Diagnostica ed eliminazione delle vibrazioni eccessive delle apparecchiature rotanti: Manuale tecnico

1. Descrizione del problema e ambito di applicazione

Le vibrazioni eccessive sono il principale segno di ridotta affidabilità delle apparecchiature rotanti (pompe, ventilatori, motori, compressori). Questo manuale è destinato ai tecnici dell'assistenza e agli ingegneri dell'affidabilità che si occupano di problemi di vibrazione. La diagnosi tempestiva consente di prevenire guasti catastrofici, ridurre i costi delle riparazioni di emergenza e aumentare l'intervallo tra le riparazioni.

Campo di applicazione: apparecchiature rotanti industriali funzionanti in modalità da basso ad alto numero di giri. La criticità della condizione viene valutata secondo lo standard DSTU ISO 10816. Qualsiasi indicazione di vibrazioni che superano la zona "B" (soddisfacente) o si spostano nella zona "C" (insoddisfacente) secondo la classificazione ISO, deve essere diagnosticata immediatamente.

2. Misure di sicurezza

AVVERTENZA: l'utilizzo di apparecchiature rotanti comporta il rischio di lesioni o morte.

• Assicurarsi di eseguire la procedura di blocco/tagout (LOTO) prima di iniziare la diagnostica a meno che la diagnostica non richieda il funzionamento dell'apparecchiatura sotto carico.
• Quando si effettuano misurazioni su attrezzature di lavoro, utilizzare indumenti protettivi, occhiali ed evitare il contatto con parti in movimento.
• Assicurarsi che non vi sia energia immagazzinata (pressione nel sistema, inerzia del rotore).
• Utilizzare dispositivi di protezione individuale (DPI) adeguati alle condizioni di produzione.

3. Strumenti diagnostici necessari

4. Lista di controllo per la valutazione iniziale

5. Algoritmo diagnostico sistematico (albero decisionale)

1. Passaggio 1: acquisizione dati dello spettro (FFT)
   • A) RPM 1x dominante:
     • Probabile causa: squilibrio.
     • Azione: Verificare la presenza di sporco sulle lame, l'assenza di pesi di bilanciamento.
   • B) Frequenza dominante di 2 giri (RPM):
     • Causa probabile: disallineamento (degli alberi o del giunto).
     • Azione: eseguire l'allineamento laser, verificare la rigidità della fondazione.
   • B) Armoniche ad alta frequenza (non sincrone):
     • Causa probabile: difetto del cuscinetto volvente.
     • Azione: controllare la temperatura, condurre un'analisi della busta (analisi della busta).
   • D) Vibrazioni elevate quando si passa ad una certa velocità (risonanza):
     • Probabile causa: coincidenza della propria frequenza con la frequenza di lavoro.
     • Azione: eseguire un coast down test, un bump test.

6. Matrice "Sintomo - Probabile causa"

7. Analisi delle principali ragioni

Squilibrio

Si verifica quando la massa del rotore è distribuita in modo non uniforme rispetto all'asse di rotazione. Le ragioni possono essere l'accumulo di sedimenti, l'erosione delle pale, la perdita di bilanciamento dei carichi. Se non eliminato, ciò porta a carichi dinamici significativi sui cuscinetti e al cedimento prematuro della fondazione.

Decentralizzazione

Disallineamento degli alberi del motore e dell'attrezzatura. Provoca sollecitazioni nei giunti e nei cuscinetti, con conseguente riscaldamento e usura accelerata. Manifestato da un alto livello di vibrazione a 2x RPM.

Difetti dei cuscinetti

Usura delle piste o degli elementi volventi dovuta a fatica del metallo, contaminazione o mancanza di lubrificazione. Se viene confermato un difetto, il cuscinetto deve essere sostituito immediatamente, poiché la sua distruzione può bloccare l'albero.

Risonanza

Si verifica quando la frequenza di eccitazione coincide con la frequenza naturale del sistema (fondazione, corpo, rotore). Ciò porta ad una significativa amplificazione dell'ampiezza della vibrazione. Richiede un cambiamento nella rigidezza del sistema o nella sua massa.

8. Procedure di eliminazione passo dopo passo

1. Eliminazione dello squilibrio: Pulire il rotore. Eseguire il bilanciamento dinamico nei luoghi di installazione (in situ) o sulla macchina. Controllare la massa del carico.
2. Correzione del disallineamento: utilizza un sistema laser per misurare e correggere la posizione del motore rispetto alla pompa. I valori devono rientrare nelle tolleranze previste per le tipologie di giunto (rigido/flessibile).
3. Sostituzione dei cuscinetti: garantire la pulizia del luogo di lavoro. Utilizzare riscaldatori a induzione per l'installazione (prevenire il surriscaldamento locale). Utilizzare solo lubrificanti consigliati dal produttore.
4. Lotta alla risonanza: Modifica della rigidità del telaio (saldatura di rinforzi) o installazione di supporti aggiuntivi. Modifica della velocità operativa (se viene utilizzato il VFD).

9. Misure preventive

10. Pezzi di ricambio e componenti

Per garantire un funzionamento senza problemi, utilizzare solo componenti certificati.

Ordina i pezzi di ricambio necessari sul portale ufficiale: https://www.unitecd.com/e-catalog/

11. Collegamenti

• DSTU ISO 10816-3: vibrazione meccanica. Valutazione delle vibrazioni della macchina.
• Istruzioni OEM per l'attrezzatura applicabile.
• Manuale Manutenzione Pompa e Motore UNITEC.