MANUTENZIONE IN IMPIANTI AD ALTA DISPONIBILITA’

MANUTENZIONE IN IMPIANTI AD ALTA DISPONIBILITA’: IL CASO CENTRALE IDROELETTRICA

Negli impianti di produzione di energia idroelettrica, come in molti altri contesti industriali, affidabilità, disponibilità ed efficienza dei sistemi devono essere garantite, e, in questo scenario, la manutenzione ricopre un ruolo cardine. 

Sto davvero applicando le tecniche di manutenzione più adeguate ai miei sistemi? Potrei fare di più per rendere il sistema più affidabile? Come potrei migliorare il piano di manutenzione? Sono solo alcune delle domande che i responsabili tecnici di manutenzione si trovano a porsi. 

La realtà dei fatti è che spesso i piani di manutenzione possono essere migliorati.

 

Proviamo a dare qui di seguito delle informazioni utili per lo studio dei piani di manutenzione aziendali e, attraverso l’esempio di una centrale di produzione di energia idroelettrica, osserviamo i passaggi per un possibile intervento. Analizziamola a partire dai diversi sistemi funzionali che la compongono, i potenziali guasti del sistema e le tecniche di manutenzione applicabili. Siamo abituati a vedere la manutenzione dei sistemi industriali eseguita seguendo pedissequamente quanto indicato nell’intoccabile “manuale di manutenzione”, ma l’esperienza che si ottiene manutenendo quotidianamente le macchine fornisce nuove utili informazioni, che possono contribuire al perfezionamento e alla modifica del piano di manutenzione stesso. 

Vediamolo più da vicino.

Fasi per il miglioramento del piano di manutenzione

Fase 1: identificazione delle componenti di sistema

La prima fase consiste nel dividere, censire e mappare il complesso sistema industriale in gruppi funzionali da analizzare in base alle funzioni che svolgono. Nel caso di una centrale idroelettrica potremmo avere:

  • Alternatori
  • Turbine
  • Sistemi di telecontrollo
  • Valvole di guardia
  • Apparecchiature elettriche ad alta tensione
  • Generatori di tensione
  • Dispositivi di protezione
  • Dispositivi di raffreddamento
  • Trasformatori
  • Attrezzatura ausiliaria
  • etc.

Fase 2: ricostruire lo storico dei guasti ed elencare i guasti potenziali

Un elenco dei potenziali guasti ai quali i macchinari possono essere esposti risulta quanto meno necessario. Per ottenerlo, lo storico dei guasti è un’ottima base da cui partire. Sulla base dello storico, infatti, è possibile stilare un elenco esaustivo di tutti i guasti potenziali da analizzare. Integrando l’elenco ottenuto con la memoria storica dei manutentori e con i manuali, avremo a disposizione un elenco completo.

 
A ogni guasto potenziale occorrerà poi associare i relativi rischi per il sistema (nei sistemi che devono mantenere un’alta affidabilità, per esempio, i rischi maggiori sono quelli legati a fermi macchina imprevisti).

Fase 3: stabilire una scala di priorità

Avendo a disposizione la mappatura dei sistemi e l’elenco dei potenziali guasti relativi, abbiamo la possibilità, intrecciando i due schemi, di assegnare un grado di priorità alle azioni di manutenzione da pianificare.

L’elenco di tutti i macchinari che rischiano di incorrere in guasti con un forte impatto sulla produttività di tutto il sistema devono avere una priorità più elevata rispetto a potenziali guasti con una risonanza minore.

Fase 4: definire le modalità di manutenzione

Un piano di manutenzione completo comprende l’utilizzo di differenti tecniche manutentive a seconda delle specificità del sistema preso in analisi. In molte centrali idroelettriche, per esempio, il piano di manutenzione consiste nell’effettuare una serie di interventi routinari dettagliati nel manuale di manutenzione. Ma tali interventi routinari, da soli, migliorano davvero l’affidabilità del sistema?  La realtà dei fatti è che sono fondamentali anche le cosiddette “Condition Based Maintenance Techniques”, cioè tutte quelle tecniche che si basano sul monitoraggio del deterioramento progressivo tramite misurazione di parametri. Un esempio sono le tecniche predittive, che permettono di definire il punto di potenziale guasto in base alla rilevazione di parametri, ponendo le basi per la pianificazione delle azioni di manutenzione in modo mirato ed efficace. 

L’ultimo punto del nostro elenco riguarda quindi l’associazione della corretta tecnica manutentiva ad ogni macchinario/intervento.

Data la nostra esperienze decennale in ambito di manutenzione, andremo a descrivere velocemente qui di seguito quelle che sono le principali politiche di manutenzione utilizzate, così che possiate avere tutte le informazioni per effettuare la scelta corretta; nello specifico effettueremo un approfondimento sulle tecniche di manutenzione predittiva.

Le politiche di manutenzione

  • Manutenzione correttiva: manutenzione attuata per la riparazione di guasti avvenuti. Non si effettua a intervalli regolari in quanto l’istante della rottura di un componente non può essere stimato a priori. Data la sua natura (si attiva allo scatenarsi del guasto), questa politica di manutenzione deve essere utilizzata il meno possibile in presenza di sistemi che necessitano di elevata affidabilità.
  • Manutenzione proattiva: l’insieme di azioni di miglioramento continuo del sistema. Qui si supera il concetto di manutenzione intesa come ripristino e/o prevenzione del guasto: attraverso la manutenzione proattiva si implementano nuove componenti con l’obiettivo di ridurre i guasti e migliorare continuamente il livello di produttività. Questa particolare forma di manutenzione spesso richiede dei lunghi fermi macchina insostenibili per impianti come le centrali idroelettriche.
  • Manutenzione preventiva: l’insieme di attività proattive che vengono eseguite prima che si verifichi il guasto, al fine di evitare che l’apparecchiatura raggiunga lo stato di anomalia. Un’operazione di manutenzione preventiva è tecnicamente attuabile se l’impatto della manutenzione è considerevolmente inferiore alle conseguenze di un possibile guasto su quell’asset.
    Si possono distinguere:
    • Manutenzione preventiva predeterminata/ciclica: ricondizionamento della capacità dei sistemi prima di un termine temporale (o capacitivo) definito, indipendentemente dalle sue condizioni in quel momento.
    • Manutenzione preventiva su condizione: laddove sia prevedibile il deterioramento delle attrezzature o delle condizioni di funzionamento. In questa categoria ricadono le sopracitate “Condition Based Maintenance Techniques” e nello specifico la “Manutenzione predittiva”.

La manutenzione predittiva

Con il termina manutenzione predittiva si indica la diagnosi preventiva dei guasti grazie alle analisi di emissioni acustiche e vibratorie, emissioni termiche, emissioni relative ai fluidi lubrorefrigeranti ed emissioni relative al prodotto. La manutenzione predittiva è quindi una tipologia di manutenzione preventiva che pianifica gli interventi basandosi sul rilievo (ispezioni o monitoraggio) delle reali condizioni di funzionamento di un macchinario. La maggior parte dei guasti macchina non avviene improvvisamente: se si vuole effettuare della manutenzione predittiva risulta necessario monitorare quei parametri che possono segnalarci l’inizio di un evento avverso e stabilire per ognuno di essi soglie di allarme grazie alle quali potremmo stabilire dei livelli di “normalità” e dei livelli di “allarme” nei quali far scattare l’intervento di manutenzione.
I vantaggi sono molteplici:

  • ridurre le spese di manutenzione
  • aumentare l’affidabilità e la disponibilità dei macchinari
  • monitoraggio continuo dei macchinari
  • la capacità produttiva non viene impattata da fermi macchina imprevisti
  • abbiamo la possibilità di individuare guasti con mesi di anticipo (fino a 6 mesi di anticipo nella nostra esperienza)
  • risparmi nella gestione dei ricambi a magazzino
  • possibilità di programmare in maniera efficace gli interventi manutentivi

Conclusioni

In questo articolo abbiamo analizzato quali possono essere degli step che caratterizzino la strutturazione di un piano di manutenzione in un impianto in cui viene richiesta un’elevata disponibilità ed affidabilità, prendendo ad esempio una centrale idroelettrica. 

Attraverso l’esperienza che abbiamo maturato in ambienti simili a quello preso in analisi, noi di MIPU abbiamo verificato come l’utilizzo delle tecniche predittive possa veramente avere un impatto differenziale in sistemi produttivi complessi sia in termini di costi di manutenzione che di livelli di produttività.

 

 

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