Awaria starego silnika – remontować czy wymienić na nowy?

Silnik elektryczny pracuje w zakładzie od kilkunastu albo nawet kilkudziesięciu lat i w końcu ulega awarii.

Pojawia się wtedy jedno z podstawowych pytań działu utrzymania ruchu:

remontować istniejący silnik czy wymienić go na nowy?

Nie ma jednej odpowiedzi właściwej dla każdej aplikacji.

W niektórych przypadkach remont starego silnika jest rozwiązaniem ekonomicznie uzasadnionym i technicznie bezpiecznym. W innych dalsze inwestowanie w wysłużoną jednostkę tylko odsuwa w czasie konieczność wymiany i zwiększa ryzyko kolejnych przestojów.

Dlatego decyzja powinna wynikać z analizy konkretnego napędu, jego konstrukcji, funkcji w procesie oraz dostępności nowego zamiennika.

Kiedy remont starego silnika może mieć sens?

Remont może być dobrym rozwiązaniem przede wszystkim wtedy, gdy silnik posiada nietypową konstrukcję albo jego bezpośrednia wymiana wymagałaby poważnych zmian w maszynie.

Dotyczy to szczególnie starszych instalacji przemysłowych, które były projektowane pod konkretne jednostki napędowe.

Przez lata mogły zmienić się:

• standardy wymiarowe,
• serie silników,
• rozwiązania konstrukcyjne,
• sposób chłodzenia,
• wyposażenie dodatkowe,
• dostępność części.

W takiej sytuacji znalezienie nowego silnika o identycznych wymiarach może być trudne.

Nietypowe wykonanie mechaniczne

Jeżeli silnik posiada niestandardowy wał, nietypowy rozstaw łap, specjalny kołnierz albo inne niestandardowe elementy konstrukcyjne, jego wymiana może wymagać dodatkowych prac mechanicznych.

Może to oznaczać konieczność:

• wykonania adapterów,
• przebudowy fundamentu,
• zmiany sprzęgła,
• modyfikacji osłon,
• przerobienia konstrukcji wsporczej,
• dostosowania miejsca zabudowy.

Jeżeli koszt takich zmian jest wysoki, remont istniejącej jednostki może być racjonalnym rozwiązaniem.

Silniki specjalnego wykonania

Remont warto również rozważyć w przypadku silników specjalnych.

Mogą to być jednostki:

• o nietypowym napięciu,
• z niestandardową liczbą biegunów,
• pracujące w szczególnych warunkach środowiskowych,
• wyposażone w specjalne czujniki,
• z nietypowym układem chłodzenia,
• w wykonaniu Ex,
• przeznaczone do współpracy z konkretną maszyną.

W takich przypadkach przygotowanie nowego odpowiednika może wymagać czasu, a remont starego silnika może być szybszą drogą do przywrócenia produkcji.

Kiedy lepiej rozważyć wymianę silnika na nowy?

Jeżeli stary napęd jest mocno wyeksploatowany, posiada ograniczoną dostępność części albo jego awarie zaczynają się powtarzać, warto przeanalizować możliwość wymiany na nową jednostkę.

Nowoczesny silnik może przynieść szereg korzyści wykraczających poza samo usunięcie awarii.

Wyższa sprawność energetyczna

Jedną z podstawowych zalet nowych silników jest wyższa sprawność.

Starsze jednostki często projektowano według innych standardów efektywności energetycznej niż obecnie.

W przypadku silników pracujących przez wiele godzin dziennie różnica w sprawności może mieć realny wpływ na zużycie energii elektrycznej.

Im większa moc silnika i dłuższy czas jego pracy, tym większe znaczenie ma efektywność energetyczna.

Dlatego przy decyzji remont czy wymiana warto spojrzeć nie tylko na koszt zakupu nowego silnika, ale również na koszty jego eksploatacji w kolejnych latach.

Dostępność części i dokumentacji

W przypadku starszych silników coraz większym problemem może być dostępność części zamiennych.

Niektóre serie silników zostały wycofane z produkcji wiele lat temu.

Może brakować:

• dokumentacji technicznej,
• oryginalnych części,
• danych wymiarowych,
• informacji o wyposażeniu,
• wsparcia producenta.

Nowa jednostka upraszcza późniejszą obsługę.

Łatwiej jest znaleźć dokumentację, części eksploatacyjne, informacje techniczne oraz identyczny model w przypadku kolejnej wymiany.

Możliwość standaryzacji napędów

Wymiana starego silnika może być również okazją do uporządkowania parku napędowego.

W wielu zakładach pracują jednostki pochodzące z różnych okresów, od różnych producentów i z wielu różnych serii.

Z czasem powoduje to problemy z:

• częściami zamiennymi,
• magazynowaniem silników rezerwowych,
• dokumentacją,
• serwisem,
• szkoleniem pracowników utrzymania ruchu.

Jeżeli nowy silnik zostanie odpowiednio dobrany, można wykorzystać go jako element szerszej standaryzacji.

Przykładowo kilka starszych jednostek można stopniowo zastępować silnikami z jednej rodziny produktowej.

Dzięki temu łatwiej przygotować wspólny zapas części oraz silników rezerwowych.

Mniejsze ryzyko kolejnych awarii

Remont silnika nie zawsze oznacza przywrócenie go do stanu porównywalnego z nową jednostką.

Naprawa jednego elementu może nie rozwiązać problemów wynikających z ogólnego zużycia.

W starszych napędach mogą występować również problemy związane z:

• zużyciem łożysk,
• stanem izolacji,
• korozją,
• uszkodzeniami wału,
• deformacją elementów mechanicznych,
• przegrzewaniem,
• wieloletnimi drganiami.

Dlatego przed kolejnym remontem warto zastanowić się, czy nie jest to już tylko odsuwanie w czasie nieuniknionej wymiany.

Możliwość przygotowania identycznego silnika zapasowego

Nowa jednostka daje również możliwość przygotowania identycznego silnika zapasowego.

To szczególnie ważne w przypadku napędów krytycznych.

Jeżeli dana maszyna ma duże znaczenie dla procesu produkcyjnego, warto rozważyć zakup drugiego identycznego silnika jako części zapasowej.

Podczas kolejnej awarii:

• nie trzeba szukać zamiennika,
• nie trzeba wykonywać ponownych pomiarów,
• nie trzeba sprawdzać kompatybilności,
• czas wymiany może być znacznie krótszy.

Nowego silnika nie zawsze można po prostu zamontować w miejsce starego

Jednym z najczęstszych błędów jest założenie, że jeśli nowy silnik ma taką samą moc, to automatycznie będzie odpowiednim zamiennikiem.

W praktyce to zdecydowanie za mało.

Dobór nowego silnika wymaga analizy parametrów elektrycznych i mechanicznych.

Jakie parametry trzeba sprawdzić?

Moc

Nowy silnik powinien posiadać odpowiednią moc do danej aplikacji.

Nie zawsze jednak dobór jednostki o identycznej mocy znamionowej oznacza pełną zgodność.

Należy uwzględnić również sposób pracy maszyny oraz charakter obciążenia.

Prędkość obrotowa

Bardzo ważna jest prędkość obrotowa.

Różnica w obrotach może wpłynąć na:

• wydajność pompy,
• przepływ wentylatora,
• prędkość przenośnika,
• parametry procesu technologicznego.

Dlatego należy sprawdzić liczbę biegunów i rzeczywistą prędkość znamionową.

Napięcie i częstotliwość

Nowy silnik musi być zgodny z instalacją elektryczną zakładu.

Należy zweryfikować:

• napięcie znamionowe,
• częstotliwość,
• sposób połączenia uzwojeń,
• możliwość współpracy z falownikiem.

Wał

Jednym z najważniejszych elementów mechanicznych jest wał.

Trzeba sprawdzić:

• średnicę,
• długość,
• wpust,
• położenie elementów współpracujących.

Różnica nawet o kilka milimetrów może uniemożliwić bezpośredni montaż.

Wysokość osi

Wysokość osi ma istotne znaczenie przy połączeniu silnika z maszyną.

Jeżeli jest inna niż w starej jednostce, może być konieczna zmiana mocowania lub ustawienia sprzęgła.

Rozstaw łap

W silnikach montowanych na łapach należy sprawdzić rozstaw otworów montażowych.

Niezgodność może wymagać wykonania nowej podstawy albo adaptera.

Wykonanie kołnierza

Jeżeli silnik jest montowany kołnierzowo, konieczne jest porównanie:

• średnicy kołnierza,
• otworów montażowych,
• średnicy centrującej,
• typu wykonania.

Położenie skrzynki zaciskowej

Skrzynka zaciskowa może znajdować się w różnym położeniu.

Ma to znaczenie zwłaszcza tam, gdzie przestrzeń montażowa jest ograniczona.

Chłodzenie

Nowy silnik może posiadać inny sposób chłodzenia niż stara jednostka.

Trzeba sprawdzić, czy w miejscu zabudowy zapewniony jest odpowiedni przepływ powietrza i czy układ chłodzenia będzie działał prawidłowo.

Wyposażenie dodatkowe

Duże znaczenie ma także wyposażenie dodatkowe.

Stary silnik może posiadać:

• hamulec,
• enkoder,
• czujniki temperatury,
• termistory,
• grzałki antykondensacyjne,
• obce chłodzenie,
• czujniki drgań,
• nietypową skrzynkę zaciskową.

Jeżeli nowy silnik ma zastąpić istniejącą jednostkę bez zmian w sterowaniu i instalacji, wszystkie te elementy muszą zostać uwzględnione.

Co z silnikami współpracującymi z falownikiem?

W nowoczesnych instalacjach coraz więcej silników współpracuje z przemiennikami częstotliwości.

Jeżeli stary silnik pracuje z falownikiem, nowy odpowiednik powinien być dobrany również pod tym kątem.

Należy sprawdzić między innymi:

• zakres regulacji,
• chłodzenie przy niskich obrotach,
• klasę izolacji,
• prądy łożyskowe,
• sposób zabezpieczenia silnika.

W niektórych aplikacjach może być potrzebne zastosowanie dodatkowych rozwiązań, takich jak izolowane łożyska czy obce chłodzenie.

Remont czy nowy silnik – co porównać ekonomicznie?

Decyzji nie powinno się podejmować wyłącznie na podstawie ceny samej naprawy.

Warto porównać pełne koszty.

Koszt remontu

Należy uwzględnić:

• koszt naprawy,
• transport,
• demontaż i montaż,
• czas postoju,
• ryzyko kolejnej awarii.

Koszt nowego silnika

Tutaj należy uwzględnić:

• zakup nowej jednostki,
• ewentualne adaptery,
• modernizację instalacji,
• montaż,
• uruchomienie.

Jednocześnie nowy silnik może zapewnić niższe koszty eksploatacji i większą dostępność części w przyszłości.

Czas postoju może być ważniejszy niż cena silnika

W zakładzie przemysłowym cena silnika często stanowi tylko niewielką część całkowitego kosztu awarii.

Znacznie większym problemem może być zatrzymanie procesu.

Jeżeli przestój linii kosztuje tysiące złotych na godzinę, oszczędność kilku tysięcy złotych na silniku może okazać się pozorna.

Dlatego przy napędach krytycznych trzeba uwzględniać koszt utraconej produkcji.

Najlepszy moment na przygotowanie zamiennika? Zanim dojdzie do awarii

Najtrudniejszym momentem na dobór nowego silnika jest sytuacja, kiedy maszyna już stoi.

Wtedy wszystkie decyzje podejmowane są pod presją czasu.

Trzeba szybko:

• odczytać tabliczkę znamionową,
• wykonać pomiary,
• sprawdzić dokumentację,
• określić sposób montażu,
• znaleźć odpowiednik,
• zweryfikować dostępność.

Znacznie lepszym rozwiązaniem jest przygotowanie zamiennika wcześniej.

Jeżeli silnik nadal pracuje, można spokojnie wykonać pełną inwentaryzację i zebrać wszystkie dane potrzebne do doboru.

Co warto zinwentaryzować przed awarią?

Dla każdego ważnego silnika warto zebrać:

• producenta,
• typ,
• numer seryjny,
• moc,
• obroty,
• napięcie,
• prąd,
• częstotliwość,
• wielkość mechaniczną,
• średnicę wału,
• długość wału,
• rozstaw łap,
• rodzaj kołnierza,
• położenie skrzynki zaciskowej,
• sposób chłodzenia,
• stopień ochrony,
• wyposażenie dodatkowe,
• sposób sterowania.

Dobrze przygotowana dokumentacja znacząco skraca proces doboru.

Remont jako rozwiązanie tymczasowe

W niektórych sytuacjach najlepszym rozwiązaniem może być połączenie obu strategii.

Stary silnik zostaje wyremontowany i wraca do pracy, ale równocześnie przygotowywany jest nowy odpowiednik.

Dzięki temu zakład może:

• szybko uruchomić maszynę,
• spokojnie przygotować modernizację,
• zamówić nowy silnik,
• przygotować adaptery,
• zaplanować wymianę podczas postoju technologicznego.

Takie podejście ogranicza ryzyko konieczności podejmowania decyzji w sytuacji awaryjnej.

MGE może przygotować zamiennik wcześniej

MGE może zinwentaryzować istniejący napęd i przygotować odpowiednik w oparciu o rozwiązania ABB, WEG lub INNOMOTICS.

Analiza może obejmować:

• parametry elektryczne,
• wymiary mechaniczne,
• sposób montażu,
• wyposażenie dodatkowe,
• sposób chłodzenia,
• warunki środowiskowe,
• możliwość standaryzacji.

Dzięki temu nowy silnik może zostać dobrany jeszcze zanim stara jednostka ulegnie awarii.

W przypadku późniejszego problemu zakład nie zaczyna analizy od zera.

Odpowiednik jest już określony, a proces zakupu i wymiany można przeprowadzić znacznie szybciej.

Remont czy wymiana – najważniejsze pytania

Przed podjęciem decyzji warto odpowiedzieć na kilka pytań:

• Czy silnik ma nietypową konstrukcję?
• Czy jego zamiana wymaga przebudowy maszyny?
• Czy części do starej jednostki są nadal dostępne?
• Jak często silnik ulega awariom?
• Jaki jest koszt przestoju?
• Czy dostępny jest nowoczesny odpowiednik?
• Czy wymiana pozwoli poprawić sprawność energetyczną?
• Czy nowy model można wykorzystać również w innych aplikacjach?
• Czy warto przygotować drugi identyczny silnik zapasowy?

Dopiero zestawienie tych informacji pozwala podjąć rozsądną decyzję.

Podsumowanie

Awaria starego silnika nie zawsze oznacza konieczność natychmiastowego zakupu nowej jednostki.

W przypadku nietypowych konstrukcji, specjalnych wykonań albo maszyn wymagających dużej przebudowy remont może być uzasadniony.

Jednocześnie warto każdorazowo sprawdzić możliwość zastosowania nowoczesnego odpowiednika.

Nowy silnik może zapewnić:

• większą sprawność,
• łatwiejszy dostęp do części,
• aktualną dokumentację,
• możliwość standaryzacji,
• mniejsze ryzyko kolejnych awarii,
• możliwość przygotowania jednostki zapasowej.

Najważniejsze jest jednak przygotowanie się do takiej decyzji wcześniej.

Jeżeli parametry starego silnika zostaną zinwentaryzowane jeszcze w czasie jego normalnej pracy, podczas awarii nie trzeba zaczynać wszystkiego od początku.

MGE może przygotować odpowiednik ABB, WEG lub INNOMOTICS jeszcze przed wystąpieniem problemu, dzięki czemu wymiana napędu może przebiec szybciej i z mniejszym ryzykiem dla ciągłości produkcji.