Per i soggetti responsabili dell'operatività e manutenzione degli aerei, l'ispezione di componenti di motori rappresenta una procedura di manutenzione preventiva di routine. Queste procedure vengono applicate per assicurare un'operatività ottimale dell'aereo per la sicurezza del volo. All'interno del motore sono presenti numerose componenti come le pale delle turbine, le pale del compressore e le camere di combustione.
Queste componenti dei motori degli aerei vengono ispezionate visivamente per individuare anomalie come corrosione, cricche e alterazioni da oggetti estranei. Visto che lo smontaggio dei motori rappresenta un'opera dispendiosa in termini di tempo e costi, i videoscopi industriali vengono usati ampiamente per l'ispezione visiva di motori di aerei.
Per esempio, quando si ispeziona una pala di turbina mediante un videoscopio, l'endoscopio viene inserito attraverso l'apertura di accesso e fissato in una posizione dalla quale la pala da ispezionare è completamente visibile. Il metodo di ispezione delle condizioni di ogni pala fissando l'endoscopio e ruotando la turbina viene in genere scelto per delle ragioni di efficienza di ispezione.
Applicando questo metodo le ispezioni necessitano una o due ore per stadio di pala. Durante l'ispezione le pale devono essere costantemente e lentamente ruotate alla stessa velocità. Per effettuare questa operazione oltre all'operatore che utilizza il videoscopio è necessario un altro operatore. L'operatore addetto alla rotazione manuale dell'albero del motore mediante uno strumento si coordina con l'operatore addetto al videoscopio, in modo che la pala venga visualizzata sulla schermata di ispezione del videoscopio alla velocità ottimale per eseguire l'ispezione.
Criticità nell'ispezione visiva durante la rotazione manuale di pale di turbine
Tuttavia esistono delle criticità quando si ruotano manualmente le pale delle turbine.
Innanzitutto un operatore è necessario solo per l'operazione di rotazione della turbina, creando delle inefficienze di ispezione. Inoltre, in ambienti rumorosi o quando si ispezionano motori grandi, è spesso difficile eseguire l'operazione di sincronizzazione tra l'operatore addetto alla rotazione della turbina e l'operatore addetto al videoscopio. Questo può causare un danneggiamento del motore o dell'endoscopio a causa di difficoltà di comunicazione.
Inoltre il processo di ispezione visiva rende difficile memorizzare la posizione delle pale potenzialmente difettose, potendo portare ad omissioni nell'individuazione di difetti. In aggiunta è difficile ruotare manualmente l'albero del motore a una velocità costante, in modo che l'operatore addetto al videoscopio possa facilmente verificare le condizioni delle pale.
Uno strumento efficace per risolvere queste criticità è l'attuatore digitale. In questo post vengono trattati i vantaggi dell'uso dell'Attuatore digitale Sweeney di Enerpac in combinazione con un videoscopio per le ispezioni di motori di aerei.
L'attuatore digitale Sweeney di Enerpac
Vantaggi nell'uso degli attuatori digitali
Gli attuatori digitali sono generalmente usati per facilitare l'ispezione con il videoscopio in motori di aerei, motori marittimi e turbine per la generazione energetica. Possono essere usati per ruotare elettricamente le turbine di motori con qualsiasi coppia, velocità e angolo durante l'ispezione di compressori a alta pressione e turbine a alta pressione. L'attuatore digitale è progettato per migliorare l'efficienza nell'ispezione con videoscopio di motori di aerei, automatizzando il processo di posizionamento dell'albero del rotore.
L'automazione del processo di posizionamento dell'albero del motore è reso possibile grazie alla standardizzazione nel controller di tutte le informazioni della turbina per tutti i motori supportati dall'attuatore digitale Sweeney. Nell'attuatore digitale sono registrate le informazioni della pala per ogni motore e stadio compatibili, permettendo il conteggio e l'identificazione della pala. Può inoltre memorizzare la posizione di una pala potenzialmente difettosa, facilitando l'esecuzione di un nuovo controllo in questa specifica posizione.
L'attuatore digitale elimina la necessità della presenza di un operatore per ruotare l'albero del motore e assicura una maggiore efficienza rispetto all'operazione manuale. Inoltre assicura un'operatività e una manutenzione stabili in relazione alla velocità rotazionale, il conteggio automatico delle pale e la contrassegnatura (es: la capacità di ritornare automaticamente a una specifica pala di turbina che è stata contrassegnata durante l'ispezione).
Risoluzione delle criticità delle ispezioni con videoscopio dei principali motori di aerei
Scopri come l'attuatore digitale faciliti l'ispezione con videoscopi dei principali motori di aerei. Per esempio, in un motore GEnx, è difficile collegare una chiave a cricchetto al motore per effettuare la rotazione manuale, visto che l'apertura di accesso usata per ruotare la turbina è circondata da tubazioni e cablaggi. Inoltre l'ampiezza di movimento della chiave a cricchetto risulta stretta e l'angolo che può essere ruotata ogni volta è pari a 15 gradi.
Motore GEnx. Immagine per gentile concessione di Georges Seguin (Okki), CC BY-SA 3.0, attraverso Wikimedia Commons.
Questo limite strutturale obbligava i due operatori a intervenire per diverse ore. Queste criticità nell'ispezione dei motori possono essere risolte usando l'attuatore digitale Sweeney.
Fissando l'attuatore digitale Sweeney all'apertura di accesso del motore di azionamento, il suo motore permette di ruotare le pale della turbina.
L'attuatore digitale possiede adattatori e alberi specificatamente progettati per motori GEnx per assicurare un collegamento stabile del motore di azionamento, anche negli spazi ristretti delle aperture di accesso. In seguito all'installazione di adattatori e alberi il motore può essere ispezionato in modo sicuro e efficiente, collegando il motore di azionamento all'adattatore.
Un'altra criticità è rappresentata dalla forza richiesta dalla rotazione manuale. Per esempio, il motore GEnx è classificato come un motore medio-grande compreso tra 55 000 e 75 000 libbra forza. La rotazione manuale del motore mediante una chiave a cricchetto richiede un'elevata forza e stabilità per esercitare l'azione rotativa.
La forza esercitata dal motore di azionamento dell'attuatore digitale, regolabile da 30 a 150 lbf, risolve questa criticità visto che l'elevata coppia permette al motore di ruotare a una velocità costante. Questo viene realizzato attraverso l'integrazione di un compatto e potente motore elettrico nel motore di azionamento. Di conseguenza le ispezioni del motore possono essere realizzate con più efficienza rispetto a quelle effettuate con la rotazione manuale.
Inoltre l'attuatore digitale possiede funzionalità che gli permettono di evitare danneggiamenti che potrebbero verificarsi accidentalmente durante la rotazione. Durante il suo funzionamento un integrato sensore di sovraccarico della coppia se viene generata una coppia eccessiva. Può inoltre rilevare se un endoscopio si blocca in una componente della turbina. Questo permette di ridurre considerevolmente il rischio di danneggiamento di endoscopi e componenti di turbine, permettendo inoltre l'esecuzione sicura di ispezioni di motori.
Suggerimenti per l'ispezione di motori di aerei contenenti un sistema di trasmissione
Alcuni motori di aerei integrano un sistema di trasmissione, come la serie PW1100G e il motore V2500. Per ruotare il motore, il sistema a alta pressione deve essere ruotato attraverso il sistema di trasmissione e gli operatori devono profondere un significativo sforzo per realizzare questa operazione. In genere, per ruotare il rotore, viene utilizzata una chiave esagonale o una chiave a cricchetto. A causa del sistema di trasmissione, per ruotare il rotore a alta pressione è necessario esercitare una forza molto intensa. Se la forza non viene regolata correttamente, il rotore a alta pressione ruoterà troppo velocemente.
Come già menzionato, un attuatore digitale può essere usato per ruotare il rotore stabilmente con una coppia elevata.
Scopri di più sugli attuatori digitali per l'ispezione di motori di aerei
Per aumentare l'efficienza di ispezione e la probabilità di rilevamento di difetti nei motori di aerei, si consiglia di combinare l'attuatore digitale Sweeney di Enerpac con un videoscopio della serie IPLEX™. Scopri di più su questi vantaggi nel seguente video.
