Un racconto di due metodi di prova

La prima parte fornisce una panoramica dei dettagli e delle intenzioni di questa opportunità di cambiamento e miglioramento nei test periodici degli ascensori a trazione per garantirne un funzionamento sicuro.

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Un grande cambiamento nel modo in cui possiamo (o dovremmo) testare periodicamente gli ascensori di trazione per un funzionamento sicuro è avvenuto nel Codice di sicurezza per ascensori e scale mobili dall'edizione del 2013. Questa modifica consente, con limitazioni, metodi alternativi per condurre test periodici (quinquennali). L'esperienza con un sistema ha prodotto preoccupazioni indiscutibili sul fatto che il metodo consolidato di test di Categoria 5 eseguito a pieno carico NON garantisca ascensori sicuri nel modo in cui pensiamo (o speriamo). La modifica è stata accettata in alcune aree del Nord America e sta ancora guadagnando consensi in altre.

Il cambiamento può essere un processo lento: il fatto che molti di noi resistano al cambiamento fa parte della storia. Un'altra parte dell'accettazione è "come" il cambiamento è stato aggiunto al Codice di sicurezza. Il modo in cui è stato fatto ha creato alcune ragioni specifiche per cui questo cambiamento si sta evolvendo. Rivedere la discussione e i dettagli sulle preoccupazioni inquadrerà la discussione e dovrebbe contribuire alla comprensione e al progresso.

Il "come" riguarda il modo in cui questo cambiamento è stato introdotto nel Codice. Tale processo è descritto in dettaglio nella barra laterale. Concentriamoci sui problemi e sulle domande che sono stati affrontati in un sano processo di scoperta e acquisizione di accettazione.   

Uno sguardo a ciò che abbiamo visto negli ultimi 10 anni con i sistemi di strumenti elettronici disponibili per i test di Categoria 5 rivela una prima preoccupazione per alcuni AHJ, il che non è stata una sorpresa. Parlando con alcuni responsabili degli AHJ degli ascensori, abbiamo sentito commenti sul fatto di essere semplicemente della vecchia scuola e una certa riluttanza a forzare un cambiamento nella "loro area" finché questo nuovo metodo non sarà provato e consolidato. Sappiamo che alcuni AHJ semplicemente non vogliono essere i primi ad accettare. Di sicuro, è più facile seguire che guidare il mercato.  

Il fatto che questo sia stato introdotto come alternativa contribuisce a fraintenderlo. Come alternativa, è qualcosa che i contractor possono scegliere e provare su base di processo individuale e su singoli ascensori in base alla loro prontezza. Parte del portafoglio di servizi di un contractor può essere gestito facilmente utilizzando il metodo alternativo, mentre altri nel portafoglio possono continuare a utilizzare test a pieno carico. Sia il vecchio metodo che il metodo elettronico sono consentiti dallo standard. L'AHJ non sta forzando il cambiamento; spetta ai contractor scegliere o meno, e non deve essere un approccio generalizzato (analogico). I contractor possono considerare ed elaborare il valore dell'aggiunta di nuove apparecchiature (utensili) in base al proprio interesse e capacità. Hanno tempo per investire nell'attrezzatura, nella formazione e nell'apprendimento del processo. Nelle aree in cui vengono utilizzati test elettronici di categoria 5, è stato un processo di apprendimento positivo. La capacità di monitorare l'usura dei dispositivi di arresto di un ascensore confrontando i valori dei primi test con i test successivi è vista come un grande vantaggio all'inizio. Ciò contribuisce anche a soddisfare l'idea di una linea di base nei requisiti.

Gli utenti scoprono che la nuova attrezzatura di prova apre le porte al miglioramento della manutenzione per quanto riguarda l'avere masse di sistema statisticamente corrette e alle opportunità di miglioramento con l'equalizzazione/bilanciamento dei mezzi di sospensione dell'ascensore (funi o cinghie). Le prestazioni possono essere migliorate e altre esigenze e costi di manutenzione affrontati in modo professionale. Imparare a conoscere e utilizzare la tecnologia migliora la manutenzione e le riparazioni complessive dell'ascensore e pone ulteriori sfide ai tecnici di ascensori qualificati nel nostro settore.

Questa evoluzione nel processo di collaudo di Categoria 5 non è qualcosa sviluppato dagli appaltatori di ascensori. Non c'è bisogno che un AHJ si preoccupi che il processo possa favorire determinate apparecchiature o che un appaltatore abbia un vantaggio. L'attuale sistema di collaudo elettronico di Categoria 5 leader (ELVI 2) è stato valutato da una società di ingegneria per ascensori indipendente e terza (Liftinstituut). È stato certificato conforme a tutti i requisiti di collaudo nello standard A17.1. Una questione di conformità relativa ai confronti "di base" è stata affrontata anche in una certificazione di prestazione A17.7 separata. Avere un'organizzazione di certificazione per ascensori autorizzata e terza (AECO) è un processo riconosciuto all'interno degli standard ASME A17.  

Gli algoritmi di test misurano accuratamente le forze di arresto del sistema di ascensori e, nel caso di ELVI 2, sono impostati su meno 0 e +5% sul lato sicuro. Ciò garantisce la sicurezza e indirizza i lavori di riparazione verso il lato preferito della sicurezza. I metodi di test elettronici mostrano anche le prestazioni di arresto nell'intera gamma di carichi in cui possono verificarsi arresti imprevisti, da una cabina vuota fino all'arresto con carico nominale. Sappiamo che è probabile che gli arresti di emergenza si verifichino con uno o due passeggeri a bordo come con un carico completo di passeggeri.

Il più grande aspetto positivo dei test elettronici, che sappiamo essere di particolare interesse per gli AHJ, è un output di risultati in numeri discreti documentati in un report completo, professionale, leggibile, accurato e affidabile. I numeri mostrano una posizione relativa del risultato del test; questo è di gran lunga meglio di qualsiasi checklist. Sono stati aggiunti requisiti importanti e impegnativi per questo nuovo metodo nello Standard. Ogni nuovo strumento deve essere basato su solidi principi di ingegneria documentati, convalidati e dimostrati in grado di produrre misurazioni affidabili e coerenti. Monitoraggio e calibrazione sono richiesti e garantiti. I test vengono condotti, i risultati vengono valutati e inclusi in un report di test ufficiale stampato in formato pdf, che, a sua volta, fa parte del Maintenance Control Program (MCP). Nel dibattito con meccanici e tecnici, è stato notato che il dettaglio in questo report è la migliore prova possibile che il test è stato completato correttamente e in modo appropriato. Tutti i test sono in un report finale con data e ora. Quando i test vengono eseguiti in modo errato, il sistema segnalerà "Errore" e non sarà in grado di segnalare un superamento (o un fallimento). La conclusione è che se mai ci fosse una domanda sui test, i dati e il report supportano chiaramente che il lavoro è stato svolto e i risultati mostrano uno stato attuale. Se mai ci fosse un problema, il tecnico/meccanico ha la prova e il backup del suo lavoro.

Con i test elettronici, i pesi non sono necessari per nessun test periodico (inclusa la Categoria 5, ovviamente). I test a pieno carico continuano a essere eseguiti per l'accettazione di una nuova installazione o di una modernizzazione. Siamo certi che questo rimarrà nello Standard. Per i test iniziali (accettazione), vorremo sempre sapere che l'ascensore è stato sottoposto ai test più rigorosi. È a questo punto che vengono eseguiti alcuni sovraccarichi e velocità eccessivi. Tutto ciò assicura che la progettazione del sistema e l'attrezzatura erano corrette e ci aspettiamo che l'assemblaggio finale dell'ascensore sia stato solido. 

Durante la formazione, sottolineiamo che i test elettronici possono essere utilizzati per assicurare l'impostazione, la regolazione e potenzialmente sapere che l'ascensore è pronto per il suo test di accettazione del carico nominale. La fiducia è maggiore che supererà l'accettazione quando i test elettronici vengono utilizzati per l'impostazione. Durante la regolazione, possiamo eseguire test di sicurezza a velocità inferiore a quella nominale e senza carico. Il metodo e gli algoritmi funzionano, anche nel caso di un arresto di sicurezza (a condizione che sappiamo che c'era abbastanza velocità per ottenere un'azione completa [set] delle sicurezze). È stato suggerito che, per gli ascensori ad alta velocità, un arresto di sicurezza a 300 piedi/min è sufficiente per un'attuazione completa delle sicurezze. I test preparatori con apparecchiature elettroniche possono posizionarci in modo che sia necessario eseguire solo un round di test di carico, il giorno dell'accettazione. Ciò aiuta a preservare i componenti chiave non sottoponendoli a usura eccessiva. Inoltre, per quanto riguarda gli ascensori alti/ad alta velocità, il test di sicurezza quinquennale potrebbe essere eseguito a un massimo di circa 300 piedi/min (1.5 m/s). Per consentirlo, il Codice dovrebbe essere modificato, riconoscendo che i test di velocità nominale non sono necessari.

Questo miglioramento nei test riduce anche il rischio di infortuni per i dipendenti degli ascensori. Avremmo potuto dirlo per primi. Con i carrelli porta pesi fuori dai giochi per i test di Categoria 5, riduciamo al minimo la necessità di spostare carrelli pesanti. Questa è una grande opportunità per ridurre gli infortuni alla schiena e alle mani dovuti allo spostamento di pesi. 

Riduciamo anche le possibilità di danni alla proprietà del cliente: la possibilità che i carrelli pesi colpiscano ingressi e pareti e danneggino i pavimenti è un problema solo in Accettazione. Anche l'effetto usura dei test (e della preparazione ai test) può essere ridotto. Nessun carrello pesi comporta anche costi logistici: tempo e carburante per la consegna dei carrelli in un sito. I tecnici degli ascensori possono concentrare il loro tempo sulla manutenzione significativa e necessaria dell'ascensore anziché sulle riparazioni causate dai test a pieno carico. Non dobbiamo cercare di rompere o quasi rompere parti (inconsapevolmente) per assicurarci che i nostri dispositivi di arresto chiave funzionino. Sembra un pensiero sciocco; ma è un fatto della vita eseguire test di peso rudimentali.  

Nella barra laterale che descrive in dettaglio cosa è incluso nel nuovo Codice, il tuo autore parla del fatto che pesare le auto e i contrappesi (conoscere le masse del sistema) è un'aggiunta molto appropriata ai test periodici. Non è mai stato ufficialmente incluso nello Standard di sicurezza, probabilmente perché il Codice nordamericano si concentra attentamente sull'essere non prescrittivo. L'esperienza ha dimostrato che i pesi degli ascensori (masse) sono spesso diversi dall'originale (targhetta dati della traversa) e questo fatto importante non è documentato. Questa è una situazione potenzialmente pericolosa. Abbiamo trattato l'importanza di conoscere le masse in un altro articolo: Pesi degli ascensori: una massa critica (ELEVATOR WORLD, febbraio 2024). Si noti qui che c'è un'altra "nuova" aggiunta che richiede una targa dati di sbilanciamento del contrappeso percentuale in ASME A17.1-2019 / CSA B44-19Il codice e la sicurezza possono essere migliorati.   

Per quanto riguarda l'enorme vantaggio che i test elettronici sono numerici e discriminanti, quando eseguiamo test di peso, non abbiamo alcuna possibilità di sapere se un test ha appena compromesso la nostra forza frenante, e potrebbe non fare ciò che è necessario la volta successiva. È anche possibile misurare un superamento sui freni perché il contrappeso è troppo pesante rispetto all'auto (e i freni stessi non sono dove dovrebbero essere). La semplice osservazione nei test di carico ci fornisce poche informazioni e nessuna documentazione che un test sia stato superato o molto vicino al fallimento.

I test con carichi ci sono stati molto utili. Ci hanno dato una certa sicurezza, come notato, per più di un secolo, a partire dal primo Codice di sicurezza per ascensori del 1921. Si basava su una tabella utile con parametri di base di velocità e massa. Gli ingegneri dei sistemi di ascensori che hanno continuato a supportare quel metodo hanno contribuito allo sviluppo del concetto di test alternativo. Il codice può evolversi in base all'esperienza tecnica che, a sua volta, migliora la sicurezza degli ascensori, il tutto su una base di migliore manutenzione.

Ora sappiamo che alcune cose nel vecchio metodo non sono così affidabili e coerenti come pensavamo. Una cosa, trattata con enfasi nel nuovo metodo, è la verifica delle masse del sistema. Se le masse che "conoscevamo" erano imprecise o approssimative, quanto era coerentemente corretto il metodo che usava la tabella? Il test alla velocità nominale era necessariamente convalidato?  

Le distanze di arresto variano (in base ad altri fattori di sistema come la progettazione della fune) e non sono sempre in linea con le stime stabilite in quelle tabelle. Le variazioni meccaniche, ambientali e del processo di prova del sistema possono produrre risultati inaffidabili e potenzialmente pericolosi. Fortunatamente, nel mondo degli ascensori, abbiamo ridondanza nella sicurezza di arresto, quindi quegli effetti finora sono stati probabilmente coperti per noi dalla ridondanza. Sappiamo da un'indagine sul codice effettuata nel 1987 che un dispositivo di arresto secondario avrebbe potuto agire e contribuire all'arresto del test a pieno carico. Con una certa sorpresa, il comitato degli standard lo ha consentito, apparentemente convinto che gli ascensori abbiano un backup ridondante. I test alternativi vanno oltre e non lo consentono: il test su ciascun dispositivo DEVE essere isolato al dispositivo misurato. I test elettronici esistenti non consentiranno un test che non sia isolato. Il software lo vedrà come un errore nel test e dovrà essere ripetuto fino al completamento di un test valido.   

Inoltre, con i test di carico, il punto esatto in cui viene avviato un arresto di sicurezza nella discesa ha un effetto diretto sulle distanze di arresto. Il peso del contrappeso e la lunghezza della fune su entrambi i lati causano un effetto molla minore o maggiore. Abbiamo scoperto che l'ipotesi della tabella originale secondo cui il contrappeso è sospeso nell'aria (e non c'è alcun effetto) non è supportata nei test elettronici circa il 75% delle volte. Questo fatto ormai noto influisce direttamente e in modo incoerente sulle forze di arresto delle sicurezze, dei freni e del respingente. Le differenze nelle costruzioni delle funi influenzano anche le distanze di scorrimento e di arresto. Differenze come queste non sono discernibili nei test a pieno carico, ma sono prese in considerazione nei test elettronici. Un'altra cosa unica del sistema Henning ELVI 2 è che la sua misurazione delle forze di arresto di sicurezza può dirci con precisione se le sicurezze dell'ascensore testato possono gestire lo scenario peggiore: se le sicurezze possono fermare una cabina in caduta libera perché ha perso completamente i mezzi di sospensione.

Il nostro settore è fortunato ad avere tecnici che pensano al loro lavoro, fanno domande e pretendono risposte e spiegazioni. Nel corso degli anni di discussione sul nuovo metodo di test e di formazione di alcune centinaia di tecnici finora, abbiamo avuto alcune domande e discussioni interessanti sul vecchio metodo e sul nuovo modo.

Abbiamo già notato che l'esecuzione di test di accettazione iniziale con carichi nominali è ancora richiesta dall'Elevator Safety Standard. Ridurre un'ampia dipendenza dai pesi di prova diminuirà le riparazioni causate dall'effetto di usura dei test (o dalla preparazione per i test). Ci sono alcuni casi in cui sono necessari pesi durante la manutenzione e la valutazione della capacità e delle prestazioni dei componenti chiave del sistema. Uno di questi è l'unità Power Drive. Come procedura di manutenzione, a volte viene eseguita per dimostrare se l'azionamento ha perso la sua capacità di convertire la potenza per far funzionare il motore in modo efficiente quando si sposta un ascensore in funzione con carico. Quando c'è preoccupazione per la funzione di azionamento, il peso viene aggiunto gradualmente, poiché avere l'ascensore carico appoggiato sul respingente può causare un'ulteriore sfida di manutenzione, ovvero estrarre il peso in modo che la cabina possa essere sollevata dal respingente. Ci è stata posta questa domanda durante una presentazione tecnica sui test elettronici di Categoria 5 alcuni anni fa. La nostra risposta è che la valutazione della funzione di azionamento è una normale attività di manutenzione. Pensiamo che abbia senso non aspettarci di aspettare e scoprire che c'è un problema di azionamento come parte dei test di Categoria 5. I test periodici non sono stati ideati per quello scopo. Se la manutenzione si basa su questo, potrebbe essere scoperto troppo tardi, aspettando il successivo test quinquennale o facendolo accadere durante la Categoria 5 e poi affrontare la sfida di dover rimuovere peso dall'auto. Questo processo richiede molto tempo e presenta alcuni problemi di sicurezza funzionale correlati. Meglio affrontarlo con attenzione e lungimiranza piuttosto che farci sorprendere durante i test di Categoria 5.

In un'altra recente sorpresa relativa a un'ampia "dipendenza" esistente dai pesi di prova, c'era un suggerimento mal informato che il carico nominale è necessario per testare gli interruttori di finecorsa. Abbiamo avuto una domanda AHJ secondo cui gli interruttori ETSL (limite di arresto terminale di emergenza) sembrano dover essere testati con pesi. Abbiamo dovuto discutere e rispondere a domande sul linguaggio in un altro documento [ASME A17.2-2020 (revisione di A17-2-2017) Guida per l'ispezione di ascensori, scale mobili e marciapiedi mobili]. Questo documento è una guida che include procedure di ispezione per ascensori a trazione elettrica. Nella maggior parte delle giurisdizioni, questa guida è intesa come una guida e non è considerata parte del Codice. Abbiamo anche spiegato, dopo un'attenta lettura, che i riferimenti al carico sulla cabina erano obliqui e in realtà rientravano in una sezione che parlava di test dei buffer dell'olio (che è direttamente inclusa nelle sezioni Test alternativi). Sembra che il linguaggio nella guida A17.2 debba essere allineato a questo sviluppo attuale. Infine, non siamo riusciti a trovare un ingegnere che concordasse sul fatto che il carico su una cabina dell'ascensore avrà alcun effetto sull'attivazione o meno di un interruttore meccanico.

Molto di recente è stata posta una domanda ripetuta che suggeriva preoccupazione per il fatto che c'è energia cinetica coinvolta ogni volta che si esegue una fermata. Pensiamo che l'idea alla base di questa domanda fosse che l'energia cinetica e la quantità di moto con un'auto completamente carica creano una sfida maggiore per la fermata rispetto a quella che avremmo con un'auto vuota. Secondo la fisica (seconda legge del moto di Newton) la forza di arresto è sempre la stessa. Di nuovo, F = ma dove la forza è uguale alla massa per l'accelerazione. Quando la massa varia (da senza carico a pieno carico nominale), il risultato è una distanza maggiore per fermarsi; sebbene la forza di arresto rimanga sempre la stessa.

Con la forza cinetica il principio è molto simile con variazioni di algoritmo che necessitano di passare a Forza (Energia) per distanza (E = F^*d). Quando c'è più energia cinetica, la distanza di arresto sarà più lunga. La forza cinetica è correlata alla legge di conservazione dell'energia. Gli algoritmi che utilizzano la fisica e l'ingegneria sono necessari e integrali per comprendere le forze di arresto; l'energia necessaria per fermare un'auto è maggiore all'aumentare della velocità. C'è sicuramente qualche discussione correlata da fare sul calore generato dai freni, dalle sicurezze o dall'energia assorbita in un respingente. Gli algoritmi di test devono, ovviamente, tenerne conto. Possiamo essere certi che, nelle distanze di arresto relativamente più brevi nella direzione di discesa di un ascensore (a velocità nominale o a velocità eccessiva), la quantità di calore generato probabilmente non ha un grande effetto sulla forza di arresto. Alla fine della giornata, siate certi che i sistemi di nuova concezione devono tenere conto attentamente e correttamente della fisica.  

Nel secolo scorso, abbiamo riposto molta fiducia nell'arresto osservato di un ascensore con peso e siamo giunti a credere che questo possa essere testato e confermato solo da un test di velocità nominale più carico nominale. In realtà, dopo il test, la nostra osservazione dei risultati del test (lo scivolo) è limitata e la precisione è, nella migliore delle ipotesi, un'approssimazione. Con test misurati (anche con una cabina vuota) e gli algoritmi corretti, abbiamo un grado di accuratezza e precisione che non potremo mai avere quando effettuiamo una semplice osservazione visiva. Ringraziamo i tecnici attenti e curiosi del Midwest e dell'area di Chicago dove sono state sollevate domande come queste.

Ci auguriamo di aver raggiunto il nostro obiettivo di presentare qui una visione completa (esaustiva?) dei dettagli e delle intenzioni di questa opportunità di cambiamento e miglioramento nei test periodici. Questo era il nostro obiettivo per la Parte Uno. La Parte Due, in uscita in un numero successivo, fornirà una formazione completa e grafica su tutti gli elementi dei test elettronici di Categoria 5 completati degli ascensori a trazione. Quando vedrai cosa è incluso, saprai anche che questi test svolgono il loro compito e ci conducono ulteriormente nella direzione di una migliore manutenzione e di ascensori più sicuri.