Lo standard “MIL-STD-167 Military standard: Mechanical vibrations of shipboard equipment”, sviluppato dal Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti, descrive i requisiti per le apparecchiature marittime, compresi i macchinari, in termini sia di vibrazioni indotte internamente che di vibrazioni indotte esternamente.
Potrebbe essere necessario discostarsi da questo standard per alcune macchine, attrezzature o installazioni speciali, come antenne, grandi parti di macchine e determinati progetti unici. In questi casi, modifiche specifiche sono soggette all'approvazione del comando o dell'agenzia competente. Sono vietate tutte le altre deviazioni o deroghe al presente standard.
Gli obiettivi della presente norma sono di assistere nella selezione dei requisiti di vibrazione per le apparecchiature e di garantirne la coerenza. Il comando o l'agenzia competente dovrebbe richiedere la conformità solo alle parti di questa norma applicabili alle attrezzature pertinenti in un particolare documento di appalto.
Le vibrazioni meccaniche delle apparecchiature navali rientrano in tre categorie generali:
I primi due tipi di vibrazioni sono trattati nello standard MIL-STD-167-1, mentre gli altri tipi di vibrazioni sono trattati nello standard MIL-STD-167-2.
Le vibrazioni ambientali di tipo I si applicano a tutte le apparecchiature progettate per l'uso a bordo di navi o che possono resistere alle condizioni di vibrazione ambientale che si possono incontrare sulle navi militari. I test sulle vibrazioni ambientali simulano fonti di vibrazioni esterne quali motori, eliche, condizioni del mare e macchinari. Verifica la risposta dell'attrezzatura alle vibrazioni trasmesse attraverso la struttura della nave.
Le vibrazioni interne di tipo II sono applicabili a tutte le macchine rotanti che devono funzionare senza problemi in termini di idoneità meccanica. Ciò non si applica alla conformità al rumore e non si applica alle macchine a movimento alternativo. I test sulle vibrazioni eccitate internamente si concentrano sulle apparecchiature che generano le proprie vibrazioni (come motori, pompe). Misura le vibrazioni trasmesse alla struttura della nave e garantisce che non superino i limiti accettabili.
In breve, lo standard MIL-STD-167 è importante perché garantisce l'affidabilità, la sicurezza e le prestazioni dei macchinari e delle attrezzature navali affrontando il problema delle vibrazioni, in particolare quelle meccaniche che possono verificarsi nell'ambiente dinamico delle imbarcazioni.
Il motivo principale per cui questo standard è importante è la longevità e l'affidabilità delle apparecchiature. I macchinari a bordo delle navi sono sottoposti a vibrazioni costanti causate da motori, eliche, azione delle onde ed effetti simili. Questa norma garantisce che l'apparecchiatura possa resistere a queste vibrazioni senza guasti. Previene l'usura prematura, i collegamenti allentati o i guasti dovuti a risonanza o affaticamento. Le vibrazioni incontrollate possono causare guasti meccanici che possono mettere in pericolo la nave e l'equipaggio. Ad esempio, il guasto di una pompa, di un generatore o di un sistema di controllo critico potrebbe provocare un disastro in mare.
D'altro canto, questa norma fornisce procedure di prova uniformi (prove di tipo I e di tipo II) per tutti i macchinari delle navi, tra appaltatori e produttori. Rende più facile per la Marina verificare che tutte le apparecchiature soddisfino gli stessi criteri di qualità e prestazioni. Garantendo che le apparecchiature siano sottoposte a test di resistenza alle vibrazioni prima dell'installazione, si riduce il rischio di guasti a bordo e di costosi tempi di fermo.
Nei test di Tipo I, l'attrezzatura viene montata su una piattaforma per prove di vibrazione nello stesso orientamento in cui verrà montata sulla nave. Questi test vengono eseguiti prima e dopo i test delle prestazioni funzionali per garantire che l'apparecchiatura funzioni ancora correttamente. La vibrazione viene applicata in modo sinusoidale (onda sinusoidale) nell'intervallo di frequenza 1-33 Hz. Il test viene eseguito in tre direzioni ortogonali (X, Y, Z o avanti-indietro, verticale, laterale). La frequenza viene scansionata lentamente lungo l'intervallo per trovare frequenze di risonanza; dove l'attrezzatura vibra più fortemente. Se vengono rilevate risonanze, l'apparecchiatura viene sottoposta a un test di mantenimento a queste frequenze. Nel test di tenuta, la vibrazione viene applicata alla frequenza di risonanza per 5 minuti per testare la durabilità in caso di risposta di picco. Questo simula l'esposizione a lungo termine a frequenze problematiche. L'ampiezza della vibrazione è generalmente pari a 0,5 mm doppia ampiezza, salvo diversa indicazione. Per apparecchiature molto grandi o pesanti, è possibile modificare l'ampiezza o i parametri di prova. Al termine del test l'attrezzatura non dovrebbe presentare alcun danno fisico. Deve rimanere funzionante dopo il test. Eventuali variazioni nella risposta alle vibrazioni devono essere documentate e valutate. Il tipo I non è un test d'urto, ma riguarda vibrazioni continue a bassa frequenza. L'obiettivo è simulare carichi di vibrazione reali, in particolare quelli che si verificano sulle navi con sistemi di propulsione a elica.
I test di tipo II si concentrano sulle vibrazioni indotte internamente, vale a dire che si applicano alle apparecchiature di bordo che generano vibrazioni proprie, ad esempio motori, generatori, pompe, ventilatori e compressori. Lo scopo di questi test è misurare e controllare i livelli di vibrazione trasmessi dalle apparecchiature alla struttura della nave durante il funzionamento, per garantire che non causino problemi strutturali o funzionali in altre parti della nave. Durante l'esecuzione del test, l'attrezzatura viene fatta funzionare alla normale velocità operativa e talvolta a una gamma di velocità se a velocità variabile. Questo test viene eseguito in loco (a bordo). Le vibrazioni vengono misurate non solo sull'apparecchiatura stessa, ma anche sulla struttura di montaggio (piastra di base o fondazione). Le misurazioni vengono solitamente effettuate utilizzando accelerometri. I dati raccolti includono: frequenza (Hz), ampiezza e direzione. Esistono livelli massimi di vibrazione accettabili per diverse frequenze e direzioni. Tali limiti sono indicati nella norma sotto forma di tabella o grafico. Se l'apparecchiatura supera i limiti consentiti, deve essere riprogettata o isolata per ridurre le vibrazioni. Questi test sono applicabili solo se l'attrezzatura è una fonte di vibrazioni. Non richiesto per sistemi passivi o sistemi senza parti mobili. Se una pompa viene installata su una nave della Marina e provoca vibrazioni superiori ai livelli di sicurezza nelle apparecchiature o negli elementi strutturali circostanti, il test di Tipo II la rileverà. Il produttore potrebbe quindi dover aggiungere un isolamento dalle vibrazioni o bilanciare le parti rotanti per riportare i livelli entro i limiti.
La nostra organizzazione, che da anni si impegna a supportare le aziende di ogni settore con un'ampia gamma di studi di prova, misurazione, analisi e valutazione, si avvale di uno staff solido che segue da vicino gli sviluppi nel mondo nel campo della scienza e della tecnologia e si migliora costantemente. In questo contesto vengono forniti alle aziende anche servizi di collaudo in conformità alla norma “MIL-STD-167 Standard militare: Vibrazioni meccaniche delle apparecchiature navali”.
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