Il monitoraggio degli impianti

Ogni impianto presenta delle variazioni nel tempo di certe grandezze fisiche che, se monitorate con metodo, possono fungere da indicatori di malfunzionamenti. Una corretta attività di manutenzione, oggi, scaturisce da un compromesso: da un lato, è necessario prevenire rotture improvvise di componenti e attrezzature, che potrebbero causare un fermo impianto indesiderato, dall’altro, è necessario, per ovvi motivi economici, sfruttare il più possibile la durata di vita attesa dei componenti stessi.

TP_2011_06Oggi, tuttavia, trovare la soluzione ottimale fra queste due esigenze è possibile, poiché il mercato mette a disposizione un gran numero di strumenti, capaci di captare i “sintomi” dell’imminente cedimento di un componente, permettendo così di intervenire in modo programmato per la sua sostituzione.

Un impianto, infatti, manda dei veri e propri segnali, quali rumori, vibrazioni, sviluppo eccessivo di calore, assorbimenti di potenza anomali, alterazioni di velocità e numeri di giri e così via, che, se adeguatamente letti e interpretati, possono fornire un quadro delle condizioni generali di operatività dell’impianto. Informazioni molto utili, insomma, per pianificare le attività di manutenzione e mantenere nel tempo le prestazioni, la produttività e quindi la redditività dell’impianto.

Saper ascoltare

Fra i principali sintomi che rivelano il funzionamento di un sistema meccanico c’è, sicuramente, il rumore. Un cuscinetto in avaria, una bronzina esausta, così come un problema di lubrificazione, o anche un eccessivo sforzo su un organo rotante, solo per are alcuni esempi, danno luogo alla generazione di vibrazioni, anche nello spettro percepibile dall’orecchio umano. Saper “ascoltare” una macchina è un buon modo per prevenire cedimenti e rotture. Per fare questo, sono disponibili i fonoendoscopi. Questi strumenti sono oggi di tipo elettronico e digitalizzati e sono ingrado di isolare il rumore indagato da quello di fondo dell’ambiente circostante. Algoritmi specifici permettono poi un’analisi delle onde sonore, con strumenti quali l’analisi di Fourier, per capire, mediante la descrizione della funzione d’onda sonora, la tipologia e l’origine della sorgente e quindi prevedere il tipo di guasto correlato. Nel campo delle vibrazioni esistono poi i vibrometri, in grado di fornire dati sulle vibrazioni misurate, comprese velocità e accelerazione della vibrazione e ogni altro dato utile per definire il tipo e la sorgente della vibrazione.

Misurare la velocità

Oltre alle vibrazioni e al rumore, un sistema meccanico ha molti altri parametri che possono essere indagati. Per esempio i numeri di giri al minuto di un organo rotante, che può essere determinato con uno stroboscopio. Lo stroboscopio eroga brevissimi lampi di luce a forte intensità e frequenza, osservando l’oggetto in rotazione e determinandone così la velocità di rotazione. Sempre per la misura della velocità, sia di rotazione sia istantanea, sono utilizzabili anche i tachimetri, sempre più di tipo digitale.

Arrivare ovunque

A volte, per l’ispezione di una macchina, è necessario riuscire a vedere anche dove non è possibile arrivare fisicamente, a meno di non procedere allo smontaggio della macchina stessa. Nel quadro delle attività di manutenzione può essere necessario, inoltre, ispezioanare tubature e condotti, per individuare la presenza di sporcizia, impurità o occlusioni che potrebbero pregiudicare il funzionamento dell’impianto. Per queste situazioni, esistono gli endoscopi, strumenti che, grazie all’uso delle fibre ottiche, possono arrivare, con un tubo flessibile, in punti altrimenti irraggiungibili e fornire all’operatore una visione, mediante immagini, della situazione.

In campo elettrico

Molte volte, un potenziale problema a un impianto industriale può essere rilevato mediante misurazioni sulla parte elettrica: wattmetri, per misurare la potenza, amperometri, per la misura dell’intensità di corrente, voltmetri per la tensione e ohmetri per la misura della resistenza possono dare una diagnosi precisa su correnti di spunto eccessive, assorbimenti di potenza anomali, per esempio da parte di una pompa, rischi di corto circuito e così via. Oggi, tutti questi strumenti sono di tipo digitale e possono essere usati con facilità e in ogni ambiente a bordo macchina.

Quando i macchinari “hanno la febbre”

Se in un macchinario si sviluppa eccessivo attrito, o ci sono dissipazioni di potenza indesiderate, o ancora ci sono problemi di tipo elettrico, viene generato calore. Per esempio, un cuscienetto difettoso tende a creare più attrito, surriscaldando la zona circostante; oppure, per fare un altro esempio, se in un motore elettrico le correnti di spunto o anche di stazionario sono eccessive, si avrà la generazione di calore per effetto Joule. In ogni situazione dove la presenza di calore è indice di un malfunzionamento, la soluzione per l’indagine è una camera termografica. Questi strumenti realizzano immagini a raggi infrarossi dell’impianto e, con un software specifico, possomo creare delle vere e proprie “mappe termiche” dell’impianto e permettere così ai tecnici di localizzare le aree di maggior surriscaldamento, risalendo così alla causa di esso. Le camere termografiche sono molto utilizzate nel monitoraggio delle prestazioni di quadri e motori elettrici. Un’altra soluzione, per il rilevamento delle temperature, è rappresentata dai termometri, a contatto o a raggi infrarossi. Anche con i termometri è possibile localizzare i punti dove la macchina è più calda e trarre da queste informazioni le opportune decisione in materia di manutenzione e anche di sicurezza. Anche un’altra variabile di stato, la pressione, può essere misurata facilmente mediante manometri digitali, per rilevare eventuali malfunzionamenti in sistemi idraulici e penumatici. Una variazione anomala di pressione può essere sintomo di varie problematiche, quali il cedimento di guarnizioni, la presenza di fluido in moto turbolento, a causa di “gomiti” o occlusioni nelle condutture e così via.

I vantaggi del digitale

Oggi, gli strumenti di misura sono in gran parte digitali, o digitalizzati. In altri termini, la misura rilevata non è più riportata su un quadrante a lancetta, di tipo analogico, mediante sistemi meccanici di precisione, ma, con un trasduttore elettronico, la misura viene digitalizzata e riportata, in bit, su un display digitale. Questo ha fatto sì che molti strumenti di misura possono essere dotati di porte seriali, la più comune in questo settore è la RS232, per poter riversare i dati direttamente su un PC, dove un software, fornito dallo stesso costruttore dello strumento, può effettuare l’analisi dei dati e dei segnali.

La manutenzione degli strumenti

In genere, i costruttori degli strumenti corredano i loro prodotti con dei certificati di taratura. Ma anche gli strumenti di misura, necessari, come abbiamo visto, per un corretto monitoraggio di un impianto, necessitano di cura e attenzione, per poter mantenere le loro caratteristiche di precisione e di affidabilità. Gli strumenti di misura digitali sono per questo equipaggiati, mediante il software che li regola, di cicli specifici di taratura, in modo da potere, su comando dell’operatore e a intervalli periodici, recuperare pienamente le loro prestazioni.

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