Pienjännitemoottoreiden sähköisen kunnonvalvonnan kehittäminen Tornio Works kylmävalssaamolla

Abstract

Opinnäytetyö tehtiin Outokumpu Stainless Oy:n Tornion tehtaille kylmävalssaamo 1:n jäähdytysvesilaitoksille sekä kylmävalssaamo 2:n TCM-valssaimelle. Työssä tutkittiin syytä moottoreiden tiheälle rikkoutumiselle JVL-laitoksilla ja TCM-valssaimen värähtelylle. Samalla kartoitettiin kunnossapitotoimet ja niiden riittävyys moottoreille.

Työssä tutustuttiin aluksi erilaisiin sähkömoottorityyppeihin ja niiden toimintaan lyhyesti, keskittyen oikosulku- ja tahtimoottoreihin. Moottoreiden lisäksi kerrottiin taajuusmuuttajista, taajuusmuuttajakäytöistä sekä niiden aiheuttamista haitoista. Kunnossapidon perusteet käsiteltiin lyhyesti keskittyen värähtelymittauksiin perustuvaan kunnossapitoon. Tutkittaessa syitä moottoreiden rikkoutumisille käytiin läpi nykyiset kunnossapitotoimet ja niiden riittävyys, sekä tilattiin laakerivirtamittaus. Lopuksi kerrottiin mittauksen tuloksista, sekä havaituista puutteista ja jatkotoimenpiteistä. TCM-valssaimen värähtelyn syyn selvittämiseksi tilattiin MACHsense-kunnonvalvontatutkimus.

Työn pääasiallisena materiaalina käytettiin ammatillista kirjallisuutta, laitetoimittajien ohjeita ja muita valmistajien teknisiä materiaaleja. Kunnossapitokäytännöt ja historiatiedot on pääosin etsitty KUTI- järjestelmästä. Osa tiedoista on hankittu haastattelemalla työntekijöitä.

Työssä tarkasteltiin kunnossapidon riittävyyttä moottoreille, sekä toteutettiin ulko-puolisen toimijan tekemä laakerivirtamittaus JVL:lle ja MACHsense-kunnonvalvontamittaus RAP-5:lle. Muussa kunnossapidossa ei ollut havaittavissa selkeitä puutteita. Laakerivirtamittauksella saatiin näyttöä laakerivirrasta, joka onkin todennäköisin syy laakereiden rikkoutumiseen. Mittauksen yhteydessä saatiin myös korjausehdotus, jolla laakerivirtoja voidaan ehkäistä. Korjausehdotuksen mukaan selkeimmät puutteet olivat moottoreiden maadoituksissa sekä taajuusmuuttajan suodattimissa. Kunnonvalvontamittauksen virallisia tuloksia ei ehditty saada tähän opinnäytetyöhön aikataulullisista syistä.

This study was made for Outokumpu Stainless Oy Tornio cold rolling mill 1 cooling water facilities and the cold rolling mill 2 TCM-rolling. The purpose was to examine the reasons of frequent breakage of motors in cooling water facilities and vibration in TCM-rolling.

Various types of electric motors and their functions were examined first in brief, focusing on the cage induction and synchronous motors. In addition, frequency converters, variable speed drives as well as damages caused by drives were reported. The basics of maintenance are discussed in brief, focusing on vibration based maintenance. In the quest for reasons of breakage of motors, the current maintenance activities were gone through, checked for their adequacy and bearing current measurement were ordered. Finally, results of the measurement were told, as well as the deficiencies found and about further actions. To determine the cause of the vibration on the TCM-rolling, MACHsense-condition monitoring research was ordered.

Professional literature, other technical materials and instruction manuals from manufactures and equipment suppliers were the main information resources of this study. Maintenance practices and history were mainly looked at from KUTI system. Some information was acquired by interviewing the workers.

The study examined the adequacy of maintenance of motors, and bearing-current measurement was submitted by an external operator to cooling water facility as well as MACHsense condition monitoring measurement to RAP-5. In other maintenance, clear deficiencies were not detected. The evidences of bearing currents were got from the bearing current measurements, which is most likely causing the bearing failures. During the measuring, a proposed correction was given about how bearing currents can be prevented. According to the correction proposal, the most apparent deficiencies were in the grounding of the motors and filters of frequency converters. The official results from the condition monitoring measurements came too late in this study to be reported, due to schedule limitations.