Обзор
Каждый год предприятие Essity в Лилла-Эдет производит около 100 000 тонн туалетной бумаги и бумажных полотенцев категории «Away From Home» (вне дома). Чтобы гарантировать точное соответствие всех свойств бумаги техническим условиям, влажность и масса волокна производимой бумаги измеряются непрерывно.
Измерения выполняются как вручную — четыре раза за смену оператором машины, который оценивает образцы бумаги в собственной лаборатории комбината, — так и автоматически в режиме онлайн с помощью измерительных сканеров, установленных на бумагоделательных машинах. В каждом сканере имеются измерительные датчики, которые регистрируют около 600 точек измерения при каждом проходе бумажного полотна, что обеспечивает оператору постоянный контроль необходимых свойств производимой бумаги.
«Учитывая, что PM8 производит бумагу со скоростью 1800 метров в минуту при ширине почти 4 метра, отклонение между запланированным весом и фактическим выходом всего на 0,1 г/м² может иметь очень большое значение как с точки зрения расхода волокна, так и качества бумаги», — говорит Микаэль Петтерссон, инженер-технолог компании Essity в Лилла-Эдет. «В конечном итоге эти отклонения могут неблагоприятно повлиять на экономику и рентабельность».
PM8 — одна из трех бумагоделательных машин на комбинате, и каждая машина оснащена сканером ABB. Оборудование было установлено в 1990-х годах и работало очень хорошо; однако прометий, который в ту эпоху был стандартным материалом для датчиков, представляет собой слабо радиоактивный материал. Его характеристики со временем ухудшаются, и с ним связаны другие проблемы.
«Наличие источника радиации на территории, конечно, является недостатком. Мы должны соблюдать различные правила техники безопасности в отношении обращения и хранения, такие как наличие сотрудника по радиационной защите, отчетность перед Управлением радиационной защиты, кроме того, источник радиации влечет за собой дополнительные расходы как на обращение, так и на утилизацию. Избавление от источников радиации дает нам огромные преимущества, не в последнюю очередь с точки зрения рабочей среды. Раньше я занимался обслуживанием датчиков, и мне никогда не было приятно демонтировать оборудование, зная, что внутри него находится источник радиации», — говорит Микаэль Петтерссон.
Заменить, использовать повторно и удалить
Кроме того, прометий, как и все радиоактивные материалы, имеет период полураспада, что означает постепенное снижение интенсивности, и в конце концов он перестанет работать достаточно хорошо для измерений и потребует замены. В 2015 году это произошло на одной из бумагоделательных машин в Лилла-Эдет как раз в период подготовки к технической модернизации измерительного сканера машины PM8. Ханс Стенберг, менеджер по работе с клиентами ABB в Лилла-Эдет, тогда предложил установить на PM8 новый инфракрасный (ИК) датчик ABB HPIR-FW, а затем перенести существующий на этой машине датчик, который был более новым, на машину с самым старым датчиком.
Это простое решение имело несколько преимуществ: два датчика можно было заменить одним; один источник радиации был бы ликвидирован за счет внедрения инфракрасной технологии, в то время как на другой машине появился бы модернизированный сканер.
До модернизации измерительного сканера PM8 измерительная головка содержала один датчик влажности и один датчик массы для определения как влажности, так и массы волокна. Новый ИК-датчик HPIR-FW заменяет оба датчика, так как представляет собой комбинированный датчик, измеряющий одновременно и влажность, и массу волокна. Датчик совместим с новейшей технологией ABB Network Platform и не требует ничего, кроме уже запланированного обновления электроники существующего измерительного сканера. Ни измерительный сканер, ни измерительная головка не подлежат замене, что экономит время, ресурсы и бережет окружающую среду.
Может ли это сработать?
Тем не менее, технология измерения массы волокна на основе инфракрасного излучения является относительно новой, что вызывало у операторов бумажной фабрики определенные сомнения по поводу предложения. Может ли это сработать? Будут ли измерения и результаты такими же точными, как им необходимо? «Поскольку мы зависим от предельной точности измерений, очевидно, что мы скептически относимся к новым методам измерения и не принимаем их сразу, без предварительной уверенности в том, что они работают», — говорит Микаэль Петтерссон.
Ханс Стенберг понял эти сомнения и выдвинул другое предложение: вместо немедленной замены датчика на базе прометия во время периода испытаний новый ИК-датчик можно установить параллельно со старым датчиком массы. Таким образом, в Лилла-Эдет могли бы сравнить результаты и оценить точность нового ИК-датчика без риска для качества своей продукции. Микаэль Петтерссон и его коллеги сочли это решение очень хорошим.
В декабре 2015 года во время запланированной остановки на техническое обслуживание и модернизации измерительного сканера PM8 новый датчик был установлен в измерительную головку вместе со старым датчиком массы. Два датчика работали параллельно в течение трех месяцев, и оценка результатов измерений показала, что надежность нового датчика оказалась по меньшей мере не хуже старого. Следовательно, после периода испытаний старый датчик был демонтирован из более старого измерительного сканера PM8 и вместо этого установлен в сканер с истекающим сроком службы источника излучения на другой бумагоделательной машине.
Микаэль Петтерссон очень доволен этим решением. «Мы имеем ту же надежность, что и раньше, мы можем продолжать работу в обычном режиме и без дополнительной работы, которую влечет за собой источник радиации».
Поскольку замена подразумевала замену двух датчиков одним, обслуживание также стало проще. Кроме того, новый датчик охлаждается воздухом, в то время как для старого датчика требовалась система водяного охлаждения, что всегда сопряжено с определенным риском при наличии электрических компонентов. «Нам не нужно обслуживать систему охлаждения, и чем меньше вещей нам нужно рядом с бумагоделательными машинами, тем лучше», — говорит Микаэль Петтерссон.
Теперь, когда инфракрасная технология доказала свою эффективность на PM8, эта более новая технология станет предпочтительным вариантом, когда Лилла-Эдет потребуется модернизировать остальные датчики в будущем. «Тогда мы полностью избавимся от источников радиации и освободимся от дополнительных затрат, работы и рисков, связанных с ними», — сказал Микаэль Петтерссон. «Мы сможем сделать это, сохраняя уверенность в том, что результаты измерений будут такими же надежными, как и раньше».
Что было сделано
Датчик влажности Hemi+ и датчик волокна STLP были заменены на ИК-датчик HPIR-FW на машине PM8 бумажной фабрики в Лилла-Эдет. Новый датчик заменяет оба старых датчика и установлен в существующую измерительную головку. Чтобы оценить технологию, новый датчик сравнивали с уже установленным в течение трех месяцев — испытание, которое на 100 процентов подтвердило надежность нового датчика.
