Le pompe industriali svolgono un ruolo essenziale nel trasporto e nella circolazione dei liquidi in tutti i processi industriali. Dal trattamento delle acque e dalla produzione di energia alla lavorazione chimica e alla produzione di cellulosa e carta, le pompe supportano la movimentazione dei fluidi, il raffreddamento, la circolazione e altre funzioni necessarie per un funzionamento affidabile dell’impianto.
L’affidabilità delle pompe influenza direttamente la continuità del processo e la disponibilità delle apparecchiature. Sebbene la criticità delle singole pompe vari a seconda dell’applicazione, il degrado meccanico può alla fine compromettere la stabilità del flusso, ridurre la capacità disponibile o causare interventi di manutenzione imprevisti e interruzioni della produzione.
Molti impianti industriali gestiscono un gran numero di pompe distribuite in diverse aree di processo. Il monitoraggio continuo delle condizioni delle vibrazioni offre ai team di manutenzione una maggiore visibilità sui problemi meccanici in fase di sviluppo e supporta le decisioni di manutenzione basate sulle condizioni effettive delle macchine piuttosto che sulle sole misurazioni periodiche.
La sfida: condizioni operative mutevoli e risorse distribuite
Le pompe industriali funzionano in un’ampia gamma di condizioni meccaniche e idrauliche. La portata, la pressione, le proprietà del fluido, la velocità di rotazione e lo stato di funzionamento possono variare a seconda dei requisiti di processo e della configurazione della pompa.
Queste variazioni influenzano il comportamento delle vibrazioni. Una variazione del livello di vibrazione non indica necessariamente un degrado meccanico, poiché anche le condizioni idrauliche e i punti di funzionamento possono influire sulla risposta misurata. Una valutazione affidabile delle condizioni richiede quindi che le tendenze delle vibrazioni vengano interpretate insieme alle informazioni operative pertinenti.
I problemi meccanici introducono ulteriori sfide. Il degrado dei cuscinetti, il disallineamento, lo squilibrio del rotore e l’allentamento meccanico possono svilupparsi progressivamente, mentre fenomeni idraulici quali la cavitazione o il ricircolo possono produrre vibrazioni anomale e contribuire al deterioramento delle apparecchiature.
Per gli impianti con numerose pompe distribuite in diverse sedi, la copertura del monitoraggio diventa un’ulteriore sfida. I percorsi periodici di misurazione delle vibrazioni forniscono utili istantanee delle condizioni delle macchine, ma i problemi in via di sviluppo possono progredire tra un’ispezione e l’altra. Aumentare manualmente la frequenza delle misurazioni richiede inoltre tempo aggiuntivo e competenze specialistiche.
Perché il monitoraggio delle vibrazioni è importante per le pompe industriali
Molti problemi meccanici nelle pompe industriali si sviluppano gradualmente e influenzano il comportamento delle vibrazioni prima che si verifichi un guasto funzionale. Cambiamenti nelle condizioni dei cuscinetti, nell’allineamento, nell’equilibratura del rotore o nel montaggio meccanico possono produrre modelli di vibrazione misurabili che indicano un degrado in atto.
La relazione tra comportamento meccanico e idraulico rende il monitoraggio delle pompe particolarmente importante. I cambiamenti nelle condizioni operative possono influenzare le vibrazioni, mentre disturbi idraulici quali la cavitazione o il ricircolo possono introdurre ulteriori componenti di vibrazione. Questi effetti possono contribuire allo stress meccanico e, a seconda della loro gravità e durata, accelerare il deterioramento delle apparecchiature.
Configurazioni diverse delle pompe comportano requisiti di monitoraggio diversi. Una pompa orizzontale con motore e giunto separati presenta più punti relativi ai cuscinetti e alla trasmissione che potrebbero richiedere un monitoraggio. Le pompe multistadio introducono ulteriori stadi idraulici interni e considerazioni relative alla dinamica del rotore, mentre le configurazioni verticali in linea richiedono posizioni di misurazione adeguate alla loro disposizione meccanica.
Il monitoraggio continuo delle vibrazioni fornisce il contesto storico necessario per riconoscere i cambiamenti persistenti nel comportamento delle macchine. In combinazione con informazioni operative rilevanti quali velocità, portata e pressione, le tendenze delle vibrazioni aiutano i team di manutenzione a determinare quali beni richiedono un’attenzione diagnostica più approfondita.
Ciò supporta la manutenzione basata sulle condizioni fornendo ulteriori approfondimenti sulle condizioni meccaniche oltre a quanto possono rivelare le sole misurazioni di processo.
Applicazione di VibSys® alle pompe industriali
VibSys® è progettato per il monitoraggio continuo delle condizioni di vibrazione su apparecchiature rotanti e può essere applicato a diverse configurazioni di pompe industriali.
VibSys® acquisisce continuamente dati di alta qualità relativi alle vibrazioni e ai dati di supporto delle macchine in prossimità delle apparecchiature monitorate ed elabora queste informazioni localmente. Le misurazioni delle vibrazioni possono essere effettuate in punti strategici di motori, cuscinetti e pompe a seconda della configurazione meccanica.
Laddove opportuno, le misurazioni della velocità forniscono un contesto operativo aggiuntivo per interpretare il comportamento delle vibrazioni ed eseguire ulteriori analisi diagnostiche. Dati dettagliati sulle vibrazioni rimangono disponibili quando l’evoluzione delle condizioni richiede un’indagine più approfondita.
Per gli impianti industriali con un numero elevato di pompe, VibSys® offre l’opportunità di aumentare la copertura del monitoraggio senza incrementare proporzionalmente il lavoro di misurazione manuale. Anziché affidarsi principalmente a percorsi di ispezione periodici, i team di manutenzione ottengono informazioni continue sulle condizioni di un gruppo più ampio di beni.
L’architettura compatta e decentralizzata consente di avviare il monitoraggio a partire da pompe selezionate e di estenderlo ad altre apparecchiature o aree di processo. La connettività aperta permette di integrare le informazioni sullo stato e i dati sulle vibrazioni negli impianti esistenti e negli ambienti di analisi.
VibSys® è destinato al monitoraggio delle condizioni e alla diagnostica a supporto del processo decisionale relativo alla manutenzione. Non sostituisce i sistemi dedicati alla protezione delle macchine, i sistemi di arresto di sicurezza o altre funzioni di protezione.
Installazioni tipiche di VibSys® su pompe industriali
Le configurazioni delle pompe industriali variano a seconda dei requisiti di portata, della pressione di esercizio, della disposizione dell’impianto e del progetto meccanico. Queste differenze influenzano sia il comportamento delle vibrazioni sia i punti di misura più idonei.
Gli esempi seguenti illustrano tre diverse configurazioni di pompe e come il monitoraggio continuo delle vibrazioni possa essere applicato ai loro gruppi rotanti.
Pompe centrifughe orizzontali con motori elettrici
Le pompe centrifughe orizzontali sono ampiamente utilizzate per il trasferimento e la circolazione dei fluidi all’interno degli impianti industriali. In una configurazione tipica, un motore elettrico aziona la pompa tramite un giunto, creando un gruppo rotante con sistemi di cuscinetti separati per il motore e la pompa.
Le misurazioni delle vibrazioni in punti strategici dei cuscinetti di motori e pompe forniscono informazioni sul comportamento meccanico lungo tutta la catena cinematica. Una misurazione opzionale della velocità può fornire un contesto operativo aggiuntivo per l’analisi diagnostica.
L’analisi continua dell’andamento delle vibrazioni supporta l’identificazione di un deterioramento in atto dei cuscinetti, dello squilibrio del rotore, del disallineamento del giunto e di allentamenti meccanici. Poiché anche le condizioni idrauliche possono influenzare le vibrazioni, le variazioni devono essere interpretate tenendo conto delle condizioni operative della pompa.
Il monitoraggio dell’intero gruppo rotante aiuta i team di manutenzione a identificare cambiamenti meccanici persistenti e a determinare quando sono necessarie ulteriori ispezioni o interventi di manutenzione.
Pompe centrifughe multistadio orizzontali
Le pompe centrifughe multistadio orizzontali utilizzano più stadi di giranti disposti lungo un albero comune per aumentare progressivamente la pressione del fluido. Questa configurazione viene comunemente applicata laddove sono richieste pressioni di mandata più elevate.
La combinazione di più stadi idraulici, un gruppo rotore esteso e cuscinetti di supporto introduce ulteriori considerazioni per il monitoraggio delle vibrazioni. Il degrado meccanico, le variazioni nell’equilibrio del rotore, le condizioni dei cuscinetti e i disturbi idraulici possono tutti influenzare il comportamento delle vibrazioni.
VibSys® è in grado di acquisire misurazioni delle vibrazioni da punti rilevanti dei cuscinetti e della trasmissione, mentre le informazioni di supporto sulla velocità forniscono un contesto aggiuntivo per interpretare i cambiamenti nel comportamento della macchina.
L’analisi continua delle tendenze aiuta a identificare cambiamenti persistenti che potrebbero indicare lo sviluppo di problemi meccanici. Poiché le vibrazioni possono essere influenzate dalle interazioni tra gli stadi idraulici, la dinamica del rotore e le condizioni operative, un’analisi diagnostica dettagliata rimane importante quando compaiono andamenti anomali.
Pompe centrifughe verticali in linea
Le pompe centrifughe verticali in linea sono comunemente utilizzate nei sistemi di circolazione e trasferimento dei fluidi in cui è vantaggioso un ingombro di installazione ridotto. Il motore è posizionato verticalmente sopra la pompa, con il gruppo rotante disposto lungo un asse verticale.
Questa configurazione differisce dalle installazioni orizzontali delle pompe per la disposizione meccanica, la posizione dei cuscinetti e l’accessibilità per le misurazioni delle vibrazioni.
VibSys® è in grado di monitorare le vibrazioni in posizioni di misurazione adeguate su motori e pompe, a seconda della struttura della pompa. Ove pertinente, le misurazioni della velocità possono fornire un contesto operativo aggiuntivo.
Negli impianti con più pompe verticali in linea, il monitoraggio continuo consente inoltre di seguire lo stato delle singole unità nel tempo. Ciò aiuta i team di manutenzione a identificare i cambiamenti meccanici in atto, a confrontare le tendenze in condizioni operative appropriate e a stabilire le priorità per ulteriori indagini, ove necessario.
Vantaggi chiave per il monitoraggio delle condizioni delle pompe industriali
- Monitoraggio continuo delle condizioni di vibrazione su diverse configurazioni di pompe industriali
- Visibilità precoce sul degrado meccanico in fase di sviluppo
- Dati sulle vibrazioni di alta qualità per l’analisi delle tendenze e la diagnostica
- Posizioni di misurazione multiple sull’intero gruppo rotante, ove richiesto
- Contesto operativo aggiuntivo attraverso le misurazioni della velocità
- Approfondimenti sulle vibrazioni associate alle condizioni meccaniche e idrauliche
- Elaborazione locale in prossimità delle apparecchiature monitorate
- Implementazione scalabile su parchi di pompe più ampi e distribuiti
- Ridotta dipendenza dalle misurazioni manuali periodiche delle vibrazioni
- Connettività aperta con gli impianti esistenti e gli ambienti di analisi
Impatto sulla manutenzione e sull’affidabilità delle pompe
Il monitoraggio continuo delle condizioni delle vibrazioni offre ai team di manutenzione una maggiore visibilità sull’evoluzione delle condizioni della pompa nel tempo.
Cambiamenti persistenti nelle condizioni dei cuscinetti, nell’allineamento, nel bilanciamento del rotore o in altri componenti meccanici possono essere identificati in anticipo, fornendo più tempo per indagare e pianificare adeguate azioni di manutenzione. Anche le vibrazioni di origine idraulica possono essere valutate insieme alle informazioni di processo per determinare se siano necessarie ulteriori indagini.
Ciò risulta particolarmente utile in impianti con numerose pompe distribuite in diverse aree di processo. Anziché misurare manualmente ogni macchina con la stessa frequenza, i team di manutenzione possono utilizzare le informazioni continue sulle condizioni per identificare quali macchine richiedono maggiore attenzione.
Individuare tempestivamente i problemi in fase di sviluppo può ridurre il rischio di guasti imprevisti e danni secondari, favorendo al contempo una pianificazione della manutenzione più prevedibile e una maggiore disponibilità delle attrezzature.
Dalle misurazioni periodiche al monitoraggio scalabile delle condizioni
Gli impianti industriali possono contenere un gran numero di pompe che operano in condizioni diverse e soddisfano requisiti di processo diversi. Controllare frequentemente queste risorse tramite percorsi manuali di misurazione delle vibrazioni richiede tempo considerevole e competenze specialistiche.
Il monitoraggio continuo offre un approccio più scalabile. I dati relativi alle vibrazioni e alle macchine di supporto possono essere acquisiti in modo coerente senza che sia necessaria la presenza di una persona per ogni misurazione.
Gli specialisti della manutenzione e dell’affidabilità possono così dedicare maggiormente il proprio tempo all’interpretazione dei cambiamenti rilevanti, all’esecuzione di diagnosi e alla determinazione delle azioni di manutenzione appropriate.
Il monitoraggio non deve necessariamente coprire l’intera popolazione di pompe sin dall’inizio. Un approccio scalabile consente di avviare il monitoraggio continuo su pompe selezionate e di espanderlo ad altre apparecchiature o aree di processo man mano che la strategia di monitoraggio si sviluppa.
Aumentate la copertura del monitoraggio con VibSys®
Un monitoraggio efficace delle condizioni delle pompe non consiste semplicemente nel raccogliere più dati sulle vibrazioni. Si tratta piuttosto di creare una visibilità sufficiente sull’intero parco pompe per identificare quali beni richiedono attenzione e supportare decisioni di manutenzione più efficaci.
VibSys® fornisce una base scalabile per ampliare tale visibilità. L’acquisizione continua delle vibrazioni, l’elaborazione locale, i dati diagnostici di alta qualità e la connettività aperta consentono di monitorare un maggior numero di pompe senza comportare un aumento equivalente del lavoro di misurazione manuale.
L’approccio di monitoraggio può essere adattato a diverse configurazioni meccaniche, dalle pompe centrifughe orizzontali e dagli impianti multistadio ai sistemi di pompaggio in linea verticali.
Estendendo il monitoraggio continuo delle condizioni a queste diverse configurazioni di pompe, i team di manutenzione e affidabilità possono identificare prima i cambiamenti rilevanti, stabilire le priorità delle attività di manutenzione in modo più efficace e concentrare le competenze specialistiche sulle apparecchiature che richiedono attenzione.
