Oil Management 4.0, Oil Lifetime e Remote Monitoring

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Analisi sull’implementazione tecnologica e relativa valutazione economica del monitoraggio on line degli oli usati

L’impianto cogenerativo Ecomax 33 installato presso un’azienda chimica in Lombardia
L’impianto cogenerativo Ecomax 33 installato presso un’azienda chimica in Lombardia
Oil Management 4.0, Oil Lifetime e Remote Monitoring
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Oil Management 4.0, Oil Lifetime e Remote Monitoring
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Il conto economico
Il conto economico

Il monitoraggio dei lubrificanti è da conside­rarsi uno dei pilastri portanti della manu­tenzione degli asset industriali, al pari delle consolidate analisi vibrazionali e delle ispe­zioni periodiche. Nell’era della digitalizzazione e della remotizzazione dei parametri operativi degli impianti industriali, le tradizionali procedure analitiche risultano superate perché non con­sentono l’approccio previsionale e proattivo che è il fondamento della manutenzione predittiva.

Le misure chimico-fisiche puntuali, infatti, valu­tano lo stato d’usura degli impianti a posteriori e non in tempo reale: questo causa un ritardo sensibile nella gestione delle anomalie ed una perdita di performance dell’impianto oggetto del monitoraggio. Grazie alla spinta dell’Industry 4.0 sono diventate sempre più fruibili e a prezzi progressivamente in riduzione, diverse tecno­logie per l’installazione e la remotizzazione dei parametri indicatori dello stato di efficienza dei macchinari.

Il lavoro qui presentato ha verificato l’applicabilità e l’affidabilità del sensore “Oil Remote Monito­ring” nel settore del Power Generation. Il Power Generation è da considerarsi il banco di prova ideale per la gestione da remoto sia degli im­pianti sia degli interventi manutentivi, visto che in questo particolare settore si sovrappongono interessi diversi ma con il medesimo obiettivo di ottimizzare i costi di esercizio e di massimizzare la vita utile dell’asset in oggetto.

I siti di produzione di energia possono, inoltre, essere considerati come il collettore dei diversi interessi manutentivi propri di ogni settore (industriale, automotive, autotrazione, navale, aereo). Il rotore di una pala eolica, una tur­bina di derivazione aerea, un cogeneratore stazionario, un motore endoter­mico navale o per autotrazione possiedono parametri funzionali specifici ma sono accomunati dalla stessa necessità di lubrificazione e di raffreddamento delle parti rotanti in gioco.

In particolare si è monitorato lo stato del lubrificante nell’impianto cogene­rativo ECOMAX 33 della AB Energy installato presso un’azienda chimica in Lombardia. Il sensore utilizzato on line è stato quello della IPU Group, azienda riconosciuta dal mercato a livello internazionale come tecnologi­camente affidabile nell’ambito della “Prediction Analysis” e del “Remote Monitoring”. L’intervallo temporale del test è stato di 10 mesi, pari a circa 7.000 ore di funzionamento del motore endotermico. Gli output strumen­tali sono stati verificati con analisi tradizionali di laboratorio, in collabora­zione con due importanti aziende petrolifere partner del progetto.

È importante segnalare che, per ottenere un campione di dati numeri­camente più significativo, si è ridotto l’intervallo di analisi dalle 500 ore standard a 250 ore. Si è verificata la correlazione tra lo stato dell’olio in utilizzo ed il valore dell’Oil Quality Index, unico output del sensore IPU che è risultato essere un parametro di facile interpretazione.

Al termine del test si è constatata un’eccellente risposta della tecnologia brevettata IPU in ter­mini di modellizzazione lineare dei fenomeni di decadimento dello stato del lubrificante. Il con­fronto con i risultati analitici di laboratorio ha confermato l’ottima calibrazione dello strumen­to e la buona correlazione con l’effettivo stato dell’olio: le sue caratteristiche chimico-fisiche, la presenza di metalli da usura e la variazione degli additivi.

Il parametro riassuntivo Oil Quality Index è ri­sultato semplice da integrare sia localmente su SCADA sia sulle piattaforme cloud ed è da considerarsi fondamentale nella politica manu­tentiva predittiva dell’impianto in oggetto. Questo monitoraggio dello stato dell’olio è effettivamen­te affidabile e permette di adattare il piano ma­nutentivo alle esigenze dell’impianto creando un programma di manutenzione su misura.

Il monitoraggio on line con il sensore IPU, in­fatti, permette di avere la percezione immediata dello stato del lubrificante azzerando i tempi di risposta rispetto al tempo totale delle analisi in laboratorio (10 gg lavorativi = 240-288 oph).

L’analisi del controllo on line e dei valori di pre-allerta dell’Oil Quality Index hanno permes­so di estendere gli intervalli manutentivi da 1.500 ore a circa 2.000 ore di lavoro (talvolta anche 2.500). Questa nuova gestione integrata ha con­sentito una riduzione del numero delle fermate necessarie per mantenere i livelli di affidabilità e di esercizio del cogeneratore senza compromet­tere la qualità della lubrificazione.

L’utilizzo del monitoraggio continuo in sosti­tuzione delle tradizionali procedure analitiche comporterebbe un risparmio tale da garantire il ritorno dell’investimento in un tempo di poco superiore ai 2 anni.

L’introduzione sistematica di un monitoraggio continuo come quello sperimentato ad un co­sto di circa 3.500 euro e l’ottimizzazione con­seguente delle politiche manutentive permette­rebbero un risparmio importante nella gestione dell’impianto, pari a circa 10.500 euro/anno sul “Total Cost of Ownership”.

Gli eccellenti risultati ottenuti in questa speri­mentazione possono essere la premessa per un continuo investimento nel settore Power Generation ed in altre applicazioni di motori en­dotermici, in ambiti industriali e non solo. L’opportunità da cogliere è quella di poter ampliare il parco macchine coinvolte, allargando così il database disponibile e permettendo una determinazione più accurata sia dell’usura sia del decadimento delle prestazioni delle mac­chine e del lubrificante.

Il settore industriale, seguendo la spinta dell’Industry 4.0, potrà continuare ad essere protagonista dello sviluppo del monitoraggio on line degli impianti.

Il futuro della manutenzione integrata è legato alla gestione di parametri funzionali come l’Oil Quality Index nelle piattaforme in cloud della Pre­dictive Analysis, capaci di consegnare agli uti­lizzatori finali un portfolio di indicatori che ri­assuma le condizioni operative di ogni singolo impianto.

Il presente lavoro è stato presentato come Project Work nell’ambito del Master Executive in Gestione degli Asset Industriali e della Manu­tenzione – www.mip.polimi.it/megmi

Francesco Tironi General Manager, T&B Group Mobil
Silvia Boschetti, Lubricant Engineer, T&B Group Mobil
Luca Fumagalli, Vice Direttore Master MeGMI, PoliMi

Pubblicato il Ottobre 19, 2018 - (15 views)
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