Come risolvere i malfunzionamenti del sistema ad aria compressa?

Identificare e localizzare la perdita di pressione nel sistema ad aria compressa

Riconoscimento dei sintomi principali: bassa pressione, avviamenti frequenti del compressore e perdite udibili

Quando gli strumenti di misura agli estremi del sistema indicano costantemente valori di pressione bassi, ciò significa generalmente che è presente una perdita in qualche punto del sistema. Le apparecchiature pneumatiche non possono funzionare correttamente se non raggiungono i livelli minimi di pressione necessari per il loro funzionamento. Spesso i tecnici sentono un caratteristico fischio proveniente da raccordi allentati o valvole difettose, segnale inequivocabile di aria in fuoriuscita dal sistema. Anche il compressore inizia a funzionare in sovraccarico, accendendosi e spegnendosi continuamente nel tentativo di mantenere stabile la pressione. Secondo una ricerca condotta dal Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti nell’ambito del programma Compressed Air Challenge, questo tipo di ciclatura frequente aumenta i costi energetici di circa il 30%. E cosa accade quando tali perdite passano inosservate? L’intero sistema subisce uno stress eccessivo, poiché i compressori sono costretti a lavorare più del necessario, generando una domanda di energia superflua e non richiesta.

Tecniche efficaci per il rilevamento delle perdite: acqua saponata, scansione ultrasonica e misurazione della portata

Tre metodi consolidati consentono di individuare con precisione le fonti di perdita in modo efficiente:

• Prova con acqua saponata : Applicare la soluzione sui giunti e osservare la formazione di bolle. Ideale per i raccordi facilmente accessibili durante gli arresti programmati.
• Scansione ultrasuoni : I rilevatori portatili identificano i suoni ad alta frequenza generati dalle perdite, inudibili all’orecchio umano, consentendo ispezioni rapide e non invasive su tutta la struttura durante il funzionamento.
• Misurazione della portata : Installare contatori per monitorare i profili di consumo. Un flusso anomalo rispetto al valore di riferimento durante i periodi di fermo dell’equipaggiamento conferma la presenza di perdite su scala sistemica.

L’impiego combinato di queste tecniche consente di individuare oltre il 90% delle perdite. Prioritizzare le riparazioni nelle zone ad alta pressione per massimizzare il recupero energetico. Audit regolari riducono gli sprechi e prevengono il sovraccarico dei compressori.

Risolvere i problemi di contaminazione che compromettono la qualità del sistema di aria compressa

Cause principali della contaminazione dell’aria: umidità, trascinamento di olio e accumulo di particolato

L'integrità del sistema viene compromessa principalmente in tre modi a causa dei contaminanti. Quando l'aria viene compressa, l'umidità ambientale si trasforma in goccioline d'acqua all'interno del sistema. Ciò provoca problemi di corrosione lungo le tubazioni e crea condizioni favorevoli alla crescita di microrganismi. Un altro problema è rappresentato dal trascinamento dell'olio: i lubrificanti talvolta superano i propri punti di separazione. Anelli di tenuta usurati o valvole danneggiate consentono a circa 15 parti per milione di olio residuo di mescolarsi al flusso d'aria, secondo gli standard ISO del 2010. Infine, anche le particelle solide possono entrare nel sistema: la polvere proveniente dall'esterno vi penetra e le tubazioni vecchie, con il tempo, rilasciano incrostazioni, fenomeno particolarmente evidente negli impianti non recentemente aggiornati. Tutti questi fattori, combinati tra loro, danneggiano gli utensili pneumatici e riducono complessivamente la qualità dei prodotti. Da sola, l'umidità è responsabile di circa il 40% di tutti i guasti legati alla contaminazione negli ambienti produttivi, come riportato dall'Associazione dei Produttori di Utensili Pneumatici. È quindi fondamentale mantenere i sistemi puliti per garantire un'elevata efficienza operativa.

Manutenzione del sistema di filtrazione: monitoraggio della pressione differenziale e sostituzione degli elementi filtranti

Tenere sotto controllo i sistemi di filtrazione aiuta a prevenire che i problemi di contaminazione sfuggano di mano, principalmente attraverso due approcci fondamentali. Iniziare controllando almeno una volta alla settimana i manometri differenziali. Quando si osserva un aumento costante di circa 7–10 psi attraverso i filtri coalescenti, ciò indica generalmente che il filtro si sta intasando di particelle e richiede intervento. Il secondo accorgimento? Sostituire gli elementi filtranti dopo circa 2.000 ore di funzionamento oppure non appena la caduta di pressione supera il valore ritenuto accettabile dal produttore. In questo contesto, i filtri HEPA risultano particolarmente efficaci, poiché trattengono quasi tutti i contaminanti fino a livelli submicronici, con un’efficienza pari al 99,97%. Non dimenticare neppure la manutenzione ordinaria: verificare gli scarichi dell’umidità ogni tre mesi e ispezionare accuratamente i separatori di olio una volta all’anno, per garantire la conformità agli standard ISO 8573-1 per l’aria pulita. Gli impianti che seguono scrupolosamente questa procedura registrano circa la metà dei fermi causati da problemi di contaminazione rispetto a quelli che non lo fanno.

Diagnosi e prevenzione del surriscaldamento e dell'usura meccanica del compressore nel sistema di aria compressa

Indicatori critici di usura: anelli pistone, valvole, cuscinetti e guasti del sistema di lubrificazione

Quando i sistemi surriscaldano o i componenti iniziano a usurarsi, l'efficienza ne risente attraverso segnali di guasto piuttosto evidenti. Anelli di tenuta dei pistoni ormai usurati di solito indicano una minore compressione e un aumento del fenomeno del "blow-by". Valvole che perdono causano svariati problemi di pressione e comportano uno spreco complessivo di energia. Cuscinetti che non funzionano correttamente generano vibrazioni anomale intorno a 4 mm/s RMS e talvolta producono anche rumori forti di graffiamento, che possono alla fine portare a problemi di allineamento dell'albero. Cosa accade quando la lubrificazione viene a mancare? I componenti si usurano certamente più rapidamente. L'olio degradato aumenta le temperature di attrito di 15–20 gradi Fahrenheit rispetto ai valori normali. Controllare regolarmente lo stato dell'olio ogni circa 500 ore consente di individuare precocemente questi problemi ed evitare che la situazione diventi davvero critica e pericolosa. Il monitoraggio delle vibrazioni aiuta a rilevare tempestivamente i problemi ai cuscinetti, ben prima che si trasformino in guasti gravi; questo approccio proattivo consente alle aziende di risparmiare circa 18.000 USD sugli arresti imprevisti, secondo quanto riportato da Reliability Solutions nel 2023. Sostituire le guarnizioni durante gli interventi di manutenzione ordinaria permette effettivamente di prolungare in modo significativo la vita utile delle apparecchiature, con un incremento stimato tra il 30% e il 40%.

Verificare l'integrità elettrica e la logica di controllo per un funzionamento affidabile del sistema ad aria compressa

Circa un quarto dei casi di fermo imprevisto nei sistemi industriali di aria compressa è attribuibile a problemi elettrici o a malfunzionamenti della logica di controllo, secondo i dati dell’ARC Advisory Group. Iniziare controllando innanzitutto i componenti elettrici: ispezionare i contattori alla ricerca di segni di arco elettrico, verificare l’integrità dei cavi e assicurarsi che le tensioni rimangano stabili ai capi del motore. L’attrezzatura per termografia consente di individuare circuiti sovraccarichi prima che scatti l’interruttore. Per quanto riguarda i sistemi di controllo, è necessario esaminare attentamente le PLC (Unità di Controllo Logico Programmabile) alla ricerca di errori di programmazione o di sensori che potrebbero aver perso la taratura originale. Gli interruttori di pressione devono attivarsi con una tolleranza di circa ±2 psi rispetto al valore impostato, mentre i dispositivi di sicurezza devono funzionare correttamente durante le prove in presenza di guasti. L’ottimizzazione degli algoritmi di controllo apporta un notevole miglioramento: le aziende riferiscono una riduzione del consumo energetico pari a circa il 40% semplicemente ottimizzando tali parametri, oltre all’eliminazione di avvii e arresti continui dei compressori. Per la manutenzione ordinaria, l’installazione di diagnosi automatiche che monitorino il consumo di corrente permette di rilevare precocemente cuscinetti usurati o squilibri di fase, garantendo così un funzionamento regolare ed evitando costose interruzioni della produzione.

Domande Frequenti

• Quali sono i segni comuni di perdita di pressione in un sistema ad aria compressa?
  Letture di bassa pressione, cicli frequenti del compressore e perdite udibili sono segni comuni di perdita di pressione.
• Come si possono rilevare efficacemente le perdite d'aria?
  Le perdite d'aria possono essere rilevate utilizzando il test con acqua saponata, la scansione ultrasonica e la misurazione della portata.
• Quali sono le cause della contaminazione dell'aria nei sistemi ad aria compressa?
  Contaminanti come umidità, trascinamento di olio e accumulo di particolato possono causare la contaminazione dell'aria nei sistemi ad aria compressa.
• Con quale frequenza devono essere sottoposti a manutenzione i sistemi di filtrazione?
  I sistemi di filtrazione devono essere controllati settimanalmente per la differenza di pressione e gli elementi filtranti devono essere sostituiti ogni circa 2.000 ore.
• Quali sono gli indicatori di usura meccanica nei compressori?
  Gli indicatori includono l'usura degli anelli dei pistoni, le perdite delle valvole, vibrazioni anomale e malfunzionamenti del sistema di lubrificazione.
• Come può essere verificata l'integrità elettrica nei sistemi ad aria compressa?
  L'integrità elettrica può essere verificata controllando i contattori, i cavi, le tensioni e utilizzando apparecchiature per l'analisi termografica.