MANUTENZIONE PREDITTIVA SUGLI IMPIANTI ELETTRICI · e conseguente fuori servizio Manutenzione...
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MANUTENZIONE PREDITTIVA SUGLI IMPIANTI ELETTRICIOrientamenti attuali e prospettive future
Venerdì 26 Maggio 2017Presso Dipartimento Ingegneria Civile Uni. TN
LA MANUTENZIONE NEL SUO CONTESTO
SISTEMA
MANUTENZIONE
La manutenzione di un ImpiantoElettrico non può prescinderedal contesto di Sistema in cui si trova e dalla funzione svolta a servizio dello stesso
ESERCIZIO MANUTENZIONE
ESERCIZIO e MANUTENZIONE: due mondi spesso in conflitto tra di loro
Garantire la massima disponibilitàall’esercizio con il solo riferimentoai dati di targa dell’apparecchio.
SOLO FUNZIONALITA’
Garantire la massima efficienza dell’apparecchiopreservandone l’integrità per un impiego duraturonel tempo.
CONSERVARE VALORE
ESERCIZIO e MANUTENZIONE nell’organizzazione aziendale
Normalmente la funzione Manutenzione viene considerata subalterna a quella di Eserciziovenendo meno una visione univoca dell’interesse generale.
Vedi il caso della manutenzione segregata al periodo di ferie estivo.
ConduzioneAttività
Funzioniaziendali
Distinte
Complementari
In proprio
Tramite Terzi
Necessità di personalepreparato nel settore
Difficoltà di definireun contratto specifico ed individuare la ditta qualificata
Politiche diManutenzione
Manutenzione su guasto
Manutenzione preventiva
Ciclica
Su condizione
Predittiva
Migliorativa
A data costante
A età costante
Def. UNI 10147:“Combinazione di tutte le azioni tecniche ed amministrative, incluse le azioni di supervisione, volte a mantenere o a riportare una entità in uno stato in cui possa eseguire la funzione richiesta”.
Le varie forme di manutenzione
La manutenzione nella storia della tecnologiaAnni 1940-1950
Si ripara su guasto
Manutenzione Correttiva
Si presume che il sistema abbia delleSovrabbondanze.Gestione banale
Anni 1960-1970 Anni 1980-2000
Si tende ad evitare il guastoe conseguente fuori servizio
Manutenzione Preventiva
Si ha una programmazionecon interventi periodici osu condizione.Necessita di una gestionerelativamente semplice (anche a mano)
Si aumentano le informa-zioni tramite il monitoraggio
ManutenzionePredittiva
L’obiettivo è quello disfruttare i «segnali deboli»per contrastare le causeprimarie di guasto.Necessita di una gestioneComplessa (con mezzi Informatici)
Oggi
Si tende ad aumentarel’affidabilità
Manutenzione Migliorativa
L’obiettivo è più ambizioso in quantosi vuole migliorarel’affidabilità.Necessita di una gestionecomplessa.(con modelliingegneristici)
In tutti i casiPuò prevedere sostituzioni di componenti non usurati
Utile per garantire la continuità del servizio.
Per la continuità del servizio e per aumentareil valore dell’impianto
Visione temporale
passato presente futuro futuro
0 50 100
Perdita di produzione
Costi diretti di manutenzione
Predittiva
Preventiva
Su guasto
25 75
I COSTI COMPLESSIVI DI MANUTENZIONE
Riparazione: azione di semplice recupero del difetto prevalente
Revisione: azione accompagnata dalla rimozione delle cause di invecchiamento precoce (risanamentoambientale, aggiornamento del progetto, etc).
La manutenzione nel ciclo di vita di una macchina
( l’affidabilità nel tempo )
Esercizio Normale Esercizio Difettoso GuastoEtà
Livello critico
Revisione
Aff
idab
ilità
Margine di
sicurezza
revisione
Riparazione
Invecchiamento fisiologico
Invecchiamento precoce
Fine vita teorico
Manutenzione Ordinaria
Spese correnti
Manutenzione Straordinaria
Investimenti
La manutenzione secondo i costi
Orientata a mantenere le prestazioniper la prevista vita utile
- Può prolungare la vita utile e/o migliorarele prestazioni
- Determina un’incremento del valore
Costi propri
prevedibili
Costi indotti
Dipendono daltipo di intervento
Costi che dipendono dall’interventoe vanno commisurati al recupero di aspettativa di vita ed al costo disostituzione.
LA NORMATIVA SULLA MANUTENZIONE
Normativa generalevalida per ogni settore industriale
Norme CEI orientateprevalentementesulla sicurezza
ISO55000 Asset Management9001 Quality management systems17359 Condition monitoring and diagnostics of machines
UNI10144 Classificazione dei servizi di manutenzione10146 + 10685 Criteri per la formulazione di un contratto .. 10147 Manutenzione, terminologia 10366 Criteri di progettazione della manutenzione
CEIEN 50110-1 Esercizio degli impianti elettrici11-15 Esecuzione dei lavori sotto tensione ….78-17 Manutenzione delle cabine elettriche MT/MT
e MT/bt dei clienti/utenti finali
Si introduce un orientamentoal valore dell’impianto
- Conoscere il componente d’impianto(informazioni sulla tecnologia costruttiva)
- Conoscerne la storia di esercizio(informazioni sul singolo individuo ma anche sulla famiglia)
- Individuare i parametri significativi per valutare lo stato di funzionamentoed eventuali anomalie
- Disporre di un modello di comportamento dell’oggetto che possa definireil livello di usura e le eventuali patologie e prevedere il fine vita.
LE CONDIZIONI PER UNA MANUTENZIONE PREDITTIVALa Manutenzione Predittiva ha come obiettivo quello di misurare il tipo di usura di esercizioe valutare i segnali significativi per l’insorgere di malfunzionamenti orientando verso il miglior intervento manutentivo. Necessita quindi
L’INGEGNERIA DELLA MANUTENZIONE
L’attenzione odierna ai costi di esercizio e manutenzione di un apparecchio impone un’analisi dettagliata del processo di manutenzione sin dalla progettazione dell’apparecchio con riferimento a:
- Gli elementi essenziali per un piano di manutenzione
- Una valutazione dell’affidabilità
- Definizione delle parti di ricambio con relativa logistica
- L’accessibilità dei componenti per la manutenzione
NEL CONTESTO DELL’EVOLUZIONE INDUSTRIALE
La macchinaa vapore
Energia elettricaProduzione di serie
e
ElettronicaAutomazione
e
Connettività, Reti Internet delle cose
e
SMARTGRID
MANUTENZIONE 4.0 NELL’INDUSTRIA 4.0
EFFICIENZAE VALORE
DELL’ASSET
EfficienzaServizi
EfficienzaEsercizio
EfficienzaEnergetica
EfficienzaManutenzione
GLI ORIENTAMENTI PER LA MANUTENZIONE PREDITTIVA(Industry 4.0 e smart factory)
E’ quindi possibile immaginare di disporre di un sistema di monitoraggio con elaborazione dei dati in tempo reale che possa definire i parametri utili per valutare:
- Usura dell’apparecchio
- Margini di sovraccaricabilità (curva di carico)
- Eventuali anomalie di comportamento
- Analisi delle cause delle anomalie
- Eventuali tipi di intervento manutentivo ed in quali tempi
- Eventuale monitoraggio mirato di alcuni parametri con periodicità più spinta del normale
IL FLUSSO DELLE INFORMAZIONI
MODELLOINGEGNERISTICO
Segnali di allarme
Segnali di esercizio
Monitoraggio on-lineparametri diagnostici
Raccolta dati dal manutentore
data-base
Individuoe
famiglia
Responso diagnostico
Piano manutenzione
FLUSSO LOGICO DEI PROVVEDIMENTI
Target
INPUT OUTPUT
ispezioni
segnali on line
dati esercizio
dati componente
storia componentee della famiglia
Elaborazionedati singoli
Elaborazionedati combinati
Correlazionedati storici
Elaborazionecomplessa
Individuazioneazione
Proposta di azione conprogrammamanutenzione
Modello ingegneristico di manutenzione
LE OPPORTUNITA’ OFFERTE DAL MONITORAGGIO ON-LINE
Temperatura olio alto
Corrente di carico
Ventilatori
Pompe
Gas disciolti: HYDRAN
Umidità
Indice motore VSC
Temperatura ambiente
Fattore di perdita
Correnti
Temperatura olio basso
Sala controllo di Stazione
Sistemamonitoraggio
e controlloon-site
comando
mo
nit
ora
ggio
segnalazione
Modello
Ingegneristico
monitoraggio
controllo
NEL FUTURO PROSSIMO: INTEGRAZIONE
In sala controllo arriverannoanche informazioni dal monitoraggio:Es. livello di sovraccaricabilità on-line
Piano di
manutenzione
VERSO IL FUTURO
I costruttori consegneranno le apparecchiature dotate di sistema di monitoraggio.
Nel sistema di monitoraggio saranno presenti criteri di valutazione dei segnali con definizione di limiti di esercizio ed interventi di manutenzione.
Il manuale di manutenzione sarà quindi integrato nel sistema.
C’è il rischio che l’Esercente diventi sempre più un soggetto passivo.
VERSO IL FUTURO
Manutenzione orientata all’affidabilitàdel sistema e al valore dell’asset.
Ricadute sui contratti di manutenzione
Ricadute sui costi dei premi assicurativi.
Alcuni esempi di cattiva manutenzione o disattenzione verso l’impianto.
Le foto sono state fornite dal collega L. Rossatoe riguardano la sua attività di consulenza sui TR.
Scarica esterna tra i passanti a seguito sovratensione atmosfericaevitabile con l’adozione di idonei scaricatori.
TR 250 kVA 10-20/0,4 kVScarica tra spire e tra strati in zona centrale avvolgimento M.T. a causa di scarsotrattamento in forno ed autoclave. Il controllo dell’olio poteva evidenziare Il problema.
TR da 160 kVA 10-20/0,4 kV
Surriscaldamento connessione di b.t. per cattivo contatto.
Problema rilevabile da analisi olioe probabilmente anche da thermovision esterna.
TR 400 kVA 10-20/0,4 kV
Ossidazione spinta dell’olio con formazione di morchie
Le analisi olio e controllo temperature avrebberomonitorato il problema
TR da 1000 kVA 20/0,4 kV
Perdite notevoli d’olio sulle tenute del coperchio.Funzionamento prolungatoin sovraccarico testimoniatodal «biscottamento» dellaparte attiva (senza foto).
Mancato monitoraggio:- Carico- Temperature- Olio.
TR 25 MVA 132/15 kV
Scoppio isolatore passanteper cedimento isolamentointerno del passante
Il controllo periodico del tgdeviterebbe il problema.
TR 40 MVA 132/15 kV
Evidenti trasudamenti d’oliocon contemporaneo esercizioin sovraccarico
Mancato monitoraggio:- Carico- Temperature- Olio
TR 100 kVA 20/0,4 kVY/Zn11
Surriscaldamento dellazona centrale delle pareti di cassa per circolazione diflusso omopolare causatoda carico squilibrato.
Mancato monitoraggio:- Carico- Temperature- Olio.
IL MONDO DELLA MANUTENZIONE E’ COINVOLTO DA UNA VERA RIVOLUZIONE
Cambierà completamente l’approccio all’impianto dove saremo sommersi da molte più informazioni.
I sistemi saranno chiamati a fornire anche ipotesi di intervento.
Per superare il rischio della deresponsabilizzazione bisognerà formare il personale con conoscenze più approfondite sui componenti di impianto e sulle logiche di supervisione.
Ringrazio per l’attenzione e per la pazienza !!.
A voi la nuova sfida