Table of Contents

Comprendere l'analisi del guasto in Ingegneria di manutenzione moderna

Le tecniche di analisi dei guasti rappresentano un punto di riferimento dell'ingegneria moderna della manutenzione, fornendo approcci sistematici per capire perché le apparecchiature, i componenti e i sistemi non riescono. Queste metodologie combinano l'indagine scientifica, i calcoli di ingegneria e l'esperienza pratica per identificare le cause della radice, prevenire la ricorrenza e ottimizzare le prestazioni dell'assetto.

La disciplina dell'analisi dei guasti si estende ben oltre la semplice risoluzione dei problemi, comprende un quadro completo di metodi investigativi, calcoli analitici e applicazioni pratiche che lavorano insieme per migliorare l'affidabilità delle apparecchiature, estendere la vita delle risorse e migliorare la sicurezza operativa.

Questa guida completa esplora l'intero spettro delle tecniche di analisi dei guasti, dai concetti fondamentali ai calcoli avanzati e alle applicazioni del mondo reale. Se stai indagando su un guasto delle apparecchiature catastrofiche, sviluppando programmi di manutenzione predittiva, o ottimizzando intervalli di ispezione, la comprensione di queste tecniche aumenterà la tua capacità di mantenere operazioni affidabili, sicure e convenienti.

Principi fondamentali dell'analisi del fallimento

Prima di immergersi in tecniche e calcoli specifici, è essenziale comprendere i principi fondamentali che guidano un'analisi efficace del fallimento, che costituiscono la base su cui vengono costruiti tutti i metodi investigativi e che le analisi siano approfondite, oggettive e attuabili.

L'approccio sistematico all'indagine fallita

L'analisi efficace dei guasti segue un approccio sistematico e strutturato che inizia il momento in cui viene rilevato un fallimento. Questa metodologia garantisce che si mantengano prove critiche, si raccolgono dati rilevanti e si basano su fatti piuttosto che su ipotesi. L'approccio sistematico include tipicamente la valutazione iniziale e la documentazione, la conservazione e la raccolta delle prove, l'esame preliminare, l'analisi dettagliata utilizzando tecniche appropriate, lo sviluppo di ipotesi e il test, l'identificazione delle cause di root e la formulazione di raccomandazione.

La documentazione è uno degli aspetti più critici dell'analisi dei guasti. I record completi dell'evento di fallimento, le condizioni operative, la storia della manutenzione e i fattori ambientali forniscono un contesto che spesso rivela essenziale per comprendere i meccanismi di fallimento. Fotografie, video e note dettagliate catturate subito dopo un fallimento possono rivelare informazioni che potrebbero essere perse una volta che i componenti sono spostati o smontati.

Tipi di guasti e modalità di fallimento

Comprendere i diversi tipi di guasti e le loro modalità caratteristiche aiuta gli analisti a selezionare le tecniche di indagine appropriate e a focalizzare i loro sforzi in modo efficace.

I guasti catastrofici si verificano improvvisamente e provocano una completa perdita di funzione, spesso con danni visibili drammatici. Questi guasti ricevono tipicamente un'attenzione immediata a causa del loro impatto sulle operazioni e sulla sicurezza. Al contrario, i guasti di degrado si sviluppano gradualmente nel tempo, con progressiva perdita di prestazioni o capacità prima di un completo fallimento.

Da una prospettiva di meccanismo, i guasti possono derivare da cause meccaniche come frattura, usura o deformazione; processi chimici tra cui corrosione e ossidazione; effetti termici come surriscaldamento o shock termico; fenomeni elettrici come l'arco o la rottura dell'isolamento; o combinazioni di meccanismi multipli che agiscono insieme.

Tecniche di analisi del guasto complete

L'analisi moderna dei guasti impiega un vario kit di tecniche investigative, ciascuna adatta a particolari tipi di guasti, materiali e componenti.

Ispezione visiva e esame macroscopico

Nonostante la sua apparente semplicità, l'esame visivo esperto può rivelare informazioni critiche sui meccanismi di guasto, le condizioni di carico e i fattori ambientali. Questa tecnica non richiede attrezzature specializzate oltre i buoni strumenti di illuminazione e ingrandimento, ma fornisce informazioni che guidano l'analisi dettagliata successiva.

L'esame macroscopico comporta un'attenta osservazione delle superfici fratturate, dei modelli di usura, delle caratteristiche di deformazione e delle condizioni superficiali. Le superfici di frattura, ad esempio, mostrano caratteristiche distintive che indicano se il fallimento si è verificato attraverso il sovraccarico duttile, la frattura fragile, la fatica o la corrosione di stress.

Le variazioni di colore e texture sulle superfici dei componenti forniscono indizi sulla storia termica, l'esposizione chimica e le condizioni operative. La tintura di calore, i modelli di ossidazione e l'accumulo di deposito raccontano tutte le storie sull'ambiente e sottolinea il componente sperimentato prima del fallimento.

Esame microscopico e metallografia

Quando l'ispezione visiva raggiunge i limiti di ciò che può essere osservato con l'occhio nudo o semplice ingrandimento, le tecniche di esame microscopico forniscono una visione dettagliata della struttura del materiale, delle caratteristiche di crepa e delle caratteristiche superficiali ad alto ingrandimento.

La microscopia ottica con luce riflessa consente l'esame di esemplari metallici levigati e incisi, rivelando struttura del grano, distribuzione delle fasi, inclusioni e caratteristiche microstrutturali che influenzano le proprietà materiali e la suscettibilità del guasto. La preparazione metallurgica comporta un'attenta sezione, montaggio, rettifica, lucidatura e incisione per rivelare la struttura interna del materiale senza introdurre manufatti che possano indurre l'analisi.

La microscopia elettronica di scansione fornisce un ingrandimento e una profondità di campo ancora più elevate, consentendo un esame dettagliato delle superfici di frattura, dei meccanismi di usura e delle caratteristiche microstrutturali. L'aspetto tridimensionale delle immagini SEM aiuta gli analisti a comprendere la topografia delle superfici di frattura e a identificare caratteristiche caratteristiche caratteristiche caratteristiche caratteristiche come striature di fatica, sfaccettature di scolavaggio, rottura intergranulare.

Analisi chimica e compositiva

Capire la composizione chimica e la distribuzione di elementi all'interno di componenti falliti spesso dimostra critico per identificare cause di radice. Gli errori di specificazione dei materiali, la contaminazione, la corrosione e le variazioni compositive localizzate possono tutti contribuire a guasti, e la rilevazione di questi problemi richiede tecniche analitiche appropriate.

Tecniche di analisi chimiche ingombranti come spettroscopia ottica dell'emissione, fluorescenza a raggi X e spettroscopia plasmatica in modo induttivo determinano la composizione complessiva dei materiali, permettendo la verifica contro le specifiche e l'identificazione di elementi inaspettati.

Le tecniche di analisi delle superfici, tra cui la spettroscopia di X-ray Photoelectron e la spettroscopia di Auger electron, forniscono informazioni sullo stato chimico e la composizione degli strati superficiali e dei film sottili. Questi metodi sono particolarmente preziosi per l'indagine dei meccanismi di corrosione, dei trattamenti superficiali e delle problematiche di contaminazione in cui la chimica degli strati atomici più esterni differisce dal materiale di massa.

Metodi di prova non distruttivi

Le tecniche di prova non distruttive consentono l'esame di componenti e strutture senza causare danni, rendendole inestimabili sia per l'indagine di guasto che per i programmi di ispezione preventiva.

I test a ultrasuoni utilizzano onde sonore ad alta frequenza per rilevare discontinuità interne, misurare lo spessore e caratterizzare le proprietà materiali. Nell'analisi dei guasti, l'ispezione a ultrasuoni può rivelare crepe, vuoti, inclusioni e delammissioni che possono aver contribuito a guasti o esistere in componenti simili a rischio di guasto.

La sperimentazione radiografica con raggi X o raggi gamma produce immagini che mostrano struttura interna e discontinuità, eccelle nel rilevare difetti volumetrici come porosità, inclusioni e corrosione interna. La radiografia digitale e la tomografia computerizzata forniscono funzionalità avanzate per la visualizzazione tridimensionale e l'analisi quantitativa delle caratteristiche interne.

Le particelle magnetiche e i test penetranti liquidi rilevano discontinuità di superficie e di prossimità della superficie, particolarmente utili per trovare crepe di fatica, crepe di rettifica e altri difetti superficiali fini che potrebbero non essere visibili all'occhio nudo.

Test e valutazione meccanica delle proprietà

Misurare le proprietà meccaniche dei componenti guasti e confrontarli con specifiche o valori attesi aiuta a determinare se le carenze materiali hanno contribuito al fallimento.

La prova della trazione misura la forza, la duttilità e le proprietà elastiche tirando i campioni a guasti in condizioni controllate. Scoprindo che un componente fallito aveva una resistenza o duttilità inferiore a quanto specificato suggerisce immediatamente problemi di qualità materiale o meccanismi di degradazione.

I test di impatto valutano la resistenza e la resistenza alla frattura delle fragilità, particolarmente importanti per i componenti che operano a basse temperature o soggetti a carico degli urti. I test di impatto Charpy e Izod forniscono misure standardizzate di assorbimento dell'energia durante la frattura, mentre i test di resistenza alla frattura utilizzando metodi come campioni di tensione compatti forniscono proprietà materiali più fondamentali per i calcoli della meccanica delle fratture.

Mentre il test completo di fatica è in termini di tempo, può essere essenziale per comprendere i guasti nei componenti soggetti a carico ripetuto e per convalidare i miglioramenti di progettazione destinati a prevenire la ricorrenza.

Calcolazioni critiche nell'analisi dei guasti

I calcoli quantitativi trasformano le osservazioni e le misurazioni in insight ingegneristici attuabili, che aiutano gli analisti a comprendere le sollecitazioni, le tensioni e le condizioni ambientali che hanno portato al fallimento, predire la vita rimanente in componenti simili e valutare le azioni correttive proposte.

Calcolazioni di analisi dello stress

Comprendere lo stato di stress in un componente al momento del fallimento è fondamentale per la maggior parte delle analisi di guasto. I calcoli di analisi di stress variano da semplici calcoli della mano basati su meccanica dei principi dei materiali a complesse analisi degli elementi finiti di geometrie intricate e condizioni di carico.

Per geometrie di base e condizioni di carico, le formule di stress classico forniscono stime rapide delle sollecitazioni nominali. Lo stress di trazione è uguale alla forza applicata divisa per area trasversale, mentre lo stress di flessione può essere calcolato utilizzando la formula di flessione relativa al momento di piegatura, la distanza dall'asse neutro e il momento di sezione dell'inerzia.

I fattori di concentrazione di stress rappresentano l'amplificazione dello stress nelle discontinuità geometriche come fori, tacche, filetti e fili. Lo stress locale a una concentrazione di stress è uguale allo stress nominale moltiplicato per il fattore di concentrazione di stress, che dipende dalla geometria e dalla modalità di carico. Molti errori si avviano alle concentrazioni di stress e calcolano lo stress reale locale piuttosto che solo lo stress nominale è essenziale per capire perché crepe formate in luoghi particolari.

Per geometrie complesse, condizioni di carico o comportamento materiale, l'analisi degli elementi finiti fornisce distribuzioni dettagliate di stress durante i componenti. FEA divide le strutture in piccoli elementi, applica equazioni di governo, e risolve per spostamenti, tensioni e stress a tutti i punti. Il software moderno FEA può gestire comportamenti materiali non lineari, condizioni di contatto, effetti termici e carico dinamico, fornendo intuizioni impossibili da ottenere attraverso calcoli manuali.

Valutazione della vita

I guasti falsi derivano da un carico ciclico ripetuto e rappresentano uno dei meccanismi di guasto più comuni nei componenti meccanici. L'analisi della durata della fatica aiuta gli analisti a capire se i guasti osservati sono coerenti con le condizioni di servizio previste e prevedere quando i componenti simili potrebbero fallire.

L'approccio stress-vita, basato sulle curve S-N che mostrano il rapporto tra ampiezza dello stress e cicli di fallimento, fornisce un metodo tradizionale per la stima della vita di fatica. Per una data gamma di stress, la curva S-N indica il numero atteso di cicli di fallimento. Questo approccio funziona bene per la stanchezza ad alto ciclo dove gli stress rimangono principalmente elastici e la vita supera circa 10.000 cicli.

L'approccio alla deformazione della varietà gestisce meglio situazioni di fatica a basso ciclo in cui si verifica la deformazione della plastica durante ogni ciclo. Questo metodo riguarda l'ampiezza della tensione ai cicli di fallimento utilizzando relazioni come l'equazione Coffin-Manson, che separa i componenti elastici e plastici di sforzo.

I calcoli cumulativi dei danni che utilizzano la regola di Miner stimano la durata della fatica sotto carico di ampiezza variabile, sommando le frazioni di danno da diversi livelli di stress. Ogni livello di stress consuma una frazione di vita totale pari al numero di cicli a tale stress diviso dai cicli di insufficienza a tale stress. Quando la somma delle frazioni di danno raggiunge l'unità, si prevede un fallimento.

I calcoli di crescita del crack utilizzando i principi della meccanica delle fratture prevedono che le fessure esistenti si creino per crescere in dimensioni critiche. La legge di Parigi riguarda il tasso di crescita della crepa per l'intervallo di fattori di intensità di stress, permettendo il calcolo della vita rimanente una volta che viene rilevata una crepa.

Calcolazioni Meccaniche di Frattura

La meccanica delle fratture fornisce un quadro quantitativo per capire come le crepe iniziano, crescono e portano alla frattura finale, che è essenziale per analizzare i guasti che coinvolgono la crescita della crepa e per stabilire criteri di ispezione e limiti di pensione.

Il fattore di intensità dello stress caratterizza il campo di stress vicino a una punta di crack e dipende dallo stress applicato, dalla dimensione della crepa e dalla geometria.Per una crepa di spessore attraverso una piastra infinita sotto stress a trazione, il fattore di intensità dello stress equivale a volte alla radice quadrata della lunghezza di crepa dei tempi.

La frattura si verifica quando il fattore di intensità dello stress raggiunge la durezza della frattura del materiale, una proprietà materiale che rappresenta la resistenza alla propagazione della crepa. Confrontando i fattori di intensità di sforzo calcolati per misurare o i valori di resistenza della frattura del manuale consente la previsione di dimensioni di crepa critica e la valutazione di se le fessure osservate potrebbero aver causato guasto in condizioni di carico note.

Lo spostamento di apertura della punta J-integrale e crack fornisce parametri alternativi di frattura utili per condizioni elastiche-plastiche in cui si distinguono le ipotesi di meccanica elastica lineare di frattura, che estendono le capacità di meccanica della frattura ai materiali più resistenti e alle condizioni di carico più severe.

Calcolazioni di analisi termica

La temperatura colpisce le proprietà materiali, induce le sollecitazioni termiche e guida i meccanismi di degradazione. I calcoli di analisi termica aiutano a determinare se i componenti hanno sperimentato temperature eccessive o gradienti termici che hanno contribuito al fallimento.

L'analisi della conduzione di rifiuti utilizza la legge di Fourier relativa al flusso termico alla conducibilità termica e al gradiente della temperatura. L'analisi transitoria per la capacità termica e il riscaldamento o il raffreddamento a tempo dipendente. Le condizioni di copertura e di radiazione rappresentano il trasferimento di calore ai fluidi o alle superfici circostanti.

I calcoli termici di stress sono dovuti a variazioni di temperatura e gradienti termici. Quando i cambiamenti di temperatura sono uniformi e l'espansione non è frenata, non si sviluppano stress termico. Tuttavia, i vincoli da supporti, componenti adiacenti, o gradienti di temperatura creano tensioni termiche che possono essere sostanziali. Lo stress termico è uguale al prodotto di modulo elastico, coefficiente di espansione termica e cambiamento di temperatura per il riscaldamento uniforme completamente limitato.

Le fluttuazioni della temperatura causano stress termici ciclici e tensioni che accumulano danni alla fatica. Componenti come tubazioni di centrali elettriche, parti di turbine a gas e assemblaggi elettronici comunemente sperimentano la fatica termica. Analisi termica combina per determinare le storie di temperatura, analisi dello stress per calcolare le tensioni e le tensioni cicliche e l'analisi della fatica per valutare la vita.

Calcolazioni del tasso di corrosione

La corrosione rappresenta una delle principali cause di degrado dei componenti e di guasto in tutti i settori. La quantizzazione dei tassi di corrosione aiuta gli analisti a determinare se i danni osservati alla corrosione sono coerenti con la durata del servizio e predicono la vita rimanente nei componenti corrosivi.

I tassi di corrosione generali sono generalmente espressi come perdita di spessore per tempo unitario, come i millimetri all'anno o i milli all'anno. Questi tassi possono essere calcolati da misure di perdita di peso, misurazioni di spessore o dati elettrochimici.

La corrosione localizzata, tra cui la corrosione di pitting e crevice, richiede diversi approcci di analisi, poiché i danni si concentrano in piccole aree piuttosto che in modo uniforme. Le misurazioni della profondità del pit e i tassi di crescita aiutano a valutare la gravità dell'attacco di pitting e prevedere quando i pits potrebbero penetrare attraverso le pareti o raggiungere profondità critiche.

La corrosione di stress che si rompe combina lo stress trasile e l'ambiente corrosivo per causare la crepatura a livelli di stress ben al di sotto della normale resistenza del materiale. Il tempo-to-fallimento in condizioni di corrosione di stress dipende dal livello di stress, dalla suscettibilità del materiale e dalla gravità ambientale.

Metodologie di analisi delle cause della radice

Identificare la vera causa principale di guasti piuttosto che solo cause o sintomi proximate assicura che le azioni correttive affrontano problemi fondamentali e prevengono la ricorrenza.

La tecnica dei cinque motivi

La tecnica dei Cinque Perché prevede ripetutamente di chiedere "perché" di perforare i sintomi alle cause della radice. A partire dal fallimento osservato, gli analisti chiedono perché si è verificato, poi chiedere perché quella causa esisteva, continuando per cinque iterazioni tipicamente fino a raggiungere una causa fondamentale che può essere affrontata.

Perché la lubrificazione era insufficiente? Perché il livello dell'olio era basso. Perché il livello dell'olio era basso? Perché il tasso di consumo dell'olio ha superato le aspettative. Perché il consumo di olio supera le aspettative? Perché l'usura di tenuta ha permesso perdite eccessive. Questa progressione rivela che l'affrontare l'usura di tenuta rappresenta semplicemente la causa principale, perché il consumo di olio supera le aspettative?

Analisi dell'albero di default

L'analisi degli alberi di default fornisce un metodo grafico e deduttivo per identificare le combinazioni di eventi e condizioni che possono portare a un guasto specifico. L'analisi inizia con un evento superiore non desiderato e funziona all'indietro attraverso i cancelli logici per identificare i fattori di contributo e le loro relazioni.

E le porte rappresentano situazioni in cui devono esistere più condizioni contemporaneamente per l'evento di livello successivo, mentre le porte O indicano che una qualsiasi delle diverse condizioni può causare l'evento di livello successivo.

L'analisi quantitativa degli alberi di guasto assegna probabilità agli eventi di base e calcola la probabilità dell'evento superiore che si verifica.

Diagrammi di pesce e analisi causa-e-effetti

I diagrammi di pesce, chiamati anche diagrammi Ishikawa o diagrammi causa-e-effetto, forniscono un modo strutturato per brainstorming e organizzare potenziali cause di fallimento. Il diagramma assomiglia a uno scheletro di pesce, con il fallimento come la testa e le principali categorie di causa come ossa che si ramificano dalla colonna vertebrale.

Le categorie di cause comuni includono metodi, macchine, materiali, misurazioni, ambiente e persone, anche se le categorie possono essere personalizzate per situazioni specifiche. Le potenziali cause di brainstorming di team all'interno di ogni categoria, creando sotto-branches per fattori correlati. L'organizzazione visiva aiuta a garantire una considerazione completa di tutti i potenziali fattori di contributo e rivela relazioni tra cause.

Modalità di guasto ed analisi degli effetti

L'analisi dei guasti esamina sistematicamente le potenziali modalità di fallimento per i componenti e i sistemi, valutandone gli effetti e dando priorità ai rischi. Mentre spesso utilizzato proattivamente durante il design, FMEA fornisce anche un quadro strutturato per analizzare i guasti effettivi e prevenire la ricorrenza.

FMEA documenta ogni potenziale modalità di fallimento, i suoi effetti sulla funzione del sistema, la gravità delle conseguenze, la probabilità di verificarsi e la rilevabilità prima di causare danni. Il numero di priorità del rischio, calcolato come il prodotto di gravità, avvenimento e valutazioni di rilevamento, fornisce una misura quantitativa per la priorità delle azioni correttive.

Condurre FMEA dopo un guasto aiuta a identificare se la modalità di fallimento è stata precedentemente riconosciuta e adeguatamente affrontata, rivela le modalità di guasto correlate che potrebbero verificarsi e guida lo sviluppo di misure di rilevamento e prevenzione migliorate.

Applicazioni pratiche in Ingegneria della manutenzione

Il vero valore delle tecniche di analisi dei guasti emerge attraverso la loro applicazione pratica nei programmi di manutenzione, che trasformano le intuizioni analitiche in una migliore affidabilità, costi ridotti e una maggiore sicurezza.

Ottimizzazione di programmi di manutenzione preventiva

La comprensione dei meccanismi di guasto e la loro progressione consente ai pianificatori di manutenzione di pianificare ispezioni e interventi a intervalli appropriati, concentrando le risorse sulle attività che impediscono in modo autentico i guasti piuttosto che eseguire attività non necessarie.

Quando l'analisi dei guasti rivela che i componenti non riescono costantemente a causa di un particolare meccanismo di usura dopo una durata prevedibile del servizio, la manutenzione preventiva basata sul tempo può essere implementata per sostituire i componenti prima che si verifichi un guasto.

Se le crepe avviano costantemente in luoghi specifici a causa delle concentrazioni di stress, le ispezioni possono concentrarsi su quelle aree utilizzando tecniche in grado di rilevare crepe prima di raggiungere dimensioni critiche. Questo approccio mirato migliora l'efficacia dell'ispezione riducendo i tempi e i costi rispetto alle ispezioni complete di componenti interi.

Sviluppo di strategie di manutenzione predittiva

Predictive Maintenance utilizza i dati di monitoraggio delle condizioni per rilevare i guasti in via di sviluppo prima di essi, consentendo interventi pianificati che prevengono i tempi di fermo non programmati.

Il monitoraggio delle vibrazioni rileva efficacemente lo sviluppo di guasti dei cuscinetti, disallineamento, sbilanciamento e scioltezza perché queste condizioni producono caratteristiche segni di vibrazioni. L'analisi del mancato funzionamento dei guasti dei cuscinetti rivela la progressione dei difetti iniziali attraverso l'aumento delle vibrazioni rilevabili al fallimento finale, consentendo l'istituzione di soglie di allarme e di spegnimento che forniscono un'adeguata segnalazione evitando la sostituzione dei componenti prematuri.

L'analisi dell'olio rivela particelle di usura, contaminazione e degrado del lubrificante. La sperimentazione a ultrasuoni rileva lo sviluppo di crepe e perdite. Ogni tecnologia predittiva affronta specifici meccanismi di guasto e l'analisi dei guasti guida la selezione di tecnologie appropriate per particolari apparecchiature e modalità di guasto.

Attuazione di manutenzione in conformità

La manutenzione orientata alla affidabilità rappresenta un approccio sistematico allo sviluppo di programmi di manutenzione basati sulle funzioni dell'attrezzatura, guasti funzionali, modalità di guasto e conseguenze di guasto.

L'analisi RCM identifica le potenziali modalità di fallimento e i loro effetti, simili a FMEA. I dati di analisi di guasto storico rivelano quali modalità di fallimento si verificano effettivamente in pratica, le loro frequenze e le loro conseguenze.

RCM seleziona le attività di manutenzione basate sulla loro efficacia nella prevenzione o nel rilevamento di modalità di guasto specifiche. I risultati dell'analisi del fallimento sulla progressione del meccanismo di guasto, segnali di avvertimento e la rilevazione dell'ispezione informano direttamente la selezione delle attività. Capire che le crepe di fatica crescono prevedibilmente e possono essere rilevate da controlli periodici supporta le attività di ispezione programmate, mentre la ricerca di guasti avvengono improvvisamente senza preavviso potrebbe indicare la strategia di run-to-to-to-to-failure come la strategia più conveniente per componenti non critici.

Miglioramento e modifica del design

L'analisi del fallimento rivela spesso punti deboli di progettazione che possono essere corretti per prevenire la ricorrenza e migliorare l'affidabilità. Questi miglioramenti vanno da semplici modifiche che affrontano modalità di guasto specifiche a ridisegnazioni complete che incorporano lezioni apprese da fallimenti multipli.

Quando i calcoli di analisi dello stress mostrano che un componente si stressa superando le ipotesi di progettazione, le modifiche di progettazione possono ridurre i livelli di stress attraverso i cambiamenti di geometria, gli aggiornamenti di materiale o la ridistribuzione del carico.

L'aggiornamento a leghe più resistenti alla corrosione, l'applicazione di rivestimenti protettivi, o l'attuazione di protezione cattodica può migliorare notevolmente la resistenza alla corrosione. Allo stesso modo, i guasti di fatica potrebbero richiedere modifiche di progettazione per ridurre gli intervalli di stress, eliminare le concentrazioni di stress, o migliorare la finitura superficiale.

L'analisi di stress conferma che le modifiche riducono effettivamente gli stress come previsto, mentre il test del prototipo verifica le prestazioni in condizioni realistiche, che impedisce di implementare cambiamenti che non riescono a risolvere cause root o creare inavvertitamente nuovi problemi.

Gestione e ottimizzazione delle parti di ricambio

I dati relativi all'analisi dei guasti informano la gestione dei pezzi di ricambio rivelando quali componenti in realtà falliscono, le loro frequenze di guasto e le conseguenze di guasto.

I componenti con alte frequenze di guasto e le conseguenze di tempi di fermo significativi giustificano il mantenimento dell'inventario dei pezzi di ricambio per consentire la sostituzione rapida. Analisi del fallimento che rivela modalità di guasto coerenti e tempi di guasto prevedibili consente l'approvvigionamento pianificato e la calzatura di ricambi appropriati.

Se i guasti risultano da proprietà materiali inadeguate o difetti di fabbricazione, l'acquisizione di risparmi di qualità superiore impedisce i guasti ripetuti. I risultati delle analisi dei guasti possono essere incorporati nelle specifiche di approvvigionamento per garantire le carenze di parti di ricambio.

Gestione della formazione e della conoscenza

L'analisi del fallimento genera conoscenze preziose che dovrebbero essere catturate e condivise per migliorare la capacità organizzativa e prevenire la perdita di conoscenza. I sistemi di gestione delle conoscenze efficaci documentano le indagini di fallimento, cause di root e azioni correttive in database ricercabili che supportano gli sforzi futuri di risoluzione dei problemi e analisi.

Gli studi di casi basati su indagini di fallimento reali forniscono un eccellente materiale di formazione per personale di manutenzione, ingegneri e operatori. Esempi reali illustrano meccanismi di fallimento, tecniche di indagine, e l'importanza di pratiche di funzionamento e manutenzione adeguate più efficacemente di istruzioni astratta.

Le lezioni apprese dall'analisi dei guasti devono essere incorporate nelle procedure operative, nelle istruzioni di manutenzione e negli standard di progettazione, che assicurano che le conoscenze acquisite dai fallimenti si traducano in miglioramenti sostenuti piuttosto che essere dimenticati quando il cambiamento del personale.

Applicazioni e studi di casi specifici per l'industria

Le tecniche di analisi dei guasti si applicano in settori, ma applicazioni specifiche e modalità di fallimento comuni variano per settore. Capire considerazioni specifiche del settore aiuta gli analisti a concentrarsi sui meccanismi di fallimento rilevanti e applicare tecniche appropriate.

Generazione di energia e servizi

Le apparecchiature di generazione di energia funzionano in condizioni difficili, comprese le alte temperature, pressioni e carico ciclico. I modi comuni di guasto includono danni al tessuto in componenti ad alta temperatura, affaticamento termico da cicli di avvio e di arresto, corrosione accelerata a flusso nei sistemi di tubazioni e corrosione di stress che si rompe nei tubi della caldaia e componenti della turbina a vapore.

L'analisi del guasto nelle centrali elettriche si concentra spesso sulla valutazione della vita rimanente per i componenti di invecchiamento. La valutazione dei danni causati dalla replicazione metallurgica, dal test di durezza e dall'esame microstrutturale aiuta a determinare se i componenti possono continuare a funzionare in modo sicuro o richiedere la sostituzione.

L'analisi dei guasti della lama esamina i siti di iniziazione della fessura, danni agli oggetti stranieri, erosione, corrosione e surriscaldamento. L'affaticamento ad alto ciclo dalle vibrazioni e dalla fatica a basso ciclo dal ciclo termico entrambi contribuiscono alla cracking della lama, richiedendo un'attenta analisi per distinguere i meccanismi e implementare le opportune azioni correttive.

Industria del petrolio e del gas

Le strutture di petrolio e gas affrontano ambienti corrosivi, pressioni elevate e condizioni operative difficili che creano scenari di guasto diversi. La cracking indotto da idrogeno, la cracking dello stress sulfudico e la corrosione di CO2 rappresentano grandi preoccupazioni negli ambienti di servizio aspro.

Analisi esamina se i guasti causati da corrosione esterna, corrosione interna, cracking di corrosione di stress, danni meccanici o difetti di fabbricazione. Dati di ispezione in linea, condizioni del suolo, condizioni di rivestimento e l'efficacia della protezione catodica tutti i fattori nella determinazione della causa principale e sviluppo di azione correttiva.

L'analisi del fallimento deve spesso lavorare con prove fisiche limitate e contare su dati operativi, registri di ispezione e analisi di componenti simili recuperati durante la manutenzione pianificata.

Applicazioni aerospaziale

I componenti aerospaziali richiedono un'affidabilità eccezionale grazie alla criticità della sicurezza e alle gravi conseguenze dei guasti in volo. L'analisi del guasto in aerospaziale segue protocolli rigorosi con una vasta documentazione e spesso comporta una supervisione normativa.

L'esame frammentario delle fessure di fatica nei componenti aerospaziali fornisce informazioni dettagliate sui siti di iniziazione della crepa, sui tassi di crescita e sulla frattura finale. I segni e le striature visibili sulle superfici di frattura permettono la ricostruzione della storia della crescita della crepa e la correlazione con i cicli di volo.

I guasti dei componenti del motore ricevono un'analisi intensiva grazie al loro potenziale per le conseguenze catastrofiche. I guasti del disco della turbina, gli eventi di liberazione della lama e i guasti dei cuscinetti sono indagati utilizzando tecniche complete, tra cui la metallurgia, l'analisi chimica, il test meccanico e l'analisi dello stress.

Industrie manifatturiere e di processo

I guasti delle apparecchiature di produzione influiscono sull'efficienza produttiva, sulla qualità del prodotto e sulla sicurezza dei lavoratori. I metodi di guasto comuni includono l'usura dei componenti di utensili e macchine, la fatica delle parti caricate ciclicamente, la corrosione o l'erosione delle apparecchiature di processo che gestiscono materiali aggressivi.

L'analisi del guasto esamina le piste di marcia e gli elementi di rotolamento dei cuscinetti per i modelli di danno caratteristici che indicano modalità di guasto specifiche. Spalling, brinelling, falsa brinelling, danno di scarico elettrico e danni alla contaminazione ogni producono caratteristiche distintive.

Le strutture saldate e i vasi di pressione richiedono un'attenta analisi dei guasti quando si sviluppano crepe o perdite. L'esame si concentra sulla qualità della saldatura, sulle proprietà della zona colpite dal calore, sulle sollecitazioni residue e sulla degradazione indotta dal servizio.

Infrastrutture e costruzioni

I guasti delle infrastrutture, compresi i collassi dei ponti, i guasti degli edifici e il deterioramento dei pavimentazioni, richiedono un'indagine approfondita per proteggere la sicurezza pubblica e le pratiche di manutenzione e progettazione delle guide, che spesso comportano molteplici discipline tra cui ingegneria strutturale, scienza dei materiali e ingegneria geotecnica.

Meccanismi di deterioramento concreti, tra cui reazione alcali-silica, attacco solfato, danni al gelo-sforzo e corrosione di rinforzo sono identificati attraverso l'esame petrografico, l'analisi chimica e la prova elettrochimica.

L'analisi esamina l'adeguatezza del design, le proprietà materiali, la qualità della fabbricazione e le condizioni di servizio. I calcoli della meccanica delle fratture aiutano a determinare se le crepe osservate potrebbero essere propagate a guasti in condizioni di carico note e stabilire dimensioni critiche di crepa per i criteri di ispezione.

Tecnologie di analisi guasti avanzate

Le tecnologie emergenti continuano ad espandere le capacità di analisi dei guasti, fornendo nuovi strumenti per l'indagine e consentendo l'analisi di guasti sempre più complessi.

Correlazione digitale dell'immagine e misurazione dello strato

La tecnologia di correlazione delle immagini digitali misura le tensioni superficiali a campo completo, tracciando il movimento dei modelli di falce applicati alle superfici dei componenti durante il caricamento. Questa tecnica fornisce dati di distribuzione dettagliata degli estensivi che convalidano i modelli degli elementi finiti, identifica le posizioni della massima tensione e rivela percorsi di carico attraverso strutture complesse.

Tomografia computerizzata e immagini 3D

La tomografia industriale con calcolo crea immagini tridimensionali della struttura interna dei componenti senza una sezione distruttiva. Questa tecnologia rivela crepe interne, vuoti, inclusioni e caratteristiche strutturali in tutti i componenti. La scansione CT è particolarmente preziosa per analizzare geometrie complesse, materiali compositi e assemblaggi in cui la sezione tradizionale distruggerebbe prove importanti o risulterebbe impraticabile.

Monitoraggio delle emissioni acustico

Il monitoraggio delle emissioni acustiche rileva le onde di stress generate dalla crescita delle crepe, dalla deformazione della plastica e da altri meccanismi di danno. Il monitoraggio in tempo reale dell'AE durante i test o il servizio di prova può rilevare la progressione dei danni attivi e individuare i guasti.

Simulazione e modellazione avanzata

Gli strumenti computazionali continuano ad avanzare, consentendo una simulazione più sofisticata dei meccanismi di guasto. Le coppie di modellizzazione multifisica, le analisi strutturali, termiche, fluide e elettromagnetiche, per comprendere le interazioni complesse. L'analisi dinamica esplicita simula gli eventi di impatto e gli scenari di crash.

These advanced simulation capabilities allow analysts to recreate failure scenarios virtually, test hypotheses about failure mechanisms, and evaluate proposed corrective actions before implementation. Integration of simulation with experimental testing provides powerful capabilities for understanding complex failures.

Migliori Pratiche per l'analisi efficace del fallimento

L'analisi di successo richiede più di una semplice conoscenza tecnica e strumenti analitici. In seguito alle migliori pratiche stabilite, le indagini mirate che identificano le vere cause della radice e portano ad azioni correttive efficaci.

Conservare le prove e il documento con estrema precisione

La conservazione delle prove inizia immediatamente dopo il rilevamento dei guasti. I componenti non corretti devono essere protetti da ulteriori danni, contaminazioni o alterazioni. Fotografie e video devono documentare la scena del fallimento, le posizioni dei componenti e le condizioni circostanti prima di qualsiasi cosa sia spostata.

La documentazione completa durante l'indagine crea un record di conclusioni e raccomandazioni. Le note dettagliate, le fotografie in ogni fase di esame, i risultati dei test e i calcoli analitici devono essere organizzati sistematicamente. Questa documentazione si rivela inestimabile quando si presentano domande più tardi o quando si verificano errori simili.

Mantenere l'oggettività ed evitare le conclusioni prematura

L'analisi efficace dei guasti richiede obiettività e disponibilità a seguire le prove ovunque essa porti. Gli analisti devono resistere alla pressione per raggiungere conclusioni rapide o confermare nozioni preconcette sulle cause di fallimento. Le ipotesi iniziali devono essere trattate come possibilità di essere testate piuttosto che conclusioni da difendere.

Le ipotesi multiple dovrebbero essere considerate e valutate contro le prove disponibili. Le prove di contrasto non dovrebbero essere respinte ma piuttosto utilizzate per perfezionare o rifiutare le ipotesi. La conclusione finale dovrebbe essere quella migliore sostenuta da tutte le prove disponibili, anche se contraddice le aspettative iniziali o si rivela scomoda per gli stakeholder.

Utilizzare tecniche appropriate e competenza

La selezione di tecniche analitiche appropriate per lo scenario di fallimento specifico garantisce un uso efficiente delle risorse e dei risultati affidabili. Le tecniche semplici devono essere applicate in primo luogo, con metodi più sofisticati impiegati secondo i risultati iniziali.

La comprensione delle capacità e dei limiti di ogni tecnica impedisce l'applicazione erronea dei risultati. Gli analisti dovrebbero riconoscere quando i problemi superano le loro competenze e cercano assistenza piuttosto che procedere con una conoscenza inadeguata. La collaborazione tra i materiali scienziati, ingegneri meccanici, chimici e altri specialisti spesso si rivela necessaria per un'analisi completa dei guasti.

Focus sulle cause della radice e sulle azioni correttive efficaci

L'obiettivo finale dell'analisi del fallimento è prevenire la ricorrenza attraverso efficaci azioni correttive che affrontano le cause della radice. L'analisi non dovrebbe smettere di identificare cause proximate ma deve continuare fino a quando non si comprendono le cause fondamentali della radice.

Le azioni correttive proposte dovrebbero essere valutate per la fattibilità, l'efficacia e le potenziali conseguenze non volute prima dell'implementazione. L'analisi dei costi-benefici aiuta a privilegiare le azioni quando sono possibili miglioramenti multipli.

Comunicare le scoperte in modo efficace

I risultati delle analisi fallimentari devono essere comunicati chiaramente a diversi pubblico, tra cui la gestione, il personale operativo, il personale di manutenzione e gli ingegneri di progettazione. I report dovrebbero presentare conclusioni e raccomandazioni in modo significativo, fornendo al contempo sufficienti dettagli tecnici per sostenere i risultati.

La comunicazione sartoria alle esigenze del pubblico e le conoscenze tecniche assicurano che i messaggi chiave siano compresi e agiti. I riassunti esecutivi forniscono una panoramica di alto livello per il processo decisionale della gestione, mentre le sezioni tecniche dettagliate supportano l'implementazione dell'ingegneria e forniscono documentazione per il futuro riferimento.

Capacità di analisi guasti organizzativi

Lo sviluppo di una forte capacità di analisi dei guasti all'interno di un'organizzazione richiede investimenti in persone, processi e strumenti. Le organizzazioni con programmi di analisi di guasto maturano meno errori di ripetizione, prendono decisioni di manutenzione migliori e ottengono una maggiore affidabilità rispetto a quelle che trattano l'analisi dei guasti come un ripensamento.

Sviluppo delle competenze e delle conoscenze del personale

Gli analisti di guasti efficaci combinano conoscenze tecniche che spaziano dalla scienza dei materiali, dall'ingegneria meccanica e dalle tecniche analitiche con esperienza pratica e abilità investigative.

La formazione formale nei fondamenti di analisi dei guasti, tecniche analitiche specifiche e metodologie di analisi delle cause principali fornisce conoscenze essenziali. Le certificazioni professionali e l'istruzione continua mantengono le competenze attuali come tecnologie e le migliori pratiche si evolvono. La partecipazione nelle società professionali e nelle conferenze tecniche facilita la condivisione delle conoscenze e la rete con i coetanei che affrontano sfide simili.

Istituzione di processi e procedure

I processi e le procedure documentate garantiscono indagini di fallimento coerenti e approfondite e impediscono di trascurare importanti passi; queste procedure dovrebbero definire quando è richiesta l'analisi formale del fallimento, che dovrebbe essere coinvolta, quale documentazione è necessaria, e come i risultati devono essere comunicati e agiti.

I formati standardizzati di report e le liste di controllo delle indagini aiutano a garantire la completezza, consentendo al tempo stesso la flessibilità per situazioni specifiche.

Investire in Strumenti e Capacità

L'analisi del fallimento richiede strumenti adeguati che vanno dalle apparecchiature di base come i magnifier e le telecamere a strumenti sofisticati come la scansione di microscopi elettroni e macchine di prova meccanica. Le organizzazioni devono decidere quali capacità mantenere in-house rispetto all'accesso attraverso laboratori esterni basati sulla frequenza di indagine, i requisiti di tempo di svolta e le considerazioni sui costi.

Le capacità interne offrono un rapido accesso e consentono agli analisti di osservare e interpretare direttamente i risultati, ma richiedono investimenti significativi e manutenzione continua. I laboratori esterni offrono l'accesso a attrezzature e competenze specializzate senza investimenti di capitale, ma comportano tempi di svolta più lunghi e sfide di comunicazione. Molte organizzazioni adottano approcci ibridi, mantenendo le capacità di base in-house, accedendo ai servizi specializzati esternamente come necessario.

Creare una cultura dell'apprendimento

Le organizzazioni che considerano i fallimenti come opportunità di apprendimento piuttosto che i problemi da risolvere sviluppano capacità di analisi più forti e raggiungono una maggiore affidabilità. Questa prospettiva culturale incoraggia un'indagine approfondita, una condivisione aperta dei risultati e l'attuazione delle lezioni apprese.

Il riconoscimento per un'analisi efficace dei guasti e la prevenzione di un'efficace prevenzione dei recidivi rafforza i comportamenti desiderati. Gli ambienti di indagine senza errori incoraggiano la segnalazione e l'analisi onesta piuttosto che la occultazione o la messa a punto di un dito.

Considerazioni normative e giuridiche

L'analisi del fallimento si verifica spesso in contesti che coinvolgono requisiti normativi, preoccupazioni di responsabilità e potenziali controversie. Capire queste considerazioni aiuta gli analisti a navigare situazioni complesse, mantenendo l'integrità dell'indagine e proteggendo gli interessi organizzativi.

Regolamentazione Requisiti di report e di indagine

Molti settori devono essere sottoposti a requisiti normativi per la segnalazione e l'indagine di alcuni tipi di guasti. Gli incidenti aeronautici devono essere segnalati alle autorità aeronautiche, i guasti dei vasi di pressione possono richiedere la notifica di ispettori giurisdizionali e le lesioni sul posto di lavoro innescano requisiti di reportistica OSHA.

Le indagini regolamentari possono coinvolgere gli investigatori esterni, imporre requisiti procedurali specifici e portare a rapporti pubblici. Coordinamento dell'analisi dei guasti interni con le indagini regolamentari, tutelando le informazioni proprietarie e gli interessi legali richiede una gestione attenta e spesso il coinvolgimento legale dei consulenti.

Litigazione e responsabilità

I fallimenti che possono causare lesioni, danni alla proprietà o perdite economiche possono portare a controversie. I rapporti di analisi e la documentazione del caso possono diventare prove in procedimenti legali e gli analisti possono essere chiamati a fornire una testimonianza esperta.

Il privilegio del avvocato-cliente e la protezione del prodotto di lavoro possono applicarsi alle indagini di fallimento condotte sotto la direzione di consulenza legale, potenzialmente proteggendo i risultati sensibili dalla divulgazione. Tuttavia, queste protezioni hanno limitazioni e requisiti che devono essere compresi e correttamente implementati.

Considerazioni etiche

Gli analisti del fallimento affrontano obblighi etici per condurre indagini oggettive, segnalare i risultati onestamente, e priorità di sicurezza su altre considerazioni. I codici professionali di etica forniscono una guida, ma gli analisti devono infine esercitare il giudizio in situazioni complesse che coinvolgono interessi e pressioni concorrenti.

La pressione per raggiungere conclusioni che sostengono gli interessi organizzativi, minimizzare l'esposizione alla responsabilità, o evitare l'imbarazzo deve essere resistita a favore di analisi obiettiva a seguito di prove a vere cause di radice. I risultati critici di sicurezza devono essere comunicati e agiti su indipendentemente dal costo o dall'inconveniente.

Tendenze future nell'analisi dei guasti

L'analisi del fallimento continua a evolversi come emerge la nuova tecnologia, le industrie affrontano nuove sfide e la comprensione dei meccanismi di fallimento si approfondisce.

Applicazioni di intelligenza artificiale e apprendimento automatico

Le tecnologie di intelligenza artificiale e di machine learning stanno iniziando ad avere un impatto sull'analisi dei guasti attraverso l'analisi automatizzata delle immagini, il riconoscimento dei modelli e la modellazione predittiva. Gli algoritmi di apprendimento automatico possono analizzare grandi set di dati delle informazioni di fallimento per identificare modelli e correlazioni che potrebbero mancare agli analisti umani. I sistemi di riconoscimento delle immagini possono classificare automaticamente le caratteristiche di frattura, rilevare i difetti nelle immagini di ispezione e le anomalie di segnalazione che richiedono la revisione umana.

Queste tecnologie aumenteranno piuttosto che sostituire gli analisti umani, gestire compiti di routine e il riconoscimento dei modelli, mentre gli esseri umani forniscono giudizio, contesto e risoluzione dei problemi creativi.

Integrazione di Digital Twins e Simulazione

La tecnologia gemella digitale crea repliche virtuali di beni fisici che si evolvono con le loro controparti reali basate sui dati dei sensori e sulla storia operativa.Questi gemelli digitali consentono un'analisi di guasti sofisticata, permettendo agli analisti di simulare scenari di guasto, di testare ipotesi e prevedere guasti futuri basati su condizioni operative reali e stati di degradazione.

L'integrazione dei gemelli digitali con analisi di guasti crea sistemi a ciclo chiuso dove le indagini di guasto migliorano i modelli digitali gemellati, che a loro volta consentono una migliore predizione e prevenzione dei fallimenti futuri.

Materiali avanzati e nuovi meccanismi di fallimento

I materiali emergenti, inclusi compositi avanzati, componenti additivi e nanomateriali, presentano nuovi meccanismi di guasto e sfide di analisi, mentre le tecniche di analisi dei guasti tradizionali sviluppate per i materiali convenzionali possono richiedere l'adattamento o l'integrazione di questi nuovi materiali.

La produzione additiva, ad esempio, crea microstrutture uniche e potenziali difetti che richiedono approcci di analisi specializzati. Capire come i parametri di processo influiscono sulle proprietà materiali e sulla suscettibilità del fallimento rappresenta un'area attiva di ricerca e sviluppo.

Sostenibilità e considerazioni sull'economia circolare

L'analisi dei guasti supporta questi obiettivi identificando modalità di guasto che possono essere evitate attraverso miglioramenti di progettazione o manutenzione, consentendo una maggiore durata di vita e cicli di utilizzo multipli.

L'analisi dei guasti nei componenti rigenerati o rinnovati aiuta a ottimizzare i processi di riprodotta e a stabilire criteri di ispezione e limiti di pensione adeguati. Capire come materiali e componenti si degradano attraverso cicli di utilizzo multipli informa le decisioni circa il riutilizzo della fattibilità e i processi di ricondizionamento necessari.

Conclusione: Il valore strategico dell'analisi del fallimento

Le tecniche di analisi dei guasti rappresentano molto più di strumenti di risoluzione dei problemi per affrontare i guasti delle singole apparecchiature.Quando correttamente applicate e integrate nei processi organizzativi, queste tecniche forniscono capacità strategiche che favoriscono il miglioramento dell'affidabilità, la riduzione dei costi e il vantaggio competitivo.

I calcoli e i metodi analitici discussi in questa guida trasformano le osservazioni in in insight quantitativi che supportano il processo decisionale basato sulle prove. L'analisi di stress rivela se i componenti sono adeguatamente progettati per le loro condizioni di servizio. I calcoli di vita falsi prevedono quando i componenti richiedono la sostituzione. La meccanica di frattura determina le dimensioni critiche delle crepe per i criteri di ispezione.

Le applicazioni pratiche di analisi dei guasti si estendono su tutti gli aspetti dell'ingegneria di manutenzione, dallo sviluppo di programmi di manutenzione preventiva all'implementazione di manutenzione predittiva, alla manutenzione incentrata sull'affidabilità e all'ottimizzazione del design.

La forte capacità di analisi dei guasti richiede un impegno costante nello sviluppo delle competenze del personale, nella creazione di processi efficaci, nell'investimento in strumenti appropriati, nella creazione di culture organizzative che valorizzano l'apprendimento dei guasti.

Con l'avanzata delle tecnologie e l'evoluzione delle industrie, continueranno a svilupparsi tecniche di analisi dei guasti, incorporando nuovi strumenti analitici, affrontando i materiali emergenti e i meccanismi di fallimento, integrando le tecnologie digitali.

Per i professionisti della manutenzione, gli ingegneri dell'affidabilità e i gestori di asset che cercano di migliorare la loro efficacia, la padronanza delle tecniche di analisi dei guasti rappresenta uno dei più elevati investimenti possibili. Le conoscenze e le competenze sviluppate attraverso la formazione e l'esperienza di analisi dei guasti forniscono capacità applicabili in tutte le industrie e in tutte le carriere, consentendo contributi al successo organizzativo attraverso una migliore affidabilità, sicurezza e eccellenza operativa.

Per approfondire la comprensione dell'analisi dei guasti e dei relativi argomenti di ingegneria della manutenzione, esplorare le risorse da organizzazioni professionali come ASM International], che fornisce materiali estensivi su analisi di metallurgia e guasti, la Società per la manutenzione e la gestione dei professionisti per le migliori pratiche di manutenzione, e La società americana per la manutenzione non distruttiva