Quando il disallineamento costa milioni: come strumenti come RotAlign possono fare la differenza

Non c'è niente di più grande di perdere 3 milioni di dollari in due giorni per farti riconsiderare l'importanza dell'allineamento. 

L'ho imparato a mie spese quando due pompe vitali per l'acqua di raffreddamento si sono improvvisamente guastate in uno stabilimento in cui lavoravo, bloccando le operazioni. Ci sono voluti due giorni, e 1.5 milioni di dollari di mancati guadagni ogni giorno, prima che la struttura tornasse a funzionare.

Cosa ha causato l'incidente? L'accoppiamento delle pompe si è autodistrutto, facendole vibrare. Non era stato allineato correttamente.

Questa non è solo una storia ammonitrice, ma un promemoria del ruolo cruciale che un allineamento preciso svolge nel mantenere le operazioni fluide. Il disallineamento è spesso il cattivo invisibile dietro problemi di vibrazioni, guasti prematuri dei cuscinetti e costosi tempi di fermo che possono paralizzare produttività e profitti. Se fossero stati utilizzati gli strumenti giusti per allineare le pompe idrauliche, il fiasco da 3 milioni di dollari avrebbe potuto essere evitato.

Questo dimostra perché i progressi nella tecnologia di allineamento sono così cruciali per i professionisti dell'affidabilità oggi. Gli strumenti moderni hanno trasformato compiti un tempo laboriosi in processi semplificati, rendendo più facile che mai ottenere la precisione necessaria, anche negli scenari più difficili.

In questo articolo approfondiremo in cosa consistono queste innovazioni e come rendono semplici e diretti anche i compiti di allineamento più difficili.

L'ABC dell'allineamento

Innanzitutto, un ripasso. L'allineamento, al suo interno, assicura che tutti i componenti della macchina rotante siano posizionati correttamente in relazione tra loro. Questo è molto importante quando sono in condizioni operative. Anche un leggero disallineamento può portare a problemi operativi. 

Il disallineamento rientra generalmente in due categorie: offset, in cui le parti non sono parallele, e angolare, in cui i componenti sono posizionati ad angoli non corretti. Cause come l'errore umano, l'espansione termica e la deformazione dell'albero esacerbano questi problemi, spesso portando a un maggiore consumo di energia, a un'usura accelerata di cuscinetti e guarnizioni e persino al completo guasto della macchina.

Infatti, si stima che fino al 50% dei guasti nei macchinari rotanti possa essere ricondotto al disallineamento. Ciò evidenzia la necessità critica di un allineamento accurato per prevenire costosi guasti e tempi di fermo. Il disallineamento è più di un semplice problema tecnico; è un fattore che contribuisce direttamente all'inefficienza e all'usura della macchina, rendendo essenziale affrontarlo con gli strumenti giusti.

Storicamente, l'allineamento si basava su metodi tradizionali come righelli e indicatori a quadrante. Sebbene efficaci, questi strumenti richiedevano molta manodopera e erano soggetti a errori umani, specialmente in configurazioni complesse che coinvolgevano più macchine o compensavano la crescita termica. Un allineamento preciso richiedeva regolazioni meticolose e anche un piccolo margine di errore poteva portare a problemi significativi.

Gli strumenti di allineamento avanzati di oggi hanno rivoluzionato il processo, offrendo soluzioni più accurate e semplificate. Questi strumenti moderni riducono la complessità e il tempo associati alle attività di allineamento, specialmente in configurazioni complesse, spingendo i confini di ciò che è possibile e avendo un impatto reale sull'affidabilità e le prestazioni della macchina.

Sfruttare strumenti avanzati per allineamenti complessi

Ripensando l'approccio ai compiti complessi, gli strumenti avanzati hanno migliorato significativamente l'efficienza nella misurazione, nell'analisi e nella regolazione.

Prendiamo ad esempio i sistemi di allineamento laser. Strumenti come RotAlign utilizzano una combinazione di sensori e laser per misurare e regolare con precisione l'allineamento dei macchinari. Ecco come funziona: l'utente posiziona il sensore, che si collega al laser e cattura i dati di misurazione. Quindi, i dati vengono analizzati per determinare come la macchina o il componente devono essere regolati.  

Ciò che distingue RotAlign è il modo in cui abbina questa precisione a funzionalità intuitive che semplificano anche le attività di allineamento più impegnative. Ecco come:

Strumenti intuitivi in ​​soccorso

Non è un segreto che il settore stia lottando con un crescente divario di competenze. Questa carenza significa che sono disponibili meno tecnici esperti per gestire attività complesse, aumentando la pressione sul personale meno esperto per lavorare a un livello elevato. Ecco perché sono essenziali strumenti con un design intuitivo in grado di offrire una guida chiara, specialmente per le attività di allineamento che comportano configurazioni complesse o condizioni variabili.

RotAlign è dotato di un'interfaccia semplice che può essere utilizzata da tecnici di tutti i livelli di esperienza. Gli utenti devono solo seguire una procedura in tre fasi: dimensione (inserimento dei valori), misura (ruotare l'albero per effettuare le misurazioni) e risultato (imparare cosa spostare e quanto spostarsi per ottenere l'allineamento).

Il sistema corregge anche gli errori più comuni, consentendo persino a un tecnico inesperto di ottenere gli stessi risultati di alta qualità di un ingegnere esperto. Quando la precisione è ciò che conta di più, avere uno strumento che semplifica le attività complesse non è solo un vantaggio, è una necessità.

Diverse modalità di misurazione per adattarsi a qualsiasi applicazione

La facilità d'uso è solo una parte dell'equazione. Sebbene semplificare il processo di allineamento sia fondamentale, la diversità di macchinari e condizioni negli ambienti industriali richiede un approccio flessibile.

Per illustrare meglio questo concetto, ecco come le modalità di misurazione di RotAlign aiutano i tecnici a soddisfare le esigenze specifiche di qualsiasi scenario di allineamento:

• IntelliSWEEP: Questa modalità aiuta a misurare e documentare l'allineamento iniziale con precisione, indipendentemente dal grado di disallineamento. Tiene traccia delle correzioni in entrambe le direzioni verticali e orizzontali da qualsiasi posizione angolare in tempo reale. Inoltre, rileva e filtra i dati di bassa qualità causati da fattori come gioco di accoppiamento, vibrazioni ambientali o improvvisi cambiamenti nella velocità di rotazione, in modo da ricevere solo i risultati di misurazione più accurati.

• Misurazione multipunto: Essenziale per misurare alberi che sono difficili da girare in modo continuo o che consentono la misurazione solo in determinate posizioni di rotazione. È particolarmente utile per cuscinetti a manicotto, cuscinetti in metallo bianco e cuscinetti a perno (radiali). La misurazione multipunto è utile anche quando si allineano alberi con rotazione a scatti, situazioni con lunghe campate o gravi disallineamenti che causeranno facilmente la caduta della trave fuori dal range. Multipunto può anche fare la media di tutte le vibrazioni.

• Modalità di passaggio: La modalità ideale per alberi non accoppiati in macchine con elevata inerzia rotazionale. L'emettitore laser viene ruotato oltre il ricevitore in almeno tre posizioni diverse. L'inclinometro interno rileva l'angolo di rotazione ogni volta che il raggio passa il ricevitore. 

• vertiSWEEP: Questo metodo richiede solo una posizione di partenza e una rotazione dell'albero per completare una misurazione, rendendo l'allineamento verticale molto più semplice di quanto non fosse in passato. Puoi tracciare le correzioni della flangia in tempo reale mentre vedi in tempo reale sullo schermo se il motore che stai cambiando si sta muovendo lateralmente di conseguenza.

• Modalità statica: Perfetta per alberi non accoppiati, alberi non rotanti e macchine verticali montate su piedini o flange, questa modalità utilizza le posizioni dell'orologio per stabilire un punto di riferimento, garantendo un allineamento accurato quando i metodi tradizionali non sono efficaci.

Quando i sistemi di allineamento laser possono gestire un'ampia gamma di asset e configurazioni, eliminano la necessità di soluzioni alternative manuali e riducono le imprecisioni comuni nei sistemi meno versatili. I tecnici possono quindi lavorare con maggiore velocità e sicurezza in ambienti di manutenzione dinamici.

Questo vantaggio diventa ancora più critico quando si affrontano attività di allineamento complesse e dispendiose in termini di tempo che richiedono soluzioni precise e affidabili. Soprattutto in situazioni in cui sono necessari allineamenti multipli, RotAlign può far risparmiare tempo e adattarsi facilmente a una varietà di accoppiamenti.

Accoppiamenti multipli? Nessun problema. 

L'allineamento di più macchinari in un treno è un'operazione laboriosa ma talvolta necessaria nella manutenzione dei macchinari.

Tradizionalmente, questo processo comporta l'allineamento di ogni macchina singolarmente, spesso richiedendo ripetute regolazioni mentre si passa da un accoppiamento all'altro. La difficoltà aumenta con il numero di macchine, poiché anche lievi disallineamenti possono aggravarsi sull'intero treno, causando ritardi significativi e la necessità di continui controlli. Questo processo può facilmente protrarsi per giorni, soprattutto quando sono coinvolti più accoppiamenti.

Il RotAlign, con le sue capacità di misurazione multi-accoppiamento, tra cui funzionalità come Live Move e Live Trend, offre una soluzione pratica. Il sensore traccia simultaneamente offset (parallelo) e gap (angolare) su entrambi gli assi (verticale e orizzontale, X e Y). Durante la correzione della macchina, lo strumento può tracciare le regolazioni e il loro impatto in quattro direzioni simultaneamente.

Immagine: Live Move mostra le regolazioni verticali e orizzontali 3D necessarie per ottenere valori di accoppiamento il più vicino possibile allo zero.

Ciò che una volta richiedeva giorni, ora può essere realizzato in una frazione del tempo. Ma l'efficienza di RotAlign non si ferma qui.

Allineamento dell'albero cardanico, semplificato

Oltre ad affrontare gli allineamenti multi-accoppiamento, RotAlign semplifica anche l'allineamento degli alberi cardanici. Questi sono comuni in settori quali acciaio, cellulosa e carta, cemento e estrazione mineraria.

Tradizionalmente, l'allineamento di un albero cardanico spesso richiede la rimozione completa dell'albero, con conseguenti costi e rischi aggiuntivi, come il noleggio di una gru, rischi per la sicurezza e potenziali danni alla macchina.

RotAlign cambia questo approccio consentendo ai tecnici di allineare l'albero senza doverlo scollegare. Utilizzando una staffa appositamente progettata con un braccio rotante, lo strumento è impostato sulla modalità Cardan, consentendo un allineamento preciso con tutti i componenti nelle loro posizioni operative. Il sensore, montato sul braccio rotante, si sposta lungo i montanti per intersecare il raggio laser mentre gli alberi ruotano, catturando le letture necessarie in più posizioni e i tecnici possono correggere il disallineamento angolare seguendo i valori di correzione visualizzati. A seconda dell'applicazione, l'intero allineamento può essere completato in meno di mezz'ora.

Tuttavia, la velocità non è l'unico fattore da considerare. La precisione in condizioni variabili è altrettanto critica e pone le sue sfide.

Precisione di allineamento durante la crescita termica

OUno dei fattori più trascurati nell'allineamento dei macchinari è la crescita termica. Questa è l'espansione o la contrazione dei componenti della macchina mentre si riscaldano o si raffreddano durante il funzionamento. 

Gli ingegneri spesso mirano a ottenere un allineamento perfetto quando la macchina è fredda, entro un millesimo di pollice. Ma una volta che la macchina raggiunge la temperatura di esercizio, tutto cambia. I componenti si espandono, potenzialmente spostandosi fuori allineamento e causando una serie di problemi, dall'aumento delle vibrazioni al prematuro guasto dei cuscinetti.

Strumenti avanzati, come i calcolatori dell'incremento termico e il monitoraggio in tempo reale delle tendenze, possono aiutare i tecnici ad anticipare e correggere questi problemi, fornendo informazioni in tempo reale sul comportamento delle macchine quando raggiungono la temperatura di esercizio.

Calcolatrice di crescita termica

Questa funzionalità RotAlign consente ai tecnici di immettere il tipo di materiale, le temperature iniziale e finale e l'altezza dell'albero. La calcolatrice determina quindi quanto crescerà la macchina mentre si riscalda, fornendo indicazioni su come regolare l'allineamento mentre la macchina è ancora fredda per garantire che sia perfettamente allineata quando raggiunge la temperatura di esercizio completa.

Funzione di tendenza in tempo reale

Per un approccio ancora più preciso, il monitoraggio delle tendenze in tempo reale consente di tracciare in tempo reale come cambia l'allineamento di una macchina mentre si riscalda. Collegando i sensori direttamente agli alloggiamenti della macchina, i tecnici possono osservare e registrare questi cambiamenti, il che li aiuta a comprendere il vero allineamento della macchina durante il funzionamento. Questo metodo è particolarmente utile per le macchine con problemi di allineamento cronici, come quelle che subiscono frequentemente guasti ai cuscinetti o agli accoppiamenti.

Inoltre, questi strumenti possono adattarsi ai valori target, spesso forniti dai produttori, in particolare per le turbine a vapore, che determinano lo spostamento di allineamento previsto dovuto alla crescita termica. Sia che tu stia regolando sotto i piedi o all'accoppiamento, queste funzionalità avanzate forniscono la precisione necessaria per garantire che la tua macchina funzioni al massimo dell'efficienza, anche a temperature fluttuanti. 

Per saperne di più sulle capacità di RotAlign, clicca qui per leggere come un produttore leader di turbine a gas industriali per il mercato globale della produzione di energia ha utilizzato lo strumento per misurare con precisione la crescita termica di un'unità.

Il futuro si sta allineando bene

Ammettiamolo: l'allineamento avrà sempre le sue complessità, soprattutto con l'evoluzione dei macchinari.

Ma con strumenti come RotAlign al tuo fianco, queste sfide diventano molto meno scoraggianti. Le sue capacità avanzate danno ai tecnici la sicurezza di affrontare anche i lavori più difficili, trasformando ciò che prima era un grattacapo in compiti semplici. Adottando gli strumenti di allineamento giusti, non stai solo risolvendo i problemi di oggi, stai anche predisponendo i tuoi macchinari per un futuro fluido, affidabile e costruito per durare.

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Autore Bio: David Metz è un ingegnere applicativo e rappresentante tecnico delle vendite per Prüftechnik, una divisione di Fluke Reliability, che fa parte di Fluke Corporation. In precedenza, ha lavorato come macchinista/costruttore di mulini con oltre 30 anni di esperienza tecnica e artigianale presso Exelon Energy.