Comprensione dell'analisi ecografica

1. Definizione: Che cosa è l'analisi ecografica?

Analisi ecografica (o ultrasuoni aerei/trasportati dalla struttura) è una tecnologia di monitoraggio delle condizioni che prevede l'ascolto di suoni ad alta frequenza ben al di fuori della portata dell'udito umano. Gli esseri umani possono in genere udire suoni fino a circa 20 kilohertz (kHz). Gli strumenti a ultrasuoni sono progettati per rilevare suoni nell'intervallo da 20 kHz a 100 kHz.

Questi suoni ad alta frequenza sono generati da attrito, turbolenza e archi elettrici. Uno strumento a ultrasuoni rileva questo suono ad alta frequenza, lo traduce in un segnale acustico udibile tramite cuffie e ne misura l'intensità (ampiezza), che viene visualizzata come livello di decibel (dB). Questo consente agli ispettori di "sentire" problemi che altrimenti rimarrebbero completamente silenti.

2. Come funziona: eterodina

La tecnologia di base all'interno di uno strumento a ultrasuoni è chiamata eterodinazioneSi tratta di un processo elettronico che converte accuratamente il segnale ultrasonico ad altissima frequenza, non udibile, in un segnale a bassa frequenza, all'interno della gamma udibile, senza alterare le caratteristiche originali del suono. Ciò significa che il "sibilo" di una perdita d'aria compressa o il "crepitio" di un arco elettrico suoneranno come un sibilo o un crepitio nelle cuffie, rendendo la diagnosi altamente intuitiva.

3. Applicazioni chiave nella manutenzione

L'analisi ad ultrasuoni è una tecnologia versatile con numerose applicazioni di alto valore:

a) Rilevamento perdite

Questa è l'applicazione più comune e vantaggiosa dal punto di vista economico. Il flusso turbolento di un gas (come aria compressa, vapore o azoto) che fuoriesce da un tubo o da un recipiente pressurizzato crea una quantità significativa di ultrasuoni a banda larga.

• Procedura: Un ispettore utilizza un dispositivo a ultrasuoni portatile con un sensore aereo per scansionare un'area. Lo strumento è altamente direzionale e, man mano che si avvicina a una perdita, il segnale acustico nelle cuffie aumenta di intensità e la lettura in dB sul misuratore aumenta.
• Vantaggi: Individuare e riparare le perdite di aria compressa può far risparmiare a uno stabilimento decine o addirittura centinaia di migliaia di dollari all'anno in costi energetici sprecati.

b) Ispezione elettrica

Guasti elettrici come arco, tracciamento e corona nelle apparecchiature elettriche a media e alta tensione producono ultrasuoni.

• Procedura: Un ispettore può ispezionare in sicurezza gli armadi elettrici chiusi dall'esterno. Gli ultrasuoni generati da un guasto fuoriusciranno attraverso le fessure d'aria nelle guarnizioni dell'armadio.
• Vantaggi: Questo fornisce un metodo eccellente e senza contatto per rilevare gravi guasti elettrici prima che provochino un arco elettrico, migliorando la sicurezza dell'impianto. È anche un ottimo strumento di screening da utilizzare prima di aprire un pannello per eseguire termografia.

c) Ispezione meccanica (lubrificazione basata sulle condizioni)

Gli ultrasuoni sono molto efficaci anche per valutare le condizioni dei cuscinetti volventi e per orientare le pratiche di lubrificazione.

• Procedura: Un sensore a ultrasuoni a contatto è posizionato su un alloggiamento del cuscinetto.
• Interpretazione:
  • Un cuscinetto sano e ben lubrificato produrrà un suono "sibilo" basso e costante.
  • Un cuscinetto che necessita di lubrificazione avrà un valore dB più alto. Un tecnico può quindi applicare il grasso lentamente, fermandosi non appena il livello dB inizia a scendere, evitando così una lubrificazione eccessiva.
  • Un cuscinetto difettoso (come una scheggiatura) produrrà un suono ripetuto di "crepitio" o "schiocco" quando gli elementi volventi colpiscono il difetto. Questo fornisce un segnale molto precoce di un cedimento del cuscinetto.

4. Ultrasuoni vs. Analisi delle vibrazioni

Per l'analisi dei cuscinetti, ultrasuoni e vibrazioni sono complementari. Gli ultrasuoni sono spesso più efficaci nel rilevare guasti in fase molto precoce (Fase 1) e problemi di lubrificazione. L'analisi delle vibrazioni è più efficace nel diagnosticare l'esatta natura di un guasto in fase avanzata (ad esempio, distinguendo un difetto dell'anello esterno da uno dell'anello interno) una volta che diventa visibile nello spettro delle vibrazioni.

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