{"id":10748,"date":"2025-01-02T15:05:12","date_gmt":"2025-01-02T14:05:12","guid":{"rendered":"https:\/\/samotics.com\/?p=10748"},"modified":"2025-10-01T13:26:55","modified_gmt":"2025-10-01T11:26:55","slug":"common-faults-steel-manufacturing","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/samotics.com\/it\/case-studies\/common-faults-steel-manufacturing","title":{"rendered":"9x difetti comuni rilevati nella produzione di acciaio"},"content":{"rendered":"

In questo caso di studio, spieghiamo come SAM4<\/a> individua i guasti pi\u00f9 comuni nelle acciaierie utilizzando i risultati effettivi dei dati SAM4 anonimizzati, per aiutare gli ingegneri a valutare il valore di SAM4 per le proprie attivit\u00e0.<\/p>\n

Indicatori meccanici<\/h2>\n

I componenti guasti lasciano tracce distinte nei segnali di corrente e tensione a frequenze correlate alla loro geometria. Ad esempio, i problemi dei cuscinetti a rulli possono essere identificati dalle variazioni delle frequenze di passaggio e rotazione delle sfere e della gabbia, che dipendono in parte dal numero di rulli e dalle loro dimensioni.<\/p>\n

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Figura 1. I picchi intorno alla frequenza di alimentazione alle frequenze caratteristiche di questo cuscinetto indicano lo sviluppo di un danno al cuscinetto (blu = sano, nero = danneggiato, verde = dopo la sostituzione).<\/figcaption><\/figure>\n
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Figura 2. Esempio di analisi del cruscotto SAM4 per due diversi guasti meccanici.<\/figcaption><\/figure>\n

Esempio 1: Accoppiamento difettoso<\/h2>\n

I cambiamenti nello spettro di frequenza hanno portato SAM4 a diagnosticare un accoppiamento difettoso in uno dei rulli della tavola di rotolamento. Abbiamo avvertito per la prima volta il cliente in corrispondenza del punto giallo in figura 4. Il lento aumento \u00e8 continuato e tre settimane dopo (punto arancione) abbiamo consigliato al cliente di ispezionare l'accoppiamento. Il cliente non ha riscontrato segni visivi di deterioramento, ma i cambiamenti malsani sono persistiti e abbiamo messo il rullo in allarme rosso circa tre mesi dopo che SAM4 aveva segnalato per la prima volta un aumento. Il cliente ha deciso di non intervenire e il giunto difettoso si \u00e8 rotto tre settimane dopo. L'hanno sostituito e le intensit\u00e0 sono tornate alla normalit\u00e0.<\/p>\n

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Figura 3. Spettro di frequenza della corrente per il rullo quando \u00e8 sano (blu) rispetto a quello con accoppiamento degradato (nero).<\/figcaption><\/figure>\n
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Figura 4. Intensit\u00e0 crescente per un periodo di tre mesi alla seconda armonica della frequenza di rotazione del rullo. Si noti il calo dell'ampiezza dopo che il cliente ha sostituito il giunto difettoso.<\/figcaption><\/figure>\n

Esempio 2: Accoppiamento difettoso<\/h2>\n

L'aumento dell'intensit\u00e0 alla frequenza di rotazione di un rullo della tavola di rotolamento ha indotto SAM4 a diagnosticare un guasto di accoppiamento. La Figura 5 mostra le variazioni di intensit\u00e0 alla frequenza di rotazione del rullo nel tempo. Il cliente \u00e8 stato dapprima avvisato di un'anomalia significativa in corrispondenza del punto arancione della figura 5 e gli \u00e8 stato consigliato di ispezionare l'accoppiamento. L'intensit\u00e0 \u00e8 aumentata rapidamente, provocando un allarme rosso alcuni giorni dopo. Il cliente ha lasciato in funzione l'asset fino alla rottura del giunto, circa tre giorni dopo l'allarme rosso. L'intensit\u00e0 \u00e8 tornata normale dopo la sostituzione del giunto rotto.<\/p>\n

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Figura 5. Aumento dell'intensit\u00e0 alla frequenza di rotazione del rullo nel tempo. Si noti il calo dell'ampiezza dopo che il cliente ha sostituito il giunto rotto.<\/figcaption><\/figure>\n
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Figura 6. Variazioni dello spettro di frequenza nel tempo: sano (blu) vs. degradato (nero). La comparsa di aumenti regolari ma transitori del rumore (verde) \u00e8 stata una delle cause che hanno spinto a passare all'allarme rosso per questa macchina.<\/figcaption><\/figure>\n

Esempio 3: accoppiamento difettoso<\/h2>\n

SAM4 ha rilevato un aumento dell'intensit\u00e0 alla frequenza di rotazione di questo rullo pi\u00f9 la seconda armonica, nonch\u00e9 un aumento del rumore di fondo. Questi cambiamenti erano coerenti con lo schema tipico legato all'allentamento dell'accoppiamento dell'albero cardanico per gli altri rulli della tavola di rotolamento di questo cliente. Abbiamo consigliato al cliente di controllare l'allentamento del giunto durante il prossimo ciclo di manutenzione. Il cliente ci ha comunicato di non aver riscontrato alcun segno di deterioramento, ma di aver sostituito l'elemento difettoso per sicurezza. I dati successivi hanno mostrato che i valori erano tornati alla normalit\u00e0.<\/p>\n

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Figura 7. Aumento dell'intensit\u00e0 alla seconda armonica della frequenza di rotazione del rullo nel tempo. Si noti il calo dell'ampiezza dopo la sostituzione dell'elemento difettoso da parte del cliente.<\/figcaption><\/figure>\n

Esempio 4: albero cardanico difettoso<\/h2>\n

Le variazioni improvvise del valore quadratico medio della corrente (RMS) hanno indotto SAM4 a segnalare un potenziale problema di albero cardanico in questo rullo per tavola di rotolamento. L'analisi spettrale ha rivelato un aumento dell'intensit\u00e0 in corrispondenza di pi\u00f9 armoniche della frequenza di rotazione del rullo, nonch\u00e9 del rumore di fondo. L'esperienza precedente con i rulli di questo cliente indicava che si trattava di un guasto che poteva svilupparsi rapidamente, quindi abbiamo messo l'asset in allerta arancione e raccomandato al cliente di ispezionare l'albero cardanico il prima possibile. Tre giorni dopo siamo passati all'allarme rosso. Il cliente ha notato che stava aspettando l'occasione giusta per sostituire l'albero cardanico. Tre giorni dopo l'albero cardanico si \u00e8 rotto. Il cliente lo ha sostituito e i valori sono tornati alla normalit\u00e0.<\/p>\n

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Figura 8. Variazioni dello spettro di frequenza nel tempo: sano (blu) vs. degradato (nero).<\/figcaption><\/figure>\n
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Figura 9. Aumento della magnitudo alla prima interarmonica (parte del rumore di fondo).<\/figcaption><\/figure>\n

Esempio 5: Guasto al cuscinetto<\/h2>\n

SAM4 ha misurato un'intensit\u00e0 crescente alla frequenza della gabbia (frequenza fondamentale del treno) per uno dei cuscinetti del motore di questo rullo della tavola di rotolamento. Anche il carico sul motore \u00e8 aumentato gradualmente, senza corrispondenti cambiamenti di processo. Abbiamo segnalato al cliente un possibile danno al cuscinetto (punto arancione nella figura 10). Quattro settimane dopo hanno sostituito il cuscinetto durante un'interruzione programmata della manutenzione. I punteggi del motore sono quindi tornati alla normalit\u00e0.<\/p>\n

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Figura 10. Il carico sul motore aumenta nel tempo. Il cliente ha ricevuto un avviso in corrispondenza del punto arancione, consigliando un'ispezione. Dopo la manutenzione, il carico sul motore \u00e8 tornato normale.<\/figcaption><\/figure>\n

Esempio 6: Guasto al cuscinetto<\/h2>\n

Piccoli picchi alla frequenza della gabbia per il cuscinetto NDE del motore hanno portato SAM4 a diagnosticare un problema al cuscinetto. Il cliente \u00e8 stato avvisato (il punto arancione nella figura 12) e gli \u00e8 stato consigliato di ispezionare il cuscinetto in occasione della successiva fermata di manutenzione programmata. In occasione della sosta programmata, circa due mesi dopo, \u00e8 stato confermato il danneggiamento precoce del cuscinetto ed \u00e8 stata intrapresa un'azione correttiva.<\/p>\n

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Figura 11. Spettro di frequenza del motore sano (blu) e con cuscinetto deteriorato (nero). I picchi corrispondono alla frequenza della gabbia del cuscinetto e alle sue armoniche.<\/figcaption><\/figure>\n
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Figura 12. Intensit\u00e0 crescente alla frequenza della gabbia del cuscinetto NDE (punti blu). I valori sono tornati alla normalit\u00e0 dopo la sostituzione del cuscinetto (punti neri).<\/figcaption><\/figure>\n

Esempio 7: Guasto al cuscinetto<\/h2>\n

SAM4 ha osservato un aumento di intensit\u00e0 alle frequenze corrispondenti al cuscinetto a rulli (frequenza della gabbia pi\u00f9 armoniche). Abbiamo avvisato il cliente e gli abbiamo consigliato di ispezionare il cuscinetto per verificare che non fosse danneggiato. Al momento opportuno, tre mesi dopo, il cliente ha confermato il danneggiamento del cuscinetto attraverso la misurazione manuale delle vibrazioni. Hanno sostituito il cuscinetto e i valori sono tornati alla normalit\u00e0.<\/p>\n

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Figura 13. Spettro di frequenza variabile per il rullo in un periodo di tre mesi: quando era sano (blu e nero) e con l'inizio del degrado del cuscinetto (verde). I picchi corrispondono alla frequenza della gabbia del cuscinetto e alle sue armoniche.<\/figcaption><\/figure>\n
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Figura 14. Mappa di calore che mostra i cambiamenti legati al degrado dei cuscinetti. L'asse orizzontale \u00e8 la frequenza; l'asse verticale \u00e8 il tempo, dalla data pi\u00f9 vecchia in alto a quella pi\u00f9 recente in basso. Il colore indica l'intensit\u00e0, dal rosso alto al blu basso. Nella met\u00e0 inferiore del grafico sono chiaramente visibili nuovi picchi di frequenza legati ai cuscinetti.<\/figcaption><\/figure>\n

Indicatori elettrici<\/h2>\n

Lo sviluppo di problemi elettrici influisce istantaneamente sul campo magnetico del motore e lascia tracce distinte nei segnali di corrente e tensione. Ad esempio, una barra del rotore rotta crea un'asimmetria elettrica nel rotore che produce un campo magnetico controrotante, inducendo correnti di statore a multipli del doppio della frequenza di scorrimento intorno alla frequenza di alimentazione.<\/p>\n

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Figura 15. Un altro indicatore di rottura della barra del rotore: le deformazioni termiche del rotore che ne derivano inducono picchi alla frequenza di rotazione del motore (frecce) modulati intorno alle armoniche della frequenza di alimentazione (linee verticali).<\/figcaption><\/figure>\n

Esempio 8: cortocircuito dell'avvolgimento dello statore<\/h2>\n

SAM4 ha osservato un aumento della frequenza di rotazione del motore, che pu\u00f2 essere indicativo di diverse modalit\u00e0 di guasto. Abbiamo informato il cliente e gli abbiamo chiesto di ispezionare il rullo. Non hanno riscontrato alcun segno di danneggiamento. Con il passare del tempo, l'intensit\u00e0 ha iniziato ad aumentare anche alle armoniche dispari della frequenza di alimentazione e SAM4 ha iniziato a osservare uno sbilanciamento di corrente maggiore rispetto agli altri motori del cliente. Questi indicatori hanno portato SAM4 a diagnosticare il deterioramento dell'isolamento dell'avvolgimento dello statore e a portare il motore in allarme rosso. Il cliente ha sostituito il motore durante la successiva fermata programmata e i valori sono tornati alla normalit\u00e0.<\/p>\n

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Figura 17. La frequenza di rotazione del motore mostra un chiaro e crescente aumento di grandezza (punti blu). I valori sono tornati alla normalit\u00e0 (punti neri) dopo la sostituzione del motore. Tre mesi dal primo allarme di SAM4 alla sostituzione.<\/figcaption><\/figure>\n
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Figura 18. Lo squilibrio durante il periodo di interesse (lato destro del grafico) era notevolmente pi\u00f9 alto del solito per questo motore e non si rifletteva negli altri motori dello stesso gruppo.<\/figcaption><\/figure>\n

Esempio 9: eccentricit\u00e0 del rotore<\/h2>\n

SAM4 ha osservato un aumento dell'intensit\u00e0 a una frequenza corrispondente al numero di barre del rotore moltiplicato per la frequenza di rotazione, che pu\u00f2 essere indicativa dell'eccentricit\u00e0 del rotore. Abbiamo informato il cliente e continuato a monitorare l'asset. Poich\u00e9 i valori continuavano ad aumentare, siamo passati all'allarme arancione e poi rosso, informando il cliente settimanalmente e poi quotidianamente. Cinque mesi dopo, il cliente ha sostituito il motore e le intensit\u00e0 sono tornate a livelli normali.<\/p>\n

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Figura 19. L'intensit\u00e0 crescente alla frequenza corrispondente al numero di barre del rotore moltiplicato per la frequenza di rotazione del motore per un periodo di sette mesi. Dopo la sostituzione del motore, i valori sono tornati alla normalit\u00e0.<\/figcaption><\/figure>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

In this case study, we explain how SAM4 detects common faults in steel mills using actual results from anonymized SAM4 data, to help engineers evaluate SAM4\u2019s value for their own operations. Mechanical indicators Failing components leave distinct signatures in the current and voltage signals at frequencies related to their geometry. For example, roller bearing issues […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":12859,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"content-type":"","_lmt_disableupdate":"no","_lmt_disable":"","footnotes":""},"categories":[6],"tags":[],"coauthors":[22],"class_list":["post-10748","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-case-studies"],"modified_by":null,"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/samotics.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/10748","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/samotics.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/samotics.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/samotics.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/samotics.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=10748"}],"version-history":[{"count":6,"href":"https:\/\/samotics.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/10748\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":11577,"href":"https:\/\/samotics.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/10748\/revisions\/11577"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/samotics.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/media\/12859"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/samotics.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=10748"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/samotics.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=10748"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/samotics.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=10748"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/samotics.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=10748"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}