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Guasti: ronzio del motore vs. impossibilità di avviamento
Se in passato ti sei trovato in una situazione in cui il compressore d'aria continua a ronzare senza avviarsi o mostrare alcun segno di avviamento, è molto probabile che vi sia un problema con i contattori, l'alimentazione elettrica o gli avvolgimenti del motore. Il ronzio del motore si verifica perché al compressore d'aria viene fornita solo una parte dell'alimentazione, generando tale rumore nel compressore. È fondamentale utilizzare esclusivamente contattori di altissima qualità nel compressore. Non acquistare mai contattori descritti come «a bassa tensione», poiché presentano scarse prestazioni in termini di affidabilità. Molto probabilmente, il contattore sarà l'unica componente del compressore dotata di una classe di tensione bassa. Di conseguenza, potrebbe non essere fornita una tensione sufficiente agli avvolgimenti per superare la resistenza elettrica iniziale una volta che gli avvolgimenti sono stati alimentati. Tale resistenza elettrica iniziale può ridursi notevolmente quando il compressore viene alimentato. Devono inoltre essere verificati sia l'equilibrio tra le tre fasi sia i livelli individuali di tensione coassiale di ciascuna fase. Se si sospetta che un contattore presenti una bassa resistenza, se i contattori non commutano alla frequenza corretta e se esiste la possibilità che il compressore d'aria richieda la sostituzione del contattore (o del gruppo di contattori), anche il compressore d'aria potrebbe presentare una bassa resistenza. Il 38% dei guasti elettrici è causato dal malfunzionamento degli avvolgimenti del motore. Una differenza superiore al 5% indica che nel sistema di avvolgimenti sta verificandosi un'anomalia. Prestare sempre la massima attenzione alla sicurezza ed eseguire preliminarmente la procedura di blocco e cartellino (lockout/tagout) prima di effettuare qualsiasi prova. Trascurare questo passaggio potrebbe provocare archi elettrici in grado di danneggiare le apparecchiature e causare lesioni al personale.
Durante il periodo di avviamento, verificare se il sistema assorbe la corrente richiesta in ampere. Se l'assorbimento supera del 600% il valore richiesto, il sistema presenta problemi meccanici.
Se tutti i test sono stati completati con successo, potrebbero esserci ulteriori problemi nel sistema che non sono stati ancora identificati. Ad esempio, cortocircuiti negli avvolgimenti o malfunzionamenti della scheda di controllo. I risultati di questi test possono essere utilizzati per migliorare la rapidità con cui gli operatori tecnici intervengono. Il tasso di rinnovo potrebbe essere prossimo al 65%. Quando si verifica un surriscaldamento, questo può essere permanente. Il degrado dell’olio, i sistemi di raffreddamento e l’aria circostante giocano un ruolo fondamentale. Ciascuna di queste cause, presa singolarmente, può provocare il surriscaldamento; tuttavia, quando agiscono in combinazione, ne determinano quasi certamente la comparsa. Cosa accade quando il vostro olio lubrificante subisce un degrado? Perché così tanti componenti? Da quanto descrivete, sembra che l’olio lubrificante subisca periodicamente un degrado, il che comporterebbe una capacità ridotta dei componenti di assorbire calore rispetto ai valori normali (nel vostro caso, circa il 40% in meno). Ognuno dei fattori da voi citati determina un aumento positivo di 15–25 °C, creando così un ambiente particolarmente favorevole al degrado. Se i vostri sistemi di raffreddamento ad olio operano a temperature superiori a 35 °C oppure se i separatori sono stati adeguatamente ventilati, il degrado diventa più che certo. Quando si aggiungono le interruzioni operative e l’accumulo di calore ai sistemi, il degrado diventa straordinariamente prevedibile. Voi mi descrivete i vostri sistemi e io vi descrivo i vostri sistemi. Qual è il tempo operativo previsto? La maggior parte dei sistemi, se lasciati funzionare senza interruzioni, porterà quasi certamente a un guasto. Se i vostri sistemi compressori non presentano guasti e operano alla massima capacità, il tempo massimo consentito prima di doverli fermare sarà di 30 minuti, e tale scenario risulta ancora più probabile. I vostri sistemi registreranno una garanzia pressoché perfetta. Se definisco i sistemi come ‘perfetti’, posso comunque assegnare loro una garanzia inferiore al 100% per descriverli? No: anche i sistemi perfetti generano inevitabilmente un’interruzione seguita da un guasto — si tratta cioè di un guasto totale e completo. Strategie future di manutenzione per migliorare e preservare l’efficienza termica
Seguire queste strategie future per contribuire a preservare la stabilità termica:
Gestione dell’olio: sostituire l’olio ogni 2.000 ore ed eseguire test mensili di viscosità e numero di acidità.
Manutenzione del refrigeratore: pulire le alette ogni trimestre utilizzando aria compressa e detergenti non corrosivi. Evitare l’uso di spazzole metalliche per la pulizia delle alette, poiché potrebbero danneggiarle.
Controlli ambientali: mantenere una temperatura ambiente pari o inferiore a 30 gradi Celsius (≤30 °C) nelle vicinanze del gruppo compressore mediante ventilazione termostatica.
Monitoraggio termico: utilizzare sistemi di rilevamento delle anomalie a infrarossi su motori, refrigeratori e tubazioni di scarico.
Bilanciamento del carico: per prevenire l’affaticamento termico, non modificare il limite operativo per più di 60 minuti.
Una corretta manutenzione può ridurre del 70% l’incidenza di surriscaldamenti e prolungare la vita utile dei componenti principali di 2–3 anni.
Rilevamento di perdite su scala sistemica e valutazione delle reti di distribuzione
Secondo gli studi sul sistema ad aria compressa condotti dal Dipartimento dell’Energia statunitense, le fluttuazioni della pressione del sistema causano uno spreco stimato del 30% di energia da parte dei sistemi di compressori d’aria. Non appena si verificano problemi, iniziare a cercare componenti mancanti o danneggiati utilizzando rilevatori di perdite ultrasonici. Questi rilevatori sono gli unici strumenti in grado di individuare il leggero sibilo proveniente dai giunti delle tubazioni, dalle raccorderie e da altre parti connettive soggette a guasti dovuti alle vibrazioni e al calore generati dal compressore. Per le valutazioni notturne, isolare alcune parti del sistema per monitorare eventuali cali di pressione superiori al 5% all’ora. Il personale addetto alla manutenzione deve prestare particolare attenzione alle zone del sistema di distribuzione che presentano segni di corrosione, diametro insufficiente delle tubazioni e gravi problemi di portata. Concentrare le riparazioni nelle aree in cui sono concentrate numerose perdite e dove sono ubicati valvole e attuatori. Queste aree «critiche» possono accumularsi e rappresentano una parte sostanziale della perdita di efficienza di un impianto, arrivando talvolta a superare i 18.000 dollari annui per impianti di medie dimensioni. Un’altra eccellente tecnica che può aiutare i tecnici a identificare potenziali aree problematiche spesso trascurate è l’analisi termografica.
Guasti alle valvole di aspirazione/scarico, usura delle guarnizioni e malfunzionamento dell'EPD
I guasti alle valvole si manifestano con pressioni variabili, tempi di recupero prolungati e rumori di ritorno. I principali sintomi sono:
Valvole bloccate: depositi minerali o crepe nelle guarnizioni ne impediscono la chiusura ermetica e la regolazione del flusso d'aria.
Usura di guarnizioni/O-ring: l'indurimento, le crepe o l'estrusione evidenti creano percorsi per perdite interne.
Deriva: gli interruttori di pressione vengono attivati in anticipo o in ritardo a causa dell'usura della membrana o di contaminazioni.
Durante la verifica delle valvole, osservare la formazione di depositi di carbonio che potrebbero ostacolare il flusso d'aria. Le valvole di scarico devono essere chiuse quando non sono in uso. La mancata chiusura provoca fenomeni di retroflusso e perdita di pressione nel sistema. Quei guarnizioni indurite vanno eliminate direttamente, poiché riducono in modo significativo la durata dei sedili delle valvole. Le prove di pressione degli interruttori devono essere eseguite con strumenti tarati. Letture che differiscono di oltre 2 o 3 psi dal valore preimpostato indicano che i componenti devono essere sostituiti. La risoluzione di questi problemi risolve generalmente la maggior parte dei problemi di pressione riscontrati negli ambienti industriali.
Rumore anomalo, vibrazioni e trascinamento di olio
Rumori insoliti, come stridii, colpi e un orribile strisciamento metallico, sono segni di cuscinetti usurati, disallineamenti del giunto o problemi relativi alle aste dei pistoni. Le vibrazioni eccessive possono derivare da rotori squilibrati, fissaggi bullonati allentati o cuscinetti del motore in fase di deterioramento. Ricerche pubblicate su riviste specializzate di ingegneria meccanica indicano che questi problemi meccanici accelerano l’usura dei componenti, rendendo i guasti il 70% più probabili rispetto alla norma. Il trascinamento dell’olio si verifica quando i lubrificanti si mescolano al flusso d’aria compressa. Ciò è spesso causato da filtri coalescenti intasati, valvole di ritegno difettose o serbatoi troppo pieni. Tale fenomeno contamina l’aria a valle, viola gli standard ISO 8573 e può provocare una perdita di pressione del sistema compresa tra il 20 e il 30% se non viene tempestivamente corretto. L’analisi delle vibrazioni e il rilevamento acustico consentono ai team di manutenzione di intervenire prima che si verifichino guasti completi.
Danni legati all’umidità e allarmi del sistema di sicurezza
I sistemi di sicurezza integrati nei compressori d'aria industriali contribuiscono a prevenire guasti completi del sistema, e la gestione dell'umidità è un componente fondamentale per garantire un'affidabilità a lungo termine. Se l'umidità non viene adeguatamente gestita, si verificano corrosione e degrado delle guarnizioni, compromettendo l'integrità operativa dell'intero sistema di aria compressa.
Attivazione della valvola di sfogo di pressione: quando indica un guasto sottostante rispetto al corretto funzionamento
Quando nella rete si accumula una pressione eccessiva, le valvole di sicurezza (PRV) agiscono come dispositivo di protezione rilasciando la pressione in eccesso per prevenire esplosioni. Tuttavia, se le PRV vengono attivate con frequenza, potrebbe esserci un problema più grave da affrontare. Problemi legati al sistema, quali regolatori di pressione diventati inoperativi, valvole di ritegno bloccate o tubazioni destinate al rilascio della pressione ma intasate, possono indicare la presenza di inconvenienti più gravi. Uno studio pubblicato lo scorso anno sull’Industrial Safety Journal afferma che, qualora una PRV venga attivata più di due volte al mese, potrebbe rendersi necessaria un’ulteriore indagine per individuare la causa radice dell’accumulo anomalo di pressione. Per determinare se la PRV sta semplicemente assolvendo alla sua funzione oppure sta segnalando problemi operativi più ampi, i team di manutenzione devono analizzare la correlazione tra la frequenza di attivazione della PRV e i dati provenienti dal sistema di monitoraggio della pressione, nonché valutare lo stato operativo della valvola posta a valle della PRV.
Prevenzione della corrosione tramite manutenzione del posraraffreddatore e gestione efficace del condensato
In condizioni di elevata umidità, l'accumulo di umidità provoca la formazione di piccole cavità (pitting) nei serbatoi di accumulo e di ruggine nelle tubazioni di distribuzione, riducendo la durata utile delle attrezzature del 30–50%. Esistono tre strategie principali per contrastare questo problema.
Sfiati automatici del condensato: gli sfiati temporizzati e a perdita zero possono essere programmati per scaricare automaticamente il condensato accumulato, evitando ristagni.
Verifiche periodiche dell'efficienza del posraraffreddatore: i posraraffreddatori devono essere sottoposti a pulizia delle alette e rimozione di ostruzioni ogni trimestre, al fine di mantenere una differenza di temperatura (approach temperature) tra aria compressa e fluido refrigerante compresa tra 15 e 20 °F.
Ispezioni dei disidratanti: il materiale assorbente deve essere sostituito qualora i sensori di umidità rilevino valori superiori al 40% UR o vengano superate le specifiche relative al punto di rugiada.
Una gestione proattiva dell'umidità riduce annualmente del 72% la necessità di interventi di riparazione legati alla corrosione, garantendo nel contempo il rispetto dello standard di purezza dell'aria ISO 8573-1 classe 4.
Domande frequenti
Perché i motori dei compressori industriali emettono un ronzio ma non partono?
Il ronzio senza avviamento è generalmente sintomo di un problema di tensione, di un contattore bloccato o di un’ostruzione meccanica. L’operatore deve verificare i livelli di tensione e ispezionare visivamente il contattore alla ricerca di bruciature o corrosione.
Come si può mantenere un compressore per prevenire il surriscaldamento?
La manutenzione regolare dei lubrificanti, la pulizia del sistema di raffreddamento e l’introduzione di una ventilazione controllata dalla temperatura (per evitare un ciclo in cui l’aria raffreddata viene sostituita da aria più calda) sono tutte misure atte a prevenire il surriscaldamento del sistema.
Quali sono le cause più comuni delle variazioni di pressione nei sistemi dei compressori d’aria?
Gli interruttori di pressione possono malfunzionare. Altri componenti possono presentare perdite, le valvole possono essere difettose e le guarnizioni possono usurarsi. Questi problemi possono essere individuati mediante termografia e imaging ultrasonico.
Cosa si può fare per ridurre rumore e vibrazioni nei compressori industriali?
Per ridurre il rumore e le vibrazioni nei compressori industriali, identificare e sostituire i cuscinetti usurati, regolare i componenti non allineati ed eseguire un’analisi delle vibrazioni per prevenire perdite dovute a problemi meccanici.
Quali attività di manutenzione possono essere effettuate per prevenire i danni causati dall’umidità nei compressori?
Per prevenire i danni causati dall’umidità nei compressori, concentrarsi sulla gestione del condensato e sul controllo dell’umidità verificando l’efficienza del post-raffreddatore e sostituendo gli essiccanti quando i sensori lo indicano.