INSPEKTIONER ER IKKE NOK

 

…Men du kan faktisk sikre din produktion mod metaltræthed

Af Robert Eriksen og Kristoffer Bruzelius, maskiningeniører i Kirkholm med speciale i maskinkonstruktion

Stål og andre metaller har den særlige egenskab, at de populært sagt ”husker alle ydre påvirkninger” – især når de udsættes for laster af variabel amplitude. De variable ydre laster forårsager alle en skadesvirkning, der lagres i materialet som en mikroskopisk deformation i materialestrukturen. Når den ydre påvirkning gentages tilstrækkeligt mange gange, udvikler deformationerne sig til mikrorevner, som gradvist vokser. Til sidst bliver de til revner, der er så store, at de bliver synlige for det blotte øje. På dette stadie kan de i bedste fald opdages ved en eventuel inspektion, og komponenten kan repareres midlertidigt eller udskiftes. Gribes der ikke ind, vil revnerne uvægerligt udvikle sig til et regulært brud, som forårsager nedbrud af maskinen med den skadede komponent – hvilket vil forårsage tab af produktion og måske ovenikøbet personskade.

 

Har man et udmattelsesbrud på en maskinkonstruktion, er der brug for at reagere hurtigt, så produktionen ikke bremses længere end højest nødvendigt. Der er sjældent tid til at foretage langvarige udmattelsestest på mulige konstruktionsændringer. En udmattelsesberegning kan i stedet danne basis for konstruktionsændringer, der forlænger levetiden på maskinen, og sikre, at produktionen ikke rammes af uplanlagte nedbrud fremover.

Det er ikke usædvanligt at se en maskine bryde sammen umiddelbart efter en anmærkningsfri inspektion. Løbende inspektioner er således ikke en garanti for, at mikrorevnedannelser identificeres. Årsagen er simpelthen, at det sidste stadie af udmattelsesforløbet, hvor mikrorevnerne udvikler sig til større synlige revner, kan forløbe så hurtigt, at revnerne når at gøre skade inden næste inspektion.

Derfor er hyppigere inspektioner ikke i sig selv tilstrækkeligt til at imødegå metaltræthedsproblematikken. Ved at øge inspektionshyppigheden kan risikoen for havari naturligvis mindskes, men inspektioner kan ikke i sig selv afhjælpe nedbrud eller fremtidssikre løsningen.

BRUG UDMATTELSESBEREGNINGEN TIL AT FREMTIDSSIKRE DIT PRODUKTIONSAPPARAT

Vi har ved flere lejligheder observeret, at man ved dimensioneringen af en konstruktion ikke har taget højde for de ydre dynamiske påvirkninger. Det vil sige påvirkningernes størrelse, og hvor hyppigt de påføres i løbet af konstruktionens levetid. Parametre, som er afgørende at have kendskab til, hvis man vil forebygge nedbrud forårsaget af udmattelse.

Der findes i dag beregningsmodeller for de fleste materialer, som kan bruges til dimensionering af dynamisk belastede konstruktioner. Pengene kan være godt givet ud til sådanne beregninger, da det kan blive rigtig dyrt, hvis en maskine rammes af udmattelsesbrud, inden den forventede levetid er nået.

Inspektion af havarerede komponenter kan derfor med fordel suppleres med en udmattelsesberegning på maskinkonstruktionen ud fra de gældende driftsbetingelser. Udmattelsesberegningen kan kaste lys over konstruktionens svage punkter, således at nedbruddet ikke sker igen.

VÆR PÅ FORKANT

Der vil altid være en risiko for udmattelsesbrud i dynamisk belastede maskinkonstruktioner. Vi oplever ofte, at man i maskinindustrien ikke er opmærksom på, hvad gentagne påvirkninger betyder for en maskinkonstruktions holdbarhed og levetid. Det skyldes formentlig, at det er lettere at dimensionere konstruktionerne i forhold til statiske påvirkninger. Det er bare ikke tilstrækkeligt i forhold til at undgå udmattelse i dynamisk belastede maskinkonstruktioner.

Det kan derfor ofte betale sig at foretage en udmattelsesberegning på produktionsapparatet på forskud. Hermed bliver det muligt at identificere eventuelle fremtidige udmattelsesproblemer, og foretage de nødvendige ændringer i maskinkonstruktionen inden et havari opstår. Herved undgås ufrivillige driftstop og produktionsapparatets levetid kan – med en relativt beskeden indsats – forlænges betragteligt.

SKANDERBORG

Kirkholm Maskiningeniører A/S
Godthåbsvej 33
8660 Skanderborg

FREDERICIA

Kirkholm Maskiningeniører A/S
Bødkervej 7b, 1. tv.
7000 Fredericia

HØRSHOLM

Kirkholm Maskiningeniører A/S
Venlighedsvej 6
2970 Hørsholm