Využitie váh a vážiacich systémov v priemyselnej praxi (7)

V minulých častiach seriálu sme opísali proces kalibrácie, úradného overenia a princípov váženia. Siedme pokračovanie bude venované potrebe servisu a možným následkom pri jeho zanedbaní.
Využitie váh a vážiacich systémov v priemyselnej praxi (7)

Technický stav a metrologické parametre pracovných meradiel, ich udržiavanie, sledovanie, opravy, nastavovanie a podobne sú plne v kompetencii používateľa. Pri určených meradlách je pripomienkou minimálnych požiadaviek na používateľa zákon. Začnime tým, že na základe platných zákonov Slovenskej republiky je používateľ určeného meradla povinný udržiavať ho v náležitom technickom stave tak, aby počas zákonom stanovenej periódy (pri váhach NAWI sú to často dva roky) platnosti úradného overenia bola váha spôsobilá prevádzky. To sa dá docieliť tým, že pred každým úradným overením (ktoré si používateľ zabezpečuje sám) si používateľ meradla objedná kvalifikovaný/autorizovaný servis. Tým, že sa na váhach bude pravidelne vykonávať servis, predĺži sa životnosť váhy a zároveň servisná organizácia nastaví váhu tak, aby si minimálne počas dvoch rokov držala potrebné a zákonom požadované parametre.

Montáž a opravy určených meradiel smú podľa zákona o metrológii vykonávať len registrované osoby, t. j. organizácie, ktoré na tieto činnosti registruje Úrad pre normalizáciu, metrológiu a skúšobníctvo. Registrované osoby sú organizácie, ktoré musia disponovať technickým aj vedomostným kapitálom potrebným na kvalifikovaný výkon týchto služieb. Postup servisu a údržby nie je pri všetkých váhach rovnaký. Opíšme si, aké činnosti sa vykonávajú pri niektorých druhoch váh. Servisná prehliadka bude zvyčajne pozostávať z nasledujúcich úloh.

Analytické váhy

1. Základné vyčistenie aktívnych prvkov váhy a vonkajšia kontrola

Pri základnom vyčistení sa servisná organizácia zameria na vonkajšie znečistenie. Nečistota môže brániť meracím prvkom v pohybe a tým spôsobiť nepresnosti pri vážení. Ďalej sa kontrolujú mechanické prvky, ako je samotná konštrukcia, displej, klávesnica, napájací kábel, konektory a pod. Nemenej dôležitý je stav výrobného štítka a overovacích a zabezpečovacích značiek, ktoré musia byť neporušené a čitateľné. Súčasťou vonkajšej obhliadky je aj porovnanie danej váhy so schváleným typom uvedeným na výrobnom štítku. Registrovaná osoba vie skontrolovať súlad s príslušným certifikátom. Zároveň treba skontrolovať, či používateľ nevykonal na váhe úpravy, ktoré by boli v rozpore s typovým schválením a ktoré by mali vplyv na váženie ako také. Posledným krokom tohto bodu je nastavenie zariadenia do vodováhy pomocou nastavovacích nožičiek a malej vodováhy. Po takejto kontrole a vyčistení nasleduje bod 2.

2. Justáž interného závažia

Pri analytických váhach, ktoré sú vybavené internou justážou, treba nastaviť aj parameter hodnoty interného závažia. Toto závažie slúži na nastavenie váhy bez porušenia jej metrologického zabezpečenia. Zostava sa skladá z teplotného snímača (ktorý meria teplotu, pri ktorej je váha zapnutá), motorčeka (ktorý kladie a dvíha interné závažie) a samotného interného závažia.

Princíp fungovania vnútornej justáže je založený na tom, že keď príde k zmene vonkajšej pracovnej teploty (o nastavený rozdiel oproti poslednej zaznamenanej hodnote), zaznamená ju teplotný senzor a pomocou motorčeka a mechanického prvku položí interné závažie na váhový snímač. Zároveň sa aktivuje program internej justáže a nameraná hodnota sa zapíše do váhy. Tým sa váha nastaví do východiskovej metrologickej pozície, aká bola pri úradnom overení. Analytické váhy mávajú zobrazovaný dielik d o niekoľko rádov nižší (presnejší), ako je dielik overovací e (napríklad overovací dielik e = 1 mg, ale zobrazovací dielik d = 0,01 mg). Preto je potrebné, aby mali takéto presné váhy práve internú justáž nastavenú na 100 %.

3. Justáž váhy

Pri justáži sa váha nastavuje tak, aby vyhovovala metrologickým požiadavkám príslušnej normy pre danú triedu presnosti váh. Kontroluje sa opakovateľnosť, excentricita, skúška správnosti zaťaženia od minima po maximálnu záťaž. Jednotlivé skúšky sa vykonávajú samostatne. Opakovateľnosť je, zjednodušene povedané, schopnosť váhy reprodukovať rovnaký výsledok pri rovnakom zaťažení. Skúškou excentricity sa zisťuje, či váha vyhodnocuje hmotnosť bremena rovnako pri rovnakej záťaži, avšak umiestnenej na rôzne miesta vážiacej plochy. Skúška presnosti je skôr testom „nepresnosti“ alebo chyby váhy (už sa to spomínalo v predošlých článkoch). Pre jednotlivé druhy skúšok sú stanovené postupy ich realizácie a vyhodnotenia.

Pre predstavu uvádzame na obr. 31 rozdiel medzi pojmom presnosť a opakovateľnosť.

Na nastavovanie váh sa používa závažie s príslušnou presnosťou v závislosti od triedy presnosti váhy.

najväčšie dovolené chyby zaťaženie m vyjadrené počtom overovacích dielikov e

Trieda I. a II. Trieda III. Trieda IIII.
+0,5 e 0 ≤ m < 5 000 0 ≤ m ≤ 500 0 ≤ m ≤ 50
+1 e 5 000 ≤ m ≤ 20 000 500 < m ≤ 2 000 50 < m ≤ 200
+1,5 e 20 000 ≤ m ≤ 100 000 2 000 < m ≤ 10 000 200 < m ≤ 1 000

V tab. 1 sú najväčšie dovolené chyby pre jednotlivé triedy presnosti váh.

4. Kontrola umiestnenia váhy

Často sa stáva, že pri obstaraní novej váhy ešte používateľ nevie, kde presne bude umiestnená. Keď sa dostaneme k váhe po jednom či dvoch rokoch, laboratórium je už plne vybavené a s váhou susedia rôzne iné zariadenia. Pri servisnej prehliadke môže servisná organizácia skontrolovať, či je umiestnenie váhy vhodné na jej prevádzku. Pri analytických váhach sa kladie veľký dôraz na to, aby bola váha na pevnom a odpruženom laboratórnom stole v klimatizovanom priestore, kde na ňu nepôsobí magnetické pole.

Presné váhy so snímačom s elektromagnetickou kompenzáciou

Tento druh váh má rovnaké požiadavky na servisnú prehliadku ako analytické váhy. Rozdiel je len v tom, že už nejde o váhy s malou váživosťou, ale váživosť môže byť napríklad aj 300 kg. Pri servisnej prehliadke sa vykonáva toto:

1. základné vyčistenie aktívnych prvkov váhy,

2. justáž interného závažia,

3. justáž váhy,

4. kontrola vhodnosti umiestnenia váhy.

Pre oba spomínané druhy váh (analytické aj presné s technológiou EMC) platí, že ich treba pred servisnou kontrolou aj samotným úradným overením nechať minimálne 12, ideálne 24 hodín zapnuté. Docieli sa tým teplotná stálosť, ktorá je pre ich správnu funkčnosť a presnosť veľmi dôležitá a na ktorú sú tieto váhy citlivé.

Presné váhy s tenzometrom a kapacitou do 300 kg

Pri tejto kategórii váh je vyhodnocovacím prvkom tenzometrický snímač. Váhy mávajú jeden alebo viac snímačov zaťaženia v závislosti od typu konštrukcie, aplikácie či váživosti. Tieto váhy, na rozdiel od analytických, nemajú vnútorné závažia. Justáž sa vykonáva externým závažím.

Servisná organizácia pri kontrole zvyčajne vykonáva nasledujúce činnosti:

1. základné vyčistenie aktívnych prvkov váhy a vonkajšia kontrola,

2. justáž váhy,

3. kontrola vhodnosti umiestnenia váhy.

Plošinové váhy s kapacitou do 6 ton

Servisná kontrola máva podobný priebeh ako pri predošlej skupine váh. Váhy s vyššou váživosťou bývajú zabudované do podlahy alebo majú nainštalované nábehové rampy na manipuláciu s tovarom s manipulačnou technikou. V prevádzkach, kde je vysoká prašnosť alebo kde sa môžu do konštrukcie váh ľahko dostať nečistoty, je údržba a pravidelné čistenie absolútne nevyhnutnou dennou činnosťou. Zaseknutý kameň medzi rám inštalačnej jamy a samotnú konštrukciu mostíka váhy znemožní alebo veľmi ovplyvní meranie. Justáž váh s vysokou kapacitou je finančne aj fyzicky náročná. Preto je dôležité venovať náležitú pozornosť aj vnútornej prevádzkovej kontrole váh, ktorú môže vykonávať samotná obsluha s bremenom so známou hmotnosťou, a tak sledovať funkčnosť váhy.

Dynamické kontrolné váhy

1. Kontrola mechanických častí váhy

Konštrukcia dynamických váh je viac namáhaná ako pri váhach statických. Preto sa kontrola váhového systému začína prehliadkou mechanických častí. Kontroluje sa opotrebenie ozubených remeňov a dopravných pásov, pevnosť a tvar konštrukcie a pod. Pri rozobratí jednotlivých mechanických dielov, ich čistení a opätovnom skladaní sa treba zamerať na vyváženie hnaných a hnacích valcov. Ich opotrebenie alebo poškodenie spôsobí nerovnováhu a následne negatívne ovplyvní opakovateľnosť merania.

Pre správnu funkčnosť váh je opäť dôležitá vodorovná poloha. Váhy sú vybavené nastaviteľnými nožičkami. Ich krútením nastavíme meradlo do správnej polohy podľa vodováhy.

Po vyčistení a vonkajšej kontrole príde na rad testovanie správnosti vyraďovania. Spolu s obsluhou sa kontrolujú požadované používateľské nastavenia a správnosť činnosti váhy.

2. Kontrola statického váženia

Dynamické váhy (AWI) sa na rozdiel od statických (NAWI) váh kontrolujú v statickom aj dynamickom režime. Základné nastavenia sa vykonávajú práve staticky podobne ako pri váhach NAWI. Kontroluje sa opakovateľnosť a excentrické zaťaženie a vykonáva sa skúška správnosti záťažou až do maxima. Metrologické požiadavky sú rovnaké ako váhach NAWI. Po tejto kontrole a prípadnej justáži sa pristupuje k ďalšiemu kroku, a to ku kontrole v móde AWI.

3. Kontrola dynamického váženia

Podstatou tejto skúšky je, aby sa potvrdilo, či je hmotnosť nameraná v statickom móde identická s hmotnosťou nameranou v dynamickom móde. Dynamická skúška opakovateľnosti sa vykonáva tak, že ten istý výrobok prechádza cez váhu niekoľkokrát (počet skúšobných vážení je zobrazený v tabuľke nižšie) a vyhodnocuje sa smerodajná odchýlka. Aby bola skúška čo najefektívnejšia, je dôležité kontrolovať správnosť merania v rôznych bodoch váživosti, t. j. opakovať merania s výrobkami s rôznou hmotnosťou, aby sa preverili vlastnosti v spodnej, strednej aj hornej časti meracieho rozsahu. Tento rozsah je uvedený na metrologickom štítku váhy spolu s rozsahom rýchlosti dopravných pásov.

trieda hmotnosť zaťaženia počet skúšobných vážení
X m ≤ 1 kg 60
1 kg < m ≤ 10 kg 30
10 kg < m ≤ 20 kg 20
20 kg < m 10
Y minimálne 10 pre každé zaťaženie (dávku)

Tab. 2 Tabuľka počtu skúšobných vážení

Postupy údržby a servisnej kontroly sa môžu líšiť v závislosti od poskytovateľa služby, ako aj odporúčania výrobcu meradla. Je dôležité, aby používateľ dbal na čistotu, technický stav aj udržateľnosť metrologických parametrov svojej váhy. Opravy, montáže a nastavenia váh smú vykonávať len registrované osoby, ktoré majú na túto činnosť potrebné vybavenie a vedomosti. Po porušení overovacích značiek pri servise je servisná organizácia povinná meradlo zabezpečiť svojou značkou. Jej platnosť je 30 dní. V tomto čase je používateľ povinný v zmysle zákona zabezpečiť následné overenie opraveného meradla v organizácii, ktorá je na túto činnosť spôsobilá. V SR máme momentálne na overovanie váh dve organizácie, a to Slovenský metrologický ústav a Slovenskú legálnu metrológiu.

Váhy aj iné zariadenia, ktoré sa bežne pravidelne používajú (napríklad autá), vyžadujú pravidelné servisné prehliadky. Týmito prehliadkami sa predlžuje ich životnosť, usporia sa prostriedky na zbytočné opravy, zabezpečí sa udržiavanie kvality výroby a predíde sa nespokojnosti klientov z dôvodu nesprávneho merania.

Marek Kirsch
ScaleTech s.r.o.

Katarína Surmíková Tatranská, MBA
ktatranska@libra-vahy.sk

Únia váharov SR
www.uniavaharov.sk