Condition monitoring: il ruolo della termografia e delle soluzioni Flir nel prevenire i guasti

Nei processi manifatturieri e di produzione, la sfida di garantire la durata e l’efficienza delle attrezzature, spesso aggravate dall’invecchiamento, rende il condition monitoring uno strumento sempre più essenziale per la gestione proattiva degli asset.

Come ogni entità soggetta al tempo, le apparecchiature subiscono guasti a causa di attrito, corrosione, cicli termici e meccanici, vibrazioni e altre forze. Questa progressione porta inevitabilmente a un calo delle prestazioni e, infine, a guasti.

Identificare preventivamente il momento di tali guasti è cruciale per attuare una manutenzione preventiva ottimale, minimizzando i costi e l’impatto sulla produzione.

Le soluzioni di condition monitoring Flir sono comunemente utilizzate in ambienti di produzione per rilevare con precisione le letture della temperatura. Queste letture, se effettuate correttamente e ripetutamente nel tempo, aiutano le aziende a prevenire i guasti e quindi gli stop improvvisi.

Il ruolo del condition monitoring e la curva p-f

Il condition monitoring, o monitoraggio delle condizioni, è essenziale per la prevenzione dei guasti. La curva P-F, sviluppata da Nowlan e Heap, illustra le fasi del ciclo di vita di un componente, indicando quando un’ispezione può evidenziare lo stato dell’attrezzatura, dalla fase proattiva all’individuazione precoce dei guasti.

Il punto “P” sulla curva rappresenta il momento in cui un potenziale guasto diventa rilevabile attraverso un condition monitoring, ma non ha ancora causato un guasto funzionale (punto “F”). La termografia, in particolare attraverso l’analisi delle tendenze di temperatura, può aiutare a identificare il punto “P” sulla curva P-F.

Il ruolo della termografia nel condition monitoring: la misurazione della temperatura e i suoi limiti

La termografia si basa sull’acquisizione di letture di temperatura delle apparecchiature. Sebbene una singola lettura possa fornire informazioni, il suo valore è limitato.

Si consideri un motore elettrico in fabbrica funzionante a 73°C (163°F). Senza dati aggiuntivi, è preoccupante? Anche il confronto con l’intervallo di temperatura standard potrebbe non offrire un quadro completo sulla necessità di ispezioni, la condizione attuale o il rischio di guasto futuro.

Comprendere lo stato di una macchina richiede più di una singola misurazione, in quanto esistono diversi fattori esterni e interni che influenzano la temperatura operativa.

Il monitoraggio delle temperature nel tempo, creando delle tendenze, fornisce agli specialisti un quadro più chiaro. L’analisi delle tendenze permette di superare i limiti di una singola misurazione e di valutare meglio le condizioni operative.

Esempi di analisi delle tendenze: motore con temperature stabili

Comprendere lo stato di una macchina richiede più di una semplice misurazione. Variabili esterne e interne, come le fluttuazioni del carico, l’efficienza del sistema di raffreddamento e le condizioni ambientali, possono influenzare la temperatura operativa. Osservare queste temperature nel tempo offre agli esperti in condition monitoring una visione più dettagliata.

Ad esempio, monitorando mensilmente le temperature di un motore elettrico installato a gennaio 2019, si possono notare dei trend. La temperatura può oscillare tra 50°C e 55°C a seconda delle stagioni, suggerendo che il motore opera in sicurezza e non è sovraccarico, permettendo di eseguire controlli ogni due o tre mesi.

Tuttavia, un altro motore potrebbe mostrare un incremento costante della temperatura nello stesso periodo, segnalando potenziali problemi. In questo caso, manca un trend, un riferimento o un pattern delle condizioni operative normali.

Con una vasta gamma di temperature operative standard, una singola misurazione non è sufficiente per determinare lo stato del motore. Elaborare un trend delle temperature operative permette agli specialisti di valutare con precisione le condizioni del motore.

Se un motore elettrico installato a gennaio 2019 è monitorato mensilmente, le temperature registrate possono essere utilizzate per delineare le condizioni operative normali per quel motore in quella posizione, supportando il processo di valutazione. Un motore in buone condizioni mostrerà temperature simili a quelle tracciate nel grafico sottostante.

Da queste informazioni è possibile dedurre che il motore opera nella fascia inferiore del suo range di temperatura operativo standard e non appare né sovraccarico né sottoposto a carichi elevati.

Un esperto di condition monitoring potrebbe optare per ispezionare questo motore ogni due o tre mesi, a meno che non si verifichino variazioni significative di temperatura. Questo motore non mostra segnali di allarme e ci si aspetta che continui a operare in modo affidabile.

Accanto a questo motore, un altro è stato installato nel 2019, e le sue temperature sono state monitorate mensilmente. La figura che segue mostra il confronto tra le temperature di questo motore e quelle del primo.

• somiglianze stagionali e aumento delle temperature: inizialmente, i modelli di temperatura seguono le variazioni stagionali simili ai primi anni. Tuttavia, dal 2021 si nota un significativo aumento delle temperature, divergendo dalle tendenze precedenti e suggerendo un potenziale problema
• riduzione temporanea delle temperature: un notevole calo delle temperature nei mesi di agosto e settembre 2022 suggerisce un’azione correttiva o un cambiamento delle condizioni, riportando le temperature entro livelli accettabili
• norme operative e previsioni di affidabilità: nonostante le fluttuazioni, le temperature si mantengono entro le norme operative del motore. Comprendere la storia del motore aiuta a prevederne l’affidabilità futura
• influenze ambientali: tali tendenze di temperatura sono comuni in ambienti dove polvere e detriti bloccano gradualmente le alette dei dissipatori di calore e il flusso d’aria, causando un aumento costante della temperatura. Una pulizia successiva può ripristinare l’efficienza del raffreddamento
• cause alternative: è essenziale considerare che la tendenza potrebbe derivare da vari fattori, come il carico del motore, detriti più grandi, variazioni nelle catene o cinghie di trasmissione, posizionamento della ventola di raffreddamento o estrazione dell’aria calda
• importanza del monitoraggio e manutenzione: il grafico ricorda l’importanza di pulizia e manutenzione regolari. Sottolinea la necessità di essere consapevoli dei fattori che influenzano la temperatura del motore e l’importanza di affrontare i problemi di raffreddamento di base per prevenire guasti futuri.

In sintesi, sebbene il grafico termico mostri anomalie e indichi possibili problemi, non può identificarne la causa con certezza. Monitoraggio e manutenzione regolari, insieme alla comprensione dell’ambiente operativo e della storia del motore, sono cruciali per garantirne prestazioni e longevità ottimali.

Vediamo ora come si comporta un terzo motore elettrico installato anch’esso nel 2019.

Le prestazioni del motore 3 erano coerenti con le variazioni stagionali annuali dei motori 1 e 2, suggerendo un comportamento tipico per questi motori in condizioni normali. Tuttavia, dal gennaio 2023, si nota un aumento della temperatura che si discosta dal modello abituale, il che potrebbe segnalare un problema sottostante che incide sulle performance del motore.

Questo recente incremento, soprattutto in rapporto ai dati storici, suggerisce la possibile presenza di un problema in sviluppo con il motore 3. Ciò giustifica ulteriori indagini per identificare la causa e determinare se siano necessarie manutenzioni o regolazioni per evitare potenziali guasti.

I due grafici che seguono illustrano due potenziali scenari per il futuro del motore elettrico 3.

In contrasto, il secondo grafico illustrato nella figura 5 offre un quadro diverso. Potrebbe essere che il carico di lavoro del motore sia stato deliberatamente aumentato per adeguarsi a nuovi requisiti di produzione? In questo caso, le temperature restano entro l’intervallo operativo accettabile del motore e vi è una spiegazione chiara per l’anomalia termica osservata.

Ottimizzazione del condition monitoring delle apparecchiature tramite l’analisi termica delle tendenze e le soluzioni Flir

Le singole letture della temperatura offrono una visione delle condizioni delle apparecchiature, ma confrontarle solo con l’intervallo operativo raccomandato dal produttore potrebbe risultare fuorviante. Questo approccio non fornisce informazioni reali sulle condizioni delle risorse e delle apparecchiature, essenziali per il funzionamento affidabile di un’azienda.

Acquisire regolarmente le letture della temperatura consente di delineare le condizioni di ogni attrezzatura ispezionata. Sebbene le temperature possano variare, spesso esistono ragioni dietro le anomalie termiche.

In caso di variazioni inspiegabili, potrebbe essere necessario ispezionare, pulire, effettuare manutenzione o intraprendere altre azioni per riportare l’apparecchiatura alla normale temperatura d’esercizio, oppure potrebbe essere necessario un monitoraggio aggiuntivo per prevedere con maggiore precisione il punto di guasto.

Per le aziende che si affidano ad apparecchiature di produzione, pannelli elettrici, motori, pompe, macchinari o altre apparecchiature meccaniche o elettriche, è fondamentale prevenire guasti inaspettati.

Le soluzioni di condition monitoring Flir vengono ampiamente utilizzate in ambienti di produzione per rilevare con precisione le letture della temperatura.

Maggiori informazioni su come le soluzioni Flir possono proteggere le attività produttive sono disponibili sul sito web aziendale. Gli specialisti tecnici di prodotto possono anche effettuare visite agli impianti per dimostrare come il condition monitoring termiche possa supportare efficacemente le operazioni aziendali.

L'articolo Condition monitoring: il ruolo della termografia e delle soluzioni Flir nel prevenire i guasti proviene da Innovation Post.