Imaging termico continuo per evitare fuoriuscite di acciaio

Le fuoriuscite di acciaio sono un vero e proprio incubo infernale. Riversare sul pavimento di un impianto centinaia di tonnellate di ferro fuso a 1.400 °C è un evento estremamente pericoloso e costoso che le acciaierie cercano disperatamente di evitare. Il monitoraggio di siviere e carri siluro con una termocamera facilita la prevenzione delle fuoriuscite, ma le termocamere portatili tradizionali richiedono un operatore, limitando la frequenza di ispezione e creando condizioni di lavoro potenzialmente pericolose.
ANT Automation, con sede negli Stati Uniti, conscio degli effetti devastanti di una fuoriuscita, ha realizzato il sistema CIRA per limitare il rischio di incidenti in impianti in tutto il mondo mediante il monitoraggio termico continuo.

Fondere e trasportare il ferro fuso è intrinsecamente pericoloso. Una fuoriuscita può comportare la perdita di migliaia di dollari in materie prime, gravi danni alle attrezzature circostanti, tempi di inattività prolungati o, peggio ancora, lesioni o la morte di lavoratori.
Fortunatamente, misure di sicurezza adeguate e attrezzature in perfetta efficienza possono contribuire notevolmente a evitare incidenti rilevanti. La manutenzione preventiva diligente delle siviere e dei carri siluro utilizzati per la movimentazione del ferro fuso tra i processi di produzione dell’acciaio è fondamentale.

Le termocamere portatili e automatizzate monitorano l’integrità strutturale delle siviere utilizzate per la movimentazione del ferro fuso

Molte acciaierie si affidano a ispezioni con termocamere manuali. “La maggior parte degli impianti è dotata di una termocamera portatile” afferma Javier Barreiro di ANT Automation, fornitore di soluzioni industriali a Pittsburg, PA. “Ispezionano una volta alla settimana o ogni due giorni, scattando alcune foto della siviera per poi redigere un rapporto”. Sebbene queste indagini possano fornire informazioni preziose, Barreiro è preoccupato per la scarsa frequenza delle ispezioni manuali. “Si tratta esclusivamente di ispezioni a campione dell’impianto. La probabilità di individuare un punto caldo è molto bassa”. Un lasso di tempo di svariati giorni tra un’ispezione e l’altra potrebbe non essere un problema per molte industrie, ma prendere ulteriori precauzioni è vitale quando le conseguenze riguardano una fuoriuscita di ferro fuso, specialmente a fronte di materiali caratterizzati da un degrado repentino. “Anche in condizioni normali potrebbe verificarsi la rottura di un mattone refrattario. Un punto caldo può formarsi in meno di un minuto” spiega Barreiro. L’identificazione rapida di punti caldi nelle siviere o nei carri siluro richiederebbe la presenza di più persone a tempo pieno nelle aree ad alto rischio di un impianto, rendendo il  monitoraggio termico continuo con ispezioni manuali improponibile per i costi elevati e la pericolosità.

Invece di fare affidamento su ispezioni termiche poco frequenti, le acciaierie possono monitorare continuamente ogni siviera e carro siluro integrando sistemi di machine vision. La piattaforma “CIRA” (Continuous Infrared Analysis) di ANT Automation è “totalmente automatica” e “non richiede alcun intervento umano”, afferma Barreiro, spiegando che il sistema è in grado di tracciare e monitorare autonomamente specifiche apparecchiature. “Rileviamo un punto caldo già nelle prime fasi analizzando e tracciando lo storico di una siviera”. Ogni siviera ha un ID univoco e viene ripresa da più angolazioni durante ogni utilizzo. I dati storici forniscono informazioni su qualsiasi area problematica, mentre il sistema distingue tra lo sviluppo di punti caldi e gli spruzzi o le tracimazioni comuni. “Tracimazioni e scintille possono presentarsi in qualsiasi momento. Questi non sono problemi, sono situazioni comuni in questo genere di lavorazioni. Il nostro sistema riconosce la normale attività dell’impianto senza interferire” spiega Barreiro.

I sistemi automatizzati sono in grado di tracciare e monitorare apparecchiature specifiche, consentendo decisioni
informate sulla manutenzione in base ai cambiamenti nel tempo di uno strato refrattario

Individuare un punto caldo precocemente può consentire il completamento di un ciclo di fusione, mentre una siviera che mostra segni di deterioramento richiederà il trasferimento immediato del suo contenuto in un’attrezzatura strutturalmente sana.  Barreiro ritiene che questa rilevazione dettagliata crea valore al di là della prevenzione di una fuoriuscita. “Consente di ottimizzare il refrattario e di avere una migliore comprensione del profilo della siviera. E di disporre di maggiori informazioni per migliorare il processo”. I suoi clienti condividono questa opinione. Gli utenti di CIRA tipicamente installano il sistema con alcune termocamere, per poi espandere la configurazione nei mesi successivi. “Questi impianti, partono con due, poi cinque, e fino a dieci termocamere. Ciò sottolinea la validità di questo metodo di monitoraggio”.

Il monitoraggio termico continuo è in grado di rilevare
i primi segni di degrado delle attrezzature, riducendo
significativamente il rischio di fuoriuscite

L’efficacia del sistema CIRA dipende dall’affidabilità dell’immagine termica, e gli oltre 15 anni di lavoro con le termocamere FLIR hanno portato ANT Automation a integrare la FLIR A315 nella propria piattaforma. Con una risoluzione di 320×240, la A315 offre 76.800 punti di dati termici ed è in grado di rilevare le differenze di temperatura fino a soli 50 mK. Le sue capacità di streaming ad alta frequenza possono fornire immagini full-frame a 16 bit fino a 60 Hz e la termocamera può essere controllata integralmente tramite PC e con l’apposita custodia la A315 sopporta le condizioni estreme di un acciaieria.
“Consigliamo le termocamere FLIR” afferma Barreiro. “Sono robuste. Funzionano nelle più svariate condizioni e il modo in cui trasmettono i dati è molto pratico”. I clienti installano CIRA e altri sistemi di monitoraggio continuo per diversi motivi, alcuni semplici, come l’abbattimento dei premi assicurativi. Molti degli impianti che impiegano le piattaforme CIRA per perfezionare i processi di manutenzione o per proteggere meglio le attrezzature circostanti,
avevano già subito in passato delle fuoriuscite. Secondo Barreiro, la prevenzione è al primo posto: “Noi vogliamo evitare che ciò accada anche solo una prima volta”.

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