan. 4.2 Rullaimen tämänhetkiset huoltotoimenpiteet Rullaimella tällä hetkellä suoritettavat huollot liittyvät lähinnä laakeroinnin värinäkuunteluihin ja voiteluun. Rullain on sidottu keskusvoitelujärjestelmään, joka pitää suurimmaksi osaksi huolen voitelun riittävyydestä ja voitelusekvenssistä laitetoimittajan ohjeiden mukaan. Voitelumiehen tehtäväksi jää joidenkin vaseliiniliittimien läpikäynti silloin tällöin. M-Realin käyttämästä SAP-tietojärjestelmästä löytyy kyseiset huoltotoimenpiteet, joiden pohjalta työt tehdään. Joissain tapauksissa huoltotyöt tehdään myös työntekijöiden kokemukseen ja laitetuntemukseen perustuen. Esimerkiksi voiteluliittimien läpikäymisen aikaväli voi välillä vaihdella hieman. Mahdolliset laakerien rikkoutumiset pyritään hoitamaan M- Realilla talon sisällä, jos mahdollista. 8

5 LAAKERIONGELMAAN JOHTANEET SYYT Laakeroinnin ongelmat liittyvät yleensä kolmeen pääaihealueeseen, jolla on myös nimi omana tieteenalana, tribologia. Puhutaan siis kitkasta, kulumisesta ja voitelusta. Laakereiden ja niiden kunnossapidon onnistumisen ja tehokkuuden kannalta, on tärkeää tuntea niin yleisemmät vauriotyypit kuin niiden esiintymiseen vaikuttavat tekijätkin. Tribologia on tähän tarkoitukseen hyvä työkalu, sillä se ottaa huomioon eri tilanteet ja olosuhteet, joissa laakerivaurioita esiintyy. Kun tunnetaan enemmän vaurioihin liittyvää logiikkaa, pystytään ne myös paremmin ja tehokkaammin välttämään. 5.1 Kitka Kitkan vaikutusta pyritään vähentämään kun kaksi pintaa on kosketuksissa toisiinsa laakerissa. Kitka aiheuttaa kuumenemista, joka saa aikaan kulumista ja voitelulla taas pyritään vähentämään kitkan aiheuttamaa kuumenemista, joten kaikki kolme asiaa liittyvät toisiinsa. Kitkan syntyyn vaikuttaa moni asia. Pääsyyt kitkan esiintymiseen ovat kuitenkin koskettavien pintojen rakenne, materiaalien kemiallinen koostumus ja ympäristön olosuhteet. (Kivioja, Kivivuori & Salonen 2004.) 5.2 Kuluminen Materiaalin kuluminen laakerissa on väistämätöntä, kulumisen esiintymiseen pystytään kuitenkin vaikuttamaan oikeanlaisella voitelulla ja pyrkimällä luomaan ympäröivät olosuhteet optimaalisiksi. Kuluminen ei ole yksiselitteinen asia. Kuluminen voi olla erilaista ja se jaetaankin yleensä eri ryhmiin (Kivioja ym. 2004.): Adheesio kuluminen on termi kulumiselle, jossa toisiaan koskettavat materiaalipinnat niin sanotusti hitsautuvat yhteen. Adheesio kuluminen on yleensä seurausta lämpötilan äkillisestä nousemisesta. Abraasio kulumista esiintyy tilanteissa, joissa vastinpintojen väliin pääsee syystä tai toisesta irtohiukkanen tai partikkeli, joka kyntää tai hioo toista, yleensä pehmeäpää vastinpintaa. 9

Pinnan murtuminen on pidemmälle kehittynyttä kulumista, jolloin pinnan materiaali ei enää palaudu mikrotasolla muotoonsa vaan murtuu. Murtumakohdat ovat ongelmallisia siitäkin syystä, että murtuneesta pinnasta voi helposti irrota metallipartikkeleita, jotka taas edesauttavat kulumisen esiintymistä ja edistymistä. Eroosio on kulumista, jota tapahtuu, kun kiinteä kappale kuluu yleensä nestevirrassa olevien hiukkasten vaikutuksesta. 5.3 Voitelu Voitelun merkitys laakerille mitoitetun eliniän saavuttamisessa on kenties tärkein. Onnistuneella voitelulla voidaan saavuttaa laakerin mitoitusta vastaava elinikä ja epäonnistunut voitelu taas voi pilata laakerin jo sen elinkaaren alkuvaiheessa. Tärkein asia, joka täytyy ottaa huomioon laakereiden voiteluun liittyen, ovat valmistajan suositukset. Yleisesti ottaen laakerin valmistajat ovat analysoineet laakerille parhaiten sopivan voiteluaineen, voitelu sekvenssin ja muut voiteluun liittyvät yksityiskohdat. (Kivioja ym. 2004.) 5.4 Kuormitus Eräs tärkeä yksittäinen asia selvitettäessä laakereihin liittyviä ongelmia ja niiden rikkoutumisia, on selvittää laakeriin kohdistuva kuormitus. Kuormituksen selvittäminen seikkaperäisesti on haastavaa, mutta nykyaikaiset mittauslaitteistot mahdollistavat monimutkaisimpiinkin konstruktioihin kohdistuvien kuormitusten mittaamisen tarkasti. Kuormitusmittauksista saadun informaation pohjalta on usein helpompi arvioida laakerivaurioihin liittyviä syitä ja tehdä tarkempia johtopäätöksiä. Suunnittelutyön pohjalta voidaan valita konstruktioon parhaiten sopiva laakerityyppi. Useimmissa tapauksissa kuormitusmittaukset on suoritettu simuloidusti tietokoneohjelmalla jo suunnittelu vaiheessa, mutta ympäristön muuttuvien olosuhteiden ja luonnollisen kulumisen ja väsymisen vuoksi on kuitenkin hyvä suorittaa tarkastus mittauksia tietyin väliajoin. 10

5.5 Toisiokäytön laakerointi M-Real Simpeleen kartonkikoneen rullaimessa ja sen toisiokäyttöakselilla käytettävät laakerit ovat vierintälaakereita, urakuulalaakereita. Ongelmia tuottaneella toisiokäytön akselilla on niin sanottu hyperstaattinen laakerointi, joka tarkoittaa sitä, että akselilla on enemmän kuin kaksi säteislaakeria tai kumpaankin suuntaan ohjaavaa laakeria. Kyseisen konstruktion yhtenä ongelmakohtana voidaan pitää sitä, että usean samalla akselilla sijaitsevan laakerin voimamittauksia ei tällöin voi ratkaista yleisillä statiikan tasapainoyhtälöillä. Kuormitus riippuu sekä akseli- ja pesäjäykkyyksistä että mahdollisesta esijännityksestä ja keskeisyysvirheistä. Toisiokäytön rakenne nähdään kuvasta 5.1. Hihnakäytön laakeristossa olleet ongelmat liittyvät kytkinakselilla (nuolen osoittama kohta 2) olevaan laakerointiin. Kuva 5.1 Optireel M toisiokäyttö (Metso 2006) 11

Kuvasta 5.1 käy ilmi rakenteen monitasoisuus. Korjauksien jälkeen (esimerkiksi vetohihnan vaihto) laite joudutaan linjaamaan, jotta toimenpiteestä johtuen ei rakenteeseen jää suuria linjauseroja. Laitteeseen kohdistuvista suurista kuormista johtuen linjaustoleranssit ovat paikoin millimetrin kymmenyksen luokkaa. Tämä asettaa linjaustoimenpiteelle omat haasteensa. Ilman tarkkaa mittauslaitteistoa, laitevalmistajan suositusten mukaiseen ohjearvoon pääsy toleranssien suhteen linjauksessa, on mahdotonta. Linjausta täytyy olla myös suorittamassa koulutettu henkilökunta. 12

6 LINJAUS Työn aikana oltiin myös mukana seuraamassa Metson suorittamia linjauksia. Korjaustöiden jälkeiset linjaukset on toistaiseksi tehnyt Metso Paper takuuna, koska laakerivaurioiden korjaus on myös takuutyötä. Jatkossa työn suorittaja tarkastellaan aina tapauskohtaisesti. Linjausten tarkkuutta vaativaa laitteistoa ei Simpeleen tehtaalla ole olemassa, joten työn suorittaa Metso. Työtä varten täytyy paikalla olla mittauskoulutuksen saanut ammattilainen sekä asianmukainen laitteisto. Metson linjaustöiden aikana mukana on ollut aina työmiesten lisäksi työnjohtaja. Linjaukseen Metso on käyttänyt takymetriä. Takymetrin tarkkuus riittää helposti täyttämään piirustusten vaatimat toleranssirajat, joissa puhutaan yleensä jopa millimetrin kymmenysten tarkkuudesta. Kevään 2010 puolella Metso on ollut suorittamassa mittauksia ja linjauksia muutamaan eri otteeseen. Rullaimen kaltaisessa laitteessa linjauksen merkitys korostuu erityisesti, sillä monimutkaisen rakenteen kautta pienikin linjausvirhe saattaa aiheuttaa arvaamattomia kuormituksia laakeristolle. Loppujen lopuksi myös M-Realin Simpeleen tehtaan rullaimen laakeriviat osoittautuivat johtuvan pienistä linjausvirheistä. Metso kartoitti kevään aikana rullaimen linjauksia, ja toisiokäytön laakerikannakkeen koneistuksessa huomattiin ongelma. Kun tampuurikytkimen akseli pitäisi olla yhdensuuntainen laitteen rungon kanssa, löydettiin rakenteesta kuitenkin reilun millimetrin linjausero. Kyseisestä kannakkeesta jouduttiin koneistamaan materiaalia pois yli 1 millimetri, joka helpotti laakeristoon kohdistuvaa kuormaa. Linjauksessa mitataan rullaimen linjauseroja verraten referenssipisteen etäisyyttä rullaimella oleviin pisteisiin eri akselistolla. Linjaustoimenpiteiden monimutkaisuus on myös yksi syy siihen, että linjauksia täytyy olla suorittamassa ammattitaitoinen henkilökunta. 13

Kuvassa 6.1 nähdään edellä mainittu kannake, jota jouduttiin linjausten ja mittausten perusteella koneistamaan. Kuva 6.1 Rullaimen toisiokäytön kannake (M-Real Simpele 2010) Kuvassa 6.1 nuoli osoittaa kannakkeen yläreunaa. Koneistamalla kannakkeesta ylimääräinen materiaali pois saatiin rakenteeseen kohdistuva vääntöongelma eliminoitua. Kannakkeen hieman yli millimetrin materiaalin poisto saattaa tuntua pieneltä. Rullaimen kaltaisessa laitteessa kuormitus on kuitenkin iso, parhaimmillaan useampia kymmeniä tonneja, joten pienikin virhe, tässä tapauksessa linjauksessa, saattaa aiheuttaa suurta tuhoa. 14

7 RCM-ANALYYSI RCM)-analyysi (Reliability Centered Maintenance), suomeksi toimintavarmuuskeskeinen kunnossapito, on kunnossapitometodi, joka perustuu siihen, että luotettavuus ja kohteen toimintavarmuus ovat kunnossapidossa etusijalla. RCMmetodologian tarkoituksena on laatia sellainen kunnossapito suunnitelma, joka ennaltaehkäisee käyttökohteen vikatilanteet kustannustehokkaasti ja mahdollisimman suurella varmuudella. RCM-metodologian avulla laadittu päätöslogiikkapuu pyrkii selvittämään tehokkaimman mahdollisen keinon kohteen kunnossapito-ohjelman laatimiselle, ottaen huomiin RCM-analyysin keskeisen ideologian. (Mäki 2004.) 7.1 Kunnossapidon yleisimmät ongelmat Kunnossapitoon liittyy haasteita. Alla on luetteloitu kohtia, jotka voivat johtaa kunnossapidon häiriintymiseen tai jopa täydelliseen epäonnistumiseen (Mäki 2004): - Yleisimpiä ongelmia kunnossapidossa ovat ennakoivan kunnossapidon puutteet, josta johtuen suurempaan roolin jää korjaavan kunnossapidon merkitys. - Eräs kunnossapidossa huomioitu tosiasia on, että pieni osa laitteista aiheuttaa suurimman osan hävikistä. Yleisesti ajatellaan, että noin 20 % laitteista aiheuttaa 80 % kunnossapidon kustannuksista. - Kunnossapidon käytännön operaattoreiden virheet luovat riskin kunnossapidon onnistumiselle. Jopa yli 50 % seisokeista johtuu inhimillisistä virheistä ja työntekijöiden huolimattomuudesta. - Yksi ennakkohuollon laatuun vaikuttavista tekijöistä on sen kohdistaminen vääriin kohteisiin tai jopa sen täydellinen tarpeettomuus. - Korjauksessa tehdyt huomiot ja havainnot jäävät usein raportoimatta. Raportointi laiminlyödään yleisesti osana korjaustoimenpidettä, ja useasti korjaustoimenpiteissä tehdyt huomiot ja siinä kartoitettu kohdekohtainen kokemus jäävät ihmisten omaan päähän. Korjaushenkilökunnan vaihtu- 15

vuuden ollessa suurta se voi hidastaa korjaustyön edistymistä. Näin jo olemassa oleva tieto jää hyödyntämättä ja työnteon tehokkuus kärsii. - Kunnonvalvonnassa apuna käytettävien sovellusten ja laitteistojen hyödyntäminen on vähäistä. Tämä johtaa siihen, että tarpeellista vikaantumisen tilasta kertovaa tietoa ei päästä hyödyntämään. - Ennakkohuolto on myös monesti liian kopioituvaa, eikä laitteiden toimintaympäristöstä johtuvia eroja ja laitteissa itsessään olevia eroja oteta huomioon. 7.2 RCM-Kunnossapito-ohjelman laatiminen Kunnossapito-ohjelman päivitys ja parantaminen tuo esiin neljä perus asiaa, jotka on otettava huomioon. Ensinnäkin on tärkeää kartoittaa, miten kunnossapitoresurssit kohdennetaan. Tärkeimmät tehtaan toimintakyvyn ja tuottavuuden kannalta kriittisimmät kohteet on hyvä pitää kunnossapidossa etusijalla. Priorisointi on kuitenkin useasti hankalaa johtuen niukoista resursseista. Seuraavaksi on tiedettävä, mitä tehdään ja miten löydetään kohteelle soveltuvin ja tehokkain toimintamalli. Tässä vaiheessa on myös tiedettävä, miksi kyseessä oleva toimenpide on tarpeellinen ja mitä vikaa yritetään hallita. Yksi tärkeä asia kunnossapidon ajanhallinnan ja ennustettavuuden kannalta on määrittää korjaustoimenpiteelle ajankohta ja aikataulu. Lopuksi itse toteutusvaiheessa on tiedettävä, miten kunnossapito suoritetaan. Työntekijöillä on oltava selkeät ohjeet työn läpiviennistä. Tärkeää on myös oikeanlaisten työkalujen saatavuus ja se, että työkaluja käyttävä operaattori on ajan tasalla sekä asiansa osaava. 16

7.3 Taloudelliset vaikutukset Taulukko 7.1 esittää kunnossapitokustannusjakaumaa teollisuudessa vuonna 1997. Siitä nähdään paperiteollisuuden suuri osuus kunnossapito- ja huol- toseisokkikustannuksista. nuksista. Taulukko 7.1 Kunnossapito- ja seisokkikustannukset Suomessa 1997 (Kivioja ym. 2004) Taulukon 7.1 osoittamat arvot luovat perusteet kunnossapitoon panostamiselle. Oikeanlainen, onnistunut kunnossapito-ohjelma ohjelma voi tuoda pitkällä aikavälillä merkittäviäkin in säästöjä. 17

8 ENNAKKOHUOLTO Ennakkohuolto-ohjeistuksen ohjeistuksen laatimisessa käytetään apuna RCM-metodologiaa. RCM:n avulla pyritään käymään läpi laakerivaurio päätöslogiikkapuun kautta, jolloin huomioon otetaan laakerivaurioon johtavia syitä ja sen seurauksia. Lähdettäessä laatimaan RCM-analyysiä, hyvä tapa lähestyä tilannetta on pukea se peruskysymyksiin. Näiden kysymysten pohjalta saadaan kokonaiskuva siitä, miten vikatilanteiden analysointiin perustuen voidaan luoda toimiva ohjeistus ennakkohuollolle. 8.1 Peruskysymykset RCM-analyysissä Seuraavassa kuvassa 8.1 esitetyt kysymykset auttavat ennaltaehkäisevän kun- nossapito-ohjelman ohjelman laatimisessa. Kuva 8.1 RCM-analyysin peruskysymykset (Mäki) 18

Pystyäkseen vastaamaan edellä mainittuihin kysymyksiin, on kunnossapitohenkilöstön oltava tietoinen kohteen vikahistoriasta. Se edellyttää, että kohteen ominaisuuksista on riittävästi historiatietoa. Tässä tilanteessa korostuu vikatilanteiden kirjaamisen merkitys. 8.2 Laakeriongelman läpikäynti RCM-analyysitaulukon avulla Taulukon 8.1 avulla havainnollistetaan laakeriongelmaan johtavien asioiden taustoja ja vaikutuksia. Taulukkoa laatiessa voidaan käyttää hyväksi jo esitettyjä peruskysymyksiä. Taulukko 8.1 RCM-ideologia Toiminto Toiminnalli- Vikamuoto Vian aiheut- Vian vaiku- Vian seu- nen vika taja tus raus Kysymys1. Kysymys 2. Kysymys 3. kysymys 4. Kysymys 5. Kysymys 6. Akselin Laakeri ei Linjaus-> Voitelun Laite joudu- Huol- laakerointi. pyöri kun- Mitoitusta vähäisyys taan pysäyt- toseisokki. Elinikä nolla. suuremmat tai sen liialli- tämään. Tuotan- jopa 20 kuormat. suus. Vää- nossa nä- vuotta. ränlainen kyvät vii- laakeri. Vää- västyk- ränlainen set/tuotant asennus. otappiot. Taulukkoa laadittaessa on oletettu, että pääsyy laakerivaurioiden esiintymiseen ovat olleet rullaimen linjausvirheet. 19

8.3 Peruskysymysten läpikäynti Seuraavassa on esitelty kysymykset, joiden avulla pyritään pääsemään sisälle vika-analyysiin. Kysymys 1. Laitteen rooli on tunnettava. Käyttäjän on oltava myös tietoinen siitä, mitä laitteelta vaaditaan esimerkiksi tuottavuuden ja eliniän kannalta. Kysymys 2. Vian luonne on selvitettävä yksityiskohtaisesti, jotta pystytään sanomaan tarkasti miten laite on vioittunut. Tämä vaihe voi edellyttää tarkkaakin analyysiä kohteesta riippuen. Esimerkiksi laakerivian tapauksessa, syyt voivat olla monia, kuten kuormitus ja voitelu. Kysymys 3. Etsittäessä syitä vian esiintymiselle, pitää kaikki vaikuttavat tekijät ottaa huomioon. Useasti syitä vikatilanteeseen on monia ja se ei johdu yhdestä yksittäisestä asiasta, vaan se on monen pienemmän syyn summa. Kysymys 4. Vian ilmenemisellä ja sen aiheuttamilla vikatilanteilla on yleensä suora yhteys sen vian vaikutuksiin. Kysymys 5. Vaikutus ja merkitys näkyvät rullaimen tapauksessa suoraan tuotannossa, sen keskeisen roolin myötä. Yleensä vaikutus on taloudellinen joko välillisesti tai välittömästi. Kysymys 6. Vian ennustaminen on yleensä vaikeaa. Sen havainnoimiseen todennäköisyyteen tarpeeksi aikaisessa vaiheessa voidaan vaikuttaa säännöllisillä tarkastuksilla. Laakereiden vikojen havaitsemisessa voivat auttaa esimerkiksi värähtely mittaukset, lämpömittaukset ja voiteluaine analyysit. Kysymys 7. Jollei järkevää ennakoivaa toimenpidettä ole määriteltävissä, jo sovelletut kunnossapitotoimet ovat luultavasti riittäviä. 20

8.4 Laakerin jaotteleminen toiminnallisiin kokonaisuuksiin Jaettaessa kohdetta ns. toiminnallisiin kokonaisuuksiin, otetaan huomioon sen rakenteelliset piirteet ja luonne. Prosessi tähtää siihen, että kun kohde puretaan osiin, päästään tarkemmin kartoittamaan vikaantumisessa mukana olevat tasot. Kun kohde on purettu pienempiin tasoihin, on helpompi nähdä mistä yksittäisestä asiasta vikaantuminen voisi johtua. Kuvassa 8.2 nähdään laakerin rakenna. Kuva 8.2 Laakerin rakenne Laakerin rakenne voidaan purkaa viiteen osaan, jossa on kaksi rengasmaista kehää (sisä- ja ulkokehä), vierintäelimet (kuulat, rullat), pidin, voiteluaine ja tiivisteet. Suurimmaksi osaksi laakerivauriot liittyvät, joko ulko- tai sisäkehän vikaan. Laakerin luonteesta johtuen kuluminen vaurioittaa vierintäelinten ja kehien pintoja. 21

8.5 Vika- ja vaikutus-analyysi Vian selvittäminen ja sen vaikutusten analysointi liittyvät keskeisesti RCManalyysiin yhtenä tärkeänä osana. Hahmoteltaessa vian vaikutuksia voidaan kunnossapitoon suunnatut määrärahat kohdentaa paremmin, joka tehostaa kunnossapitoprosessia. Vika-vaikutus-analyysin kautta nähdään paremmin korjaustoimenpiteiden tarpeellisuus ja sen kiireellisyys. Viimekädessä RCM-analyysissä on siis kyse vikaantumisketjun tunnistamisesta, jolloin kaikki vikaantumiseen liittyvät tasot aina vian syystä vian seuraukseen ovat tiedostettuja. Käytännössä vikaantumisketjussa (kuva 8.3) on osallisena monia eri syitä ja monia eri vikamuotoja, jotka loppuen lopuksi aiheuttavat vian seurauksineen. Syy 1 Syy 2 Syy3 Vikamu oto 1 Vikamu oto 2 Vikamu oto 3 Vian vaikutus 1 Vian vaikutus 2 Vian seura us Kuva 8.3 Vikaantumisketju Esittämällä vikaantumisketju havainnollisemmassa muodossa nähdään, että vikaantumisketjuun vaikuttaa moni tekijä, kuva 8.3. 22

8.6 Ehdotus kunnossapidon päivittämiseen Simpeleen tehtaalla Rullaimella ei tehdä laitteen rasvauksen ja laakerikuunteluiden lisäksi paljoa ennakkohuoltotöitä, sen pitkälle viedyn automatisoinnin takia. Tämän takia on väärin sanoa, että toimenpiteissä olisi suoranaisesti vikaa. Todennäköisemmin tämän hetken huoltotoimenpiteet ovat riittäviä, ottaen huomioon, ettei laitteen rikkoutuminen ole alun perinkään johtunut huoltotoimenpiteiden laiminlyönnistä tai virheellisyydestä. Rullaimelle voisi ehdottaa kuitenkin esimerkiksi laakeriston lämpötilan tarkkailua lisätoimenpiteenä ennakkohuollolle. Näin mahdollinen laakerin kuumeneminen voitaisiin havaita aiemmin ja huoltotoimenpiteiden aikatauluttaminen olisi järjestelmällisempää ja tehokkaampaa. Laitteistoja lämpötilan tarkkailuun löytyy esimerkiksi infrapunakameroista ja muista infrapunatekniikkaan perustuvista lämpötilanmittauslaitteista. Lämpötilamittarin hankkiminen ei vaadi suuria investointeja, sillä halvimpia markkinoilla olevia teollisuuskäyttöön tarkoitettuja mittalaitteita voi saada jo 130 $ hintaan.esimerkiksi Fluke:n mallistoista löytyy mittalaitteita, joilla voi mitata lämpötilaa -18 C +275 C. Tämä mittausväli riittää jo useampiin teollisuuden vaatimuksiin. Se on myös helppokäyttöinen, sillä mittaustuloksen saa jo muutamassa sekunnissa asettamalla mittauspisteen mitattavan kohteen päälle. Kuvassa 8.4 on tuotu esille eräs markkinoilla oleva Fluke-yhtiön valmistama malli. 23

Kuva 8.4 Fluke 61 Kuvan 8.4 Fluke 61 on teollisuudessa useasti käytössä oleva mittalaite lämpötilan mittaukseen. Se on helppokäyttöinen ja toimintavarma. 24

9 YHTEENVETO RCM-analyysille löytyy niin kannattajia kuin kritisoijiakin. Jotkut pitävät RCMmetodologiaa huonona vaihtoehtona, eivätkä näe sen perimmäistä tarkoitusta erilaisten analyysipolkujen läpi. RCM:ää voidaan pitää ehkä työläänä ja ajatusta sekä aikaa vaativana prosessina, sillä siinä otetaan huomioon kaikki mahdollisuudet. Todellisuudessa RCM:llä pyritään kuitenkin säästöihin ja kunnossapidon ennakoitavuuteen sekä tehokkuuteen. Lopputyö oli kaikkiaan opettava kokemus. Kuva työstä muuttui jonkin verran sen edetessä ja myös tavoitteet muuttuivat, kun työ eteni pidemmälle. Lopputyö aiheena oli mielenkiintoinen, mutta sisällöltään hieman erilainen kuin olin kuvitellut alussa. Rakenteellinen analyysi työssä jäi pois kokonaan, koska sen ei nähty olevan tarpeellista tehtaan näkökulmasta. Tästä johtuen työ painottui enemmänkin kunnossapidon alueelle kuin konesuunnitteluun. Konesuunnitteluun liittyvän osion puuttuminen työssä vaikutti alussa hieman motivaatioon, mutta perehdyttyäni aiheeseen paremmin huomasin myös kunnossapidon olevan mielenkiintoinen aihe. Kunnossapidosta yleensä ei alussa tietoa paljon ollut. Niinpä monet kunnossapitoon liittyvät asiat tulivat tietoon täysin uutena. Tämä oli kuitenkin mielestäni hyvä asia, sillä koen oppineeni kunnossapidollisista termeistä ja yleensä kunnossapidosta oppiaineena paljon. Kunnossapidon merkitys teollisuudessa on kuitenkin yksi suurimmista, joten koen oppimistani asioista olevan tulevaisuudessa hyötyä. Myös teknisten piirustusten lukemisesta ja projektityön läpiviennistä koen oppineeni paljon. Eritoten kommunikointi eri tahojen kanssa on ollut antoisaa ja tuonut esiin paljon erilaisia toimintatapoja ja tyylejä. Työn hyödynnettävyyttä tosielämässä on vaikea arvioida, sillä ratkaisu laakeriongelmiin löytyi loppuen lopuksi linjauksista, eikä niin sanottua ahaa - elämysratkaisumallia ollut löydettävissä. Laakerianalyysiin perehtyminen ei tällöin antanut työhön paljoakaan lisätietoa. Toivottavasti kuitenkin idea kunnossapidon ennakoitavuuteen panostamisesta tulisi esille ja jäisi mieleen. 25

KUVAT Kuva 3.1 Optireel M Rullain (Metso 2006), s. 6 Kuva 5.1 Optireel M toisiokäyttö (Metso 2006), s. 11 Kuva 6.1 Rullaimen toisiokäytön kannake (M-Real Simpele 2010), s. 14 Kuva 8.1 RCM-analyysin peruskysymykset (Mäki), s. 18 Kuva 8.2 Laakerin rakenne, s. 21 Kuva 8.3 Vikaantumisketju, s. 22 Kuva 8.4 Fluke 61, s. 24 TAULUKOT Taulukko 7.1 Kunnossapito- ja seisokkikustannukset Suomessa 1997 (Kivioja ym. 2004), s. 17 Taulukko 8.1 RCM-ideologia, s. 19 26

LÄHTEET Kivioja, S., Kivivuori, S. & Salonen, P. 2004. Tribologia- Kitka, Kuluminen ja Voitelu. Helsinki: Hakapaino Oy M-Real Simpele, Muistio. 2008. KK3 Rullain. Simpele: M-Real OYJ. Metso Paper. 2006. Simpele KK3 OptiReel ensiö- ja toisiokäyttö. Järvenpää: Metso Paper Metso Paper. 2009. Metso Memo. Järvenpää: Metso Paper Mäki, K M. 2004. RCM (Luotettavuuskeskeinen kunnossapito) ja sen soveltaminen kunnossapidon suunnittelussa, Ennakoivan kunnossapidon erikoistumisopinnot. Saimaan ammattikorkeakoulu. Wikipedia: M-Real Simpele http://fi.wikipedia.org/wiki/m-real_simpele (luettu 20.3.2010) 27