Jarrod Potteiger Descase LE

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Designing Your C Contamination i i Control C l Program Jarrod Potteiger Des-Case Corporation

What Causes Machines to Fail? Loss of Usefulness 15% 15%

Surface Degradation Obsolescence

70%

Accidents

70% of loss of machine life is due to loss of surface material

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Slide CCT 3 

What Causes Machines to Fail? Mechanical Wear Breakdown Corrosive Wear

Mechanical Wear h l

21%

79%

Ref: MIT, E. Rabinowicz Ref: MIT E Rabinowicz

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Slide CCT 4 

What Causes Machines to Wear? Primary Wear Mechanisms

66%

12%

8%

8%

3 body Abrasion Adhesion y

Erosion

Fatigue g

4% Other

2% Frettingg

82% of mechanical wear is caused by particle contamination 4 © 2010 Des‐Case Corp.

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Contamination Control Gets Results • Nippon Steel reduces hydraulic pump replacements by 80%  and bearing failures by 50% with contamination control. • Kawasaki Steel eliminates 96% of hydraulic component  failure with offline filtration. • Port of Tacoma extends engine life by 300% with improved  fil i filtration practices. i • GM / SAE study shows 8x engine life improvement with  5 micron filtration when compared to 40 micron filtration 5‐micron filtration when compared to 40‐micron filtration The primary action taken in all of these cases was the use of  high‐quality filters and breathers. 5 © 2010 Des‐Case Corp.

Slide CCT ? 

Contamination Control

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Slide CCT 39

Common Sources of Contamination • • • •

New Oil:  New oil is typically far too dirty to meet  common machine cleanliness targets. Ambient Air: All sumps breath. This is a primary  source for particles and moisture. Built In: Poor maintenance practices and part  management lead to gross oil contamination. Machine Born: Wear debris is also contamination.

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Slide CCT 41

Common Effects of Contamination Damage Caused by  Direct Machine  C t i Contaminant t Type T W Wear

Particle  Contamination

Moisture  Contamination

Damage to  L bi t Lubricant

Indirect Damage

Abrasion Erosion Fatigue Valve stiction (silt  lock)

Oxidation Particle scrubbing Viscosity increase

Varnish/deposits Corrosive attack Increased aeration

Corrosion Cavitation erosion

Oxidation Hydrolisis Water washing Viscosity increase

Varnish/deposits Corrosive attack Increase aeration Exacerbates all wear  mechanisms due to  loss of film strength

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Contamination Control Strategy Set Targets

1 Take Action

2 Measure Results

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How Clean / Dry Should Oil Be? Particle Level Target

Moisture Level Target

With servo valves

15/13/11

125 ppm

With proportional  valves

16/14/12

150 ppm

Variable volume piston pump

17/15/12

150 ppm

With cartridge valves or  fixed piston pump

17/16/13

150 ppm

With vane pump

18/16/14

150 ppm

Gearbox

19/16/13 9/ 6/ 3

300 ppm 300 ppm

Paper Machine

18/14/11

200 ppm

Steam Turbine

18/14/11

100 ppm

Pumps

17/14/12

150 ppm

Machine Type

Hydraulics H d li 1500‐ 2500psi

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ISO Cleanliness Codes The ISO contamination code  states the average concentration  in particles per mL for particles  in particles per mL for particles in the following sizes: 4 micron and larger 6 micron and larger 14 micron and larger l Example: 18/16/13 Example:  18/16/13

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The ISO code describes the  averag Dirt in 55 gallon (208 Liter) drum  of oil = ISO 18/16/13 of oil = ISO 18/16/13 = ½ Teaspoon

Contamination Control Methods • Contamination Exclusion Contamination Exclusion Filter new oil Use good, quality breathers Use sound application methods Use sound application methods Upgrade seals Use hydraulic cylinder rod boots Utilize non invasive inspection / Utilize non‐invasive inspection /  sampling methods – Use sound flushing practice for new  or recently serviced equipment or recently serviced equipment – Practice good parts management – – – – – –

• Contamination Removal Contamination Removal • • • • • • • • • •

Upgrade system filters Permanent offline filtration Portable offline filtration offline filtration Vacuum dehydration Centrifugal separators W t Water‐absorbing filters b bi filt Coalescing filters Air stripping El t t ti / BCA filters Electrostatic / BCA filt System flushing

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Head Space Management The best way to prevent  airborne contamination in  the average system is the use  of high‐quality breathers  with fine mechanical  filtration as well as moisture  removal capabilities removal capabilities. Hybrid breathers are  typically the best typically the best  value for systems  that do not undergo  significant  volumetric change. 13 © 2010 Des‐Case Corp.

Cost Effective Contamination Removal

Offline filtration,  whether portable or whether portable or  permanent, is the  most cost‐effective  way to remove  particles and achieve  a high level of  cleanliness.

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How Good Are Your Filters?

The Beta Rating is the ratio of particles, at a  The Beta Rating is the ratio of particles, at a given size, upstream of the filter vs. downstream  of the filter.

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How Do We Achieve Targets?

Old

New

Add permanent or  portable offline  filtration

Replace traditional breather  Replace traditional breather with high‐quality desiccant  breathers

Filter new oil

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Storage, Handling and  Application of New Oil f

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Oil Storage and Dispensing Essential Components for  World‐Class World Class Storage and  Storage and Dispensation Systems Separate fluid handling for each product fl d h dl f h d Filtration, filtration, filtration Quality tank breathers Product tagging to prevent cross‐contamination i i Climate control Quality assurance procedures including new oil testing

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Bulk Storage

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Intermediate Bulk Containers

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World‐Class Application Methods Not only should new oil be filtered before  use, it must also be delivered and applied to  machinery in a way that prevents further machinery in a way that prevents further  contamination.

When possible, oil should be  applied directly to the machine  sump via filter cart. Additionally,  the sump should be fitted with the sump should be fitted with  quick‐connect fittings to facilitate  the contamination‐free transfer. Lubricant top‐up containers  should be plastic, sealable,  marked for product type and  stored in a clean environment. stored in a clean environment.

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Drum Dispensing

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Top Up Containers High‐Quality Top‐Up  High‐Quality Top‐Up Containers Should Be: Made of plastic Marked for product type Sealable Cleaned periodically Filled with pre‐filtered oil Stored off the floor in a reasonably  Stored off the floor in a reasonably clean manner

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Measuring Contamination Important Things to  Important Things to Remember Reliable particle counts require good  sampling Make sure the test methods are appropriate  Make sure the test methods are appropriate relative to the targets Targets are never set in stone

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Effective Contamination Control D l th P Develop the Process Measure Correctly Review / Refine Targets and Methods Measure the Results

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Questions

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