L'utilizzo dei sistemi di controllo di un impianto Oil & Gas

I dispositivi di monitoraggio e controllo di impianti Oil & Gas evitano il degenerare di malfunzionamenti locali o il verificarsi di situazioni di pericolo, qualora i parametri di processo del sistema - temperature, pressioni ecc. non rientrino nel range di valori nominali di esercizio.

Dal punto di vista della manutenzione operativa si riscontrano notevoli vantaggi associati alla presenza di elementi di monitoraggio e controllo all'interno dell'impianto, quali il passaggio dalla manutenzione preventiva ciclica alla manutenzione subordinata al monitoraggio (condition monitoring), che permette una drastica riduzione del "realization time" del failure e del ritardo logistico associato all'intervento manutentivo. Inoltre, la presenza di questi elementi aumenta la detectability del failure e agevola l'applicazione della manutenzione migliorativa, grazie alla più facile individuazione dei guasti sistematici.

Il saving ottenuto dall'abbassamento dei costi indotti relativi alle perdite di produzione e alla non sicurezza, ripaga ampiamente il costo associato all'introduzione di tali elementi di controllo.

Ripercussione dell'introduzione dei sistemi di controllo sulle attività di ingegneria di manutenzione

Al giorno d'oggi si verifica, con sempre maggiore frequenza, che a una società di ingegneria, vengano richieste valutazioni derivanti da analisi ingegneristiche quali la RAM Analysis (Reliability, Availability, Maintainability Analysis), da svolgere rispetto a un impianto di processo. La presenza di elementi di controllo all'interno del sistema ha un impatto notevole sullo svolgimento di tali analisi.

La complessità è legata a doppio filo alla natura stessa delle analisi di manutenzione, basate su un approccio bottom up.

Si pensi all'analisi RAM di sistemi complessi, che si sviluppa da una caratterizzazione RBD (Reliability Block Diagram) a livello item (o al livello tassonomico associato al grado di dettaglio dei dati affidabilistici di partenza), fino a risalire a risultati a livello sistemico.

Maggiore è il numero degli elementi di partenza, maggiore è l'elaborazione necessaria per arrivare a un risultato globale del comportamento del sistema (complicazione quantitativa del modello). Inoltre, introducendo gli elementi di controllo nel modello, si diversifica la natura degli elementi considerati (natura meccanica, elettronica e di controllo), con una conseguente difficoltà nell'interpretazione delle dinamiche di funzionamento e di guasto (complicazione qualitativa del modello).

Il cliente è solitamente più sensibile alla caratterizzazione di item direttamente responsabili della produzione dell'output vero e proprio del sistema (come olio, gas, treated water), piuttosto che degli elementi preposti al loro controllo, e questo sposta il focus dell'analisi sul gruppo di guasti direttamente associati al malfunzionamento dei main equipment.

Un modello che coinvolga una grande estensione di item, tra cui quelli di controllo, può portare a più precisi valori di disponibilità e perdite di produzione dell'impianto (ossia gli output numerici solitamente richiesti dal cliente).

Questo è tuttavia vero solo se: Il problema è ben posto (servono quindi delle metodologie adeguatamente sviluppate); È possibile svolgere un'approfondita analisi degli stati; È disponibile un elevato numero di dati per caratterizzare i componenti interessati.

La mancanza di queste condizioni potrebbe portare a un risultato fuorviante e non veritiero, a fronte di una mole di lavoro molto elevata, e a un mancato rispetto dei costi stabiliti inizialmente.

Un primo passo potrebbe dunque essere quello di considerare una base di partenza più ristretta di elementi, composta dai main equipment di natura meccanica, in modo da condurre un'analisi d'ingegneria di manutenzione più agevole e comprensibile.

In effetti, nell'ambito degli impianti Oil & Gas, il funzionamento di main equipment è fortemente influenzato da parametri di natura chimico-fisica, come usura, colpi d'ariete, sollecitazioni termiche, pressione, azione di agenti chimici, corrosione ecc. (fenomeni per i quali esistono modelli di wear). Quest'ultima considerazione difende l'idea che un'analisi d'ingegneria di manutenzione, con logica bottom up, e limitata ai soli main equipment, sia di per sé già sufficientemente ricca per dare una lettura del funzionamento del sistema.

La feasibility di un'analisi di ingegneria di manutenzione è inoltre fortemente influenzata dal numero di ore di lavoro preliminarmente determinate all'inizio di un'offerta tecnica, concordate tra Client e Contractor. Ne consegue che modello affidabilistico costruito su una base che coinvolga la totalità degli item d'impianto (e dunque anche gli elementi di monitoraggio e controllo), oltre ad essere molto sensibile a modifiche "in corsa" delle procedure di analisi (una piccola modifica nel modello procedurale si ripercuoterebbe su migliaia di voci), rischierebbe anche di fornire un output poco comprensibile, eccessivamente esteso, costoso, fondamentalmente "dispersivo" nelle informazioni date (bassa tracciabilità delle informazioni), e più vulnerabile ad errori.

Una caratterizzazione del sistema che consideri anche gli elementi di controllo, sin dalla fase di progettazione, rimane tuttavia un obiettivo importante, che può essere perseguito con successo solo se intervengo alcuni fattori chiave, tra cui: Conoscenza elevata in termini di logiche di funzionamento e modelli di affidabilità di sistemi elettronici; Standardizzazione delle procedure e miglioramento continuo; Disponibilità da parte del cliente e condivisione dati; Coinvolgimento dell'ingegneria di manutenzione non solo in fase di verifica delle scelte progettuali fatte, ma sin dall'early stage di design; Creazione di un modello flessibile, quindi comprensibile e facilmente modificabile.

Solo questi fattori possono rendere fattibile la costruzione di un modello più articolato e ricco di elementi, nel rispetto del vincolo rappresentato dal budget concordato.

Francesco Ilari

Maintenance Engineer, Enereco Spa