È molto importante che le macchine e gli impianti di uno stabilimento siano operativi, specialmente quando lo stabilimento deve funzionare giorno e notte. I tempi di fermo non programmati sono altamente indesiderabili, poiché comportano costi elevati e inutili. Pertanto, è fondamentale monitorare continuamente ogni macchina, in particolare quelle più critiche, per prevenire danni alle macchine che porterebbero a tempi di fermo non programmati (prolungati).
Quando sussiste un obbligo di consegna, ciò comporta anche costi aggiuntivi per l’azienda. Se uno stabilimento non può operare per un periodo prolungato a causa di un malfunzionamento o di un danno a un macchinario, l’azienda non è in grado di adempiere ai propri obblighi di consegna. Sebbene sia richiesto un investimento significativo in un sistema di monitoraggio, questo può fare la differenza tra prevenire un malfunzionamento e subirne uno. Inoltre, contribuisce notevolmente alla sicurezza dei dipendenti, dello stabilimento e dell’ambiente. Un sistema di monitoraggio delle macchine funziona in modo autonomo; una volta installato, non è necessario alcun intervento da parte di nessuno. Ciò garantisce che il sistema non sia soggetto a potenziali errori umani, che rappresentano una delle principali cause di incidenti sul lavoro.
Un esempio
Quando una turbina entra in sovravelocità a causa di un malfunzionamento, le conseguenze sono disastrose se non è presente un sistema di monitoraggio. Quando una turbina supera la velocità massima raggiungibile, un sistema di monitoraggio deve intervenire arrestando la turbina. Ciò avviene quando viene attivato un valore di allarme, che induce il sistema di monitoraggio ad arrestare la turbina. L’arresto di una macchina è l’ultima barriera prima che le cose vadano effettivamente male. Spesso, a questo evento precedono altri errori che causano il superamento della velocità massima della turbina. Esempi di tali errori includono problemi all’albero, al generatore o al giunto.
Livello isolato di protezione
Il livello di protezione isolato è l’ultima barriera prima che le cose vadano storte; il sistema di monitoraggio arresta la macchina. Per riprendere l’esempio precedente: la turbina a gas entra in sovrarotazione e supera i valori di allarme preimpostati. Il numero massimo di giri al minuto viene superato e la macchina viene immediatamente arrestata. Prima che intervenga un livello di protezione isolato, di solito lo precedono diverse fasi. Un errore porta a un altro fino al raggiungimento dei valori di allarme e allo spegnimento della macchina. In caso di sovravelocità, gli errori possono verificarsi così rapidamente da rendere impossibile l’intervento tempestivo degli operatori. La presenza di un sistema di monitoraggio che risponda entro 40 millisecondi (linee guida API 670) è quindi di grande importanza. Il livello di protezione isolato non è mai collegato a una rete (esterna), il che lo rende immune agli attacchi informatici.
Monitoraggio delle macchine e monitoraggio delle condizioni
I sistemi di monitoraggio delle macchine sono progettati per garantire che la macchina venga arrestata quando necessario, qualora si verifichi una situazione di pericolo. Ciò è spesso il risultato di una serie di errori. Le opzioni per le misurazioni delle vibrazioni possono fornire un quadro chiaro delle condizioni di una macchina, consentendo spesso di intervenire prima che vengano raggiunti i valori di allarme e che il sistema di monitoraggio della macchina intervenga.
Un esempio
Nel 2009 si è verificato un grave incidente in una centrale idroelettrica in Russia (Sayano-Shushenskaya). Le vibrazioni hanno causato affaticamento del metallo nei bulloni che fissavano la valvola della turbina. I bulloni si sono rotti, provocando l’allentamento della valvola e l’ingresso di una grande quantità d’acqua ad alta pressione nella sala del generatore, causando ingenti danni. 76 persone hanno perso la vita quando la turbina della centrale idroelettrica è esplosa a causa delle vibrazioni. Oltre alle vittime, la centrale idroelettrica era responsabile di una produzione di 6400 MW. A titolo di confronto, la più grande centrale energetica (a combustione di carbone) dei Paesi Bassi ha una potenza di 1560 MW. L’improvviso arresto dell’intera centrale idroelettrica ha comportato un’interruzione dell’energia elettrica in tutta l’area. I costi di riparazione ammontavano a oltre 1,5 miliardi e i lavori sono durati più di 5 anni.
La fatica del metallo causata dalle vibrazioni avrebbe potuto essere rilevata da un sistema di monitoraggio delle macchine (monitoraggio delle vibrazioni). Un sistema di monitoraggio delle macchine (con monitoraggio delle condizioni) riveste quindi grande importanza. Anche se la probabilità che si verifichi qualcosa di simile è molto bassa, le conseguenze sono inimmaginabili.
Monitoraggio delle macchine per la sicurezza
Sebbene i tempi di inattività non pianificati siano sempre indesiderabili, un sistema di monitoraggio delle macchine può prevenire gravi conseguenze quali incidenti (mortali), danni ambientali e danni allo stabilimento (e alle macchine). Le conseguenze di una turbina troppo soggetta a vibrazioni sono inimmaginabili (come mostrato nella figura 1). Oltre alla possibilità di incidenti (mortali), lo stabilimento subisce danni tali da richiedere mesi (se non anni) per tornare operativo. Ciò causerà gravi problemi finanziari e possibili difficoltà nelle consegne. Ciò riguarda una centrale idroelettrica in cui sussiste un obbligo di fornitura.
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