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TF-Detectorによる磨耗を伴う機器の状態監視について

TFTF--DetectorDetectorによる磨耗を伴う機器の状態監視についてによる磨耗を伴う機器の状態監視について

2010年11月

DIESEL UNITED, Ltd.

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TF-Detectorとは？

TF-Detectorとは？

Trace of Ferrous powder Detectorの略です。

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TF-Detectorとは？

• 流体、粉体中の磁性粉濃度を高精度計測するためのセンサーです。

• 機器の潤滑油中の磁性粉濃度の変化を監視することにより、機器の稼働状態を把握することができます。

• 本センサーは、明陽電機株式会社との共同開発製品です。

• 検体中の磁性を計測していますのでイオン化した鉄分や酸化鉄は検出できません。

磨耗量

運転時間

初期磨耗

損傷

損傷に至ってしまうと、二次損傷発生の可能性が高い。

通常磨耗磨耗限界付近

一般的な磨耗の推移

磨耗限界を検知可能磨耗限界を検知可能磨耗量

運転時間

初期磨耗

損傷

損傷に至ってしまうと、二次損傷発生の可能性が高い。

通常磨耗磨耗限界付近

一般的な磨耗の推移

磨耗限界を検知可能磨耗限界を検知可能

壊れる前にわかる！

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TF-Detectorの性能は？

絶対値で±5ppm-wt以内、トレンドみれば±1ppm-wt以内の判定が可能です。

すべり軸受けの潤滑油監視の例

• TF-Detectorのキャリブレーションは、粒径が3-5μmの鉄粉にて行っており、通常磨耗で発生する磨耗粉（数ミクロン以下）を検知することが出来ます。

• 検知可能な磨耗鉄粉の粒径は潤滑油診断による軸受け状態監視においては、非常に重要な要素となります。

（他社製のものでは、20μm以上の粒径でないと検知できないものがあります。）

潤滑油流路弁の切替え信号

鉄粉濃度測定値

時刻

高性能

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TF-Detectorで監視するものは？

歯車 コロ軸受 玉軸受

TF-Detectorで状態監視ができる例

焼結原料や樹脂原料などで、磁性粉の混入が製品品質に影響を与える物

TF-Detectorで品質管理が行える例

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TF-Detectorで何ができるか？

壊れる前にわかる！

高性能

予防保全、計画保全が実現

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TF-Detectorの種類

TF-Detectorの種類

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TF-Detectorの種類

オンライン型 卓上型（ポータブルTF-Detector）

2010年より発売開始通過型

フランジ型

この部分がTF-Detectorです

オンライン型のTF-Detectorの技術を応用して、汎用性の高い卓上型も開発しました。

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TF-Detectorの種類

オンライン　フランジ型

フランジ型

ドレンなど、検体の流量が少ない場合に向いています。

LW

H

L : 185mmW : 80mmH : 130mmWeight: abt. 3.5kg

自動化、集中管理に好適

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TF-Detectorの種類

オンライン　通過型

通過型

この部分がTF-Detectorです

戻り油など、検体の流量が確保できる場合に向いています。

LW

H

L : 157mmW : 85mmH : 117mmWeight: abt. 4.5kg

自動化、集中管理に好適

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TF-Detectorの種類

卓上型（ポータブルTF-Detector）

オンライン型のTF-Detectorの技術を応用して、汎用性の高い卓上型も開発しました。

様々な機器から、サンプリングした検体を集めて、事務所で計測が可能です。

L : 210mmW : 150mmH : 150mmWeight: abt. 3kg

L-ELEVATIONにて、デモ機を展示しています。

2010年より発売開始

計測結果は、日時と共に本体メモリーに保存することが出来ます。

また、SDカードにてメモリー内のデータを取り出し、PCにて整理することも可能です。

液体、グリス状、粉体　に適用できます。

汎用、便利、簡単

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適用例

TF-Detectorの適用例

•舶用大型機関のシリンダドレン油中の鉄粉濃度監視

•風力発電機の増速歯車の潤滑油中の鉄粉濃度監視

•その他の適用例

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適用例-①舶用大型機関のシリンダドレン油中の鉄粉濃度監視

TF-Detector

電源箱

• 2007年の11月より、VLCCの主機関のシリンダドレン油中の鉄粉濃度監視を実施。

• 管の閉塞、TF-Detectorの故障などもあったが、改善を行い継続監視中。

• 2010年の5月より、本船の全シリンダ及び他コンテナ船の3シリンダにも装備し、開発中のソフトウェアと組み合わせて、シリンダ潤滑油削減を目指す。

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適用例-①舶用大型機関のシリンダドレン油中の鉄粉濃度監視

2009.10.21～2009.10.27

0

50

100

150

200

250

300

350

00:00:14 00:00:14 00:00:14 00:00:14 00:00:14 00:00:14 00:00:14 00:00:14

Fe c

om

tent.

(pp

m)

-40

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0

20

40

60

80

100

10/21 10/22 10/23 10/24 10/25 10/26 10/27 10/28

F/C

, S

peed

2009.10.14～2009.10.20

0

50

100

150

200

250

300

350

00:00:14 00:00:14 00:00:14 00:00:14 00:00:14 00:00:14 00:00:14 00:00:14

Fe c

om

tent.

(pp

m)

-40

-20

0

20

40

60

80

100

10/14 10/15 10/16 10/17 10/18 10/19 10/20 10/21

F/C

, S

peed

注油率1.2ｇ/ｋｗｈ

鉄粉濃度測定値

機関回転速度

Fuel Command(スロットル開度に相当）

機関の始動時に、必ず多量の磨耗粉が発生していることが判明。

本現象は、本センサーにより始めて得られた知見です。

原因の解明中です。

機関の負荷変動に対応して磨耗鉄粉濃度も変化していることが確認できる。

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2009.11.18～2009.11.24

0

50

100

150

200

250

300

350

00:00:54 00:00:54 00:00:54 00:00:54 00:00:54 00:00:54 00:00:54 00:00:54

Fe c

om

tent.

(pp

m)

-40

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0

20

40

60

80

100

11/18 11/19 11/20 11/21 11/22 11/23 11/24 11/25

F/C

, S

peed

適用例-①舶用大型機関のシリンダドレン油中の鉄粉濃度監視

全体的に磨耗鉄粉濃度が高い。

使用燃料を調査した結果、FCC粒子（精油所で使用する触媒粒子で、アルミナ、シリカを主成分とする。）が多く含有していることが判明。

• ピストンの摺動状態の把握が可能となりました。

• ソフトウェアとの組み合わせにより、摺動状態に応じた潤滑油供給量の 適化試験（フィールド）を実施予定です。

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適用例-②風力発電機の増速歯車の潤滑油中の鉄粉濃度監視

2006年12月より、1000kW級風力発電の増速機潤滑油中の鉄粉濃度監視を実施。　現在も継続中。（油メーカーの委託）

1時間毎の 大値、 小値、平均値がFAXにて送信されるようにしています。（1回/日）

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適用例-②

伊良湖風力発電所　磨耗紛濃度 (2009年4月1日～2009年4月30日)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

4/1

4/2

4/3

4/4

4/5

4/6

4/7

4/8

4/9

4/10

4/11

4/12

4/13

4/14

4/15

4/16

4/17

4/18

4/19

4/20

4/21

4/22

4/23

4/24

4/25

4/26

4/27

4/28

4/29

4/30

日付

鉄粉

濃度

(ppm

）

0

5

10

15

20

25

30

風速

(m/se

c)

風速（気象庁伊良湖観測所)

磨耗紛濃度　平均値

磨耗紛濃度　 大値

磨耗紛濃度　 小値

風力発電機のメンテナンスによるもの。

強風により風力発電機自動停止によるもの。

TF-Detectorの故障発生ありましたが、継続した測定が可能であることが確認できました。

風力発電機の増速歯車の潤滑油中の鉄粉濃度監視

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適用例-③

すべり軸受け監視を目的とした潤滑油中の鉄粉濃度監視（船級協会の委託）

フィールド試験

TF-Detectorはラギングで覆われています。（船級規則）

滑り軸受で発生する鉄粉は微量であることが予想されたため、比較のために定期的に機関入口の油に切り替えて計測を行っています。

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適用例-③すべり軸受け監視を目的とした潤滑油中の鉄粉濃度監視

2008.07.23

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

00:00:02 04:00:02 08:00:02 12:00:02 16:00:02 20:00:02 00:00:02

Fe c

om

tent.

(pp

m)

-80

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

100

120

07/23 07/24

F/C

, S

peed

2008.07.24

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

00:00:02 04:00:02 08:00:02 12:00:02 16:00:02 20:00:02 00:00:02

Fe c

om

tent.

(pp

m)

-80

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

100

120

07/24 07/25

F/C

, S

peed

潤滑油流路弁の切替え信号

（ONの状態では、機関入口油） 鉄粉濃度測定値

フィールド試験

機関入口油に切り替わると、鉄粉濃度が増加している。

（原因不明）

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適用例-③すべり軸受け監視を目的とした潤滑油中の鉄粉濃度監視

•非常に安定した鉄粉濃度測定が可能であることが確認できた。

•滑り軸受けの状態監視の可能性については不明。模擬試験から考えるとTF-Detectorでは困難。

•潤滑油中の鉄粉濃度が時々上昇することが判明した。今後原因究明が必要。

フィールド試験

2008.07.25

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

00:00:02 04:00:02 08:00:02 12:00:02 16:00:02 20:00:02 00:00:02

Fe c

om

tent.

(pp

m)

-80

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

100

120

07/25 07/26

F/C

, S

peed

機関停止中にも関わらず、機関入口油に切り替わると、鉄粉濃度が0.2ppm程度増加している。

（配管内での磁性粉の沈殿によるものと思われます。　）

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適用例-その他

詳細紹介事例以外（納品済）

• 樹脂原料製造プラントの攪拌器の転がり軸受監視　

• ゴム関連メーカーの減速ギアボックス監視（製造プラント）　H21.1納入　

• 歯車試験装置　（歯車試験機用）H22.1納入、 H22.7納入

• オイルメーカー研究所　（潤滑油研究開発用途）　H20納入

• 船級協会　H20納入

• 風力発電機用増速ギアボックス　H20.12納入、H22.8納入

• 海上クレーン用起重機向け　H22年8月納入

• 舶用関連（多数）

受注済、検討中事例

• 陶器原料中の鉄粉濃度監視（検証合格、商談中）

• 製鉄所向け減速機監視（商談中）

• 製鉄所の洗浄液中の鉄粉濃度（テスト中）

• 風力発電機のギアの監視用途（数機）

• 鉄道会社（商談中）

• 舶用関連（多数）