La preparazione della pasta di cellulosa è una fase continua e meccanicamente impegnativa della produzione di pasta e carta. Apparecchiature quali pulper, vagli e raffinatori, pompe per impasto e per pasta di cellulosa, pompe a vuoto, miscelatori e agitatori a vasca, nonché depuratori centrifughi, funzionano 24 ore su 24, trattando sospensioni di fibre abrasive con consistenza variabile e frequenti cambiamenti di processo. Queste macchine costituiscono la spina dorsale meccanica della preparazione dell’impasto, influenzando direttamente la stabilità del flusso, la qualità delle fibre e il margine operativo delle macchine per la produzione della carta a valle.
Dal punto di vista dell’affidabilità degli impianti, la preparazione della pasta di cellulosa comprende numerosi impianti rotanti di media criticità, le cui condizioni combinate determinano la stabilità del processo. Piccoli deterioramenti meccanici possono tradursi rapidamente in variabilità della qualità, flusso instabile della pasta o perdita di capacità. Il monitoraggio delle vibrazioni svolge quindi un ruolo importante nel mantenere un funzionamento prevedibile e nel supportare la manutenzione basata sulle condizioni in questa parte dello stabilimento.
La sfida: condizioni di processo variabili e risorse distribuite
La preparazione della pasta di cellulosa raramente avviene a un unico punto di funzionamento costante. La consistenza, il tipo di fibra, il carico di scarti, l’acqua di diluizione e la velocità di produzione variano continuamente, e molte macchine passano da una modalità operativa all’altra, quali riempimento, circolazione, sfaldatura, vagliatura e raffinazione. Di conseguenza, i livelli di vibrazione variano naturalmente a seconda del processo.
Ciò rende la gestione dell’affidabilità impegnativa nella pratica. Senza un monitoraggio continuo delle tendenze, è difficile distinguere tra le variazioni delle vibrazioni causate dalla normale variazione del processo e quelle causate da guasti meccanici in fase di sviluppo. Un percorso manuale di misurazione delle vibrazioni effettuato con un carico o una consistenza diversi potrebbe non rilevare un degrado precoce o portare a un follow-up non necessario.
Il rischio è distribuito su un’ampia gamma di beni che mantengono le scorte in movimento e in condizioni ottimali. Problemi alle pompe di scorta e a quelle per la pasta di cellulosa possono causare instabilità del flusso o danni da cavitazione. Problemi con i miscelatori e gli agitatori a cassone possono portare a una miscelazione inadeguata e a variazioni di qualità. Il degrado meccanico nei vagli o nei raffinatori può costringere a una riduzione della produttività o influire sul trattamento delle fibre. Presi singolarmente, questi macchinari spesso non sono classificati come altamente critici, ma nel loro insieme determinano il carico di lavoro di manutenzione, il rischio per la qualità e la perdita di produzione.
Allo stesso tempo, estendere i tradizionali sistemi di misurazione delle vibrazioni di fascia alta a decine di beni rotanti è spesso poco pratico, mentre i semplici sensori privi di funzionalità diagnostiche forniscono informazioni limitate. Una strategia pratica di monitoraggio della preparazione della pasta di cellulosa richiede quindi un monitoraggio continuo delle condizioni con informazioni diagnostiche utilizzabili, applicabile a un numero maggiore di macchine e utilizzabile da team con tempo limitato a disposizione per un’analisi approfondita delle vibrazioni.
Perché il monitoraggio delle vibrazioni è importante nella preparazione della pasta di cellulosa
Il monitoraggio delle vibrazioni è particolarmente efficace nella preparazione della pasta di cellulosa perché molti meccanismi di guasto si sviluppano meccanicamente molto prima che si manifestino nei valori di processo o negli allarmi. I cambiamenti nel comportamento delle vibrazioni spesso forniscono la prima indicazione di usura dei cuscinetti, allentamenti, disallineamenti o problemi idraulici.
Nelle pompe di stoccaggio e per la polpa, il monitoraggio delle vibrazioni supporta il rilevamento precoce del degrado dei cuscinetti, dello squilibrio, del disallineamento e di fenomeni idraulici quali la cavitazione. Nei raffinatori e nei vagli, l’andamento delle vibrazioni può rivelare un’interazione anomala tra rotore e statore, allentamenti meccanici o condizioni di risonanza in via di sviluppo. Per i miscelatori, gli agitatori a cassone e gli azionamenti ausiliari, il monitoraggio delle vibrazioni aiuta a identificare problemi di usura e di allineamento prima che causino una miscelazione inadeguata o ripetuti interventi di manutenzione.
Monitorando continuamente le vibrazioni in condizioni operative reali, gli stabilimenti ottengono informazioni oggettive sulle condizioni delle macchine che integrano i dati di processo e supportano le decisioni relative alla manutenzione predittiva e basata sulle condizioni.
Applicazione di VibSys® nella preparazione della pasta di cellulosa
VibSys® è progettato per il monitoraggio continuo delle condizioni vibrazionali e la diagnostica su apparecchiature rotanti, con particolare attenzione all’accessibilità e alla scalabilità. Ciò si adatta bene al tipo e al numero di impianti tipicamente presenti nella preparazione della pasta di cellulosa. VibSys® acquisisce segnali vibrazionali di alta qualità e per
elaborazione dei moduli direttamente sulla macchina, consentendo di tracciare l’andamento di indicatori di stato coerenti anche quando le condizioni operative cambiano.
Poiché le apparecchiature di preparazione della pasta di cellulosa operano con carichi e consistenze variabili, l’elaborazione locale del segnale è essenziale. VibSys® converte il comportamento vibrazionale grezzo in chiari indicatori delle condizioni della macchina in prossimità dell’impianto, riducendo la sensibilità alle variazioni momentanee del processo pur mantenendo la profondità diagnostica quando il comportamento meccanico inizia a deviare. Ciò supporta il rilevamento precoce di guasti quali degrado dei cuscinetti, allentamenti, disallineamenti, risonanza e vibrazioni di origine idraulica nelle pompe, nonché modelli di interazione anomali nei raffinatori e nei vagli.
La scalabilità è una considerazione fondamentale nella preparazione della pasta di cellulosa. VibSys® viene installato sulla macchina e può essere implementato su più pompe, agitatori, raffinatori e azionamenti ausiliari senza dover riprogettare l’intera infrastruttura di monitoraggio. Le interfacce aperte consentono di integrare gli indicatori di stato e, ove richiesto, i segnali temporali delle vibrazioni con i sistemi CMMS esistenti, gli historian o le piattaforme di analisi. VibSys® è destinato esclusivamente al monitoraggio delle condizioni e alla diagnostica a supporto del processo decisionale di manutenzione, non a funzioni di protezione o di arresto.
Vantaggi chiave per le apparecchiature di preparazione della pasta di cellulosa
- Monitoraggio continuo delle condizioni di vibrazione su pulper, pompe, raffinatori, vagli e agitatori
- Indicatori di stato che rimangono utilizzabili in presenza di modalità operative mutevoli e variazioni di processo
- Rilevamento precoce di guasti quali usura dei cuscinetti, disallineamento, allentamento e vibrazioni di origine idraulica
- Scalabilità pratica per un gran numero di beni rotanti di media criticità
- Installazione sul lato macchina adatta ad ambienti umidi di preparazione della pasta di cellulosa industriale
- Opzioni di integrazione aperte a supporto dei flussi di lavoro di manutenzione predittiva e basata sulle condizioni
Impatto su manutenzione, qualità e affidabilità
L’applicazione del monitoraggio delle condizioni delle vibrazioni con VibSys® nella preparazione della pasta di cellulosa favorisce il passaggio dalla manutenzione reattiva e dagli interventi a intervalli fissi alla manutenzione basata sulle condizioni. Anziché reagire a guasti o sintomi in fase avanzata, i team di manutenzione possono seguire continuamente l’andamento delle condizioni delle macchine e intervenire quando gli indicatori mostrano un chiaro deterioramento.
Ciò riduce il rischio di fermi macchina non pianificati, danni secondari e problemi di qualità causati da danni ai cuscinetti in fase avanzata, allentamenti o problemi idraulici. Migliora inoltre la pianificazione della manutenzione, poiché i ricambi e la manodopera possono essere programmati in base alla produzione e mirati alle apparecchiature che mostrano effettivamente segni di deterioramento. Estendendo il monitoraggio delle vibrazioni a pulper, raffinatori, pompe di pasta e di alimentazione e azionamenti ausiliari, gli stabilimenti ottengono una visibilità anticipata sull’affidabilità delle apparecchiature rotanti e creano una base pratica per la manutenzione predittiva nella produzione di pasta di cellulosa e carta.
Formazione online gratuita sulle vibrazioni
Se il vostro team è responsabile della manutenzione e dell’affidabilità delle apparecchiature rotanti nel settore della cellulosa e della carta, una conoscenza di base delle vibrazioni rende più facile agire in base ai risultati del monitoraggio delle condizioni. Istec offre una formazione online gratuita sulla Categoria 1 delle vibrazioni tramite Istec Academy per i professionisti che desiderano un’introduzione pratica ai fondamenti delle vibrazioni e ai tipici modelli di guasto delle macchine.
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