PROGETTO LA MANUTENZIONE PREDITTIVA NELLA NAUTICA Analisi degli Oli Lubrificanti Analisi dei Carburanti Termografia all Infrarosso Autore: Carlo Salvadori SICURMAR Via Aurelia, 540-57016 CASTIGLIONCELLO (LI) Tel. O586 754371 335 5288814 info@safesailing.it www.safesailing.it
LA MANUTENZIONE PREDITTIVA La manutenzione predittiva, o preventiva su condizioni, consente di individuare le fasi incipienti dell usura molto tempo prima che si verifichi il guasto, analizzando i dati forniti dai sistemi diagnostici utilizzati, in relazione allo stato di normale funzionamento. Questa strategia manutentiva prevede il monitoraggio delle macchine, degli impianti e delle strutture ad intervalli prefissati, superando quindi i limiti della manutenzione programmata, alla ricerca di quei segnali deboli premonitori di eventuali avarie. Questo sistema consente quindi di individuare l insorgere di una eventuale anomalia con largo anticipo, concedendo la possibilità di pianificare gli interventi tecnici necessari, con notevole risparmio economico, ed evitando che si sviluppino avarie più gravi e inaspettate.
IL PROGETTO AILING, seguendo tali criteri, si configura come vero e proprio sistema di manutenzione, dedicato al settore della Nautica, basato su due fondamentali sistemi diagnostici: Analisi degli Oli Lubrificanti e dei Carburanti Termografia all Infrarosso. Dall interpretazione e dalla elaborazione dei dati forniti da tali metodi di indagine è possibile avere un quadro completo e verosimile sullo stato di salute dei propulsori,degli Invertitori, degli impianti elettrici di bordo e delle strutture. Quindi Diagnostica e Manutenzione, o Diagnostica per la Manutenzione al fine di ottenere una maggiore affidabilità e funzionalità, per annullare il rischio di avarie impreviste, per navigare davvero in sicurezza.
MONITORAGGIO DI UNA IMBARCAZIONE YACHT MOTORI MOTORI INVERTITORI INVERTITORI CENTRALINA CENTRALINA IDRAULICA IDRAULICA IMPIANTO IMPIANTO ELETTRICO ELETTRICO LUBRIFICAZIONE LUBRIFICAZIONE ALIMENTAZIONE ALIMENTAZIONE TIMONERIE TIMONERIE WINCHES WINCHES PASSERELLE PASSERELLE Ecc. Ecc. ALTERNATORE ALTERNATORE BATTERIE BATTERIE CONDUTTORI CONDUTTORI QUADRI ELETTRICI QUADRI ELETTRICI OLIO OLIO CARBURANTE CARBURANTE OLIO OLIO TERMOGRAFIA TERMOGRAFIA OK OK PARAMETRI PARAMETRI QUALITATIVI QUALITATIVI NON CONFORMI NON CONFORMI PRESENZA PRESENZA INQUINANTI E/O INQUINANTI E/O RESIDUI RESIDUI METALLICI METALLICI OK OK PRESENZA PRESENZA BIOMASSE BIOMASSE OK OK PARAMETRI PARAMETRI QUALITATIVI QUALITATIVI NON COINFORMI NON COINFORMI PRESENZA PRESENZA INQUINANTI E/O INQUINANTI E/O RESIDUI RESIDUI METALLICI METALLICI OK OK TEMPERATURE TEMPERATURE ANOMALE ANOMALE SURRISCALDA- SURRISCALDA- MENTI MENTI SOSTITUIRE SOSTITUIRE LUBRIFICANTE LUBRIFICANTE PROBABILE PROBABILE ANOMALIA ANOMALIA E/O E/O USURA IN ATTO USURA IN ATTO ACQUA ACQUA PROLIFERAZIONE PROLIFERAZIONE BATTERICA BATTERICA SOSTITUIRE SOSTITUIRE LUBRIFICANTE LUBRIFICANTE PROBABILE PROBABILE ANOMALIA E/O ANOMALIA E/O USURA IN ATTO USURA IN ATTO PROBABILE PROBABILE ANOMALIA ANOMALIA SUCCESSIVA SUCCESSIVA DI DI CONTROLLO CONTROLLO INTERVENTO INTERVENTO TECNICO TECNICO BONIFICA BONIFICA SERBATOI SERBATOI CON ADDITIVI CON ADDITIVI BIOCIDI BIOCIDI SUCCESSIVA SUCCESSIVA DI DI CONTROLLO CONTROLLO INTERVENTO INTERVENTO TECNICO TECNICO INTERVENTO INTERVENTO TECNICO TECNICO SUCCESSIVA SUCCESSIVA DI DI CONTROLLO CONTROLLO SUCCESSIVA SUCCESSIVA DI DI CONTROLLO CONTROLLO SUCCESSIVA SUCCESSIVA DI DI CONTROLLO CONTROLLO
LA LUBRIFICAZIONE In ogni sistema meccanico circola un fluido lubrificante che ha generalmente lo scopo di ridurre l attrito tra due superfici striscianti l una sull altra. Una delle cause prime dei fenomeni di usura, destinati a degenerare in guasto, è la degradazione del fluido lubrificante, dovuta anche alla presenza di particelle contaminanti o umidità. Le funzioni di un lubrificante sono infatti molteplici: Deve reggere al carico di lavoro garantendo aderenza alle superfici e uno spessore minimo di separazione. Deve raggiungere le zone di massimo carico, garantendo una adeguata lubrificazione idrodinamica. Deve trasportare il particolato metallico e lo sporco ai filtri. Deve essere in grado di veicolare il calore prodotto dall attrito e dalla combustione verso gli scambiatori.
DEGLI OLI LUBRIFICANTI Il lubrificante è anche fonte importantissima di informazioni riguardo alle condizioni dei meccanismi interni con i quali viene a contatto. L analisi chimico- fisica di un campione di olio usato consente una diagnosi attendibile riguardo alle condizioni di quel particolare meccanismo. La ricerca nel lubrificante di eventuali residui metallici, o tracce di inquinanti, quali acqua, glicole, gasolio incombusto, silicio può diventare uno strumento diagnostico molto potente. La misura e la classificazione degli elementi eventualmente riscontrati, espressi in ppm (parti per milione) consentono di individuarne la provenienza, segnalando quale componente del meccanismo è sottoposto ad usura anomala, prima del manifestarsi di una più grave avaria. I dati ottenuti dall analisi di una goccia d olio, in una attenta strategia di manutenzione su condizioni, e l osservazione della variazione percentuale nel tempo di tali dati (il trend), consentono di seguire costantemente le condizioni dei propulsori e delle trasmissioni di potenza, invertitori e riduttori, o di eventuali impianti oleodinamici.
PRINCIPALI PUNTI DI MONITORAGGIO MEDIANTE OLIO Trasmissione di potenza Propulsore principale Generatore Sistemi oleodinamici
PRINCIPALI FONTI DI METALLI DA USURA TURBO COMPRESSORE: Cr, Fe, Ni, Cu CILINDRI: Fe, Si SEGMENTI: Cr, Mo PISTONI: Al, Si BRONZINE: Pb,Cu,Sn ALBERO A GOMITI: Fe, Pb
DEGLI OLI LUBRIFICANTI COME EFFETTUARE IL CAMPIONAMENTO Il kit per il prelievo del lubrificante contiene: - una siringa sterile da 60 ml, un tubetto in plastica da tagliare a misura, un flacone da aprire solo al momento del prelievo, una scheda di raccolta dati, istruzioni per il campionamento. Per un corretto prelievo del campione è sufficiente seguire le seguenti indicazioni: 1) effettuare il prelievo a motore caldo, e comunque non oltre 2 ore di fermo. 2) estrarre l'asta del livello, tagliare il tubo fornito della lunghezza dell'asta, ed inserirlo nella siringa. 3) inserire il tubo nell'alloggiamento dell'asta, ed aspirare una quantità di lubrificante pari a 3/4 del flacone. 4) non utilizzare nessun altro contenitore per travasare il lubrificante nei nostri flaconi, e richiudere il flacone non appena effettuato il prelievo. 5) compilare in tutte le sue parti la scheda allegata, sopratutto per quanto riguarda i dati relativi al tipo di olio e alle ore di moto.
MICROBIOLOGICA DEI CARBURANTI L'umidità che si accumula inevitabilmente nei serbatoi del gasolio, origina la crescita di batteri, cosidetti anaerobici, in quanto vivono e prolificano anche in assenza di aria. Tali microrganismi determinano la formazione di biomasse, risultato dei prodotti metabolici, visibili sotto forma di melme che si depositano sul fondo dei serbatoi, e che inevitabilmente entrano nel circuito di alimentazione, causando l'intasamento dei filtri, degli iniettori e della pompa. Questo fenomeno risulta particolarmente dannoso per i moderni motori common rail. Tali sostanze, insolubili negli idrocarburi ed incompatibili alla combustione, sono responsabili inoltre della corrosione dei metalli (biocorrosione), data la loro acidità.. Sono sufficienti 100 ppm di acqua (100 gr. in 1000 kg! ) per consentire la crescita microbica.
MICROBIOLOGICA DEI CARBURANTI Per conoscere la qualità del gasolio utilizzato, e per accertare l'eventuale contaminazione batterica, possibile causa di danni e avarie, è sufficiente analizzare un campione di carburante. Soprattutto lo stoccaggio prolungato all interno dei serbatoi, in imbarcazioni che navigano prevalentemente durante il periodo estivo, è causa di formazione di umidità attribuibile a fenomeni di condensa col variare delle temperature. Se necessario è possibile procedere alla bonifica del carburante e dei serbatoi con prodotti biocidi specifici che hanno la funzione di bloccare la proliferazione batterica, e di disperdere l'acqua contenuta nel serbatoio.. La fase successiva sarà quella di adottare, per il futuro, una attenta strategia di mantenimento con additivi appropriati, al fine di utilizzare combustibile pulito, che garantisce oltre alla salvaguardia dei serbatoi e del circuito di alimentazione, un miglior rendimento dei propulsori, minori consumi e minore inquinamento.
LA TERMOGRAFIA ALL INFRAROSSO La Termografia si basa sul rilevamento delle onde elettromagnetiche nella banda dell infrarosso, cioè invisibili all'occhio umano. Tutti i corpi che hanno una temperatura superiore allo zero assoluto (0 Kelvin o -273,15 C), emettono radiazioni elettromagnetiche in funzione della loro temperatura. Misurando con una Termocamera la radiazione emessa da qualunque tipo di materiale, apparato o impianto, anche durante il normale funzionamento, è quindi possibile ottenere la sua corrispondente mappa termica, sotto forma di immagine bidimensionale a colori, dove ad ogni punto corrisponde una temperatura. Le macchine di ultima generazione sono in grado di rilevare differenze di temperatura dell ordine di 0,02 C. I campi di impiego della Termografia sono molteplici. Dall edilizia all industria di processo, dalla protezione civile alla medicina, dalla meccanica al settore navale. Nel settore navale trova la sua applicazione nel controllo delle carene per evidenziare eventuali difetti del composito, quali delaminazioni, fratture, ritenzione di umidità per fenomeni osmotici, e nel controllo degli impianti elettrici di bordo.
LA TERMOGRAFIA ALL INFRAROSSO Una termocamera non si limita ad una semplice misura della temperatura, non è un comune termometro. Quello che è interessante individuare è il campo termico nel suo insieme. Sono infatti le differenze di temperatura, i cosiddetti delta termici, che ci indicano i punti critici, evidenziati come surriscaldamenti, che possono essere originati da malfunzionamenti, usure o errato assemblaggio. Questo metodo diagnostico, sempre più indispensabile in un corretto programma di manutenzione, consente di individuare eventuali usure in atto, evitando danni più gravi, e soprattutto avarie impreviste e conseguenti fermi barca. I termogrammi, le immagini ottenute a seguito di un rilievo termografico, vengono quindi elaborate con l'ausilio di un software dedicato, per la redazione di un Report Termografico corredato da una Relazione Tecnica. La documentazione, con valore di certificazione secondo le normative EN473, viene resa all armatore in formato cartaceo e digitale. La nostra Azienda si avvale di Operatori certificati (CICPND), ed è equipaggiata con Termocamere NEC di altissimo livello.
LA TERMOGRAFIA ALL INFRAROSSO Immagine termica di una chiglia.
LA TERMOGRAFIA ALL INFRAROSSO Carena in fasciame. Si notano zone più fredde, in corrispondenza della ruota di prua, e della chiodatura, che stanno ad indicare presenza di umidità. In fase di riscaldamento, infatti, l effetto dell evaporazione provoca un abbassamento della temperatura.
LA TERMOGRAFIA ALL INFRAROSSO La stessa carena vista dal lato di dritta. Sono evidenti punti di forte umidità, evidenziati come zone più fredde.
LA TERMOGRAFIA ALL INFRAROSSO Una zona di forte umidità intorno ad un ombrinale.
LA TERMOGRAFIA ALL INFRAROSSO Si notano le chiodature e i comenti delle tavole, che trattengono umidità.
LA TERMOGRAFIA ALL INFRAROSSO Questo termogramma rivela una vecchia riparazione.
LA TERMOGRAFIA ALL INFRAROSSO Quadro elettrico. In questa immagine è raffigurato un quadro elettrico di bordo, con evidente anomalia in corrispondenza della zona più calda dovuta ad un surriscaldamento di un sezionatore. In questo caso il surriscaldamento interessa anche i conduttori, con evidente rischio di ulteriori e più gravi danneggiamenti.
LA TERMOGRAFIA ALL INFRAROSSO Quadro elettrico. Anche in questa immagine risulta chiara la zona di maggiore riscaldamento adiacente all interruttore su cui è stata rilevata l anomalia.
LA TERMOGRAFIA ALL INFRAROSSO Quadro elettrico. Due punti con un surriscaldamento anomalo rilevati nel cablaggio di un quadro elettrico di bordo in c.c. a 24 V.
LA TERMOGRAFIA ALL INFRAROSSO Quadro elettrico. Anche in questa immagine risultano evidenti due conduttori con surriscaldamento anomalo.
LA TERMOGRAFIA ALL INFRAROSSO. Quadro elettrico. Connessione non serrata. Si nota chiaramente il surriscaldamento del capicorda e di parte del conduttore.
LA TERMOGRAFIA ALL INFRAROSSO Quadro elettrico. In questa immagine il surriscaldamento è dovuto ad un allentamento della connessione del negativo.
I VANTAGGI risponde alle esigenze di chi va per mare sia per diporto che per lavoro e si rivolge alle più variegate tipologie di utenza: dal diportista, che naviga solo poche settimane all anno, e per il quale quei giorni per mare sono sacri!; alle flotte da pesca, che giorno dopo giorno chiedono il massimo della potenza ai loro propulsori, insostituibili strumenti di lavoro ; alle unità adibite al controllo marittimo, che spesso sono costrette ad operare in condizioni esasperate. alle navi di linea o traghetti, che devono assicurare il continuo collegamento con le isole.
CONCLUSIONI Come si può capire da questa sintetica esposizione, l imbarcazione viene considerata, ai fini manutentivi, nella sua globalità. Propulsori, trasmissioni di potenza, impianti oleodinamici, impianto elettrico, carena possono essere monitorati periodicamente al fine di conoscere le loro effettive condizioni, evitando che una piccola anomalia possa trasformarsi in guasto. Sofisticate tecnologie che possono integrare l insostituibile esperienza e professionalità degli operatori del settore. I benefici di questa strategia manutentiva possono essere valutati sia sotto l aspetto economico, riducendo al minimo le possibilità di avarie impreviste, sia in considerazione di migliori rendimenti, minori consumi, minore inquinamento e soprattutto di una maggiore sicurezza in navigazione.
PROGETTO LA MANUTENZIONE PREDITTIVA NELLA NAUTICA SEATEC Marina di Carrara 5-6-7 Febbraio 2009 SI RINGRAZIA PER L ATTENZIONE. Autore: Carlo Salvadori SICURMAR Via Aurelia, 540-57016 CASTIGLIONCELLO (LI) Tel. O586 754371 335 5288814 info@safesailing.it www.safesailing.it