Veronafiere ottobre 2015

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1 Veronafiere ottobre 2015 Gli atti dei convegni e più di contenuti su

2 MANUTENZIONE PREDITTIVA ED EFFICIENZA ESTESA Ing. Marco Felli Auditech CEO & Project Manager Italian Trainer Airborne Ultrasound UE ASNT e ISO /8 1

3 CHI SIAMO Auditech s.r.l., col supporto coordinato di aziende specializzate, si occupa di progettazione, servizi e consulenza nella Ingegneria di manutenzione, nella Manutenzione predittiva e nella Riduzione dei costi nell'industria tramite efficientamento e diagnosi energetiche. 2

4 CHI SIAMO: AUDITECH NEI SERVIZI Auditech è all'avanguardia nella diagnostica precoce e nelle tecnologie di manutenzione predittiva quali: Ultrasuoni Airborne, Analisi Termografica, Analisi delle Vibrazioni e altri Controlli Non Distruttivi. 3

5 CHI SIAMO: AUDITECH NEI SERVIZI Uno dei valori aggiunti di Auditech è quello di offrire un Know How unico in Italia sull innovativa tecnologia americana Airborne Ultrasound che la rende Leader indiscussa nei servizi nei seguenti settori: LEAK MANAGEMENT: rilevazione e gestione delle perdite d aria compressa, gas tecnici e vapore Diagnostica evoluta nelle ispezioni meccaniche, compreso il «difficile» settore delle macchine rotanti a movimento lento Ispezioni elettriche a M/A tensione con quadri chiusi, sui trasformatori e sulle sottostazioni di arrivo ENEL. 4

6 CHI SIAMO: AUDITECH NELLA CONSULENZA e NELLA PROGETTAZIONE Nella consulenza, Auditech dispone di un patrimonio ultra trentennale di esperienza in progetti completi di Ingegneria di Manutenzione. Inoltre si occupa di progettazione delle linee di aria compressa, vapore e gas tecnici. 5

7 CHI SIAMO: AUDITECH NELLA DISTRIBUZIONE Auditech è distributore in Italia di UE SYSTEMS Inc. (NY, USA), leader mondiale nella produzione di strumentazione con tecnologia Airborne Ultrasound e distributore FLIR per la termografia. 6

8 TECNOLOGIE MANUTENZIONE PREDITTIVA ULTRASUONI ANALISI VIBRAZIONALE TERMOGRAFIA ANALISI DEGLI OLI 7

9 MANUTENZIONE PREDITTIVA COMPLEMENTARIETÀ SINERGIA INTEGRAZIONE 8

10 APPLICAZIONI ULTRASUONI AIRBORNE ISPEZIONI MECCANICHE ISPEZIONI ELETTRICHE LEAK DETECTION Cuscinetti Ipo/Iper Lubrificazione Pompe Motori Macchine rotanti Ventole Compressori Nastri trasportatori Ingranaggi Quadri/pannelli chiusi Trasformatori ad olio e a secco Isolatori Raddrizzatori Interruttoriextrarapidi Cavi Sezionatori Aria compressa Ossigeno, Azoto e Altri Gas Vapore Scambiatori di Calore Caldaie Condensatori Serbatoi Tubazioni Valvole di ogni tipo Scaricatori di condensa 9

11 ISPEZIONI ELETTRICHE 10

12 ISPEZIONI ELETTRICHE QUADRI CHIUSI Gli Ultrasuoni Airborne permettono di effettuare le ispezioni elettriche sui QUADRI CHIUSI specialmente a media ed alta tensione. Non interferiamo sul ciclo produttivo e l operatore lavora in totale sicurezza. 11

13 SINERGIA E COMPLEMENTARIETA TRA ULTRASUONI E TERMOGRAFIA SENZA INTERFERIRE SUL CICLO PRODUTTIVO Componente Ultrasuoni Termografia Quadro elettrico a bassa tensione NO SI Quadro elettrico a M/A tensione SI NO Visibile ad occhio nudo SI SI Non visibile ad occhio nudo SI NO Anomalia o guasto Ultrasuoni Termografia Corona SI NO Tracking SI SI Arco elettrico SI SI Surriscaldamento NO SI SENZA FINESTRA IR 12

14 L EFFETTO CORONA VERSO IL TRAKING L'effetto Corona è la prima fase del potenziale guasto elettrico. Si manifesta quando il gradiente di potenziale supera un determinato valore, sufficiente a provocare la ionizzazione dell aria. La ionizzazione genera ossidi di azoto e ozono che, combinandosi con l'umidità producono acido nitrico, distruttivo per la maggior parte dei dielettrici e alcune leghe metalliche, con conseguente corrosione ( TRAKING ). Rilevato con gli ultrasuoni Airborne, l effetto corona presenta i seguenti spettri, rispettivamente in FFT e in Data Time Series. 13

15 LE FASI DEL GUASTO ELETTRICO IN M/A TENSIONE Ionizzazione Aria Fase 1 Corona Fase 2 Tracking Fase 3 Arco elettrico Fattore tempo determinante Corrosione Produzione di acido nitrico O 3 + 2NO 2 + H 2 O 2HNO 3 + O 2 Quando si passa dalla fase 1 alla 2? 14

16 Il tracking è un fenomeno elettrico che può innescarsi a una qualsiasi tensione. E' noto anche come «baby arc» ed è la causa diretta del degrado del materiale dielettrico, che forma "piste o percorsi" riscontrabili in particolare sugli isolatori danneggiati. Il tracking richiede un immediata attenzione o intervento. Quando viene rilevato un fenomeno di questo tipo, ci troviamo in fase di guasto incipiente. IL TRAKING 15

17 L ARCO ELETTRICO E la terza fase, ed è la più grave. In questo fase il degrado è irreversibile come nel tracking, ma a un livello tale da comportare il guasto conclamato. Ecco perché è molto importante rilevare corona o tracking nelle fasi incipienti. L'arco produce una scarica violenta e può provocare danni fino alla distruzione del componente stesso. Rappresenta inoltre un problema serio nei confronti della sicurezza del personale, in quanto si possono raggiungere temperature molto elevate con alta probabilità di incendi, esplosioni e gravi infortuni. 16

18 CASE HISTORY: Anomalie effetto Corona Data Time Series Corrosione FFT MCM Day Verona ottobre 2015 Marco Felli CEO & Italian Trainer Airborne Ultrasound ISO 9712 e

19 CASE HISTORY: Anomalie effetto Corona Data Time Series Corrosione FFT 18

20 CASE HISTORY: Anomalie Tracking Danneggiamento della maglia di rame 19

21 CASE HISTORY: Anomalie Tracking Danneggiamento della maglia di rame e deposito dei residui 20

22 CASE HISTORY: BUZZI UNICEM Individuato ed evitato un potenziale sparo dell isolatore (poche decine di euro). Esempio dello stabilimento AA 221 diverso per tipologia di guasto, ma simile per risultato finale: sparo del rifasamento nel 2012 ( ) 21

23 LEAK MANAGEMENT 22

24 LEAK MANAGEMENT DEI GAS TECNICI 23

25 COME INTERVENIRE SUGLI IMPIANTI DI GAS TECNICI Possibili interventi da effettuare sugli impianti di gas tecnici 1. Leak Management gas tecnici 2. Rimozione o chiusura delle linee inutilizzate 24

26 LEAK MANAGEMENT DEI GAS TECNICI: LE PARTICOLARITÀ Il leak management sulle linee dei gas tecnici viene effettuato con modalità del tutto analoghe a quella dell aria compressa utilizzando sensori progettati per rilevare micro perdite come il CFM della UE Systems. Ci sono però 2importantidifferenzerispettoariacompressae vapore: 1. Costo elevato dei gas tecnici 2. Problematiche legate alla sicurezza dovute all eventuale tossicità, infiammabilità, etc 25

27 LEAK MANAGEMENT DEI GAS TECNICI: I RISULTATI In uno stabilimento che utilizza gas tecnici sono state trovate le seguenti perdite: GAS N perdite Quantità persa [m 3 /h] Anidride carbonica 8 6 Azoto ultra puro 6 15 Idrogeno 5 5 Elio 8 2 Azoto standard Le perdite di idrogeno sono rilevanti sia da un punto di vista economico, dato l elevato costo di produzione del gas, ma soprattutto perché esso è altamente esplosivo e una perdita non rilevata potrebbe provocare gravi danni a persone e/o cose. 26

28 LEAK MANAGEMENT DEI GAS TECNICI: I RISULTATI Perdite per tipologie di gas [numero] Anidride carbonica Azoto ultra puro Idrogeno 70 Elio Azoto standard Quantità persa per tipologia di gas [m3/h] Anidride carbonica Azoto ultra puro Idrogeno Elio Azoto standard

29 LEAK MANAGEMENT ARIA COMPRESSA 28

30 IMPIANTI DI ARIA COMPRESSA: IN CHE MODO INTERVENIRE PER MIGLIORARE L EFFICIENZA? Possibili interventi da effettuare sugli impianti di aria compressa 1. Minima pressione di esercizio 2. Utilizzo d'aria aspirata dall'esterno 3. Utilizzo d'aria in aspirazione più fredda grazie ad uno scambiatore di calore 4. Rimuovere o chiudere le linee inutilizzate 5. Leak Management aria 6. Utilizzare compressori ben dimensionati 7. Installare adeguati essiccatori nella rete di distribuzione 8. Utilizzo dell'inverter o VSD 9. Utilizzo di motori elettrici ad alta efficienza (HEMs) 10. Recupero del calore dal compressore 11. Verificare regolarmente che la pressione sia impostata correttamente 12. Ove possibile sostituire le attrezzature pneumatiche con quelle elettriche 13. Evitare utilizzi impropri dell aria compressa: Eliminazione o riduzione dell'uso di aria compressa per la movimentazione di merci, raffreddamento, asciugatura e pulizia dei nastri trasportatori Non usare getti d aria compressa per raffreddare Passare da raffreddamento ad aria compressa a raffreddamento ad acqua o aria. 29

31 ANALISI SULLE PRINCIPALI MISURE D EFFICIENZA ENERGETICA Percentuale di implementazione di ogni tipologia di intervento dal 2000 al

32 I VANTAGGI DEL LEAK MANAGEMENT Qual è il livello medio di perdite sulla base della letteratura? 20% 30% del consumo TOTALE 31

33 RITORNO DEGLI INTERVENTI D EFFICIENZA Box plot dei periodi di payback di ogni tipologia d intervento d efficienza energetica ( A B variabilità del payback ) A B LEAK MANAGEMENT Miglior rapporto costi-benefici Periodo di payback inferiore ai 4 mesi Variabilità minima di payback 32

34 PAYBACK TIME LEAK MANAGEMENT Dall esperienza acquisita con più di 6000 progetti, documentati con un nostro partner svedese, il PAYBACK TIME dell intervento di Leak Management di solito non supera 3 MESI 33

35 LEAK DETECTION Fase 1 Leak Detection Spray rilevamento perdite Rilevatore acustico ad ultrasuoni Ascolto Tecnologia PRO CONTRO Ascolto Identifica solo perdite grandi (udibili) No formazione Spray Individua perdite di tutti i tipi No formazione Affidabile Non identifica perdite medio/piccole Impianto fermo Ambiente silenzioso Poco versatile Lunghi tempi d ispezione Poco versatile Ultrasuoni Affidabile Versatilità Precisione di localizzazione Ispezione con impianto in marcia Individua perdite di tutti i tipi Formazione degli operatori Costo della strumentazione non trascurabile MCM Day Verona ottobre 2015 Marco Felli CEO & Italian Trainer Airborne Ultrasound ISO 9712 e

36 ULTRASUONI Modulo Focus Probe Modulo LRM UP Modulo telescopico Modulo parabolico 35

37 LEAK DETECTION Fase 1 Leak Detection Gli ultrasuoni sono quelli generati dalla turbolenza creata da un fluido in pressione che tramite un orifizio si disperde nell ambiente esterno a pressione atmosferica. 36

38 RIPARAZIONE Fase 2 Riparazione 37

39 RIPARAZIONE Fase 2 Riparazione La rilevazione della perdita non crea risparmio. E solo con il processo di riparazione che si otterranno i risultati auspicati. Più si aspetta a far partire il processo di riparazione, più le perdite erodono il potenziale risparmio, come visibile dai seguenti grafici: 1 mese di ritardo 3 mesi di ritardo 6 mesi di ritardo 8% 25% 50% 38

40 PIANIFICAZIONE E ITERAZIONE Fase 3 Pianificazione e iterazione Le perdite riappariranno con un certa ciclicità nel corso della vita utile dell impianto. È necessario reiterare con una certa frequenza questa disciplina, per tenere il livello delle perdite sotto una soglia ritenuta accettabile. Si evidenzia il seguente andamento del livello medio di perdite in funzione del numero di ispezioni fatte durante un anno. 39

41 LEAK MANAGEMENT ARIA COMPRESSA: I RISULTATI IN UN CEMENTIFICIO La tabella mostra la sintesi dei risultati Buzzi Unicem. Buzzi Unicem è un importante realtà nella produzione del cemento. Negli stabilimenti italiani è stato svolto un servizio di leak management che ha portato i seguenti risultati: Stabilimento Produzione annua [m 3 ] Costo dell aria [ /m 3 ] Perdita in % sulla produzione Perdita [ /anno] Costo Riparazioni [ ] Payback AA ,0087 8,8% ,5 Mesi AA ,0157 9,3% ,5 Mesi AA , ,0% ,5 Mesi AA ,013 13,1% ,5 Mesi AA , ,3% Mesi AA , ,7% Mesi 40

42 LEAK MANAGEMENT VAPORE 41

43 COME INTERVENIRE SUGLI IMPIANTI DI VAPORE PER MIGLIORARE L EFFICENZA Possibili interventi da effettuare sugli impianti di vapore 1. Leak Management vapore: 1.1 Ricerca perdite visibili dell impianto 1.2 Controllo scaricatori di condensa 1.3 Controllo valvole 2. Minima pressione di esercizio 3. Utilizzo di caldaie ad alta efficienza 4. Rimozione o chiusura delle linee inutilizzate 5. Installazione degasatore termofisico 6. Sostituzione di generatori di vapore indiretti 6. Cogenerazione 7. Recupero dei cascami termici dei processi produttivi 8. Recupero del calore dei fumi per il riscaldamento degli ambienti 9. Verifica correttezza scelta tra impianti a vapore o ad acqua surriscaldata 11. Verifica correttezza dimensionamento dei componenti dell impianto 42

44 LEAK DETECTION DEL VAPORE Il leak detection su sistemi di vapore differisce da quello dell aria compressa e dei gas tecnici nelle modalità operative e può essere suddiviso nelle seguenti 3 categorie distinte: 1 Analisi scaricatori di condensa 2 3 Analisi tenuta valvole Controllo dello stato delle tubazioni e delle perdite di vapore visibili 43

45 LEAK MANAGEMENT DEL VAPORE: LE TECNOLOGIE Nel caso delle linee di vapore, oltre alla tecnologia ad ultrasuoni, viene impiegata la termografia. L integrazione di queste due tecnologie ci permette di: Capire lo stato di funzionamento di ogni componente della linea di vapore. La termografia è utilizzata anche per verificare il buon funzionamento della coibentazione delle linee. 44

46 Sono stati analizzati gli scaricatori di condensa di 8 impianti appartenenti alla medesima società che è voluta rimanere anonima. Le principali categorie presenti negli stabilimenti sono: LEAK MANAGEMENT DEL VAPORE: I RISULTATI Secchiello rovesciato Termodinamico Galleggiante Esempio di Report dell analisi di uno scaricatore di condensa 45

47 LA NOSTRA REPORTISTICA 46

48 LEAK MANAGEMENT DEL VAPORE: I RISULTATI La seguente tabella mostra i risultati ottenuti: Scaricatori Totali Scaricatori funzionanti Scaricatori da sostituire Scaricatori da riparare Scaricatori su linea fredda Noto il costo del vapore pari a 30 /ton e le ore di funzionamento annue (8736 h/anno) si è stimata una perdita degli 84 scaricatori di condensa pari : Perdita di vapore ( /anno) Costo economico (ton/anno)

49 RITORNO DEGLI INTERVENTI D EFFICIENZA Analisi dei costi: Costo medio scaricatore Costo medio riparazione Costo perdite di vapore /anno Costo totale sostituzioni scaricatori rotti Costo totale riparazioni scaricatori danneggiati Costo manodopera Costo Leak detection (reportistica dettagliata) Costo leak management (sommatoria) Il PAYBACK TIME dell intervento di Leak Management (rapporto tra il costo delle perdite e il costo del leak management) è pari a: 3 MESI!!! 48

50 LEAK MANAGEMENT: I VANTAGGI DELL OUTSOUCING Fase 1 Processo decisionale SOLUZIONE CON AUDITECH Fase 7 Fase 2 Pianificazione e iterazione Acquisto strumento Fase 1 Leak Detection Fase 6 Riparazione Fase 3 Implementazione Leak Detection Fase 3 Pianificazione e iterazione Fase 2 Riparazione Fase 5 Costi logistici e amministrativi Fase 4 Ispezione ESTERNALIZZARE AD AUDITECH SIGNIFICA ELIMINARE I PROCESSI IN VERDE 1. Riduzione dei tempi 2. Riduzione dei costi fissi 3. Riduzione del costo delle perdite 49

51 I NOSTRI CLIENTI Partecipazione a svariati progetti di LM in grandi realtà italiane e multinazionali: 50

52 GRAZIE PER L ATTENZIONE Per ulteriori informazioni tecniche o chiarimenti venite a trovarci allo stand