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Macchine rotanti e termografia

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Nell’ambiente industriale non esistono solo i quadri elettrici.
Non esistono neanche solo i refrattari e gli isolamenti.
Ci sono anche gli organi meccanici e le macchine rotanti.

 

Macchine rotanti: la termografia da sola non basta

 

“Facciamo già la termografia. Perché ci proponete l’analisi delle vibrazioni?”

Nell’ambiente industriale non esistono solo i quadri elettrici.
Non esistono neanche solo i refrattari e gli isolamenti.
Ci sono anche gli organi meccanici e le macchine rotanti.

E quando le macchine rotanti si scaldano, perché hanno un problema, noi possiamo vederlo con la termografia.

Questo è vero, anzi è verissimo ma…
…ma spesso è troppo tardi.

Questo perché la termografia mostra con incredibile precisione ed accuratezza una variazione nella mappa termica di qualunque superficie “misurabile” (nel senso che sia con caratteristiche tali per cui la misura con la radiazione sia accettabile, quindi non un materiale con emissività mostruosamente bassa o, peggio, trasmissivo) ma questo presuppone che il primo segnale sia, appunto, una variazione della mappa termica “percettibile” ed “identificabile”.

Sarebbe bello fosse davvero così, ma in realtà sempre così non lo è affatto.

Nel caso di un cuscinetto, ad esempio, i fattori che possono causare un danneggiamento sono molteplici: un cattivo montaggio, una cattiva lubrificazione, un cattivo allineamento dei macchinari, un carico eccessivo, fenomeni di correnti parassite ed altro ancora.
Tutti questi diversi “errori” possono generare danneggiamento ma non tutti causano un riscaldamento localizzato nella prima fase della generazione del guasto.
Soprattutto, per alcuni di questi, quando c’è surriscaldamento percettibile è ormai troppo tardi.

Come fare allora?
Soprattutto, nel caso di una azienda interessata al monitoraggio dei macchinari, a chi affidarsi o di cosa dotarsi?

La soluzione tipica è “affiancare la termografia ad una analisi di vibrazione e di Shock”.
Badate bene…non “affiancare l’analisi vibrazione e di Shock alla termografia”, perché in questo caso la termografia non è lo strumento principale ma quello di ulteriore supporto.

 

Sarebbe un disastro affidarsi alla sola indagine termografica, nel caso di macchine rotanti!

Cerchiamo di chiarire meglio cosa è l’analisi delle vibrazioni e cosa è l’analisi degli Shock, per i non esperti del settore.

L’analisi delle vibrazioni, in parole semplici, acquisisce lo spettro di vibrazione generale della macchina esaminata, secondo le varie direzioni di analisi (orizzontale, verticale ed assiale) e ne valuta il valore RMS di velocità (per l’analisi generale) o ne scompone lo spettro rilevato nelle varie frequenze, da quelle più basse a quelle più alte, secondo il campo analizzabile dallo strumento ed in base alle impostazioni del tecnico (per l’analisi di spettro).
Il pregio di questo tipo di tecnica, in breve, è che permette un precisissimo studio di un macchinario nel caso in cui se ne conoscano esattamente le caratteristiche tecniche e, soprattutto, è ideale per l’analisi di catene cinematiche di ingranaggi.

L’analisi degli impulsi di Shock è qualcosa di un po’ diverso.
Prende spunto dalla tecnica che ormai da decenni i manutentori più esperti utilizzano per capire se un cuscinetto va bene o no: prendono un cacciavite molto grande e lo poggiano sulla sede del cuscinetto mettendo l’orecchio dalla parte opposta.
Ascoltano quindi degli urti.
Bene…il metodo Shock Pulse è stato inventato negli anni ’60 in Svezia e rappresenta il metodo più semplice e “modulare” per l’analisi dei cuscinetti volventi.
Tanto più informazioni sono presenti, tanto più il metodo garantisce buoni risultati.
Ma permette una buona analisi anche se le informazioni sono poche.

Vediamo ora alcuni casi.

Nell’immagine allegata il riduttore surriscaldato è stato montato il giorno precedente all’ispezione.
Con l’analisi termografica non è possibile stabilire il motivo del surriscaldamento ma l’analisi congiunta di vibrazione e shock ha indicato il problema nei supporti dell’albero del nastro trasportatore che il nostro bel riduttore stava movimentando.

 

Ir_36229mod

Motoriduttore surriscaldato

Nelle immagini seguenti si riportano invece alcuni diagrammi di spettro di Shock e di analisi delle vibrazione di una coppia motore-ventilatore che, all’ispezione termografica, non ha dato alcun segno di malfunzionamento.

Sono stati rilevati, nell’ordine, un problema di correnti parassite date dall’inverter ed uno sbilanciamento del ventilatore.

 

Inverter spectrum shock

Grafico dello Shock Pulse per le correnti parassite causate dall’inverter

Inverter Spectrum

Analisi SPM Spectrum per le correnti parassite causate dall’inverter

Vib ventilatore

Analisi dello spettro di vibrazione per lo sbilanciamento del ventilatore

Quando l’obiettivo è la realizzazione di un sistema affidabile di Condition Monitoring non è possibile contare su una sola tecnica.

La termografia è un mezzo fondamentale ma non è la panacea di tutti i mali.

E non si può prescindere neanche da ulteriori tecniche di supporto: il monitoraggio dei motori elettrici, l’analisi degli oli, le tecniche di allineamento, il bilanciamento degli organi rotanti, per citarne alcune.

Ma di questo parleremo nei prossimi articoli.

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