Manutenzione quotidiana e cura di un apparecchio per la misura della refrattarietà sotto carico e della deformazione viscosa

Introduzione

Un apparecchio per la misura della refrattarietà sotto carico e del fluage, noto anche come apparecchio per la misura della refrattarietà sotto carico e del fluage in compressione, è ampiamente utilizzato nei settori dei materiali refrattari, della scienza dei materiali, della metallurgia, dei materiali da costruzione, dell’aerospaziale e di settori correlati. È principalmente impiegato per valutare la refrattarietà sotto carico, la resistenza al fluage in compressione e il comportamento di deformazione ad alta temperatura dei materiali in condizioni di elevata temperatura e carico costante.

L'accuratezza del controllo della temperatura, la stabilità del carico, l'accuratezza della misurazione dello spostamento e l'affidabilità del sistema di acquisizione dati influenzano direttamente la validità dei risultati dei test. Pertanto, stabilire un programma standardizzato di manutenzione e assistenza ordinaria è essenziale per prolungare la vita utile dell'apparecchiatura, garantire l'accuratezza dei dati, ridurre il rischio di guasti e mantenere un funzionamento sicuro.

Questo articolo illustra i principali requisiti di manutenzione per un tester di refrattarietà sotto carico e di fluage, inclusi i componenti dell'apparecchiatura, la manutenzione ordinaria, la manutenzione periodica, il controllo ambientale e la sicurezza operativa. Gli intervalli e le procedure di manutenzione effettivi devono sempre seguire il manuale dell'apparecchiatura e i requisiti tecnici forniti dal produttore.

1. Componenti principali e principio di funzionamento

Un tester di refrattarietà sotto carico e di fluage è generalmente composto dai seguenti sistemi principali:

Sistema di riscaldamento

1. : Di solito composto da un forno elettrico ad alta temperatura, elementi riscaldanti, camera del forno e struttura di isolamento termico. Fornisce un ambiente ad alta temperatura stabile e uniforme per il campione sottoposto a prova.

Sistema di carico

2. : Composto dal meccanismo di carico, da pesi o da un dispositivo di carico motorizzato e da componenti portanti. Applica al campione un carico costante specificato o una sollecitazione di compressione.

Sistema di controllo della temperatura

3. : Costituito da sensori di temperatura, da un regolatore e da software o programmi di controllo della temperatura. Monitora e regola in tempo reale la temperatura del forno.

Sistema di misurazione dello spostamento

4. : Misura la deformazione per compressione o la deformazione per fluage del campione a elevate temperature e sotto carico.

Sistema di acquisizione e analisi dati

5. : Acquisisce i dati relativi a temperatura, carico, spostamento e tempo, trasferendo i risultati della prova a un computer per registrazione, analisi e archiviazione.

Durante la prova, il campione viene posizionato nella posizione specificata all’interno della camera del forno e riscaldato e caricato secondo condizioni di temperatura e carico predeterminate. L’apparecchiatura registra in continuo la temperatura del campione, il carico applicato, la deformazione e la velocità di deformazione per valutare la sua refrattarietà sotto carico e il comportamento di creep ad alta temperatura.

2. Manutenzione Preventiva
2.1 Pulire regolarmente l’apparecchiatura
Durante un funzionamento prolungato, polvere, frammenti di campione, fumi e ossidi possono accumularsi all’interno e intorno alla camera del forno. Se non rimossi tempestivamente, questi contaminanti possono influenzare l’uniformità del riscaldamento, la precisione dei sensori e il corretto funzionamento dei componenti meccanici.
Pulizia del sistema di riscaldamento
●: Ispezionare regolarmente la camera del forno per verificare la presenza di polvere, residui o materiali allentati. Dopo che l’apparecchiatura si è completamente raffreddata e l’alimentazione è stata scollegata, pulire la camera con una spazzola morbida, un panno asciutto o un aspirapolvere a bassa pressione. Evitare di colpire la camera del forno, gli elementi riscaldanti o il sensore di temperatura, e non utilizzare panni eccessivamente bagnati.
Pulizia del sistema di carico
●: Rimuovere i frammenti del campione dalla piastra di carico, dalla barra di compressione, dal supporto del campione e dalle zone circostanti i componenti di misurazione dello spostamento. Ciò impedisce che materiali estranei influenzino l’allineamento del carico o la misurazione dello spostamento.
Pulizia dei sensori
●: Tenere puliti e asciutti il sensore di carico, il sensore di spostamento e i relativi collegamenti. Impedire l’ingresso di polvere e sostanze corrosive nei sensori.
Pulizia dell’involucro esterno
●: Pulire regolarmente la carcassa dell'apparecchiatura, il pannello di controllo, lo schermo del display e i pulsanti di comando per evitare che polvere e olio compromettano il funzionamento o la visibilità del display.
2.2 Ispezione del sistema di controllo della temperatura
Il controllo della temperatura è fondamentale per il funzionamento stabile del tester. Deviazioni termiche o non uniformità all'interno del forno possono causare risultati di prova inaccurati.
Ispezione del sensore di temperatura
●: Verificare che il sensore non presenti curvature, rotture, ossidazione o cattivo contatto. Eseguire calibrazioni o controlli comparativi della temperatura a intervalli regolari, in base alla frequenza d'uso dell'apparecchiatura e ai requisiti di calibrazione, assicurando che la misura rimanga entro il campo di errore specificato.
Ispezione degli elementi riscaldanti
●: Controllare regolarmente gli elementi riscaldanti per individuare rotture, deformazioni, surriscaldamento localizzato o evidenti segni di invecchiamento. In caso di anomalie, arrestare l'apparecchiatura e richiedere un'ispezione da parte di personale qualificato.
Ispezione della camera del forno e dell'isolamento
●: Verificare che la camera del forno, il rivestimento e i materiali isolanti siano integri. Danneggiamenti al rivestimento o degrado dell’isolamento possono causare dispersione di calore e non uniformità della temperatura.
Verificare il programma di controllo della temperatura
●: Verificare che l’impostazione della temperatura, la velocità di riscaldamento, il tempo di mantenimento e i parametri di allarme siano configurati correttamente. Parametri del programma errati possono influenzare il processo di prova e i risultati.
2.3 Ispezione e taratura del sistema di carico
La stabilità e l’accuratezza del sistema di carico influenzano direttamente i risultati delle prove di refrattarietà sotto carico e di fluage. I seguenti elementi devono essere controllati prima e dopo le operazioni ordinarie:
Ispezionare il sensore di carico
●: Controllare il sensore e i relativi cavi per individuare eventuali danni e verificare che il valore visualizzato sia stabile. Tarare il sensore secondo il programma di taratura dell’apparecchiatura, utilizzando carichi standard verificati o un dispositivo di taratura adeguato.
Ispezionare il meccanismo di carico
●: Verificare che l’asta di compressione, la piastra di carico, il meccanismo di guida e i componenti di collegamento siano installati in modo sicuro e funzionino regolarmente, senza inclinazioni evidenti, blocchi o allentamenti.
Verificare l’allineamento del carico
●: Prima della prova, assicurarsi che il provino, la piastra di carico e l’asta di compressione siano posizionati correttamente. Un carico eccentrico può causare una distribuzione non uniforme delle sollecitazioni e risultati anomali della prova.
Lubrificare i componenti meccanici
●: Eseguire la manutenzione dei componenti di trasmissione, dei componenti di guida o dei cuscinetti che richiedono lubrificazione, conformemente al manuale dell’apparecchiatura. Utilizzare esclusivamente il lubrificante specificato ed evitare che l’olio lubrificante penetri nel forno ad alta temperatura, nei sensori o nei componenti elettrici.
2.4 Ispezionare i sistemi di misurazione dello spostamento e di acquisizione dati
I sistemi di misurazione dello spostamento e di acquisizione dati registrano il processo di deformazione del provino e sono essenziali per ottenere dati di prova completi e affidabili.
Ispezionare il sensore di spostamento
●: Verificare che il sensore sia installato correttamente, che l’asta di misurazione si muova senza ostacoli e che il cavo non sia allentato né danneggiato. Eseguire un controllo del punto zero prima della prova e calibrare il sistema di misurazione dello spostamento, se necessario.
Ispezionare l’attrezzatura per l’acquisizione dati
●: Verificare che la scheda di acquisizione, il computer, il display e il software correlato funzionino correttamente. Controllare che i dati relativi a temperatura, carico, spostamento e tempo siano visualizzati in modo corretto.
Ispezionare i cavi di trasmissione dati
●: Controllare i cavi di comunicazione, i cavi di segnale, le porte e i connettori per garantire collegamenti sicuri e prevenire interruzioni o perdite di dati causate da contatti difettosi.
Eseguire il backup dei dati di prova
●: Dopo ogni prova, salvare e archiviare tempestivamente i dati grezzi, la relazione di prova e i registri di funzionamento dell’attrezzatura. I dati importanti dovrebbero essere preferibilmente archiviati su supporti di memorizzazione diversi per ridurre il rischio di perdita dati dovuta a guasti dell’attrezzatura o a corruzione dei file.
3. Manutenzione periodica e ispezione dettagliata
3.1 Ispezionare regolarmente il sistema elettrico
Ispezionare regolarmente i cavi di alimentazione, i cavi di comando, i morsetti, i fusibili, gli interruttori e il sistema di messa a terra. Accertarsi che non vi siano segni di invecchiamento, allentamento, surriscaldamento, cortocircuito o danneggiamento dell’isolamento. Se l’apparecchiatura emette odori insoliti, calore eccessivo, allarmi frequenti o malfunzionamenti del sistema di controllo, interromperne immediatamente l’uso e farla ispezionare da personale qualificato.
3.2 Ispezionare il sistema meccanico
Controllare il meccanismo di trasmissione, i componenti di guida, i cuscinetti, la barra di compressione, la piastra di carico e gli elementi di fissaggio per verificare usura e allentamento. I componenti che presentano usura significativa, deformazione o gioco anomalo devono essere riparati o sostituiti tempestivamente per garantire la stabilità del carico e le corrette condizioni di sollecitazione del provino.
3.3 Sostituire tempestivamente i componenti usurati
Gli elementi riscaldanti, i sensori di temperatura, i sensori di carico, i sensori di spostamento, le guarnizioni, i materiali isolanti e alcuni connettori meccanici possono deteriorarsi a causa di prolungata esposizione a temperature elevate, di un utilizzo frequente o di condizioni ambientali. Un piano di sostituzione deve essere elaborato sulla base del tempo di funzionamento, della frequenza d’uso e dello stato effettivo di ciascun componente. I componenti non devono essere sostituiti in modo indiscriminato secondo un intervallo fisso, ma non devono neppure rimanere in servizio fino al completo guasto.
3.4 Eseguire la taratura periodica e la verifica delle prestazioni
La taratura periodica è una misura importante per mantenere l’accuratezza delle misurazioni. Oltre ai sensori di temperatura, di carico e di spostamento, va verificata anche la prestazione complessiva dell’apparecchiatura. Ciò può includere le prestazioni di riscaldamento, la stabilità della temperatura, la stabilità del carico, la ripetibilità delle misurazioni di spostamento e l’integrità dell’acquisizione dati.
Laddove le condizioni lo consentono, per i test comparativi possono essere utilizzati campioni o materiali standard oppure con prestazioni note. Ciò contribuisce a confermare che le apparecchiature continuino a soddisfare i requisiti delle norme applicabili, dei metodi di prova e dei sistemi di gestione della qualità del laboratorio anche dopo un lungo periodo di funzionamento. I risultati della taratura e della verifica devono essere documentati e conservati in modo adeguato.
4. Controllo dell’ambiente operativo
4.1 Mantenere temperatura, umidità e ventilazione idonee
Le apparecchiature devono essere installate in un ambiente asciutto, pulito e ben ventilato, privo di gas corrosivi. Ove possibile, si deve evitare l’esposizione diretta alla luce solare, forti correnti d’aria, vibrazioni significative ed eccessiva polvere. La temperatura e l’umidità del laboratorio devono rimanere entro i limiti indicati nel manuale dell’apparecchiatura. Variazioni eccessive di temperatura o di umidità potrebbero influenzare la stabilità dei componenti elettrici, dei sensori e del sistema di acquisizione dati.
4.2 Evitare sovraccarico e funzionamento prolungato ininterrotto
L'apparecchiatura deve essere utilizzata rigorosamente nei suoi parametri nominali e conformemente alle norme di prova e alle procedure operative pertinenti. Non superare la temperatura, il carico o il tempo di funzionamento specificati. Un sovraccarico prolungato può accelerare l'invecchiamento di elementi di riscaldamento, sensori e componenti meccanici e aumentare il rischio di guasto dell'apparecchiatura.
Quando si effettuano prove consecutive, si prevedono intervalli di prova e periodi di raffreddamento ragionevoli. Evitare frequenti avvio e arresto mentre l'apparecchiatura è ancora ad alta temperatura, nonché un funzionamento prolungato senza un tempo di raffreddamento adeguato.
4.3 Prendere misure per evitare vibrazioni e interferenze
Posizionare l'apparecchiatura su una base ferma e piana, lontano da fonti di forti vibrazioni e fonti di interferenze elettromagnetiche. Una superficie instabile dell'installazione o vibrazioni esterne eccessive possono influire sulla stabilità del carico, sulla misurazione dello spostamento e sulla ripetibilità della prova.
5. Precauzioni operative per la sicurezza
1. Prima di utilizzare l’apparecchiatura, verificare l’alimentazione elettrica, il collegamento a terra, il sensore di temperatura, il sensore di carico, il sensore di spostamento e i cavi dati.
2. Dopo un test ad alta temperatura, non toccare immediatamente il corpo del forno, il campione, i componenti di carico o le strutture metalliche correlate. Attendere che l’apparecchiatura si sia raffreddata sufficientemente prima di procedere alla pulizia o allo smontaggio.
3. Staccare l’alimentazione elettrica e accertarsi che l’apparecchiatura si trovi in condizioni di sicurezza prima di effettuare pulizie, manutenzione o sostituzione di qualsiasi componente.
4. Gli operatori devono indossare idonei dispositivi di protezione individuale, come guanti resistenti al calore e occhiali di sicurezza.
- 5°. Se il controllo della temperatura viene perso o se il carico è anormale, se si verificano improvvisi cambiamenti di spostamento, rumori insoliti, fumo o allarmi, interrompere immediatamente la prova e seguire la procedura di ispezione di emergenza dell'apparecchiatura.
6. Non modificare il programma di controllo, i parametri di protezione o il cablaggio elettrico senza autorizzazione. Le riparazioni che coinvolgono sistemi elettrici, componenti ad alta temperatura o parti portanti devono essere eseguite da personale qualificato e adeguatamente formato.

6. Istituire un registro della manutenzione

Per facilitare il monitoraggio dello stato dell’apparecchiatura, si consiglia ai laboratori di istituire un Registro di manutenzione e assistenza per il tester di refrattarietà sotto carico e di fluage , che includa almeno le seguenti informazioni:

• Date di pulizia e manutenzione e nomi del personale incaricato della manutenzione;
• Date e risultati delle calibrazioni per le misure di temperatura, carico e spostamento;
• Verbali di ispezione per gli elementi riscaldanti, i sensori e i componenti meccanici;
• Verbali di sostituzione dei componenti usurati;
• Sintomi di guasto, azioni correttive adottate e risultati della riparazione;
• Backup dei dati di prova e registri della manutenzione del software.

I registri della manutenzione consentono di identificare tempestivamente eventuali variazioni nelle prestazioni delle attrezzature e forniscono una base per la manutenzione preventiva, l’analisi dei guasti e la gestione della qualità in laboratorio.

Conclusione

La manutenzione ordinaria e la corretta assistenza tecnica di un tester per refrattarietà sotto carico e fluage sono essenziali per un funzionamento stabile a lungo termine e per ottenere risultati di prova accurati e affidabili. Una pulizia regolare, ispezioni della temperatura e del carico, taratura dello spostamento, backup dei dati, lubrificazione meccanica, sostituzione dei componenti usurati e verifica completa delle prestazioni dell’attrezzatura possono ridurre efficacemente i guasti, prolungare la vita utile e migliorare l’efficienza e la gestione della sicurezza in laboratorio.

Gli operatori devono familiarizzare con la struttura dell’apparecchiatura, il suo principio di funzionamento e le procedure di manutenzione. La manutenzione preventiva deve essere eseguita in modo costante, affinché i potenziali problemi possano essere identificati e risolti tempestivamente. Tutte le attività di manutenzione, taratura e riparazione devono essere effettuate conformemente al manuale dell’apparecchiatura, alle norme di prova applicabili e ai requisiti tecnici del produttore.

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