鉄鋼業界の設備管理部門の課長向け！振動モニタリングで回転機器のトラブルを予防する手法

振動モニタリングの重要性

製造業において、回転機器は生産の要となる装置です。
特に鉄鋼業界では、大型のモーターやポンプ、圧延機といった回転機器が多数稼働しており、その安定した稼働が製品の品質と生産性に直結します。
しかし、これらの機器は運転中に様々な負荷がかかり、時には故障に繋がることがあります。
ここで重要となるのが、振動モニタリングによる早期の異常検知です。

振動モニタリングは、機械が正常に動作しているかをリアルタイムで把握する手段として有効です。
回転機器における振動は、その状態を鋭敏に反映しています。
機器のバランスにズレが生じたり、部品の摩耗が進行すると、その振動パターンに変化が現れます。
したがって、振動データを定期的に収集・分析することで、異常を予測し、トラブル発生を未然に防ぐことが可能です。

振動モニタリングの手法

振動モニタリングの手法は主に2つに大別できます。一つは周期的な点検やメンテナンスの際にポータブルな装置を使用して行う手法、もう一つは常設の振動センサーを設備に取り付け、常時監視するオンラインモニタリングです。

ポータブル装置によるモニタリング

ポータブルな振動測定装置は、装置の振動データを簡単かつ迅速に取得できるため、多くの現場で利用されています。
これにより、通常運転中の振動データを収集し、異常の有無を判断します。
周期的な点検を行うことで、トラブルの発生を事前に察知できるだけでなく、機器の状態を把握しながらスケジュールメンテナンスを行うことができます。

オンラインモニタリング

オンラインモニタリングは、回転機器に専用の振動センサーを設置し、24時間監視を行う手法です。
センサーから送られる膨大なデータは、中央で集計・解析され、異常の兆候を検出します。
最近ではIoT技術の発達により、これらのデータはクラウド上で管理され、リモートでのデータ閲覧や解析も可能になっています。
これにより、リアルタイムの異常検知だけでなく、AIや機械学習を用いた高度な予知保全も行われています。

振動モニタリングのメリット

振動モニタリングを導入することで、以下のようなメリットがあります。

事前の故障予知によるコスト削減

振動モニタリングを活用することで、機器の故障を事前に予見し、計画的なメンテナンスを行えるようになります。
これにより、突発的な故障で発生する生産停止、修理費用、加えて品質への影響を大幅に削減できます。

機器の寿命延長

早期の異常発見により、機器の運転状態を常に最適化することができます。
異常状態での運転を避け、機器本来の寿命を最大限に引き出すことで、設備投資の回収率を向上させることができます。

安全性の向上

機器の異常が重大な事故につながることがあります。
振動モニタリングにより異常を早期に検知し、未然に対応することで、現場の安全性を高めることができます。

振動モニタリングの導入ステップ

振動モニタリングの導入には段階があり、以下のステップを踏むことでスムーズな実施が可能です。

現状の把握と目標設定

まずは現在使用している回転機器の状態や過去の故障履歴を詳しく調査します。
これにより、モニタリングの焦点を絞り、具体的な目標を設定します。
また、安全性、コスト、性能といった視点から、期待する成果を書き出します。

必要な機器とソフトウェアの選定

振動モニタリングを行うために必要な機器やソフトウェアを選定します。
メーカーや運用環境に応じて、最適なシステムを構築する必要があります。
ここでは導入コストと運用の効率も大切な要素です。

データ収集と分析体制の構築

振動データの収集体制を整え、分析に必要なプロセスを確立します。
担当者を配置し、データ解析や異常のフィードバックを迅速に行える体制を築きます。
さらに、データ分析の結果を基にしたアクションプランの策定も重要です。

トレーニングと運用開始

スタッフに対するトレーニングを実施し、システム運用の開始に備えます。
最初は試行的な運用を行い、システムや運用体制の改善点を見つけながら、本格運用へ移行します。

振動モニタリングで得られたデータの活用法

振動モニタリングを実施することで得られるデータは、単に異常を検知するだけでなく、多方面に活用可能です。

保管と過去データの分析

モニタリングで得たデータを蓄積し、過去と現在の状態を比較することで、長期的な機器の状態推移を把握できます。
また、蓄積した過去のデータを基に、より精度の高い予測モデルを作成し、故障の予測精度を高めることができます。

品質管理への応用

振動の変化が品質に与える影響を調査することで、製品の品質管理に役立てることができます。
振動データと製品の品質データを関連付けることで、振動に起因する品質欠陥の早期発見が可能となります。

生産ラインの最適化

振動モニタリングにより、生産ライン全体の最適化を図ることも可能です。
データを活用してラインのバランスを調整したり、稼働状態を可視化することで、全体の効率化や制御が容易になります。

まとめ

振動モニタリングは、鉄鋼業界をはじめとする製造業において、回転機器の安定稼働を支える重要な技術です。
適切な導入と運用により、故障の予知と予防、機器の寿命延長、効率的なメンテナンスが可能となります。
また、データを多方面に活用することで、品質向上や製造効率の改善といった多くのメリットを享受できます。
課長として、振動モニタリングの導入と活用方法を戦略的に考え、現場の生産性と安全性を向上させることが求められます。