Indagini termografiche industriali: applicazioni e norme

Indagini termografiche industriali: applicazioni e norme / Rev. 2.0 Aprile 2024

ID 4630 | Rev. 2.0 del 11.04.2024 / Documento completo allegato

Documento sulle indagini termografiche industriali, norme di riferimento e applicazione della UNI ISO 18434-1:2011 (Estratto Appendici A, B e C) Monitoraggio e diagnostica dello stato delle macchine - Termografia

La termografia industriale IR applicata alle macchine, può avere un duplice obbiettivo:

1. quale strumento per sicurezza, prevenzione dal rischio incendio ed esplosione importante (indagine predittive);
2. per l'ottimizzazione degli oneri di manutenzione.

Le termografia IR è un metodo di indagine “non distruttivo” (Prove Non Distruttive - NPD) cioè non va ad interagire direttamente con l’oggetto in esame, esistono molte norme che regolamentano l’analisi, la formazione dei soggetti addetti.

Le prove termografiche devono essere condotte secondo i principi di UNI EN 16714-1, 2, 3 e a seconda dell'applicazione (del caso UNI ISO 18434-1:2011 Monitoraggio e diagnostica dello stato delle macchine) ed in particolare UNI ISO 18436-7:2014 per i requisiti per la qualificazione e la valutazione del personale nella termografia monitoraggio e diagnostica dello stato delle macchine (vedi anche UNI EN ISO ISO 9712:2012 / nuova ed. 2022) per la qualificazione e certificazione del personale NPD).

1. Termografia impianti e apparecchiature elettriche

Con la termografia impianti e apparecchiature elettriche, es dei quadri elettrici, si possono prevenire una delle maggiori cause di incendio nelle industrie, negli alberghi e in tutte quelle strutture ad elevata componentistica elettrica, la tecnica è molto utile ed usata in fase preventiva.
I vantaggi sono evidenti, in quanto guasti elettrici possono facilmente causare danni a personale, danni alle apparecchiature, perdita di materiale di inattività. Un fattore importante è il carico di un componente. Il carico esponenziale interessa il potere in un circuito e il conseguente aumento di temperatura. Una piccola differenza di temperatura con un carico di 1A può essere critica invece con un carico di 20A. Anche se le ispezioni a infrarossi di impianti elettrici sono spesso effettuati a fini assicurativi, il vero valore della termografia è quello di essere parte integrante di un programma di manutenzione predittiva. In combinazione con altre tecnologie, l’analisi termografica avrà vantaggi in termini di risparmio di gran lunga superiori ai costi.
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2. Norme per le indagini termografiche industriali

Di seguito è riportato l’elenco delle  principali norme sulla termografia industriale (escluse termografia nel campo dell’edilizia):

- UNI EN ISO ISO 9712:2022 - Prove non distruttive - Qualificazione e certificazione del personale addetto alle prove non distruttive
E 'applicabile a conoscenza in uno o più dei seguenti metodi: le prove di emissione acustica; prova a correnti parassite; test termografico ad infrarossi, prove di tenuta (prove di pressione idraulica esclusi); test di particelle magnetiche, penetranti, controllo radiografico; test ceppo; test ad ultrasuoni ; test visivo (diretta test senza aiuto visivo e le prove visive effettuate durante l'applicazione di un altro metodo NDT sono esclusi);

- UNI 10824-9:2009- Prove non distruttive - Termografia all infrarosso - Identificazione di difetti d adesione di rivestimenti millimetrici/sub-millimetrici in ambito industriale
La norma specifica un metodo per identificare, mediante termografia all infrarosso, difetti di adesione al substrato di rivestimenti sottili, dall ordine dei micron fino a quello dei millimetri, applicati a prodotti industriali e componenti d impianto.La norma si applica a tutti i componenti industriali la cui geometria sia tale da consentire l esame diretto mediante un sistema termografico.

- UNI EN 13306:2018 - Manutenzione - Terminologia di manutenzione
La norma specifica i termini generici e le loro definizioni per le aree tecniche, amministrative e gestionali della manutenzione. La sua applicazione non è prevista per i termini utilizzati esclusivamente per la manutenzione di programmi di informatica. E' tuttavia considerata la manutenzione di beni e sistemi che contengono software;

- UNI EN 13460:2009 - Manutenzione - Documentazione per la manutenzione
La presente norma è la versione ufficiale della norma europea EN 13460 (edizione aprile 2009).
La norma specifica delle linee guida generali per:
- la documentazione tecnica da allegare ad un bene, prima della sua messa in servizio, per essere di supporto alla sua manutenzione;
- la documentazione relativa alle informazioni da stabilire durante la fase operativa di un bene, per essere di supporto ai requisiti di manutenzione; 

- UNI ISO 13372:2013 - Monitoraggio e diagnostica dello stato delle macchine - Vocabolario
La norma definisce i termini usati nel monitoraggio e nella diagnostica dello stato di macchine. Essa si propone di fornire un vocabolario comune per gli utilizzatori e i fabbricanti di sistemi di monitoraggio e di diagnostica dello stato di macchine.

- UNI ISO 13379-1:2012 Monitoraggio e diagnostica dello stato delle macchine - Tecniche d'interpretazione dei dati e per la diagnosi - Parte 1: Linee guida generali
La norma contiene le procedure generali utilizzabili per valutare lo stato di una macchina rispetto a un complesso di parametri di riferimento. La norma indica le procedure utili all’identificazione delle cause del funzionamento anomalo allo scopo di attuare le opportune azioni correttive, che sono complessivamente note come diagnostica. La norma fornisce indicazioni per l’interpretazione dei dati conseguenti al monitoraggio e la diagnostica delle macchine, con l’obiettivo di: - permettere agli utilizzatori e ai fornitori di sistemi di monitoraggio e diagnostica di condividere concetti comuni nel campo della diagnostica delle macchine;
- permettere agli utenti di definire le caratteristiche tecniche necessarie per ulteriori diagnosi dello stato della macchina; e
- fornire un appropriato approccio per desumere una diagnosi dei difetti della macchina. Poiché la norma costituisce un insieme di linee guida generali, essa non fornisce una lista dei tipi di macchina a cui si applica. Tuttavia si può considerare che essa possa essere applicabile alle macchine industriali quali turbine, compressori, pompe, generatori, motori elettrici, soffianti, scatole ingranaggi e ventilatori.

- UNI ISO 13379-2:2015 Monitoraggio e diagnostica dello stato delle macchine - Tecniche d’interpretazione dei dati e per la diagnostica - Parte 2: Applicazioni basate sui dati
La norma fornisce le procedure per attuare il monitoraggio basato sui dati e sui metodi diagnostici per facilitare il lavoro di analisi svolto da personale specializzato di un centro di monitoraggio.

- UNI ISO 17359:2011 Monitoraggio e diagnostica dello stato delle macchine - Linee guida generali
La norma fornisce una guida per la determinazione dello stato e la diagnostica delle macchine. Si tratta di un documento correlato a un gruppo di norme specifiche relative al monitoraggio e alla diagnostica in quanto individua le norme generali da prendere a riferimento in un programma di monitoraggio articolato dello stato di qualsiasi tipo di macchina. La norma introduce il concetto dell'importanza di concentrare le attività di monitoraggio sulle cause di guasto e descrive l'approccio generale alla definizione dei valori di allarme portando avanti criteri di diagnosi e di prognosi. La norma è applicabile a tutti i tipi di macchina. Nelle appendici sono forniti molti elementi pratici per l'esecuzione, dell'attività di monitoraggio e diagnostica specificata macchina per macchina.

- UNI ISO 13381-1:2016 Monitoraggio e diagnostica dello stato delle macchine - Prognostica - Parte 1: Linee guida generali
La norma fornisce una guida per lo sviluppo dei processi di prognosi per permettere agli utilizzatori e ai fornitori di sistemi di monitoraggio e diagnostica di condividere concetti comuni nel campo della prognosi dei difetti, permettere agli utenti di individuare i dati necessari, le caratteristiche e il comportamento necessari per un accurata prognosi, evidenziare un appropriato metodo allo sviluppo della prognosi e introdurre concetti di prognosi allo scopo di facilitare lo sviluppo di sistemi futuri e la formazione. La prognosi, che richiede previsioni sulle condizioni future della macchina, non è un processo strettamente matematico, ma richiede un approccio statistico e testimoniale. Esso è diviso nelle seguenti fasi distinte: individuazione dei problemi (deviazioni dalle condizioni normali); diagnosi dei difetti e loro cause; prognosi dell’evoluzione futura del difetto; raccomandazioni ed azioni; analisi post-mortem.

- UNI EN 16714-1:2016 Prove non distruttive - Prove termografiche - Parte 1: Principi generali
La norma descrive i principi generali per l'applicazione della termografia nelle prove non distruttive. La termografia è utilizzata per il rilevamento e la localizzazione di discontinuità (per esempio cricche, incrinature, distacchi e inclusioni) in materiali diversi (per esempio compositi, metalli e rivestimenti). Solitamente è richiesta stimolazione termica. La scelta del tipo di stimolazione termica dipende dall'applicazione (per esempio il tipo di materiale, la geometria dell' oggetto campione, il tipo di difetto da rilevare).
La norma non definisce criteri di accettazione.

- UNI EN 16714-2:2016 Prove non distruttive - Prove termografiche - Parte 2: Strumentazione
La norma descrive le proprietà e i requisiti delle telecamere a infrarossi utilizzate per le prove termografiche non distruttive La norma fornisce anche esempi di fonti di eccitazione, le caratteristiche e i requisiti sono descritti nelle norme di applicazione per la termografia

La seguente parte del Documento è estratto da UNI ISO 18434-1:2011 Monitoraggio e diagnostica dello stato delle macchine - Termografia - Parte 1: Procedure generali, in particolare le appendici:

A. Field measurements of reflected apparent temperature and emissivity (normativa)
B. Example safety rules and guidelines  (informativa)
C. Case history examples (informativa)
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Le applicazioni di termografia nei processi industriali non sono molto sfruttate. Queste applicazioni possono variare dalla determinazione delle temperature di esercizio delle parti in movimento, alla valutazione dell''efficacia dell'isolamento al fine di ricercare ed analizzare i guasti delle apparecchiature, e di riflesso indicare suggerimenti sull'operatività manutentiva.

La termografia applicata agli impianti industriali è uno strumento potente per il monitoraggio preventivo e la diagnosi strumentale delle condizioni d’installazione e funzionamento dei componenti meccanici/elettrici.

E' possibile verificare le linee elettriche quando queste non sono visibili o sono parzialmente nascoste nei tubi, infatti un riscaldamento anomalo della conduttura che contiene i cavi può evidenziare ad esempio la presenza di un eventuale sovraccarico della linea o un dimensionamento errato della stessa o altre cause mal funzionamento.
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C.1 Mill drive train misalignment 


Figure C.1 - Mill drive train misalignment 
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Figure C.3 - Motor and gearbox input shaft 
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Figure C.9 - Misaligned pumps 
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segue in allegato

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