Rıdvan Er
Teknik Proje Yöneticisi -Fizix
Giriş
Dünya üzerinde birçok farklı sektör ve her birinin kendine özgü çalışma dinamikleri, zorlukları ve ihtiyaçları bulunmaktadır. Çimento sektörü de bu özgün dinamiklerin en yoğun hissedildiği sektörlerin başında gelmektedir. Çimento sektöründe üretim ve bakım faaliyetlerinin, yüksek sıcaklıklarda, ağır mekanik yükler altında ve zorlu çevre koşullarında kesintisiz şekilde sürdürülmesi hedeflenmektedir. Bu nedenle, fabrikalarda yıllık çalışma takvimi boyunca operasyonel verimliliği artıracak ve maliyet avantajı sağlayacak projelerin devreye alınması önceliklendirilmektedir. Üretim sürekliliğini korumak, beklenmeyen arızaları azaltmak, planlanmamış duruşları minimuma indirmek ve bakım maliyetlerini optimize etmek gibi kritik faydaları sağlayabilmek için günümüzde tesislerde güvenilirlik odaklı üretim yaklaşımları uygulanmaktadır.
Olası sorunların önceden öngörülebilmesi ve yaklaşan arızaların makinede oluşturacağı fazladan enerji tüketiminin önüne geçilebilmesi için, bu ekipmanların “sesini duyabilmek” kritik önem taşımaktadır. Tıpkı bir insanın hastalandığında doktora gidip kan tahlili, röntgen ve benzeri tetkiklerle vücudundaki problemleri erken aşamada tespit etmesi gibi; makinelerin de iç dünyasında neler olduğunu anlayabilmek için belirli “tanı araçlarına” ihtiyaç vardır. İşte bu noktada makinelerin “dilini anlayabilen” durum izleme teknolojileri devreye girmektedir. Titreşim, manyetik akı, ultrasonik ses ve sıcaklık sensörleri; ekipmanların sağlık durumunu gerçek zamanlı izleyerek yaklaşan problemlerin erken dönemde tespit edilmesine olanak sağlamaktadır.
Günümüzde makineleri rahatlıkla “dinleyebildiğimiz” ve onların problemlerini anlayabildiğimiz sistemler, yapay zekâ ve dijitalleşme trendlerinin etkisiyle tüm sektörleri hızla dönüştürmeye devam etmektedir. Bu dönüşümle birlikte, makinelerden toplanan verilerin anlamlandırılması ve karar mekanizmalarına entegre edilmesi de büyük önem kazanmaktadır. Sensörlerden elde edilen veriler; yapay zekâ algoritmaları, istatistiksel modeller ve gelişmiş veri analitiği yöntemleri ile birleştirildiğinde ekipmanların çalışma karakteristiği çok daha net ortaya konulabilmektedir. Arızalar yalnızca semptom bazında değil, kök neden düzeyinde de değerlendirilebilmekte; bakım faaliyetleri reaktif bir yapıdan tamamen proaktif ve kestirimci bir yapıya dönüşmektedir.
Durum izleme teknolojilerinin en büyük avantajlarından biri, çimento gibi ağır proses gerektiren endüstrilerde arızaların oluşmadan önce anlaşılabilmesidir. Örneğin bir rulmanın iç bileziğinde başlayan mikro çatlak, titreşim ve ultrasonik verilerde aylar önce belirti vermektedir. Benzer şekilde bir motorun manyetik akı dengesindeki küçük bir bozulma, ileride yaşanabilecek ciddi bir sargı hasarının habercisi haline gelmektedir. Bu sinyallerin doğru şekilde anlamlandırılması; işletmelerin bakım maliyetlerini düşürmesini, yüksek tonajlı üretim kayıplarının önüne geçmesini, ekipmanların gereksiz enerji tüketimini azaltmasını, makine bileşenlerinin ömrünü uzatmasını ve proses kararlılığını güçlendirmesini sağlamaktadır. Aynı zamanda iş güvenliği seviyesini yükselterek beklenmedik arızaların çalışanlar için oluşturabileceği risklerin de önüne geçmektedir.
Makineleri Dinlemenin Bilimi
Makine sağlığı izleme, temelde döner ekipmanların ürettiği fiziksel sinyallerin (titreşim, manyetik akı, sıcaklık vb.) ölçülmesi, analiz edilmesi ve bu sinyallerden arıza mekanizmalarının yorumlanması prensibine dayanır. Çimento sektöründe kullanılan fanlar, motorlar, dik değirmenler, separatörler, kırıcılar ve fırın tahrik sistemleri; yüksek yük, değişken proses koşulları ve zorlu çevre şartları altında çalıştıkları için bu sinyaller son derece zengin bir bilgi kaynağıdır. Bu bölümde, makineleri “dinlemenin” üç temel ayağı olan Titreşim Analizi, Manyetik Akı Analizi ve Sıcaklık/Termal Analiz teknik açıdan detaylandırılmaktadır.
1. Titreşim Analizi
Titreşim analizi, döner ekipmanlarda mekanik bozulmaların en güvenilir göstergesidir. Balanssızlık, hizasızlık, mekanik gevşeklik, dişli hasarları ve rulman arızaları; karakteristik frekanslarda belirgin titreşim imzaları oluşturmaktadır.
• FFT analizi, arızanın türünü ve kaynağını frekans bazında ortaya koymaktadır.
• Envelope analizi, rulman iç/dış bilezik ve bilya hasarlarını çok erken aşamada yakalamaktadır.
• Zaman domaini göstergeleri (RMS, Peak, Crest Factor, Kurtosis), darbeli yapıların ve bozulan davranışın trendlerini izlemeyi sağlamaktadır.
Bu yöntem, ekipman davranışını bütünsel olarak anlayarak arızaların oluşmadan tespit edilmesini mümkün kılmaktadır.
2. Ultrasonik Ses Analizi (Ultrasound)
Ultrasonik analiz, 20 kHz üzerindeki yüksek frekanslı sesleri ölçerek sürtünme, darbe ve kaçak kaynaklı anomalileri çok erken dönemde algılamaktadır.
• Rulman yağlama durumu, ultrasonik seviyede yağ filmi bozulduğunda hemen değişmektedir.
• Basınçlı hava ve gaz kaçakları, sensörün kaçak noktasına yöneltilmesiyle hızlı şekilde lokalize edilebilmektedir.
• Yüzey bozulmaları, gevşek bağlantılar ve mikro darbeler, titreşim analizinden önce ultrasonik dalga formunda ortaya çıkmaktadır.
• Elektriksel boşalma (corona) ve izolasyon zayıflaması, şalt ekipmanlarında ultrasonik imzalar üretmektedir.
Bu teknoloji, özellikle yağlama optimizasyonu, enerji verimliliği ve erken arıza yakalama açısından kritik bir rol oynamaktadır.
3. Manyetik Akı Analizi
Manyetik akı analizi, elektrik motorlarının elektromanyetik davranışından yola çıkarak motor sağlığını değerlendirmektedir. Mekanik titreşim oluşmadan önce motor içindeki manyetik alan bozulduğu için, bu yöntem elektriksel arızaları en erken aşamada gösterebilmektedir.
• Rotor çubuk kırıkları, slip oranına bağlı karakteristik yan bantlarla belirlenmektedir.
• Sargı izolasyon zayıflamaları ve faz dengesizlikleri, harmonik analizinde açıkça görülmektedir.
• Enerji kalitesine bağlı verim kayıpları, manyetik alan dalga formunun değişmesiyle anlaşılmaktadır.
• Aşırı yük, rotor–stator sürtünmesi, manyetik akı profilinde anormal tepkiler vermektedir.
Bu yöntem özellikle elektrik motorlarında avantaj sağlar; motor daha titreşim üretmeden bozulmayı “manyetik olarak” haber vermektedir.
4. Sıcaklık ve Termal Analiz
Sıcaklık izleme, ekipmanın yük altında nasıl davrandığını doğrudan gösteren en temel parametrelerden biridir. Arızaların hem sebebi hem de sonucu sıcaklık değişimleri şeklinde ortaya çıkmaktadır.
• Rulman sıcaklığındaki artış, yağlama eksikliği, aşınma, kirlenme ve hizasızlığın güçlü bir göstergesidir.
• Elektrik motorlarında, sargı sıcaklığının her 10°C artışı izolasyon ömrünü yarı yarıya düşürmektedir.
• Termal kamera (IR) incelemeleri, motor ve redüktör bağlantılarındaki gevşeklikleri, sıcak noktaları ve soğutma problemlerini yüzey görüntüleri üzerinden net şekilde göstermektedir.
• Sıcaklık trend takibi, arızanın gelişim hızını belirler ve kritik eşikler aşıldığında bakım ekiplerine erken uyarı verir.
Sonuç
Çimento sektöründe rekabet, artık yalnızca üretim kapasitesiyle değil; ekipmanların ne kadar doğru yönetildiğiyle ve güvenilirlik odaklı yaklaşımların süreçlere ne kadar iyi entegre edildiğiyle şekillenmektedir. Makineleri “dinlemek”, mühendislik temellerine dayanan güçlü bir analiz yaklaşımı olarak değerlendirilmektedir. Bu yaklaşımı stratejik bir bakış açısıyla birleştiren tesisler; daha güvenilir, daha verimli ve daha sürdürülebilir bir üretim yapısına ulaşma yolunda önemli bir avantaj elde etmektedir.
