创建精益但有效的油品分析程序

无论是预算问题、管理层支持、人手不足还是资金有限的小公司，都有办法以最低的启动和运营成本建立有效的石油分析计划。

在本文中，您将阅读有关昂贵的内部测试设备的替代方案的案例研究、外部实验室的良好利用、储油解决方案、报告结果以进一步实施计划的方法、将计划出售给高层管理人员以及运营和维护，并在您的设施出售后重新开始。

以下是我在设置油品分析程序时所经历的步骤：

• 油品分析计划的目的
• 我们尝试建立最先进的计划
• 在管理层拒绝我们的原计划后，我的行动方针
• 用于贫油分析计划的设备
• 当前程序

油品分析程序的目的是什么？
在我看来，可靠性是我们执行预测性维护的第一个原因。正常运行时间是在当今竞争激烈的世界中竞争的唯一途径。检测问题和预防故障是从我们的设备中获得尽可能多的正常运行时间的方法。除了正常运行时间，降低成本对任何公司的盈利能力也很重要。

如果可以及早检测到设备问题，则可以在其造成代价高昂的停机时间或设备损坏之前安排维修或更换。最终目标是尽可能长时间地运行每个组件，并能够提前预测何时需要更改。这也包括油。石油越来越成为任何设备的非常昂贵的组成部分。从油中获得最长的使用寿命与轴承或齿轮没有什么不同。

预测性维护计划的成本也会增加生产成本，并且比其他费用更受审查，因为它不被视为与生产直接相关。与振动和热成像不同，油品分析通常需要外部实验室来进行样品分析测试。

尽早展示成功势在必行，并且不仅必须迅速传达给管理人员，而且还必须迅速传达给生产和维护人员。获得生产和维护的支持将大大有助于销售管理为该计划花钱。

因此，如果您是一家资金不多的小公司，一家处理成本控制的大公司，管理层不支持预测性维护，或者在某些情况下，存在一系列问题使您无法启动或者维护一个预测性维护计划，只要有一点决心和一些跳出框框的思考，就可以取得成功。

首先，我将向您介绍一下我是如何建立一个贫油分析程序的历史，是什么导致了它，它是如何进行的以及取得的成功。

我们对世界一流项目的尝试
就我而言，随着我们公司的发展，问题不断发生变化，然后被出售了两次。一开始，我们被设置为完全跨工艺维护，每个技术人员都将成为维护各个方面的专家，包括预测性。每个人都接受了一些关于振动、对准和油液分析的基本培训。对我们来说很明显只有某些技术人员对每个学科感兴趣，但每个人都被期望完成他们收到的任何工作指令。

这产生了非常不稳定的趋势，甚至更糟糕的数据分析。许多电机、轴承和减速器被错误诊断，浪费人工、材料和降低可靠性。管理仍然以让每个人都成为每个维护学科的专家为卖点。为了实现这一目标，他们计划一次派遣两名技术人员进行培训。幸运的是，前两个被送去振动以及被送去油分析培训的两个都对这个过程充满热情。

他们掌握了每个程序的所有权并取得了一些早期的成功，但没有人被允许成为专门的预测性维护技术；我们仍然让所有维护技术人员收集数据并进行分析。每当出现警报情况时，回复都是“换油”、“换电机”或“运行并观察它”。

当最初培训的两个人——一个油分析和一个振动——决定把事情掌握在自己手中时，改变就开始了。回想一下是什么让我们在管理层的背后这样做，它必须是对预测性维护过程的热情，或者可能只是逃避某些事情的快感。

一些最初接受过石油分析和振动培训的团队对这些项目失去了兴趣，因为管理层不打算投资所需的设备或全职人员参与该项目。即使在提出了一个展示了完整计划的所有好处和回报的提案之后，管理层仍然坚持他们的理念，即建立一个没有专家的完整跨工艺维护部门。

图 1. Clarion Boards 油房前照片

计划变更
另一种思路是慢慢来，通过结果说服管理层。使用的方法有点不同，需要一些风险，在管理层的背后，但他们鼓励我们成为一个自我指导的劳动力。我们工厂的所有技术人员都在轮班工作，轮班工作 12 小时。管理层每天都在工作，没有周末，这让我们不得不在晚上和周末管理自己。

这为我们提供了一个很好的机会，可以使用非传统方式设置我们的石油分析程序。我会尽快完成预定的工作，或者在我的班次中招募其他技术人员来帮助完成预定的工作，这样我就可以在每个班次上花一点时间来设置程序。我还自愿在停机日执行所有换油预防性维护 (PM) 任务。这让我有机会在我们所有的设备上设计和安装油采样口。

在这个过程中，我们得到了公司办公室的一些支持。我们开始向工业培训部门提问，这引起了对我们所做工作的一些兴趣，并向我们的主管询问了有关进度的问题。例如，他们想知道我们有多少个振动采样点，以及在油类分析设备上安装了多少个采样口。

当我的主管因为在设备中安装了 150 个采样端口而被人称赞时，他感到惊讶和困惑，想知道这是如何在他不知情的情况下实现的。在看到公司表现出的兴趣后，他开始将一些技术人员用于预测性维护过程。他遇到了我们过去（没有专家）遇到的工厂管理层同样的阻力，但由于公司施加了压力，他的提议得到了通过，并进行了一些更改。

我们工厂的经理商定的计划是一个为期三个月的三人团队白班工作，以建立和启动 PdM 计划。三个月后，另外三名技术人员将下班，他们将继续执行该计划。我们的整个维护人员将继续进行这种轮换。只有三个人申请了这个职位；其余的人都知道管理层这样做只是因为公司的压力，不会提供成功所需的计划支持。

在接受职位并听取规则和限制后，我们怀着一个目标开始制定计划——无论他们给我们带来什么障碍，我们都会成功。

我们立即被告知 PdM 计划将没有资金。我们不得不使用我们已有的设备和资源。我们的第一个目标是使用我们必须使用的工具来尽快展示成功。与石油供应商合作，该供应商为我们提供了免费的油检测（结果证明，这与我们支付的费用完全一样），我花时间完善数据收集流程。

保持样品清洁并迅速将它们送到实验室让我在大多数设备上都有一些稳定的趋势。让一个人收集所有数据给了我们一个更稳定的趋势，而不是让每个维护技术收集数据。在大多数设备上，除了实验室偏差——免费试油的东西，我都能得到一个很好的趋势。稍后我会讲到。

我的下一步是制定一份报告，我们可以在其中展示我们为公司取得的所有成功和节省。在估算节省的资金或避免的停机时间时，我使用了非常保守的数字。我会确保将报告发送给管理层以及维护和工艺技术人员。为了推广这个项目，我还把报告转发给了我们公司总部的工业培训中心，在他们的帮助下，我上了梯子。这给我们的工厂管理带来了一些问题，但它确保了我们的地位，因为他们无法证明关闭我们是合理的。

证明节省的最快捷方式之一是在我们的设备中安装如此多的采样端口带来的好处。每个减速器，从最大到最小，以及每个液压和润滑系统都安装了一个采样口。可以在设备运行时取样。我能够设置所有这些设备以进行基于条件的换油。我们大部分液压系统的 OEM 建议换油时间大约在同一时间完成。

使用实验室结果，我能够证明系统中的所有液压油都和新的一样好。这些系统的总油量超过 900 加仑。直到今天，启动 11 年后，我们仍在使用液压系统的原始填充物运行。第一年，根据状态更换机油使我们的机油消耗量减少了约 70%。

储油间变成了我的房间，因为没人想占有这个烂摊子。我们在工厂的一侧有一座单独的建筑物，专门用于储存我们的石油。这个房间变成了所有杂物的藏身之处。作为过程的一部分，我们的一些系统会产生大量被木纤维污染的废油。这些废物与其他废油一起在存储大楼中随处可见，还有我们用于填充系统的新油和容器。如果我想在油分析程序上取得任何成功，我就必须负责油室。

我们的一个姐妹工厂有一个储油系统，该系统由内置在一个漂亮的货架系统中的储油罐组成，该系统带有软管和泵，用于传输和保持油的清洁。我对这个系统的购买请求被拒绝了，所以我开始使用我们现有的东西，并利用 Noria 培训的一些想法，设计了我自己的存储系统。为我们的鼓架系统添加腿，我开始清理储油室。

我能够购买一个新的废油罐以及一些储物柜，并随着时间的推移购买了专用的油转移容器。成品油室（图 2）最终成为整个公司的标准，包括我们的姐妹工厂。他们不得不放弃他们花哨的存储系统，取而代之的是这个系统。

图 2. 控制后的油室

接下来，我将目光投向了改进抽样、测试和分析。我每个月要采集大约 100 个样品，以密切关注我们的设备并管理我们所有设备的基于状态的换油。这意味着我们将在大约五个月内用完免费样品。我预测了在一年中的其他七个月继续该计划的成本。

粒子计数测试不属于免费样品交易的一部分，并且此测试将被添加到所有样品的包装中。正如我之前提到的，我们与石油供应商提供的免费实验室服务完全物有所值。现在我们将不得不支付测试费用，前 500 个的颗粒计数以及之后所有样品的全价。我需要了解他们提供的实验室服务是否值得。

由一个人收集所有数据后，趋势开始趋于平稳，但有时我仍然看到测试结果到处都是。无法联系到实验室，只能通过我们的石油代表，我决定进行一个简单的测试，看看我们从实验室得到的结果有多可靠。从一桶新油中提取足够的油制成四个样品后，我将它们送到实验室进行测试。

在将油分成四瓶之前，我彻底搅拌了油。我得到的结果都是不同的。颗粒计数、粘度和添加剂结果随处可见。我在独立实验室的资格赛中进行了同样的测试。我选择了可​​重复性最好的实验室。

仍然没有可用的预算，我提出了一个建议，可以让我们进行一些内部测试，并以很少的投资支持一个独立的实验室。我比较了一个：

• 配备所有必要设备的完整内部实验室
• 一个独立的实验室负责所有的实验室工作
• 我们当前的系统预测我们将在一年中运行免费样品

结果证明这些都非常昂贵，并且都被管理层拒绝了。我开始寻找替代品。

精益设备
如果我能想出一种方法来进行一些内部测试，并且只使用外部实验室来处理非常关键和有问题的样本，我就会以更低的成本获得更多有用的数据。我为内部测试设备设定的标准是可重复性、易用性和快速执行测试的能力。可重复性将是最大的因素。必须知道每个测试都是准确的。我认为有效的内部程序需要进行的三项测试是粘度、粒子数和水。

粘度
粘度可以使用 visgage 来测量，visgage 是一种手持装置，带有两个管子，每个管子都包含一个钢球。其中一个管子充满了参考流体；另一个可以填充待测流体。倾斜量规使球到达一端后，将量规保持在 45 度角，直到其中一个球到达量规刻度的末端；另一个球将指示流体的粘度。

当向实验室发送样品时，我会使用面容并记录数据并将其与实验室的测试结果进行比较。稍微练习一下，我就惊讶于面相的准确程度。

图 3. 通过在线拍卖购买了两种面貌——一个以厘沲为单位，另一个以赛博尔特秒为单位。

补丁测试
在阅读了一篇关于补丁测试的文章后，我决定研究需要什么设备、测试的准确度以及结果是否可重复。我还需要一种方法来对补丁中查看的数据进行趋势分析。我在互联网上找到了一个显微镜，它有一个连接到个人电脑的数码相机。使用相机附件，我能够保存补丁图像并趋势任何变化。

我还发现需要顶灯来查看和识别贴片上的颗粒。沿着显微镜移动的小型手持磁铁会使黑色金属跳舞。使用顶部和底部的灯以及 100 倍或 400 倍镜片有助于识别磨损类型。

在测试样品之前，需要对其进行搅拌。我很早就发现，适当搅拌样品会对测试的准确性和可重复性产生很大影响。我为商用搅拌器定价，发现它们非常昂贵。我们的振动技术用废弃的减速机和旧电机制作了振动训练站。减速器的输出转得很慢，附上一个轮子来固定样品瓶；缓慢旋转搅动样品以及任何振动振荡器。

补丁测试成为我程序的支柱。我使用贴片来检查样品是否有污染、磨损碎片并进行基本的颗粒计数。使用数字图像来存储和趋势收集的数据可以更容易地检测设备状况的变化。如果观察到异常情况，则可以将样品送到实验室。由于斑贴测试使用的样本很少，因此仍有足够的样本送至实验室进行进一步测试和分析。

有补丁测试图集可用于帮助识别污染和磨损碎片。不同类型磨屑的实际图像可以帮助您识别在显微镜中看到的内容。为了感受估计流体的颗粒含量，我会将样品送到实验室，然后将我的估计值与实验室的实际值进行比较。

图 4.

我找到了两种制作补丁的方法。一种由漏斗形贴片支架组成，它利用重力或真空使液体流过贴片。这很有效，但有几个问题：时间、清理和曝光。

使用重力使流体通过贴片需要时间，并且非常依赖于将适量的稀释液添加到样品中，使其足够薄以通过贴片。在测试之间清洁漏斗不仅需要时间，而且如果留下任何残留物，还会影响下一个样品。倾倒、混合和样品暴露在空气中的时间会影响贴片结果。

第二种方法，使用带双向止回阀的注射器，解决了我在漏斗法中遇到的所有问题。使用双向止回阀，我可以吸取适量的油，然后在注射器中稀释流体，并将其推过贴片，同时尽量减少与大气的接触。除了使用相同的方法快速清除所有流体和污染物外，清洁注射器非常简单快捷。只需几分钟即可创建一个可供分析的补丁。

图 5。这个瓶子搅拌器是使用废弃零件在内部制造的。

水分测试
油中水的测试也可以在内部简单地完成。我在内部测试的系统中的水不像我送到实验室的那么重要。在正常负载下运行的小型减速机可以处理少量水分而不会带来太多麻烦。然而，为了确保湿度不是问题的可靠性检查，我使用裂纹测试。

将几滴油放在设置为合适温度的热板上，可以让您快速检查是否存在水。在热板上放置放大灯不仅可以保护您免受热油的伤害，还可以让您更好地观察测试。我还在我们关键设备的紧急测试中使用了它，以测试冷却水泄漏。

内部测试
一个典型的油样在采集后会经过以下步骤：

视觉测试： 看油的颜色和净度。为此，我只使用透明瓶子。我有一个新的油样架，用于比较和记录颜色的任何变化。透明度降低可能表明被水污染、磨损颗粒、污垢或加注错误。

气味测试： 这可以揭示污染、氧化和清漆问题。新油样品也可用于此项测试。

粘度： 使用粘度计测试粘度并记录数据。

裂纹测试： 将几滴从visgage滴到热板上并检查油中是否有水。

补丁测试： 制作补丁并进行分析。使用磁铁检查黑色金属，并记录颗粒的数量和大小。寻找并记录贴片上其他污染物的数量。将图像保存到数据库以进行趋势分析。

报告： 这可能是保持程序运行最重要的部分之一。报告发现和成功将引起对该计划的极大兴趣。保持报告简明扼要。通常只阅读报告的第一页，因此尽量将其保留在一页内并涵盖您的成功。我发现将报告发送给管理层进行处理有助于让每个人都知道该计划的成功。

重新开始
在一切正常并获得设备经验后不久，我们就被关闭了。市场问题导致停产，持续了 18 个月。当我们最终被卖掉时，一半的维修技术没有回来。 2004年9月，我们重新启动了工厂；直到今天，我们仍在努力为我们的维护部门重新配备人员。再次，我不得不开始过度宣传石油分析对管理层的重要性。

图 6. 贴片支架、二通阀和注射器，用于制作快速可靠的贴片

为这份工作找到合适的人是成功的关键。要使其在精益环境中工作，需要有人对油品分析过程具有奉献精神并充满热情。目前，我仍在寻找合适的人选来填补这个职位——愿意拥有油库所有权，负责设置采样、测试和报告的人，以及能够跳出框框思考的人。

图 7. 裂纹测试热板

关于作者：
Dave Lander 是位于宾夕法尼亚州 Lucinda 的 Clarion Boards Inc. 的机械维护主管。Dave 是宾夕法尼亚州西部小镇 Lucinda 的终身居民，该小镇位于硬木木材工业的中心。 Dave 在锯木厂工作了 22 年，他开始相信锯末是一种油添加剂。在过去的 12 年里，Clarion Boards 一直在面板产品行业生产中密度纤维板。他拥有国际机械润滑委员会颁发的机械润滑油分析师二级认证，并且是 ICML 试题委员会的志愿者。