CASO STUDIO: L’odissea di Luigi, finito vittima delle vibrazioni indomabili di un ventilatore per bruciatori installato su un vecchio forno di un suo cliente.

Da | dicembre 28, 2017

vibrazioni ventilatore bruciatori
È davvero possibile che un ventilatore vibra – senza riuscire a sistemarlo in nessun modo – a causa di una struttura di fissaggio troppo debole?

Beh, ti sembrerà strano che sia il telaio di fondazione – cioè la struttura dove si va a fissare il ventilatore – a causare delle vibrazioni.

In realtà NON è una situazione così rara, soprattutto se – come nel caso di cui ti parlerò a breve – devi installare una ventola centrifuga su un impianto già esistente.

Seguimi mentre ti racconto quello che è successo a Luigi (nome di fantasia di un mio cliente) progettista di impianti e forni per trattamenti termici dei metalli.

Il rompicapo di ogni progettista di forni industriali: installare un nuovo ventilatore per bruciatori dove NON esistono più spazi liberi, per aumentare la capacità di un vecchio forno industriale.

Verso giugno Luigi mi contatta felice di aver acquisito un ordine da uno dei suoi clienti più importanti.

Deve potenziare la capacità di riscaldo di due forni gemelli, che hanno già lavorato a pieno ritmo per una ventina d’anni.

Mi chiede quindi di fornirgli sia il ventilatore centrifugo che manda l’aria ai bruciatori, sia la ventola per aspirare i fumi ed inviarli al camino.

Luigi è uno dei miei clienti storici. Mio padre lavorava già 30 anni fa con il suo. Questa lunga relazione ha creato un forte affiatamento.

Procediamo come sempre: il mio ufficio tecnico crea i disegni, Luigi conferma le dimensioni di ingombro in meno di due ore. In officina iniziamo a tagliare le lamiere, costruire le carpenterie e saldare.

Dopo 5 settimane i ventilatori sono pronti per il consueto collaudo interno. Va tutto bene. Vibrazioni e temperature dei cuscinetti sono ben al di sotto delle soglie di accettabilità.

Luigi può finalmente installare i ventilatori e permettere così al suo cliente di aumentare la capacità produttiva.

Ti dicevo prima che i due vecchi forni sono gemelli. In realtà qualche lieve differenza esiste tra di loro.

In uno dei due impianti il ventilatore è fissato a terra, come si fa solitamente.

ventilatore bruciatori installato a terra

Esigenze di manutenzione su vecchi impianti ed installazione di nuovi ventilatori centrifughi: un compromesso a volte difficile da far funzionare.

Nel secondo forno però non era possibile installare a terra il ventilatore per bruciatori.

Nel posto dove andava fissata la ventola, in realtà bisognava lasciare libero il passaggio per poter smontare e pulire delle pompe che erano installate proprio sotto al forno.

Luigi si è dovuto arrangiare come meglio poteva.

Ha fatto costruire ai suoi uomini una struttura – in tubolari in acciaio – sollevata dal pavimento.

Fissato al forno, questa specie di soppalco permetteva di montare il ventilatore all’altezza di un metro e mezzo rispetto a terra. La manutenzione delle pompe non era quindi ostacolata.

ventilatore bruciatori installato su struttura metallica

In che modo puoi bruciare tutti i guadagni di un progetto, se ti capita la disgrazia di avere a che fare con il fenomeno di risonanza della struttura di sostegno di un ventilatore centrifugo.

Finiti i montaggi Luigi può finalmente procedere con il collaudo dell’impianto.

Il primo forno – quello con il ventilatore fissato a terra – non ha nessun problema.

Tutto fila liscio. Sia il ventilatore dell’aria di combustione che quello dei fumi funzionano come due gioiellini, con vibrazioni molto basse.

Sul secondo forno invece il ventilatore dei bruciatori vibrava come se fosse in preda a degli attacchi epilettici.

Il suo capo cantiere ha girato questo video nel quale, con un mezzo sicuramente non professionale – ma geniale nella sua “praticità” – mostra il livello di vibrazioni al quale la ventola stava funzionando.

Luigi – appena visto il video – mi ha chiamato per vedere di risolvere il problema. (come è giusto che sia, visto che il ventilatore era ancora in garanzia)

Il lunedì seguente – approfittando della fermata settimanale dell’impianto – ho inviato un mio tecnico dal cliente di Luigi, per verificare che non avessimo commesso qualche errore o qualche imprecisione di montaggio.

Quelle vibrazioni erano infatti molto sospette. Durante il collaudo interno nella mia officina la ventola funzionava perfettamente.

Il mio tecnico, Carlo, misura con il nostro strumento le vibrazioni sui cuscinetti del ventilatore.

Rimane stupito da quello che legge sul display. 41,5 mm/s. Un valore 4 volte superiore all’allarme di blocco della ventola.

In quelle condizioni il ventilatore è una minaccia per i lavoratori del cliente di Luigi.

Come da prassi in questi casi, Carlo si mette alla ricerca di qualsiasi anomalia o difetto che possa causare delle vibrazioni così elevate.

Smonta completamente il ventilatore. La macchina però non ha nessun problema.

Inoltre è identica a quella dell’altro forno, che funziona benissimo, quindi si possono escludere errori di progettazione o di costruzione.

Per scrupolo il mio tecnico prova ad equilibrare la girante. (operazione non necessaria, visto che il ventilatore è uscito dalla mia azienda perfettamente bilanciato)

Niente. Le vibrazioni sono instabili e qualsiasi tentativo di equilibratura non porta nessun effetto positivo.

Carlo prova a fare un ultimo tentativo.

Smonta il ventilatore dalla struttura di sostegno e lo appoggia a terra. Vuole infatti verificare un sospetto che gli è venuto osservando quelle vibrazioni così anomale.

Semplicemente mettendo a terra il ventilatore le vibrazioni crollano drasticamente, passando dai 41,5 mm/s a valori intorno ai 5 mm/s.

Non ottimali, certo. Ma tenendo conto che la ventola è solo appoggiata – e non fissata – a terra, si può affermare che sono valori accettabili.

Il suo sospetto è quindi fondato. La struttura di sostegno entra in “risonanza” con il ventilatore, amplificando a dismisura le vibrazioni.

Carlo mi chiama subito.

Capo, la situazione è questa. Il ventilatore quando è a terra è ok. Se lo mettiamo sulla struttura continua a vibrare. NON può lavorare in quelle condizioni.”

Risolvere un problema di risonanza in una struttura di sostegno molto spesso è peggio che cercare un ago nel pagliaio.

Mi metto le mani nei pochi capelli che mi sono rimasti.

Per esperienza so che risolvere questo genere di problemi è sempre una faticaccia.

Soprattutto quando esistono dei vincoli molto stringenti sugli spazi a disposizione, come nel caso di questo impianto.

Non c’è tempo da perdere. Chiedo a Luigi di inviarmi tutti i disegni della struttura per analizzarla e trovare i punti di risonanza.

Da come è stata realizzata – considerando i limiti castranti imposti dal fatto di dover mantenere libero l’accesso alle pompe sotto al forno – la struttura è il meglio che Luigi poteva fare.

Non è un cantinaro e presta molta attenzione in quello che progetta. Non mi stupisce quindi che la struttura è fatta bene, robusta e ben ancorata.

Noto solo un piccolo particolare un po’ strano.

Tra il ventilatore e la struttura di sostegno è presente un ulteriore piccolo telaio, fissato con due angolari alla struttura di base.

ventilatore bruciatori particolare causa risonanza

Forse avevo trovato la causa della risonanza: quegli angolari che servivano ad appoggiarsi con la struttura, lavoravano a flessione e non avevano delle squadrette di rinforzo.

Quei 4 angolari di fissaggio si comportavano come se fossero delle molle, amplificando le vibrazioni del ventilatore dei bruciatori.

A questo punto potevo comportarmi come molti miei “colleghi” ventilatoristi fanno. Scaricare tutta la colpa su Luigi – che aveva costruito la struttura – lavarmene le mani e mandare la fattura per l’intervento del mio tecnico.

Ma non è questo il mio modo di lavorare. Se c’è un problema che riguarda un mio ventilatore, sono io il primo a risolverlo.

Sia che la responsabilità del difetto sia mia o del mio cliente. (questo è uno dei motivi per il quale Luigi ed altri miei clienti mi hanno scelto nel tempo come unico loro fornitore)

Ho preso un pezzo di carta ed una matita. Tenendo in considerazione i vincoli di spazio, butto giù uno schizzo di un nuovo telaio, molto più robusto di quello esistente.

Propongo a Luigi di organizzare un secondo intervento per sostituire il telaio di appoggio del ventilatore e verificare se in questo modo le vibrazioni ritornano a valori normali.

Ovviamente lui è più che felice di questa mia proposta. Il suo cliente sta perdendo la pazienza, e dobbiamo risolvere in poco tempo questo spiacevole inconveniente.

Semplicemente cambiando l’appoggio del ventilatore centrifugo, le vibrazioni sono quasi sparite come sotto l’effetto di un colpo di magia.

A metà dicembre sono andato dal cliente di Luigi, accompagnato dai miei due tecnici Carlo e Renato per eseguire questa sostituzione.

Il risultato ottenuto è andato ben oltre le mie stesse aspettative.

vibrazioni ventilatore bruciatori nuovo telaio di fissaggio

Ero certo che il nuovo telaio avrebbe migliorato la situazione. Ero però pronto a passare qualche ora in cerca di altri punti deboli che causavano risonanze.

Quando hai a che fare con questo tipo di problemi di vibrazioni, la teoria aiuta sicuramente. Ma il lavoro pratico, sul campo, è spesso indispensabile per trovare una soluzione definitiva.

Con estrema sorpresa da parte di Luigi – e soddisfazione da parte mia – invece semplicemente cambiando il telaio il ventilatore ha smesso di vibrare tutto d’un colpo.
vibrazioni ventilatore bruciatori vibrazioni dopo sostituzione telaio
Dopo l’equilibratura che Carlo aveva eseguito nell’ultimo intervento, le vibrazioni erano rimaste su valori vicini ai 10 mm/s.

Grazie al nuovo telaio – senza nessuna ulteriore equilibratura – le vibrazioni sono crollate a valori di 2,08 mm/s sul cuscinetto vicino alla girante e 2,16 mm/s sull’altro.

Problema risolto al primo colpo. Luigi ha iniziato a credere che ho davvero dei super poteri come Signore delle Ventole.

Niente magia. Niente super poteri.

Questo successo inaspettato è stato in realtà più un merito di Luigi che mio.

Ha infatti evitato il classico gioco di scaricare completamente le colpe sul fornitore – cioè io in questo caso – anche se i fatti dimostravano la mia “innocenza”.

Mi ha invece ascoltato e si è fidato della mia opinione su quello che andava fatto.

I problemi di vibrazioni sui ventilatori possono avere anche cause che NON dipendono sempre dal tuo fornitore.

Una ventola industriale infatti non è mai isolata, ma è sempre installata all’interno di un di un impianto e proprio i punti di connessione possono essere l’origine di diversi problemi di prestazioni o vibrazioni.

Questi problemi possono verificarsi:

  • Dal punto di vista meccanico: come nel caso della storia di Luigi con vibrazioni che vengono amplificate.
  • Dal punto di vista aeraulico: collegamenti con le tubazioni non corrette sono spesso causa di perdita di prestazioni del ventilatore.

Ecco perché è fondamentale innanzitutto trovare un fornitore con tecnici ed ingegneri in grado di risolvere eventuali problemi. Ma allo stesso tempo è vitale creare un rapporto di collaborazione, un gioco a carte scoperte, tra te ed il tuo fornitore.

Se Luigi non avesse accettato di fare quel secondo intervento e sostituire il telaio che aveva costruito, molto probabilmente oggi staremmo litigando con toni molto accesi ed il cliente finale avrebbe sicuramente coinvolto i suoi legali.

Il suo cliente infatti non poteva produrre con un ventilatore che vibrava ben oltre i limiti consentiti.

La responsabilità del montaggio dei ventilatori NON era mia. Quindi è chiaro che – come molti altri fanno – potevo semplicemente lavarmene le mani.

Dall’alto lato però Luigi ha tenuto a bada il suo ego da progettista ed ha accolto il mio suggerimento di sostituire il telaio. (e per un progettista, ammettere che un proprio progetto può essere migliorato rappresenta un enorme atto)

Cosa puoi fare immediatamente se hai problemi di vibrazioni anomale – che non riesci a togliere con un’equilibratura della girante – su un ventilatore industriale appena installato?

Se anche a te capita di trovarti con una o più ventole appena installate che si scuotono come se fossero in preda a convulsioni, ecco qualche semplice consiglio che può aiutarti a risolvere il problema o quantomeno a individuare la causa reale di queste vibrazioni.

Ovviamente contatta il tuo fornitore. L’assistenza di un suo tecnico specializzato in grado di misurare ed analizzare le vibrazioni è fondamentale.

Se con l’intervento del tecnico non riesci a ridurre le vibrazioni con un’equilibratura, controlla in ordine i seguenti punti critici:

  • Ancoraggio del ventilatore: assicurati che tutti i tiranti di fondazione siano stretti bene e tutti allo stesso modo. Prova anche a svitare un tirante alla volta, e osserva se le vibrazioni aumentano o diminuiscono. Fai attenzione – soprattutto con i ventilatori prodotti in serie – che il ventilatore non si sia deformato a causa di un serraggio dei tiranti di fondazione non uniforme.
  • Collegamento alle tubazioni: i ventilatori centrifughi non devono sostenere il peso dei tubi. Interponi sempre un giunto antivibrante tra le bocche del ventilatore e le tubazioni in aspirazione ed in mandata. Se proprio vuoi commettere il grave errore di non ascoltare questo consiglio, almeno evita di creare sforzi e pressioni sulla chiocciola della ventola a causa di tubi disassati o storti.
  • Ventilatore troppo debole: se il ventilatore è stato costruito con lamiere sottili, senza dei rinforzi per irrigidire la sedia e la chiocciola, puoi stare certo che avrai problemi di vibrazioni. Sia nel futuro, ma molto probabilmente anche quando hai appena installato l’impianto. Il dazio che devi pagare per inseguire il prezzaccio, affidandoti a produttori di ventilatori di serie. Ma se mi stai leggendo, non è il tuo caso, vero? In questi casi c’è poco che puoi fare. Devi rinforzare la macchina, rendendola più robusta. Chiedi il mio aiuto compilando il modulo di contatto che trovi cliccando qui.
  • Struttura di fissaggio debole: come nel caso di Luigi, magari sei stato costretto a realizzare una struttura in acciaio per montare il ventilatore in posizione elevata rispetto a terra. Per scoprire se le vibrazioni sono causate da fenomeni di risonanza prova a smontare il ventilatore ed appoggialo a terra. Se in questa condizione le vibrazioni diminuiscono sensibilmente, allora la struttura di sostegno deve essere riprogettata.

Quelli che ti ho appena elencato sono le principali cause che possono far venire le convulsioni ai ventilatori una volta installati negli impianti.

Chiaramente per poter eseguire questi controlli, devi essere in grado di analizzare le misure di vibrazioni, o devi appoggiarti ad un tecnico esperto.

In teoria il tuo fornitore dovrebbe avere dei tecnici in grado di svolgere queste analisi. Quindi il mio consiglio è di seguire l’esempio di Luigi ed affidarti – in un’ottica di collaborazione – a chi ti ha venduto il ventilatore.

Se però ad una richiesta di aiuto ricevi un secco 2 di picche, o magari non ti fidi del tuo fornitore, oppure – cosa ancora peggiore – nemmeno lui è in grado di risolvere il problema, allora non ti disperare.

L’assistenza che ho fornito a Luigi, è uno dei servizi che posso mettere a tua disposizione.

Oltre ad avere a disposizione dei tecnici in grado di muoversi in tutto il mondo ed un ufficio tecnico dotato dei migliori software di calcolo per eseguire qualsiasi verifica meccanica, – come avrai capito – sono io in prima persona che adoro mettere il naso nei casi più difficili da risolvere.

Come nel caso del mio cliente Luigi, mi appassiono nel cercare di risolvere problemi che sembrano senza soluzione.

Lo so, esistono cose molto più interessanti al mondo. Ma ognuno ha le sue passioni, no? 😊

Ecco quindi quello che devi fare per chiedere il mio aiuto e domare una volta per tutte un ventilatore che ti scuote l’impianto come se fossi sull’epicentro di un terremoto.

Cliccando sul pulsante che trovi qua sotto, ti apparirà una pagina con un modulo di contatto. Compila tutti i campi con i tuoi dati e se vuoi lascia anche un breve messaggio nel quale descrivi il tuo problema.

vibrazioni ventilatore bruciatori chiedi il mio aiuto

Entro massimo 48 ore ti chiamerò per rivolgerti alcune domande utili a me per comprendere meglio il tuo problema ed eventualmente programmare subito l’intervento mio o di un mio tecnico.

Se poi hai delle fotografie o i report delle analisi di vibrazioni eseguite dal tuo fornitore, quando ti contatterò ti comunicherò anche l’indirizzo e-mail al quale inviarmele.

Spero che la storia di Luigi possa aiutarti a risolvere, o quantomeno a individuare con precisione, la causa di vibrazioni anomale sui tuoi ventilatori.

Adesso perdonami ma devo salutarti. Il corriere mi ha appena consegnato un nuovo libro totalmente dedicato alle vibrazioni meccaniche. Lo aspettavo da due giorni, non sto più nella pelle.

A presto.

Mai più guasti improvvisi!

Il Signore delle Ventole

P.S. Dopo aver letto la storia di Luigi e della sua Odissea con il ventilatore per bruciatori, hai pensato che forse ti sarebbe utile approfondire il tema delle vibrazioni?

Molto bene. Ho una buona notizia per te.

Ho scritto questo articolo sulle vibrazioni dei ventilatori, nel quale ti illustro le 4 principali cause che portano il ventilatore ad avere alte vibrazioni dopo un certo periodo di funzionamento. (è quindi esclusa la risonanza di cui ti ho parlato oggi)

Come recita un vecchio detto. “Se conosci il nemico, la vittoria è a portata di mano.”

Buona lettura.

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