אחזקה מונעת במקום אחזקת שבר
מאת: מהנדס מאיר קנדלר
פורסם בירחון מכונות ותעשייה, גליון 29, 94
אשר המשתמש ברכב, או מפעיל הציוד בתעשייה, חש שמהמנוע משמיע רעשים חריגים, מתגנבים לליבו חששות מסוגים שונים. החשש מפני תקלה בלתי צפויה, השבתת המנוע או הוצאות גדולות מדאיג מאוד. בדיקה מעבדתית של שמן המנוע עשויה לצפות את התקלות מראש, ובכך למנוע הפתעות, השבתה בלתי צפויה והוצאות גדולות מיותרות.
מהי משמעות הבדיקה? אילו תופעות היא באה למנוע? וחשוב מכל, כיצד היא יכולה לחסוך כסף?
נזק קטסטרופלי
על מנת לראות מה בדיקת השמן יכולה למנוע, נציג חקירת נזק שבוצעה במעבדה. נושא הבדיקה היה – נזק לתיבת תמסורת של טרקטור כבד.
בעת שהכלי עסק בהעמסת חול אירע נזק לבית הדיפרנציאל הראשי, אשר מהווה את אחת ממערכות התמסורת של הטרקטור. הטרקטור הועבר למוסך, פורקה המערכת לבדיקת ונמצא, כי כל הרכיבים המכניים של התמסורת, ואשר כוללים גלגלי שיניים צירים ודסקאות חיכוך, שבורים או שניזוקו כך שנדרשה החלפתם.
בסקירה במעבדה של הרכיבים השונים נמצא, כי בחלק מגלגלי השיניים נשברו שיניים, מהתעייפות החומר, עובדה המלמדת על נזק מתמשך ולאורך זמן. כן נמצא, כי אחד ממסבי ההחלקה העשוי נחושת נשחק לחלוטין. למעשה שחיקתו היא הגורם הישיר והראשוני לקטסטרופה בתמסורת.
בטבלה 1 מפורט חישוב של העלויות הישירות והעקיפות שהוציא בעל הטרקטור עקב הנזק הפתאומי. ניתן לראות כי "למרות" שהגורם לנזק הינו מיסב נחושת שעלותו רק 80 ש"ח, הנזק הככלי הצטבר לכדי 92,000 ש"ח.
טבלת חישוב נזק לטרקטור - טבלה 1
דוגמאות דומות אפשר להביא גם ממנועי דלק אחרים והמסקנות תהיינה זהות.
כיצד למנוע, אם אפשר, הוצאה כה גדולה?
קיים אמצעי מתוחכם שבאמצעותו ניתן להקטין בצורה משמעותית, ולעיתים אף למנוע לחלוטין, את הנזק הקטסטרופלי והוא בדיקת שמן.
בדיקה כזו היתה מספקת אתראה מהימנה לנזק הממשמש ובא בטרם האירוע, ובמקרה של הטרקטור היתה אף מצמצמת אותה מאוד.
בדיקת השמן ותפקידה
בדיקת השמן מהווה מעין תחליף מכני לבדיקת הדם אצל האדם.
כשם שמבדיקת דם ניתן לקבל נתונים שונים לגבי הגוף הנבדק על-ידי בחינת זיהומים (מחלות וחיידקים) ובחינת איכות הדם (תכולת כדוריות לבנות, כדוריות אדומות, ברזל וכד') כך, בבדיקת שמן ניתן לקבל תמונה לגבי מצב הבלאי של המערכת הנבדקת (מנוע, מערכת הידראולית, ממסר וכד') ונתונים לגבי מצב השמן עצמו (מחומצן, מזוהם במים או בחול, מדולל, צמיג וכיו"ב).
חשוב להדגיש, עם זאת, שבדיקת השמן תיתן את התוצאות הטובות בדיוק, כמו בדיקת דם, כשהיא מבוצעת באופן מחזורי בתהליך המוכר כניטור (Monitoring). די אם נזכור, כי בדיקתם של פקיד וספורטאי תניב תוצאות שונות, למשל לחץ דם ודופק שונים, ועם זאת שני האנשים יהיו בריאים לחלוטין.
הפרעות או ליקויים יתגלו רק אם בבדיקות חצי שנתיות תתגלה לפתע חריגה. או אז יהיה צורך לנתח את הבעיה ולפתור אותה.
אותם דברים אמורים גם לגבי המערכת המכנית, אם כי בשני מנועים מאותה תוצרת, התפעול יכול להיות שונה.
למשל, רכב המשמש אדם הנוסע מביתו לעבודה וחזרה בלבד ומנגד רכב אחר אשר משמש סוכן מכירות המשוטט בכל רחבי הארץ. ברור אז שהבלאי במנוע יהי שונה, טמפרטורת השמן הממוצעת תהיה שונה וכדומה.
כך גם לגבי מנועים במפעל, תלוי במשך הפעלתם ובתנאים שבהם הם פועלים.
ברור אם כן, כי בדיקת השמן היא בעלת חשיבות רבה בניתוח מצבו של המנוע אולם על מנת שהבדיקה תהיה יעילה, על הלקוח לספק מידע על ההיסטוריה או על פעולות האחזקה שבוצעו למערכת (כשם שחולה מספק מידע לרופא המטפל בו).
מה כוללת בדיקת השמן?
לצורך ההסבר נתייחס לבדיקת שמן מנוע.
צמיגות
זוהי התכונה החשובה ביותר של שמן, המצביעה על קושרו לבצע סיכה. בבדיקה המעבדתית נערכת השוואה בין הצמיגות המקורית של השמן, לבין הצמיגות בזמן הבדיקה. עלייה או ירידה בצמיגות, משפיעות על קצב הבלאי במנוע.
תכולת פיח
הפיח נוצר כתוצאה משריפת הדלק וכמות קטנה ממנו מגיע תמיד גם לשמן. כמות גדולה מהרגיל מצביעה על שחיקה גבוהה במנוע (בדרך-כלל, באזור הטבעות והבוכנות), או על שימוש ממושך מידי בשמן ללא החלפתו.
תכולת מים
מים נוצרים כתוצאה משריפת הדלק, בפעולה רגילה של המנוע הם מתאדים, הגלל הטמפרטורה הגבוהה. כאשר המנוע פועל למשכי זמן קצרים בלבד, ואינו מספיק להתחמם כראוי, חלק מהמים מצטברים בשמן ועלולים לגרום נזק למנוע. קיצור המועד להחלפת השמן עשוי לפתור את הבעיה. כמות גדולה של מים מצביעה, למשל, על חדירת מים ממערכת הקירור (בדרך-כלל, בגלל ראש פגום).
חול ואבק
חול ואבק בשמן גורמים לבלאי גבוה במנוע. הסיבה לחדירת חול ואבק היא, בדרך כלל, תקלה במסנן אוויר (קרוע, או שאינו אטום כהלכה).
טבלת מקורות אפשריים - טבלה 2
החלפת המסנן, פותרת בדרך-כלל את הבעיה. לעיתים רחוקות הבעיה נגרמת בגלל חיבורים לא אטומים של צינורות האוויר, או חדירת זיהום למאייד (קרבורטור) ורצוי לבדוק גם זאת.
רמת הבלאי של המנוע
בדיקת ריכוז המתכות בשמן מספקת מידע על רמת הבלאי של הרכיבים השונים במנוע. כאשר ריכוז המתכות גבוהה מאוד, למשל של ברזל, רצוי מאוד לפנות מיד למומחה על מנת לאתר את הבעיה, מיכוון שממצא זה עלול לרמז על בלאי בצילינדרים או באחד המיסבים במנוע. כאשר רמת בלאי הברזל גבוהה מעט מהנורמלי, מומלץ בדרך כלל למסור דגימת שמן נוספת לבדיקה, בהחלפת השמן הבאה, על מנת לבדוק אם הבלאי המואץ אומנם נמשך, ואם יש שיפור או החמרה במצב. דוגמאות לריכוזי מתכות שניתן למצוא בבדיקת שמן מנוע, מפורטים בטבלה 2.
חשוב להדגיש כי המסקנות לגבי רמת הבלאי הינן בהתאם לממצאים בדגימת השמן הנוכחית בלבד, ומתייחסות רק לתקופה שבה שמן זה פעל במנוע. אין אפשרות לקבל באמצעות בדיקה זו נתונים לגבי רמת הבלאי במנוע בתקופת קודמות ובוודאי שלא ניתן לקבוע את רמת הבלאי המצטברת שהיה למנוע במשך כל חייו. ריכוזי המתכות של מנוע דיזל, כפי שנמדדו במצב ניטור לאורך זמן, מוצגים בטבלה 3.
ניתן להבחין בעלייה הדרגתית בריכוז הנחושת (Cu) אשר מרמז על בלאי של רכיב העשוי מחומר זה. ואכן, אם פתיחת המנוע נתגלו מיסב החלקה שחור וטלטל חופשי.
החלפת הרכיבים והשחזת גל הארכובה פתרו את הבעיה. בבדיקות של תכונות השמן המוצגים בטבלה 4, לא נמצאו ליקויים באיכות השמן.
מאחר שאנו בוחנים את הכדאיות הכלכלית של יישום בדיקת שמנים ככלי לאתראה, הבה ונחזור לדוגמא שהוצגה בדבר הנזק למערכת התמסורת של הטרקטור: כאמור, עלות הנזק הכוללת היתה 92,000 ש"ח. מטבלה 5 ניתן לראות מה העלות למניעת הנזק – 9,600 ש"ח.
כלומר, העלות הכוללת הינה כ- 100% מהעלות של הנזק "הפתאומי". זהו אומנם החישוב של העלויות הישירות, אך קיימים היבטים נוספים חשובים לא פחות. למשל –
- הטיפול בנזק נעשה באופן מבוקרו מתוכנן (אחזקה מתוכננת) המאפשר רכישת חלפים מתאימים ובחירת המועד לביצוע התיקון ולא באופן בלתי צפוי במהלך העבודה השוטפת, אשר מחייב פתרון מיידי ולא תמיד זמין.
- בעת רכישת רכב או מנוע משומשים ניתן ללמוד על מצבם לא רק מבחינת הביצועים, אלא גם לגבי הליקויים הפוטנציאלים הצפויים.