MTBF – Mean Time Between Failures
Mittlere Zeit zwischen zwei Schäden
Welche Schäden sind zulässig erkennbar beherrschbar?
Mittlere Zeit zwischen zwei Schäden (MTBF), Normalverteilung, Wirksamkeit von Zustandsabhängiger Instandhaltung und Inspektion
Was ist zulässig
Diese Norm legt fest, welche Defekte zu tolerieren sind und welche Sie nicht entwickeln sollten.
Sie listet „Defektsymptome“ auf, die praktisch alle Defekte beschreiben, die an den Geräten einer Produktionsanlage auftreten.
Für die Schadensbilder sind hier (in Spalte (b) in Klammern) Bedingungen so spezifiziert, dass ihnen bestimmte Eigenschaften hinsichtlich ihrer Wahrscheinlichkeit, Zulässigkeit, Reaktion auf Wartung und Erkennbarkeit zugeordnet werden können. Diese Norm basiert auf der Analyse von mehreren 100.000 verschiedenen Schadensereignissen in Betrieben unterschiedlichster Art.
Dieser Standard stellt das Ergebnis der Analyse von mehreren hunderttausend Defekten dar, die in Industrieanlagen nahezu jeder Art auftreten.
Nr. | Schadensbild-Bezeichnung | Al- pha der Wei- bull Funk- tion |
Min TBF |
Min TBF |
Zuläs- sigkeits- klasse | Wartungs wirksamkeit | Beherrschbarkeit |
(a) | (b) | (c) | (d) | (e) | (f) | (g) | (h) |
01.1 |
Alterung (elektronisches Element) |
1,5 |
30 |
0,3 |
E |
nein |
nein |
01.2 |
Alterung (mechanisches mess-/regeltechnisches Element, Membran/Schlauch) |
3,0 |
10 |
1 |
E |
nein |
nein |
01.3 |
Alterung/Versprödung (Gummi/Kunststoff/Leder) |
3,0 |
10 |
1 |
E |
ja |
ja |
01.4 |
Alterung (chemisch/physikalisch von Auskleidung) |
2,0 |
30 |
1 |
E |
nein |
ja |
01.5 |
Alterung (Metall, thermisch |
3,0 |
3 |
1 |
M |
nein |
ja |
01.6 | Alterung (flüssiger Betriebsstoff: Kühl-, Schmier-, Hydraulik-, Wärme-/Kälteträger-) | 3,0 | 3 | 1 | M | nein | ja |
02.1 |
Auslösen/Ansprechen (mechanische Überlastsicherung) |
1,0 |
100 |
0 |
N |
nein |
nein |
02.2 |
Auslösen/Ansprechen (elektr. Schutz/Relais/Sicherung) |
1,0 |
100 |
0 |
N |
nein |
nein |
03.1 |
Blockieren/Festsitz/Fressen |
1,0 |
100 |
0 |
N |
ja |
nein |
04.1 |
Bruch/Riss/Anriss (ausser von |
1,0 |
1.000 |
0 |
N |
nein |
nein |
05.1 |
Erosion/Auswaschung durch |
3,0 |
10 |
3 |
E |
nein |
ja |
06.1 |
Isolations-Durchschlag Kurzschluss (elektrische Leitung) |
1,0 |
1.000 |
0 |
N |
nein |
nein |
06.2 |
Isolations-Durchschlag Kurzschluss (elektrische Wicklung) |
1,0 |
300 |
0 |
N |
ja |
nein |
07.1 |
Kennlinien-Abweichung an |
2,0 |
10 |
0,3 |
E |
nein |
ja |
08.1 |
Kontakt-Schaden (Messwertgeber, der Produkt berührt) |
1,5 |
3 |
0,03 |
M |
nein |
ja |
08.2 |
Kontakt-Schaden (Gleitkontakt: |
3,0 |
3 |
1 |
M |
nein |
ja |
08.3 |
Kontakt-Schaden (Niederspannungs-Schaltkontakt mit |
1,5 |
30 |
1 |
E |
nein |
nein |
08.4 |
Kontakt-Schaden (Niederspannungs-Schaltkontakt mit |
2,0 |
10 |
1 |
E |
nein |
nein |
08.5 |
Kontakt-Schaden (Leistungsschalter für Mittel-/Hochspannung) |
3,0 |
10 |
3 |
E |
nein |
ja |
08.6 |
Kontakt-Schaden (Mittel-/Hochspannung, ausser Leistungsschalter) |
1,5 |
100 |
1 |
N |
nein |
ja |
09.1 |
Korrosion/Rost/Oxidation (Innenfläche, |
2,0 |
30 |
1 |
E |
nein |
ja |
09.2 |
Korrosion/Rost/Oxidation (Aussenfläche, |
2,0 |
30 |
3 |
E |
ja |
ja |
09.3 |
Korrosion/Rost/Oxidation (Innenfläche, korrosionsbeständiger Werkstoff) |
3,0 |
100 |
30 |
N |
nein |
ja |
10.1 |
Lampenschaden an Leuchtelement |
3,0 |
3 |
1 |
M |
nein |
nein |
11.1 |
Leiter-Bruch/Unterbrechung |
1,5 |
1.000 |
1 |
N |
nein |
nein |
11.2 |
Leiter-Bruch/Unterbrechung (bewegter elektrischer Leiter) |
1,5 |
100 |
1 |
N |
nein |
nein |
12.1 |
Lockerung/Wackelkontakt (elektrischer Leiteranschluss) |
1,5 |
1.000 |
1 |
N |
nein |
ja |
12.2 |
Lockerung (mechanisches Befestigungs-Element) |
1,5 |
1.000 |
1 |
N |
nein |
ja |
13.1 |
Undichtigkeit (bewegte Dichtung: Ventil/Kolben/Welle/ Achse) |
2,0 |
10 |
0,3 |
E |
ja |
ja |
13.2 |
Undichtigkeit (unbewegte Dichtung: Flansch/Leitung) |
1,5 |
100 |
1 |
N |
nein |
ja |
14.1 |
Verformung/Verbiegen von Maschinenelement; „Setzen“ von |
1,0 |
1.000 |
0 |
N |
nein |
ja |
15.1 |
Verlagerung von Maschinenteil; |
1,0 |
1.000 |
0 |
N |
nein |
ja |
16.1 |
Verlust von Hilfsstoff (planmässig erforderlicher Verbrauch von Kühlmittel/Schmierstoff/ |
3,0 |
0,03 |
0,01 |
M |
nein |
ja |
16.2 |
Verlust von Hilfsstoff ( nicht |
3,0 |
1 |
0,3 |
M |
nein |
ja |
17.1 |
Verschleiss (Gleitlager/Scharnier/Gelenk/Zahn- |
2,0 |
30 |
1 |
E |
ja |
ja |
17.2 |
Verschleiss (Wälzlager: |
1,5 |
300 |
1 |
N |
ja |
nein |
17.3 |
Verschleiss (Führung/Aufnahme/ Transportelement/ Lauffläche durch Berührung mit Vormaterial/Produkt/ Laufflächenpartner oder mit Nicht-Anlagenteil, wie Rohstoff/ Produkt/Umgebung) |
2,0 |
3 |
0,1 |
M |
nein |
ja |
17.4 |
Verschleiss (ungeschmiertes, sich planmäßig aufeinander bewegendes Maschinenelement; Hülltrieb, d.h.Riemen/Seil/Kette) |
3,0 |
3 |
1 |
M |
nein |
ja |
17.5 |
Verschleiss (Reibbelag: Bremse/Kupplung) |
3,0 |
3 |
1 |
M |
nein |
ja |
18.1 |
Verstopfung/Hemmung (durch |
1,0 |
10 |
0 |
E |
nein |
ja |
18.2 |
Verstopfung (durch Hilfsstoff in durchströmter Leitung) |
1,0 |
1.000 |
0 |
N |
nein |
ja |
18.3 |
Verstopfung (nicht durchströmte |
1,0 |
10 |
0 |
E |
nein |
nein |
19.1 |
Verunreinigung/Ablagerung |
3,0 |
0,3 |
0,1 |
M |
nein |
ja |
Erläuterungen:
„Schadensbild“ beschreibt das Aussehen eines Schadens, nicht seine Ursache.
Spalte (a): Eine gleiche Zahl vor dem Trennungspunkt ist allen Schadensbildern gemeinsam, die das gleiche Aussehen besitzen; mit der hinter dem Trennungspunkt stehenden Zahl werden Schadensbilder voneinander unterschieden, welche voneinander abweichende sonstige Merkmale der Spalten ( c) bis (g) aufweisen.
Spalte (b): Beschreibung des Schadensbildes. Unterscheidungsmerkmale stehen in Klammern.
Spalte ( c): Konstante in der Weibull-Verteilung, die die Form der Häufigkeitsverteilung beeinflusst. Es markieren: „1“ reine Zufallsverteilung; „1,5“ logarithmische (unsymmetrische) Normalverteilung; „2“ und „>2“ symmetrische (Gauss’sche) Normalverteilung, die umso enger wird, je grösser Alpha.
Spalte (d): Statistischer Wert. Er ergibt sich, wenn geteilt wird die Gesamtzahl der im Betrieb eingesetzten Elemente, an denen dieses Schadensbild vorkommen könnte, durch die Anzahl der je Jahr tatsächlich hieran eingetretenen Schäden mit diesem Schadensbild. Wird auch „MZZS“ genannt.
Spalte (e): Statistischer Wert. Zeitspanne, bis zu deren Ablauf 10% aller Elemente, an denen dieser Schaden auftreten könnte, bereits hiervon befallen sind.
Spalte (f): Ergibt sich aus Spalte ( c). „M“ (mehrmals) wenn MZZS 9 Jahre oder kürzer (diese Schäden müssen Sie akzeptieren); „E“ (einmal) wenn MZZS 9 bis 30 Jahre (diese Schäden dürften höchstens alle 10 Jahre einmal auftreten, in Ihrer Beobachtungszeit sich also eigentlich nicht wiederholen), „N“ (nie) wenn MZZS länger als 30 Jahre (diese Schäden dürfen überhaupt nicht auftreten; merzen Sie sie aus).
Spalte (g): „ja“ bedeutet: Bei mehr als 50% aller Elemente, an denen dieses Schadensbild auftreten könnte, würde er häufiger auftreten, wenn diese Elemente nicht gereinigt, geschmiert, imprägniert und/oder konserviert würden.
Spalte (h): „ja“ bedeutet: Bei mehr als 50% aller Elemente, an denen dieses Schadensbild auftreten könnte, könnte man den Schaden mit periodischen Inspektionen so rechtzeitig erkennen (und anschließend beheben), dass keine Störung aufzutreten brauchte (diese Schäden dürfen zukünftig keine Störungen mehr auslösen).
Ist diese Schadensnorm universell anwendbar?
Manche bezweifeln zunächst, dass eine solche Norm gleichermassen für alle Betriebe und Prozesse gilt.
Die einzige Ausnahme sind aber Anlagen, die von vorn herein für eine Nutzungsdauer von wesentlich weniger als zehn Jahre ausgelegt sind und deren Elemente entsprechend spezifisch höher beansprucht sind.