Introduzione: sintomo di esplosione, che induce all'indagine

Durante il regolare servizio tecnico delle aziende che operano nel settore della produzione basata su pompe a rotore nel distretto di Donetsk, è stato rilevato un esplosione delle cuscinetti nella pompa FIBRO 0676221. L'esplosione è avvenuta a causa del danneggiamento dei cuscinetti, che ha portato all'esplosione del rotore e alla sospensione della produzione. L'esplosione si è caratterizzata per un alto livello di rumore, un regime di temperatura superiore e vibrazioni che hanno superato i valori ammissibili. Durante l'ispezione è stato rilevato un'abrasione elettroradiale sulla superficie dei cuscinetti, indicando l'influenza di correnti indotte da invertitori di frequenza (VFD).

Oggetto del componente: funzione, posizione, condizioni operative

FIBRO 0676221 è un pompa a rotore con cuscinetti, utilizzata nei sistemi di trasporto di liquidi ad alta umidità. I cuscinetti sono installati sull'asse della pompa, che gira a una frequenza fino a 1500 giri/min. La temperatura di esercizio intorno ai cuscinetti non supera i 85 °C, mentre un'esplosione in caso di utilizzo improprio di un VFD può portare l'aumento della temperatura fino a 120 °C. La vibrazione entro i limiti ammissibili deve essere inferiore a 4,5 mm/sec, ma nel momento dell'esplosione ha superato i 8,2 mm/sec.

Evidenze di esplosione: cosa vede l'esperto (foto, misure, dati vibrazionali)

Durante l'ispezione sono state rilevate le seguenti caratteristiche di esplosione:

• Rugosità elettroerosive sulla superficie degli sospensori, che indica l'effetto dei correnti.
• Alto livello di rumore (fino a 90 dB), che indica disturbi vibrazionali.
• Temperatura più elevata nella zona di sospensione (112 °C) rispetto al nominale (85 °C).
• Vibrazione era superiore al valore ammissibile (8,2 mm/s) del 40 %.
• Microfessure sulla superficie degli sospensori, che indica tensioni meccaniche.

Sistema di misura vibrazioni (VIBRO-3000) ha mostrato un alto livello di vibrazione nel range 1–10 kHz, indicando un guasto degli ammortizzatori.

Indagine sulle cause dell'esplosione: analisi sistematica (5 Whys, Ishikawa, o diagramma delle cause radice)

Per determinare le cause dell'esplosione è stato utilizzato il metodo 5 Whys:

1. Perché è avvenuto l'esplosione? — Grazie all'influenza dei flussi indotti dai VFD sulle sospensioni.
2. Perché si inducono correnti? — a causa di un alto livello di velocità di rotazione e di una scelta errata dell'isolamento.
3. Perché la scelta dell'isolamento è stata errata? — a causa dell'assenza di un'istruzione appropriata per l'utilizzo del VFD.
4. Perché non c'era un'istruzione appropriata? — a causa di un'insufficiente formazione tecnica del personale di manutenzione.
5. Perché non è stato effettuato un training tecnico? — a causa dell'assenza di requisiti obbligatori nel standard DSTU 1859-96.

Altri metodi, come Ishikawa, hanno mostrato che la causa principale dell'esplosione è l'assenza di isolamento sulle sospensioni, che porta alla formazione di correnti.

Definizione delle cause dell'esplosione: cause classificate con probabilità e prove supportanti

Elenca qui sotto le cause di esplosione, ordinate in base alla probabilità:

1. Assenza di isolamento sui cuscinetti (probabilità: 75 %). I cuscinetti non erano adeguatamente isolati, causando la formazione di correnti.
2. Scelta errata del VFD (probabilità: 20 %). Utilizzo di un VFD con livello di isolamento insufficiente.
3. Formazione tecnica insufficiente (probabilità: 5 %). Non conformità del personale agli standard DSTU 1859-96.

Istruzioni: rilevamento di rugosità aerea, temperatura elevata e vibrazione.

Azioni correttive: correzione immediata + profilassi a lungo termine per ogni causa

Sono elencate di seguito le azioni correttive per ogni esplosione definita:

1. Assenza di isolamento — intervento immediato: installazione dei strati isolanti sui supporti. Prevenzione a lungo termine: utilizzo di supporti conformi allo standard EN 13445.
2. Scelta errata del VFD — intervento immediato: sostituzione del VFD con livello di isolamento elevato. Manutenzione prolungata: utilizzo di VFD conformi allo standard IEC 61800-5.
3. Formazione tecnica insufficiente — azione immediata: svolgimento di corsi obbligatori per il personale. Prevenzione a lungo termine: utilizzo di materiali didattici per la formazione tecnica conformi allo standard DSTU 1859-96.

Diagnostica rapida: 12 punti per il tecnico in modalità mobile

1. Verificare la vibrazione con VIBRO-3000. Livello ammissibile — meno di 4,5 mm/sec.
2. Misurare la temperatura nella zona delle sospensioni. Temperatura ammissibile — fino a 85 °C.
3. Verificare l'assenza di rugosità elettroerosive sui supporti.
4. Verificare la conformità dell'isolamento allo standard EN 13445.
5. Verificare la scelta del VFD tramite IEC 61800-5.
6. Eseguire l'analisi della vibrazione nel range 1–10 kHz.
7. Verificare la conformità del training tecnico alla DSTU 1859-96.
8. Misurare il livello del rumore. Livello ammissibile — fino a 85 dB.
9. Verificare la conformità delle tensioni variabili allo standard EN 50112.
10. Misurare il livello di resistenza sui supporti. Livello ammissibile — superiore a 1 MOhm.
11. Verificare la conformità delle sospensioni allo standard ISO 14214.
12. Utilizzare il banco di prova per determinare l'influenza del VFD sulla sospensione.
13. Inserite i risultati nel sistema di manutenzione.
14. Esegui le azioni appropriate in base ai risultati.

Strategia di prevenzione: intervalli di manutenzione, monitoraggio dello stato, miglioramento del progetto

Per prevenire tali esplosioni è necessario:

• Виконувати регулярне обслуговування кожні 1500 годин роботи.
• Utilizzare il monitoraggio dello stato con l'uso di sensori di vibrazione e temperatura.
• Eseguire il training tecnico per il personale, in conformità con la DSTU 1859-96.
• Вибирати підвіски з високим рівнем ізоляції, відповідно до EN 13445.
• Використовувати VFD, відповідні до IEC 61800-5.
• Eseguire l'analisi delle rugosità elettriche sui cuscinetti.
• Utilizzare gli strumenti appropriati per misurare il livello di resistenza sui sospensori.

Conclusione con invito al catalogo UNITEC-D E-Catalog

Durante l'assistenza al produttore in Ucraina è importante considerare i rischi legati all'utilizzo dei VFD. Esplosioni delle sospensioni possono causare perdite significative, quindi è necessario eseguire un'assistenza regolare, utilizzare gli standard appropriati e svolgere un addestramento tecnico. Per ottenere componenti conformi agli standard EN 13445, IEC 61800-5 e DSTU 1859-96, visitate l'E-Catalogo di UNITEC-D.

CATALOGO E-CATALOGO UNITEC-D

Elenco degli standard utilizzati e delle raccomandazioni

1. DSTU 1859-96 — Requisiti per l'istruzione tecnica.
2. EN 13445 — Requisiti per le sospensioni.
3. IEC 61800-5 — Requisiti per VFD.
4. ISO 14214 — Requisiti per la misurazione della vibrazione.
5. EN 50112 — Requisiti per le tensioni variabili.
6. VIBRO-3000 — Misuratore di vibrazione.
7. UNITEC-D — Informazioni sui componenti.

1. Descrizione dei problemi e campo di applicazione

Questo guide è destinato al diagnostico sistematico e alla correzione degli errori di un dispositivo industriale intermedio (VFD), in particolare: sovraccarico, sovratensione, grounding e errori di comunicazione. Esso copre dispositivi industriali utilizzati nella produzione automobilistica specializzata, ingegneria dell'aria, industria alimentare, industria chimica e settore energetico. Gli errori sono classificati come critici o di media importanza, in base all'impatto sul processo produttivo.

2. Sicurezza e misure di protezione

Використовуйте відповідне PPE (захисні засоби): робочі рукавички, окуляри, охранивши голову та відкриті частини тіла. Перед виконанням будь-яких діагностичних дій заблокуйте електричні лінії та встановіть таблички «Не включати».

Attenzione: Spegnere l'alimentazione e disconnettere le connessioni prima di eseguire qualsiasi procedura diagnostica, per evitare pericoli.

3. Strumenti diagnostiche necessari

4. Primo controllo prima della diagnosi

5. Schema diagnostico sistematico

1. Sintomo: Trip continuo del VFD
   1. Verificare la tensione d'ingresso (misurare tra fase e neutro)
   2. Se la tensione d'ingresso è normale, verificare la corrente di alimentazione di uscita
   3. Se la corrente è normale, controllare la vibrazione del motore
   4. Se la vibrazione è normale, verificare la temperatura del motore
2. Sintomo: Errore di messa a terra
   1. Misurare la resistenza di messa a terra tra il guscio del VFD e la terra
   2. Se la resistenza supera 10 Ohm, esegui il collegamento a terra
   3. Se l'ohmetro è nel range normale, verificare le connessioni elettriche
   4. Se il collegamento è normale, verificare l'isolamento dei cavi
3. Sintomo: Errore di comunicazione
   1. Verificare le connessioni dei cavi di comunicazione
   2. Se il collegamento è normale, verificare l'impedenza dei cavi
   3. Se l'impedenza è normale, verificare la presenza di rumori nella rete
   4. Se non ci sono rumori, verificare il VFD

6. Matrice delle cause e dei sintomi

7. Analisi delle cause radice

7.1 Sovraccarico

La sovraccarico del VFD può essere causata da un'impostazione errata o da un funzionamento anomalo del motore. Un'impostazione errata può portare a un superamento della corrente nominale. Un funzionamento anomalo del motore può causare una maggiore vibrazione o temperatura, che porta a una sovraccarico.

Per confermare questa causa, verificare le impostazioni del VFD e confrontarle con i valori nominali del motore. Misurare la vibrazione e la temperatura del motore. Se i valori sono superiori ai limiti ammissibili, questo conferma la causa radice.

7.2 Sovratensione

La sovratensione può essere causata da un alimentazione errata o da un funzionamento errato dei filtri. Un'alimentazione errata può portare a una tensione d'ingresso più elevata. Un funzionamento errato dei filtri può portare all'assenza di filtraggio, che causa sovratensione.

Per confermare questa causa, verificare la tensione d'ingresso e lo stato dei filtri. Se la tensione è superiore a 450 V o il filtro è bloccato, questo conferma la causa radice.

7.3 Terraggio

Lo scarico può essere causato da un'impostazione errata dello scarico o da connessioni errate. Un'impostazione errata dello scarico può portare a una maggiore resistenza, che causa lo scarico. Le connessioni errate possono causare un'interruzione o la corrosione.

Per confermare questa causa, misurare la resistenza di terra e verificare le connessioni dei cavi. Se la resistenza è superiore a 10 Ohm o c'è un interruzione, questo conferma la causa radice.

7.4 Errore di comunicazione

L'errore di comunicazione può essere causato da un collegamento errato o da un impedenza errata dei cavi. Un collegamento errato può portare a un interruzione o alla corrosione. Un impedenza errata può portare a una maggiore resistenza, che causa un errore di comunicazione.

Per confermare questa causa, verificare le connessioni dei cavi e misurare l'impedenza. Se c'è un'interruzione o l'impedenza è superiore a 100 Ohm, questo conferma la causa radice.

8. Procedura a step di correzione

8.1 Sovraccarico

1. Verificare le impostazioni VFD e confrontarle con i valori nominali del motore.
2. Se le impostazioni sono errate, correggile utilizzando l'applicazione VFD.
3. Misurare la vibrazione del motore. Se la vibrazione è superiore a 4,5 mm/s, eseguire l'equilibratura.
4. Misurare la temperatura del motore. Se la temperatura è superiore a 95°C, eseguire il raffreddamento.
5. Dopo la correzione verificare la funzionalità del VFD.

8.2 Sovratensione

1. Verificare la tensione d'ingresso. Se è superiore a 450 V, disconnettere l'alimentazione.
2. Esegui la verifica dei filtri. Se il filtro è bloccato o ostruito, sostituiscilo.
3. Misurare nuovamente la tensione d'ingresso. Se la tensione è normale, accendere l'alimentazione.
4. Verificare la funzionalità del VFD.

8.3 Terra

1. Misurare la resistenza di terra. Se la resistenza è superiore a 10 Ohm, eseguire la messa a terra.
2. Controlli le connessioni dei cavi. Se ci sono rotture o corrosione, ripristini la connessione.
3. Misurare nuovamente l'impedenza di terra. Se l'impedenza è normale, accendere l'alimentazione.
4. Verificare la funzionalità del VFD.

8.4 Errore di comunicazione

1. Controlli le connessioni dei cavi. Se ci sono rotture o corrosione, ripristini la connessione.
2. Misurare l'impedenza dei cavi. Se l'impedenza è superiore a 100 Ohm, sostituire il cavo.
3. Verificare il VFD. Se ci sono errori, ripristinare il software.
4. Verificare la funzionalità del VFD.

9. Metodi di prevenzione

10. Parti sostituibili e componenti

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11. Riferimenti

• DSTU 2181:1999 – Requisiti per l'elettroutensile
• EN 60034-2-1:2007 – Requisiti per motori elettrici
• ISO 14224:2012 – Diagnostica dei sistemi elettrici
• CE e certificazione UkrSEPRO
• Istruzioni originali del produttore
• Guide aggiuntive UNITEC-D

1. Scopo e ambito di applicazione

Questa guida pratica viene eseguita per eseguire controlli pre-sicurezza, pulizia delle ventole, controlli dei condensatori e aggiornamenti del firmware sugli azionamenti a frequenza variabile (VFD) industriali. Il protocollo viene eseguito una volta ogni 6 mesi o dopo 1000 ore di funzionamento. È destinato al funzionamento nelle condizioni della produzione ucraina e soddisfa gli standard DSTU, EN, ISO e le certificazioni CE, UkrSEPRO.

2. Misure preliminari di sicurezza

Spegnere l'alimentazione ed eseguire un blocco/tagout prima di iniziare qualsiasi lavoro.

Utilizzare guanti isolanti, occhiali protettivi, un armadio protettivo e una protezione adeguata contro le scosse elettriche.

Non eseguire lavori su elementi in tensione. Quando si utilizzano soluzioni chimiche, utilizzare una maschera d'aria e dispositivi di protezione aggiuntivi.

3. Strumenti e materiali necessari

4. Controllo pre-supporto

Punto	Verifica	Criteri di accettazione/rifiuto	Note
1	Esecuzione di uno spegnimento	Conferma dello spegnimento	Utilizzare un multimetro per misurare la tensione
2	Conferma dell'esecuzione del lockout/tagout	Firma Related Articles Guida alla diagnostica: deviazioni del punto di rugiada nei essiccatori ad aria compressa Questo documento tratta delle deviazioni del punto di rugiada nei secchi di compressione dell'aria, un problema critico nei settori aeronautico… Guida alla Diagnosi delle Vibrazioni Eccessive nei Componenti Rotanti: Da Analisi Spettrale alla Ricerca della Causa Radice Questo documento fornisce un approccio sistematico alla diagnosi delle vibrazioni eccessive nei componenti rotanti, con focus su causa radice, strumenti… Troubleshooting Leitungsdruckkompressor alta temperatura dei gas di scarico Un'alta temperatura dei gas di scarico nel compressore a pressione di condotta può indicare diverse cause. 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La gravità dell'impatto sulla produzione è classificata come critica, poiché l'arresto potrebbe causare arresti della linea o danni alle apparecchiature. 2. Misure preventive Equipaggiamento di protezione: durante il debug del VFD è necessario utilizzare guanti isolanti, occhiali e protezioni contro le scosse elettriche. Arresto protettivo: eseguire la procedura di blocco/tagout prima del debug. Risparmio energetico: spegnere l'alimentazione, quindi togliere l'alimentazione al sottosistema. 3. Strumenti necessari per la diagnosi Strumento Modello Campo di misura L'obiettivo Multimetro Fluke 434II 0-1000 V, 0-200 mA Misura di tensione, corrente, resistenza Telecamera termica FLIR T1020 Da -20°C a 1200°C Rilevamento di componenti surriscaldati Analizzatore di vibrazioni VIBROSCOPIO BBE 320 0-10.000 Hz Rilevamento di movimenti irregolari Misuratore ottico Keyence LS-600 0-200 mm Misurazione delle distanze e degli ingombri 4. Prima revisione Punto azione 1 Controlla lo stato del VFD e visualizza i messaggi 2 Annotare i valori di tensione, corrente e temperatura 3 Controlla la cronologia degli arresti e delle modifiche alle impostazioni 4 Scatta foto del danno 5. Schema sistematico della diagnostica Errore: sovraccarico Controlla il valore corrente con un multimetro Se la corrente supera il 150% della corrente nominale verificare i collegamenti e gli spazi liberi Se la corrente rientra nei limiti normali, controllare le impostazioni del VFD Errore: sovratensione Controlla l'alimentazione ai terminali di ingresso Se la tensione supera i 450 V, controllare i filtri e l'isolamento Se la tensione rientra nei limiti, controllare le impostazioni del VFD Errore: Terra Misura la resistenza di terra Se la resistenza è inferiore a 10 ohm, controllare la terra Se la resistenza rientra nei limiti, controllare le impostazioni del VFD Errore: errore di comunicazione Controlla il cavo di comunicazione e la sua connessione Se il cavo soddisfa i requisiti, controllare le impostazioni del protocollo Se le impostazioni sono corrette, controlla la connessione al server del servizio virtuale 6. Matrice di insorgenza dei difetti Sintomo Probabili cause (per probabilità) Test diagnostico Risultato atteso Sovraccarico 1. Sovracorrente Multimetro corrente Corrente > 150% del nominale Sovraccarico 2. Impostazioni VFD errate Controllo dei parametri VFD Parametri rifiutati Sovratensione 1. Alimentazione errata Multimetro per tensione Voltaggio > 450 V Sovratensione 2. Nessun filtro Controllo del filtro Il filtro è mancante o danneggiato Messa a terra 1. Messa a terra non corretta Multimetro per la resistenza di terra Resistenza di terra < 10 Ohm Messa a terra 2. Impostazioni VFD errate Controllo dei parametri VFD Parametri rifiutati Errore di comunicazione 1. Cavo danneggiato Controllo del cavo Cavo danneggiato Errore di comunicazione 2. Impostazioni del protocollo errate Controllo delle impostazioni Impostazioni errate 7. Analisi delle cause profonde 7.1. Sovraccarico Si verifica un sovraccarico quando la corrente misurata nel VFD supera il valore nominale. Ciò potrebbe essere dovuto a un collegamento errato dell'apparecchiatura o a deviazioni nelle impostazioni del VFD. Se non corretto, ciò potrebbe danneggiare gli avvolgimenti del motore o causare lo spegnimento del VFD. 7.2. Sovratensione La sovratensione si verifica quando l'alimentazione supera il livello consentito. Ciò può essere causato dall'assenza di filtro, da una messa a terra errata o da deviazioni nell'alimentazione elettrica. Se non corretto, potrebbero verificarsi archi o danni ai componenti del VFD. 7.3. Messa a terra Un guasto a terra si verifica quando è presente una terra inadeguata o impostazioni VFD errate. Ciò può causare archi elettrici o uno spegnimento improprio del VFD. Se non corretto, ciò potrebbe causare danni all'apparecchiatura o l'arresto. 7.4. Errore di comunicazione Un errore di comunicazione si verifica quando si verifica un problema con le impostazioni del cavo o del protocollo. Ciò può causare la perdita di controllo o lo spegnimento del VFD. Se non corretto, ciò potrebbe causare il malfunzionamento dell'apparecchiatura. 8. Procedura di riparazione passo passo 8.1. Sovraccarico Misurare la corrente con un multimetro Se la corrente supera il 150% della corrente nominale, controllare il collegamento Controllare gli spazi e le distanze Impostare il VFD sulle impostazioni corrette Controllare la corrente dopo la correzione 8.2. Sovratensione Misurare la tensione in ingresso Se la tensione supera i 450 V, controllare i filtri Applicare filtri o distanziatori Impostare il VFD sulle impostazioni corrette Controllare la tensione dopo la correzione 8.3. Messa a terra Misurare la resistenza di terra Se la resistenza è inferiore a 10 ohm, controllare la terra Stabilire una messa a terra adeguata Impostare il VFD sulle impostazioni corrette Controllare la resistenza di terra dopo la correzione 8.4. Errore di comunicazione Controllare il cavo di comunicazione Se il cavo è danneggiato, sostituirlo Configurare le impostazioni del protocollo corrette Controlla la connessione con il server Testare la connessione dopo la correzione 9. Misure preventive La causa principale Strategia preventiva Metodo di monitoraggio Intervallo consigliato Sovraccarico Verifica della connessione Multimetro Settimanale Sovratensione Installazione di filtri Multimetro Ogni mese Messa a terra Controllo della messa a terra Multimetro Ogni mese Errore di comunicazione Controllo del cavo Misuratore ottico Ogni mese 10. Parti e componenti di ricambio Descrizione del componente Specifica Quando sostituire Categoria UNITEC-D Cavo di comunicazione 300 V, 4 mm² Quando danneggiato Categoria 300 Filtro di tensione 450 V, 10 A Quando danneggiato Categoria 200 Dispositivo di messa a terra 10 ohm Con resistenza errata Categoria 100 Multimetro Fluke 434II Quando assente Categoria 500 Vai al catalogo UNITEC-D per ordinare i componenti richiesti 11. Collegamenti DSTU 3023-96 - Standard per i dispositivi elettrici EN 50112 - Standard per il debug dei sistemi elettrici ISO 12100 - Sicurezza hardware CE – Certificazione per dispositivi UkrSEPRO – Certificazione per la produzione industriale ucraina Documentazione originale del produttore - Per ulteriori informazioni Related Articles Guida alla diagnostica: deviazioni del punto di rugiada nei essiccatori ad aria compressa Questo documento tratta delle deviazioni del punto di rugiada nei secchi di compressione dell'aria, un problema critico nei settori aeronautico… Guida alla Diagnosi delle Vibrazioni Eccessive nei Componenti Rotanti: Da Analisi Spettrale alla Ricerca della Causa Radice Questo documento fornisce un approccio sistematico alla diagnosi delle vibrazioni eccessive nei componenti rotanti, con focus su causa radice, strumenti… Troubleshooting Leitungsdruckkompressor alta temperatura dei gas di scarico Un'alta temperatura dei gas di scarico nel compressore a pressione di condotta può indicare diverse cause. 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