Sensori di temperatura nel monitoraggio dei macchinari
A sensore di temperatura, Nel senso di monitoraggio delle macchine, è un dispositivo che misura la temperatura dei cuscinetti, degli avvolgimenti del motore, dei fluidi di processo o delle superfici delle apparecchiature, fornendo informazioni fondamentali per rilevare il surriscaldamento, i problemi di lubrificazione, l'attrito eccessivo e le condizioni di funzionamento anomale. Dove vibrazione Il monitoraggio della temperatura rileva i difetti meccanici, quello della temperatura le condizioni termiche - e la combinazione dei due è molto più potente di uno dei due da solo. Poiché molti guasti ai macchinari sono preceduti da un aumento della temperatura (cuscinetti che si surriscaldano per l'attrito, avvolgimenti per il sovraccarico, guarnizioni per lo sfregamento), la temperatura è una pietra miliare di ogni serio problema di sicurezza. monitoraggio delle condizioni e la sua tendenza consente al team di intervenire prima che un guasto diventi catastrofico.
1. Tipi di sensori comuni per le macchine
Quattro tecnologie coprono quasi tutte le applicazioni di apparecchiature rotanti, mettendo a confronto precisione, portata, robustezza e costo.
RTD (rilevatore di temperatura a resistenza)
È la scelta più accurata e stabile, nonché la scelta predefinita per i cuscinetti e gli avvolgimenti del motore critici.
- Principio: un filo di platino la cui resistenza elettrica cambia in modo prevedibile con la temperatura.
- Tipi comuni: Pt100 (100 Ω a 0 °C) e Pt1000.
- Precisione: tipicamente ±0,1-0,5 °C.
- Allineare: -Da -200 a +600 °C, con un'eccellente stabilità a lungo termine.
- Costo: da moderata a elevata - giustificata per misure critiche e di precisione.
Termocoppia
Ampio raggio d'azione e robustezza, adatto ad ambienti caldi e difficili.
- Principio: una giunzione di due metalli dissimili genera una piccola tensione proporzionale alla temperatura (effetto Seebeck).
- Tipi: Tipo K (il più comune), più i tipi J, T ed E.
- Precisione: tipicamente ±1-3 °C.
- Allineare: Da -200 a +1300 °C a seconda del tipo, a costi contenuti.
- Applicazioni: monitoraggio ad alta temperatura, come scarichi e forni.
Termistore
- Principio: un semiconduttore la cui resistenza è estremamente sensibile alla temperatura.
- Sensibilità: molto alta - una grande variazione di resistenza per grado.
- Precisione: ±0,1-1 °C in un intervallo limitato (tipicamente da -50 a +150 °C).
- Applicazioni: apparecchiature di consumo e alcuni usi industriali, a basso costo.
Infrarossi (senza contatto)
- Principio: rileva la radiazione termica emessa da una superficie, quindi non è necessario un contatto fisico.
- Allineare: Da -50 a +1000 °C e oltre, con una precisione di ±2-5 % di lettura.
- Applicazioni: controlli a campione e indagini di termografia; la stessa fisica è alla base di termografia, dove si deve tener conto dell'emissività della superficie e della distanza del bersaglio. Le soglie di allarme ragionevoli per tali indagini seguono una guida del tipo Limiti della termografia ISO 18434.
2. Monitoraggio della temperatura dei cuscinetti
Il cuscinetto è l'obiettivo più comune per il monitoraggio della temperatura, perché i cuscinetti a rulli e a perno convertono le interruzioni della lubrificazione e i sovraccarichi direttamente in calore.
Luoghi di misurazione
- Incastrato nell'alloggiamento del cuscinetto, il più vicino possibile alla pista esterna.
- Montato in superficie sulla calotta del cuscinetto.
- Nello scarico dell'olio, per i cuscinetti lubrificati a olio.
- In diversi punti intorno ai cuscinetti di grandi dimensioni, dove la temperatura non è uniforme.
Intervalli di temperatura normali
- Ambiente + 20-40 °C: temperatura di esercizio normale.
- Ambiente + 50-60 °C: il massimo accettabile per la maggior parte dei cuscinetti.
- > Ambiente + 70 °C: è stato segnalato un problema - indagare.
- > 90-100 °C assoluti: una condizione di allarme per la maggior parte dei cuscinetti.
Queste regole empiriche devono sempre essere verificate con i dati del produttore e con le relative norme di sicurezza. limiti di temperatura dei componenti per il cuscinetto, la tenuta e il lubrificante specifici; un grasso ad alta velocità può essere vicino al suo limite a una temperatura che un cuscinetto a olio circolante tollera comodamente. Le macchine di grandi dimensioni spesso dispongono di una guida dedicata, come una Monitoraggio della temperatura dei cuscinetti del generatore.
Trend e allarmi
- Stabilire un linea di base temperatura per ciascun cuscinetto in condizioni di carico e ambiente note.
- Sollevare un avviso con un aumento di 10-15 °C rispetto al valore di riferimento.
- Sollevare un allarme su un aumento di 20-25 °C o su un limite assoluto.
- Intervento (spegnimento) in caso di aumento di 30-40 °C o di un valore assoluto critico.
Perché la temperatura ambiente e il carico modificano la lettura, andamento della variazione rispetto al valore di riferimento è di solito più rivelatore di qualsiasi singolo numero assoluto: una deriva costante verso l'alto è il classico segnale di allarme precoce di un cuscinetto in degrado. Gli standard multiparametrici come ISO 13373 formalizzare il modo in cui questi allarmi e pericoli soglie sono impostati.
3. Integrazione con il monitoraggio delle vibrazioni
La temperatura e le vibrazioni sono misure complementari e la loro lettura congiunta migliora notevolmente la sicurezza diagnostica. Le vibrazioni rilevano precocemente i difetti meccanici, spesso molto prima che si manifesti il calore; la temperatura conferma la gravità e segnala i problemi di attrito o di lubrificazione che le vibrazioni da sole non possono localizzare.
I due parametri si combinano in una matrice diagnostica semplice e potente:
- Vibrazioni elevate + temperatura normale: un problema meccanico come sbilanciare o disallineamento - le forze sono elevate, ma l'attrito non è ancora eccessivo.
- Elevate vibrazioni + alte temperature: UN difetto del cuscinetto con attrito significativo, tipicamente in fase avanzata.
- Vibrazioni normali + temperatura elevata: un problema di lubrificazione, oppure un allineamento/precarico che causa attrito, come ad esempio una stretta o un'eccessiva pressione. sfregamento sigillo.
- Entrambi in aumento: un progresso guasto del cuscinetto si sta avvicinando alla fine della sua vita utile.
Questo abbinamento è esattamente il motivo per cui i maturi manutenzione predittiva I percorsi raccolgono entrambi i parametri in ogni punto di misura. In pratica, la metà del quadro delle vibrazioni viene raccolta con un analizzatore portatile - ad esempio, uno strumento a due canali come il Bilanciamento-1a misura l'ampiezza e la fase in corrispondenza degli alloggiamenti dei cuscinetti mentre la macchina è in funzione, in modo che la lettura della temperatura rilevata nello stesso punto possa essere interpretata in base all'effetto delle vibrazioni piuttosto che in modo isolato.
4. Migliori pratiche di installazione
Una lettura di temperatura è affidabile solo quanto il percorso termico tra il sensore e il calore che deve misurare.
Posizionamento del sensore
- Posizionare il sensore il più vicino possibile alla fonte di calore (il cuscinetto).
- Assicurare un buon contatto termico con la superficie misurata, utilizzando la pasta termica per eliminare i vuoti d'aria.
- Schermare il sensore dagli sbalzi di temperatura dell'ambiente e dalle fonti di calore radianti o convettive che non sono il bersaglio.
Cablaggio
- Utilizzare il tipo di filo corretto per il sensore - il cavo di compensazione è obbligatorio per le termocoppie per evitare di introdurre giunzioni spurie.
- Per limitare i disturbi elettrici, i cavi di segnale devono essere posizionati lontano dai conduttori ad alta corrente e ad alta tensione.
- Terminare le connessioni in modo appropriato e schermare e mettere a terra la tratta dove l'ambiente lo richiede.
5. Applicazioni tipiche
Il monitoraggio della temperatura è presente nell'intero spettro delle apparecchiature rotanti:
- Monitoraggio dei cuscinetti: l'applicazione più comune: il rilevamento precoce di lubrificazione problemi, conferma di un difetto del cuscinetto in via di sviluppo e rilevamento del sovraccarico.
- Protezione del motore: temperatura degli avvolgimenti tramite RTD incorporati (la prima linea di difesa contro statore surriscaldamento e altri difetti del motore), oltre alle temperature dei cuscinetti e del telaio che rivelano un sovraccarico e un raffreddamento inadeguato.
- Apparecchiature di processo: pompe (cuscinetto, sigillo, e temperature dell'involucro), dei compressori (temperature di mandata e dei cuscinetti) e dei riduttori (temperatura della coppa dell'olio).
I sensori di temperatura sono compagni indispensabili dei sensori di vibrazione in un sistema completo. monitoraggio dei macchinari programma. L'analisi delle vibrazioni individua precocemente i difetti meccanici, mentre il monitoraggio della temperatura conferma le condizioni termiche, l'attrito e l'adeguatezza della lubrificazione: insieme, forniscono un quadro più completo dello stato di salute dell'apparecchiatura e un allarme più tempestivo su una gamma più ampia di modalità di guasto, rispetto a quanto può offrire una tecnologia da sola.
