CURSO DE ANLISIS VIBRACIONAL I

MODULO I: ANALISIS VIBRACIONAL I1.- REVISION DE LOS CONCEPTOS BASICOS DE VIBRACIONINTRODUCCION EN ESTA SECCIN, EFECTUAREMOS UNA REVISIN BREVE DE ALGUNOS TPICOS TPICOS QUE ABARCA EL CURSO DE ANLISIS I, PARTICULARMENTE RESPONDEREMOS A TEMAS COMO:- QUE ES LA VIBRACION Y COMO PUEDE SER APLICADA PARA EVALUAR LAS CONDICIONES DE LA MAQUINARIA?- RESUMEN DE LAS VENTAJAS Y DEBILIDADES DE LOS INSTRUMENTOS TIPICOS DE VIBRACION RESUMEN DE LOS TRANSDUCTORES DE VIBRACION Y COMO PUEDEN SER SELECCIONADOS CORRECTAMENTE.- COMPRENSION DE FASES DE VIBRACION Y SU APLICACIN.ADEMS DE ESOS TEMAS, HABRN OTROS QUE SERN ABARCADOS EN EL CURSO DE ANLISIS I Y QUE SERN BREVEMENTE REVISADOS EN EL CURSO DE ANLISIS II ; SIN EMBARGO,EL PROPSITO DE ESTA INTRODUCCIN ES HACER QUE RECORDEMOS CONCEPTOS FUNDAMENTALES ANTES DE SEGUIR AVANZANDO CON MS TEMAS.

QUE ES VIBRACION Y COMO PUEDE SER APLICADA PARA EVALUAR LAS CONDICIONES DE LA MAQUINARIA? INTRODUCCINLA VIBRACIN ES LA RESPUESTA DE UN SISTEMA A ESTMULOS EXTERNOS Y/O INTERNOS QUE CAUSAN OSCILACIONES O PULSACIONES.

ECUACIN 1RESPUESTA DE AMPLITUD DE VIBRACIN FUERZA DINAMICA RESISTENCIA DINAMICA

FIGURA 1.MASA EN POSICIN DE REPOSO SIN PRESENCIA DE UNA FUERZA DE APLICACIN.

- LA VIBRACION TIENE TRES PARMETROS IMPORTANTES QUE PUEDEN SER MEDIDOS EN:1.- FRECUENCIA2.- AMPLITUD 3.- FASE

QUE ES LA FRECUENCIA VIBRACIONAL Y COMO ESTA RELACIONADA CON LA FORMA DE ONDA EN EL TIEMPO?

LA FIGURA 2 NOS MUESTRA COMO LA FRECUENCIA PUEDE SER CALCULADA ATRAVEZ DEL PERIODO DEL TIEMPO (T) EN UN CICLO (SEGUNDO/ CICLO) E INVIRTIENDO SU VALOR, DETERMINAMOS LA FRECUENCIA (CICLOS/ SEGUNDO).

FIG. 2 DESPLAZAMIENTO Y FRECUENCIA DE LA FORMA DE ONDA EN EL TIEMPO

CUNDO ES CONVENIENTE USAR LA ONDA EN EL TIEMPO EN EL ANLISIS?

LA ONDA EN EL TIEMPO SON EXCELENTES HERRAMIENTAS DE ANLISIS CUANDO EVALUAMOS CAJA DE ENGRANAJES.

FIG. 3 COMO PUEDE SER VISTO UN DIENTE ROTO EN UN ENGRANAJE EN LA ONDA EN EL TIEMPO Y EN UN ESPECTRO FFT.

QUE ES LA AMPLITUD VIBRACIONAL?QUE ES EL DESPLAZAMIENTO EN LA VIBRACION?EL DESPLAZAMIENTO ES LA MEDIDA TOTAL DEL RECORRIDO DE LA MASA ENTRE SUS POSICIONES INFERIOR Y SUPERIOR. ESTE DESPLAZAMIENTO PUEDE SER EXPRESADO EN MILS.

QUE ES LA VELOCIDAD VIBRACIONAL?OBSERVEMOS EN LA FIGURA 4 COMO LA OSCILACIN DE LA MASA SUSPENDIDA DE UN RESORTE, ALCANZA SU MAXIMO VALOR DE VELOCIDAD (PICO) AL PASAR POR SU POSICION NEUTRAL.

FIGURA 4LA VELOCIDAD EN LA CURVA DE DESPLAZAMIENTO

SI OBSERVAMOS EN UNA PANTALLA DE UN OSCILOSCOPIO, LA VELOCIDAD PICO SERA EL PICO MAS ALTO, TAL COMO SE MUESTRA EN LA FIG.5.

FIGURA 5COMO SE PUEDE DETERMINAR LA VELOCIDAD DEL PICO DE UN OSCILOSCOPIO.

QUE ES LA ACELERACION VIBRACIONAL?CUANDO LAS ESTRUCTURA DE UNA MQUINA ESTA VIBRANDO. EXPERIMENTA LA PRESENCIA DE LA ACELERACIN, TODA VEZ, QUE CONTINUAMENTE SE PRODUCEN CAMBIOS DE VELOCIDADES EN LAS OSCILACIONES DE ATRS HACA ADELANTE.

QUE ES LA FASE EN LA VIBRACION?LA FASE ES LA MEDIDA DE CMO UNA PARTE EST EN MOVIMIENTO (VIBRANDO) EN RELACIN CON OTRA PARTE O A UN PUNTO FIJO DE REFERENCIA. LA FIGURA 6 NOS MUESTRA DOS MASAS VIBRANDO CON UNA DIFERENCIA DE FASE DE 90 GRADOS.

FIGURA 6DOS MASAS VIBRANDO CON 90 GRADOS DE DIFERENCIA DE FASELA FIGURA 7 NOS MUESTRA DOS MASAS IGUALES VIBRANDO CON 180 GRADOS DE DIFERENCIA DE FASE. LA FIGURA 8 NOS MUESTRA COMO LA FASE SE RELACIONA CON LA VIBRACIN DE LA MQUINA.

FIGURA 7DOS MASAS CON 180 DE DIFERENCIA DE FASE

FIGURA 8RELACION DE FASES EN UNA MAQUINA

COMO LEER LAS FASES EN LA PANTALLAEN LAS SIGUIENTES ILUSTRACIONES, SE PRESENTAN LA DISTRIBUCIN DE LOS VALORES ANGULARES DE LAS FASES EN VARIAS ONDAS EN EL TIEMPO. ESTO ES 90 EN LA POSICIN SUPERIOR, 270 EN LA POSICIN INFERIOR, MIENTRAS QUE 0 / 360 y 180 SE UBICA CUANDO LA AMPLITUD ES CERO.

FIGURA 9COMO PODEMOS DETERMINAR LA DIFERENCIA DE FASE ENTRE DOS ONDAS EN EL TIEMPO

FIGURA 10COMO PODEMOS DETERMINAR LA DIFERENCIA DE FASE ENTRE DOS PUNTOS SOBRE LA MISMA DE ONDA EN EL TIEMPO

FIGURA 11RELACION DE FASES ENTRE LAS ONDAS EN EL TIEMPO DE LA ACELERACION, VELOCIDAD Y DESPLAZAMIENTO

QUE ES UN ESPECTRO DE VIBRACIN?LA FIGURA 12 MUESTRA COMO LA ONDA TOTAL ESTA COMPUESTA POR UNA SERIE DE ONDAS PEQUEAS, EN LA QUE CADA UNA CORRESPONDE A UNA FRECUENCIA INDIVIDUAL (1X RPM,2X RPM,3X RPM,ETC.); CADA UNA DE ESAS ONDAS INDIVIDUALES SE AADIRN ALGEBRATICAMENTE CON LAS RESTANTES COMPONENTES, DANDO COMO RESULTADO LA ONDA TOTAL, LA CUAL PUEDE SER OBSERVADA EN UN OSCILOSCOPIO EN LA PANTALLA DEL ANALIZADOR.

RELACIN DE FASES EN LAS ONDAS EN EL TIEMPO DE LA ACELERACIN, VELOCIDAD Y DESPLAZAMIENTO.

LA FIGURA 11 NOS MUESTRA LA RELACIN DE FASES ENTRE LAS ONDAS EN EL TIEMPO DE LA ACELERACIN, VELOCIDAD Y DESPLAZAMIENTO.

FIGURA 12COMPARACION DE LOS DOMINIOS DEL TIEMPO Y FRECUENCIA

FIGURA 13DIAGRAMA GENERAL DE BLOQUE DE UN ANALIZADOR FFT, PARA OBSERVAR LOS DOMINIOS DEL TIEMPO YFRECUENCIA.

EL PROPSITO DE LA FIGURA 13 ES MOSTRAR LA ONDA EN EL TIEMPO O EL ESPECTRO FFT QUE ES GENERADO EN LA ENTRADA DE UNA SEAL DE VIBRACIN.

LA FIGURA 14 NOS RESUME LOS PASOS IMPLICADOS EN LA CAPTURA TOTAL DE VIBRACIN DE LA ONDA Y LA TRANSFORMACIN DE STA EN UNA FRECUENCIA.

FIGURA 14PASOS EN LA CONVERSION DE LA VIBRACION EN UN ESPECTRO FFT.

EN LA TABLA I SE PRESENTA UNA RELACIN DE FRMULAS, LAS CUALES PUEDEN SER USADAS PARA CONVERTIR DE UN PARMETRO DE AMPLITUD VIBRACIONAL EN OTRO. ESTO ES, QUE NOS PERMITE CONVERTIR EL DESPLAZAMIENTO A VELOCIDAD O DE VELOCIDAD A ACELERACIN, ETC. A UNA ESPECIFICA FRECUENCIA.

TABLA IFORMULAS PARA CONVERSION ENTRE PARAMETROS DE AMPLITUD VIBRACIONAL

FIGURA 15COMPARACION DE MEDIDAS DE VIBRACION SISTEMA METRICO /INGLES

LA FIGURA 16 MUESTRA COMO UNA UNIDAD DE AMPLITUD PUEDE SER CONVERTIDA EN OTRA, ESTO ES, DE RMS A PICO, PICO-PICO Y VICEVERSA.

FIGURA 16COMPARACION DE AMPLITUDES DE UNA ONDA SINUIDAL PURA EN EL TIEMPO (PICO-PICO, PICO, RMS Y AVERAGE)

CUANDO SE USA EL DESPLAZAMIENTO, LA VELOCIDAD O LA ACELERACIN.

SE PIENSA QUE EL DESPLAZAMIENTO ES NORMALMENTE EL PARAMETRO MS TIL DE LA VIBRACIN EN LOS RANGOS DE BAJA FRECUENCIA; HASTA APROXIMADAMENTE LOS 600 CPM(10HZ). LA ACELERACIN, TAMBIEN ES DEPENDIENTE DE LA FRECUENCIA. LA VELOCIDAD, PRACTICAMENTE ES INDEPENDIENTE DE LA DE LA FRECUENCIA PARA EVALUAR LA SEVERIDAD VIBRACIONAL.

FIGURA 17 CARTAS DE SEVERIDAD PARA DESPLAZAMIENTO Y VELOCIDAD VIBRACIONAL MAQ. ROTATIVA HORIZONTAL (ENTEK- IRD)

FIGURA 18 CARTA DE SEVERIDAD DE VELOCIDD Y ACELERACIN VIBRACONAL- MAQ. ROTATIVA HORIZONTAL (ENTEK-IRD)

FIGURA 19COMPARACIN DE LA SEVERIDAD VIBRACIONAL EN DESPLAZAMIENTO, VELOCIDAD Y ACELERACIN.

FIGURA 20COMPARACIN DEL DESPLAZAMIENTO, VELOCIDAD Y ACELERACIN EN ESPECTROS DE UN VENTILADOR DE 300 RPM CON RODAJES DETERIORADOS.

CUAL ES LA VENTAJA EN EL USO DE LA VELOCIDAD?LA FIGURA 19 NOS MUESTRA LA AMPLIA CONSISTENCIA QUE MUESTRA LA VELOCIDAD, EN EL RANGO DE FRECUENCIA (RESPUESTA PLANA), COMPARNDOLA CON EL DESPLAZAMIENTO Y LA ACELERACIN. LA FIGURA 20, NOS MUESTRA 3 ESPECTROS (A) DESPLAZAMIENTO, (B) VELOCIDAD Y (C) ACELERACIN DE IGUALES ONDAS, DONDE CUIDADOSAMENTE SE ANALIZAN ESTOS ESPECTROS POR POSIBLES PROBLEMAS.

CUANDO ES DEMASIADO LA VIBRACIN?A TRAVS DE LOS AOS, LA SEVERIDAD DE LA VIBRACIN EN GENERAL HAN SIDO EVALUADA CON LAS CARTAS DE LAS FIGURAS 17 Y 18, SIN EMBARGO NO CUBREN TODOS LOS TIPOS DE MQUINA.CON EL PROPSITO DE SUPERAR LO INDICADO EL TECHNICAL ASSOCIATES OF CHARLOTTE, HA DESARROLLADO UNA CARTA AMPLIA PARA LA COMPRENSIN DE SEVEROS PROBLEMAS EN LA VIBRACIN, TAL COMO NOS MUESTRA LA FIGURA 21.

FIGURA 21

2. REVISION Y SELECCIN DE TRANSDUCTORES (SENSORES)

INTRODUCCIONEL PROPSITO DE ESTE CAPTULO, ES DAR A CONOCER LOS DIVERSOS TIPOS DE SENSORES; Y COMO ELLOS PUEDEN SER UTILIZADOS

A CONTINUACIN SE PRESENTA LA RELACIN DE SENSORES DISPONIBLES:1) ACELERMETROS2) PICK- UP O SENSOR DE VELOCIDAD3) PROBETAS DE EDDY DE NO COCTACTO (SENSORES DE PROXIMIDAD)4) PROBETAS DE CONTACTO AL EJE (INCLUYE SHAFT STICKS AND SHAFT RIDERS).

LA FIGURA 1 CONTIENE LAS ILUSTRACIONES DE CADA UNO DE LOS SENSORES Y DE AQUELLOS TRES QUE SON LOS MS USADOS, COMO SON: PROBETAS DE DESPLAZAMIENTO DE NO COCTACTO, PICK- UP DE VELOCIDAD Y ACELERMETROS. LA TABLA I INCLUYE UN RESUMEN GENERAL DE ALGUNAS CARACTERTICAS IMPORTANTES Y ESPECIFICACIONES PARA CADA CATEGORA DE ACELERMETROS

ACELERMETROS LA FIGURA 2, 3 Y 4 NOS ILUSTRA LOS TRES TIPOS MS COMUNES DE ACELERMETROS QUE SE USAN EN LA ACTUALIDAD. LA FIGURA 2 Y 3 NOS MUESTRA UNO DE LAS MS IMPORTANTES ACELEROMETROS PIEZO- ELCTRICOS LLAMADO COMPRESSION MODE ACCELEROMETER. LA FIGURA 4 MUESTRA OTRO TIPO IMPORTANTE DE ACELEROMETRO LLAMADO SHEAR MODE ACCELEROMETER

FIGURA 1EJEMPLOS DE VARIOS TIPOS DE TRANSDUCTORES

TABLA ICARACTERSTICAS GENERALES DE LOS TRANDUCTORES

EN LA FIGURA 6 VEMOS EL COMPORTAMIETO DE UN ACELERMETRO EN UN RANGO DE FRECUENCIAS Y EN PRESENCIA DE SU FRECUENCIA RESONANTE DE MONTAJE.

FIGURA 5COMPARACIN DE ACELEROMETROS CHARGE MODE E ICP

FIGURA 6ESQUEMA DE LA SENSIBILIDAD DE UN ACELEROMETRO EN FUNCIN DE SU FASE Y FRECUENCIA.

PICKUPS DE VELOCIDADHAY DOS TIPOS DE PICKUPS DE VELOCIDAD; EL TRANSDUCTOR SSMICO Y EL PIEZO ELCTRICO. LAS FIGURAS 7,9 Y10 NOS MUESTRAN EJEMPLOS DE ELLOS LOS TRANSDUCTORES SSMICOS NO REQUIEREN DE UNA FUENTE DE ENERGA EXTERNA (SE AUTOGENERAN). PICKUPS DE VELOCIDAD TIENE MONTADOS EN SU CARCASA , MAGNETOS PERMANENTES Y UNA BOBINA OSCILANTE SOSTENIDA POR RESORTES.

FIGURA 7PICKUP DE VELOCIDAD SSMICO

CARTA CON LOS FACTORES DE CORRECCIN A APLICARSE A LAS MEDIDAS EFECTUADAS POR UN PICKUP DE VELOCIDAD IRD 544 CUANDO SE MIDEN AMPLITUDES A FRECUENCIA POR DEBAJO DE LOS 600 CPM (10 HZ).

FIGURA 8CARTA DE FACTOR DE CORRECCIN PARA UN PICKUP DE VELOCIDAD IRD 544 EN APLICACIONES POR DEBAJO DE LOS 600 CPM.

FIGURA 9ACELEROMETRO PIEZO ELCTRICO IRD 560

PROBETAS DE EDDY DE NO CONTACTO

LA FIGURA 11 NOS MUESTRA UN DIAGRAMA DE UN SISTEMA DE SONDA EDDY DE NO CONTACTO. PARA SU OPERACIN SE APLICA UNA SEAL ELCTRICA DE ALTA FRECUENCIA A LA BOBINA A FIN DE GENERAR UN CAMPO MAGNTICO.

LA FIGURA 12 MUESTRA UNA PROBETA DE NO CONTACTO MONTADO EN LA CARCASA DE UN COJINETE, QUE PERMITIR MEDIR EL DESPLAZAMIENTO RELATIVO DEL EJE CON RESPECTO AL COJINETE, TAMBIN LA SEAL DE ESTA PROBETA PUEDE SER DIRECTAMENTE ENVIADA A UN ANALIZADOR USANDO LOS CONECTORES EXTERNOS DEL TRANSDUCTOR.

FIGURA 11DIAGRAMA DE UN SISTEMA DE PROBETA EDDY DE NO CONTACTO

FIGURA 12PROBETA EDDY DE NO CONTACTO MONTADA EN LA CARCASA DE UN COJINETE.

LA FIGURA 13 MUESTRA UNA CURVA DE RESPUESTA TPICA DE UNA PROBETA DE NO CONTACTO Y SU SEAL SENSADA. ESTA CURVA REPRESENTA EL CAMBIO DEL RENDIMIENTO EN EL VOLTAJE DEL SENSOR CON LA DISTANCIA ENTRE LA PUNTA DEL SENSOR AL EJE.

FIGURA 13CURVA TPICA DE UNA PROBETA EDDY DE NO CONTACTO.

ES MUY IMPORTANTE QUE CUANDO SE EFECTUA LA INSTALACIN DE PROBETAS DE NO CONTACTO, LA SUPERFICIE OBJETIVO DEL EJE TENGA UNA SUPERFICIE UNIFORME Y LISA. DE HECHO, DEBE ASEGURARSE QUE EL MATERIAL DEL EJE DEBERA ESTAR LIBRE DE IMPERFECCIONES, TALES COMO RAYADURAS O MANCHAS. FIG. 14.

EN EL CASO DEL RUNOUT ELCTRICO, FRECUENTEMENTE ES NECESARIO CORREGIRLO CON UN PROCESO DE DESMAGNETIZACIN, CUANDO SE HA EFCTUADO UNA INSPECCION POR PARTICULAS MAGNETICAS. TAMBIN ES IMPORTANTE QUE LA PROBETA DE NO CONTACTO SEA CALIBRADA PARA EL MATERIAL ESPECFICO DEL EJE. FIG 15.

FIGURA 14ONDA EN EL TIEMPO TOMADA DE UNA PROBETA DE NO CONTACTO SOBRE UN EJE CON RASGUO.

FIGURA 15 RESPUESTA DE VOLTAJE VS. GAP PARA DIVERSOS MATERIALES DE EJES.

SENSORES DE DESPLAZAMIENTO EN CONTACTO CON EL EJELAS PROBETAS DE CONTACTOS CON EL EJE (SHAFT STICKS Y SHAFT RIDERS) SON PROBETAS QUE REALMENTE SE MONTAN SOBRE LA SUPERFICIE DEL EJE DE LA MQUINA PARA MEDIR LA VIBRACIN.

SHAFTS STICKSEN LA FIGURA 16, SE MUESTRA COMO SE USA UN SHAFT STICK.

LA FIGURA 17 MUESTRA EL USO DEL SHAFT STICK EN LAS MEDICIONES DE AMPLITUD VIBRACIONAL Y FASE PARA CONFIRMAR SI EL EJE ESTA DOBLADO.

SHAFT RIDERSUN SHAFT RIDER TAL SE COMO MUESTRA LA FIGURA 18 ES SIMILAR A LA PROBETA EDDY DE NO CONTACTO, YA QUE EST PERMANENTEMENTE MONTADO EN LA CARCASA Y SE EXTIENDE DENTRO DE ELLA A FIN DE MEDIR EL DESALINEAMIENTO VIBRACIONAL DEL EJE.

FIGURA 18SHAFT RIDER

CRITERIO DE SELECCIN DE LOS TRADUCTORES.CON EL PROPSITO DE QUE EL LECTOR PUEDA ENTENDER MEJOR LOS TRADUCTORES DE VIBRACIN, LA TABLA I NOS PRESENTA LAS CARACTERSTICAS DE LOS TRADUCTORES COMUNES A CONTINUACIN DETALLAREMOS ALGUNOS ARTCULOS QUE ENCONTRAMOS EN LA TABLA I Y QUE DEBERAN TOMARSE EN CUENTA CUANDO ELEGIMOS UN TRANSDUCTOR.

1) RANGO TPICO SENSIBLE 2) RANGO TPICO DE FRECUENCIA3) RANGO DE FRECUENCIA NATURAL4) RANGO TPICO DE PESO5)RANGO TPICO DE TEMPERATURA6)LA DIRECCIN DE LAS MEDICIONES7)TAMAO DEL TRANSDUCTOR8) SUMINISTROS DE ENERGA AL TRANSDUCTOR 9) CABLE 10) SENSIBILIDAD DE MONTAJE11) INTERFERENCIA MAGNTICA 12) SELLADO

MONTAJE DE TRANSDUCTORES TRADICIONALMENTE, HAY CINCO MTODOS DE MONTAJE DE TRANSDUCTORES, CONFORME SE LISTA EN LA TABLA II Y CADA UNO TIENE UN RANGO DE RESPUESTA TPICA.

PARA MAS INFORMACION:www.ctconline.com - SECCION TECNICA

TABLA IIRANGO DE FRECUENCIAS DISPONIBLE EN EL MONTAJE DE TRANSDUCTORES

FIGURA 19METODOS ILUSTRADOS DE MONTAJE

3. REVISIN DE LA INSTRUMENTACIN DISPONIBLE EN LA MEDICIN DE VIBRACIONES INTRODUCCIONEL PROPSITO DE LA INSTRUMENTACIN DE VIBRACIONES ES OBTENER MEDIDAS DE VIBRACIN EXACTAS, YA SEAN DE AMPLITUD, FRECUENCIA Y FASES, DE TAL FORMA QUE SE PUEDA DETERMINAR CONFIABLE LA CONDICIN DE LA MQUINA. HAY CINCO TIPOS DE INSTRUMENTOS DE MEDIDA DE LA VIBRACIN: 1) OVERALL LEVEL VIBRATION METERS (HAND-HELD) - VIBRMETROS 2) SWEPT-FILTER ANALYZERS ANALIZADORES SINTONIZABLES O DE FILTROS DE BARRIDO 3) FFT DATA COLLECTORS (TAMBIN HAND-HELD) ANALIZADORES/COLECTOR DE DATOS 4) REAL TIME SPECTRUM ANALYZERS ANALIZADORES DE TIEMPO REAL 5) INSTRUMENTO QUALITY TAPE RECORDER GRABADORA DE CINTA DE ALTA CALIDAD

COMPARACIN DE INSTRUMENTOSPARA AYUDAR AL LECTOR A ENTENDER MEJOR LA INSTRUMENTACIN PARA LA MEDICIN DE LA VIBRACIN PRESENTAREMOS UN GLOSARIO DE LOS TIPOS QUE EXISTEN:A. PORTTILB. TPICA RANGO DE FRECUENCIA C. FORMATO DE DATOS DE MEDIDAS, EL USUARIO PUEDE VERLO DE LA SIGUIENTE MANERA: * NIVEL TOTAL * FILTRO DE BARRIDO * ESPECTRO DE FRECUENCIA * LA ONDA EN EL TIEMPO D. TIPOS TPICOS DE PANTALLA, BSICAMENTE HAY TRES TIPOS DIFERENTES: * PRESENTACIN EN CRISTAL LQUIDO (LCD) * PANTALLA MACROMTICA * MEDIDOR ANLOGICO

TABLA ICARACTERSTICAS TIPICAS DE INSTRUMENTOS PARA MEDICION DE LA VIBRACION

E. TIPOS DE TRANSDUCTORES TPICOS.- SENSORES QUE RECOGEN LA VIBRACIN DE LAS MAQUINARIAS:1) ACELERMETRO.- MIDE LA ACELERACIN (G,PUL/SEG2, MM/SEG2 )2) TRANSDUCTORES DE VELOCIDAD.-MIDE LA VELOCIDAD (PULG/SEG O MM/SEG)3) PROBETA DE PROXIMIDAD.-MIDE EL DESPLAZAMIENTO (MILS O MICRONES)

F. CAPACIDADES DE FOTOTACMETRO Y LUZ ESTROBOSCOPICA G. DISPONIBILIDAD MULTICANAL H. CAPACIDAD DE MEDIR SPIKE ENERGY, HFD O SHOCK PULSE I. CAPACIDAD DE MEDIR HIGH FRECUENCY ENVELOPED SPECTRUM MEASUREMENT J. SPECTRAL DISPLAY UPDATE K. FCIL DE USAR L. CAPACIDAD DE ALMACENAMIENTO DE LA ONDA EN EL TIEMPO M. ALMACENAMIENTO DEL ESPECTRO FRECUENCIALN. SOFTWARE DE MANTENIMIENTO PREDICTIVOO. CAPACIDAD DE PERFORMAR PRUEBAS DE FRECUENCIA NATURALP. CAPACIDAD DE EFECTUAR OPERATING DEFECTED SHAPE Q. CAPACIDAD DE EFECTUAR EL ANLISIS MODALR. CAPACIDAD DE EFECTUAR SYNCHORONOUS TIME AVERAGING(STA). S. CAPACIDAD EN EL DIAGRAMA DE CASCADAT. COSTO RELATIVO

CAPACIDAD GENERAL DE CADA TIPO DE INSTRUMENTO DE VIBRACINMEDIDOR TOTAL DEL NIVEL DE VIBRACINEL MEDIDOR TOTAL EN EL NIVEL DE LA VIBRACIN NO ES ACTUALMENTE UNA HERRAMIENTA TIL EN EL PROGRAMA DE ANLISIS DE LA VIBRACIN DEBIDO A SU FALTA DE CAPACIDAD DE ANLISIS. ELLOS SOLAMENTE PUEDEN SER TILES EN MQUINAS QUE NO ESTEN EN CONDICIONES CRTICAS. EL MEDIDOR TOTAL DE LA VIBRACIN NO TIENE LA CAPACIDAD PARA MEDIR LA AMPLITUD DE LA VIBRACIN VERSUS LA FRECUENCIA DEL ESPECTRO.

ANALIZADORES DE FILTROS DE BARRIDO (SWEPT-FILTER ANALYZER) ESTE INSTRUMENTO ES DE UNA TECNOLOGA ANTIGUA, QUE PARTIO DE UN MEDIDOR TOTAL MEJORADO. AL CUAL SE LE INTALO FILTROS SINTONIZABLES A VARIAS FRECUENCIAS. ES USADO CON UN DIAL SINTONIZADOR DE UNA DETERMINADA RESOLUCIN DE LA FRECUENCIA (FILTRO).

DATA COLLECTORS FFT PROGRAMABLE LOS RECOLECTORES DE DATOS FFT SON INSTRUMENTOS DE USO CORRIENTE EN LA ACTUALIDAD Y SON DE USO PREFERENCIAL EN EL PROGRAMA DE MANTENIMIENTO PREDICTIVO, PUDIENDO TAMBIN SER TILES EN CUALQUIER VARIEDAD DE SITUACIONES QUE QUERAMOS ANALIZAR.

ANALIZADORES EN TIEMPO REAL UN ANALIZADOR DE TIEMPO REAL USUALMENTE ES CAPAZ DE VER LAS OSCILACIONES SIMUTNEAMENTE EN TODOS LOS PICOS EN EL ESPACIO FRECUENCIAL SELECCIONADO.

GRABADORAS DE CINTA DE CALIDAD

SON MUY TILES PARA MAQUINARIAS CON DIFICULTADES CRTICAS Y SIMULTNEAMENTE GRABA DIFERENTES SEALES, SEA DE PICKUPS DE VIBRACIN, TRANSDUCTORES DE PRESIN, SEALES DE TACOMETRO, TRANSDUCTORES ELCTRICO, FOTOTACMETRO, ETC.

MODULO II : TEORA DE LAS VIBRACIONES

1.-FUNDAMENTOS DE LA MEDICIN DE VIBRACIONESLA MEDICIN DE LA VIBRACIN ES UNA MEDICIN DE UN MOVIMIENTO PERIDICO. UN EJEMPLO SIMPLE ES EL USO DE SISTEMA MASA-RESORTE (FIG. 9)

FIGURA 9

EXISTEN DOS MEDIDAS DERIVADAS DEL DESPLAZAMIENTO: LA VELOCIDAD Y LA ACELERACION- VELOCIDAD: ES LA PRIMERA DERIVADA DEL DESPLAZAMIENTO EN FUNCIN DEL TIEMPO (VARIACIN DEL DESPLAZAMIENTO EN LA UNIDAD DE TIEMPO).ACELERACIN: ES LA SEGUNDA DERIVADA DEL DESPLAZAMIENTO EN FUNCIN DEL TIEMPO (VARIACIN DE LA VELOCIDAD EN LA UNIDAD DE TIEMPO).

EN RESUMEN, EL MOVIMIENTO PERIDICO TIENE. TRES CARACTERSTICAS QUE PUEDEN SER MEDIDAS: EL DESPLAZAMIENTO, LA VELOCIDAD V LA ACELERACIN; LAS RELACIONES ENTRE ELLAS SE MUESTRAN GRFICAMENTE EN LA SIGUIENTE FIGURA 10.

FIGURA 10A CONTINUACIN (FIG. 11.), OBSERVAREMOS UN CONJUNTO EJE-ROTOR DE UNA MAQUINA ROTATIVA QUE RELACIONAREMOS CON EL SISTEMA MASA-RESORTE ANTERIORMENTE MENCIONADO.

FIGURA 11: CONJUNTO EJE-ROTOR

EN LA FIGURA 12 SE MUESTRA EL DIAGRAMA AMPLITUD-TIEMPO, LAS SEALES DE DESPLAZAMIENTO, VELOCIDAD Y ACELERACIN.

FIGURA 12UNO DE LOS DIAGRAMAS TPICOS USADOS EN LA EVALUACIN DE EQUIPOS ES DEL ANLISIS DE ONDA AMPLITUD TIEMPO, MOSTRADO EN LA FIGURA 13.

FIGURA 13 GRFICO DE UNA ONDA AMPLITUD-TIEMPO

2.- ANLISIS DE SEALESANLISIS DE ONDA AMPLITUD-TIEMPOLA ONDA AMPLITUD-TIEMPO MOSTRADA EN LA FIGURA 12, ES PRODUCTO DE LA SEAL VIBRACIONAL TOMADA CON LA ASISTENCIA DE UN ACELERMETRO O PCK-UP DE VELOCIDAD Y PERMITE GRAFICAR LA ONDA AMPLITUD-TIEMPO. ESTE TIPO DE REGISTRO VIBRACIONAL ES LLAMADO GRFICO O PLOTEO "EN EL DOMINIO DEL TIEMPO".

ANLISIS DE ESPECTRO FFTCOMO MENCIONAMOS ANTERIORMENTE, LA MEJOR FORMA DE INICIAR EL ANLISIS VIBRACIONAL DE UN EQUIPO ES APLICANDO LA TRANSFORMADA RPIDA DE FOURIER - FFT FAST FOURIER TRANSFORM). EN TRMINOS COMUNES, SIGNIFICA QUE LA SEAL VIBRACIONAL ES DESCOMPUESTA EN COMPONENTES FRECUENCIALES CON SU RESPECTIVA AMPLITUD VIBRACIONAL. ESTOS VALORES O AMPLITUDES SON GRAFICADAS SOBRE LA ESCALA DE FRECUENCIAS (FIG. 14).

FIG. 14: EJEMPLO DE ESPECTRO FFT

ALARMA DE ENVOLVENTE CON ESPECTRO FFTEL MTODO CONSISTE EN APLICAR UNA ENVOLVENTE PATRN SOBRE EL ESPECTRO REGISTRADO (BASELINE). ESTA ENVOLVENTE ES MATEMTICAMENTE CREADA AL APLICAR UN FACTOR MULTIPLICADOR DEL 130 AL 150 % SOBRE EL ESPECTRO REGISTRADO NORMAL (BASELINE), CONFORME SE MUESTRA EN LA FIGURA 15.

FIG. 15 UN ESPECTRO FFT CON UNA ENVOLVENTE DE ALARMA.

3.-MTODOS ALTERNATIVOS DE PROCESAMIENTO DE LA SEAL DE VIBRACINADICIONALMENTE A LA "ONDA EN EL DOMINIO DEL TIEMPO" Y EL "ESPECTRO FFT", LAS SEALES VIBRACIONALES PUEDEN PROCESARSE POR OTROS MTODOS A FIN DE MEJORAR EL ANLISIS DEL EQUIPO Y SUS CONDICIONES DE OPERACIN.LAS SIGUIENTES SON ALGUNOS EJEMPLOS DE MTODOS ALTERNATIVOS DE PROCESAMIENTO. MEDIDAS DE FASE

FIG. 16 UNA GRFICA DE FASE

TABLA I

CARTA DE DIAGNOSTICO DEL TECHNICAL ASSOCIATE OF CHARLOTTE

DETECCIN DE ALTA FRECUENCIA HFD

DETECCIN POR ENVOLVENTE

-TECNOLOGA "SEE"

4.-SENSORES DE VIBRACINEL PRIMER PASO EN EL MONITOREO DE LAS CONDICIONES DEL ESTADO DE LA MAQUINARIA ES LA TOMA DE LAS MEDIDAS VIBRACIONALES. PARA ESTO SE UTILIZAN SENSORES QUE SE INSTALAN O ACOPLAN AL EQUIPO A FIN DE CAPTAR LA ENERGA MECNICA (INDUCIDA POR LA VIBRACIN) Y CONVERTIRA EN UNA SEAL ELCTRICA, LA MISMA QUE ES MEDIDA Y ANALIZADA CON LA INSTRUMENTACIN DISPONIBLE (VIBROMETROS Y ANALIZADORES).

EXISTEN TRES TIPOS BSICOS DE SENSORES, QUE MIDEN:*DESPLAZAMIENTO:LA DISTANCIA RELATIVA A SU PUNTO DE REFERENCIA*VELOCIDAD: ES LA RELACIN DEL DESPLAZAMIENTO CON RESPECTO AL TIEMPO.*ACELERACIN: ES LA VARIACIN DE LA VELOCIDAD VIBRACIONAL EN EL TIEMPO.

A CONTINUACIN SE PRESENTAN LAS VENTAJAS Y LIMITACIONES EN EL USO DE LOS SENSORES PARA REGISTROS VIBRACIONALES.

DESPLAZAMIENTOEL DESPLAZAMIENTO ES MUCHAS VECES MEDIDO CON UN SENSOR DENOMINADO PROBETA DE EDDY.

FIG. 16 SENSOR DE DESPLAZAMIENTO EDDY

SI IMAGINAMOS QUE PODEMOS OBSERVAR EL EJE AXIALMENTE, EL MOVIMIENTO ORBITAL SER SIMILAR AL DE LA FIG. 17.

FIG. 17 GRAFICO ORBITAL 2 SENSORES EDDY

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS SENSORES EDDY. VENTAJAS-MIDE LA DISTANCIA RELATIVA ENTRE DOS SUPERFICIES.-RESPUESTA SEGURA A BAJA FRECUENCIA-PUEDE MEDIR EL MOVIMIENTO ESTTICO V DINMICO DEL EJE. -NO SE DESGASTAN.-SON PEQUEOS-FACILES DE CALIBRAR.-MIDEN DIRECTAMENTE EL DESPLAZAMIENTO.DESVENTAJAS:-SU SENSIBILIDAD SE VE LIMITADA EN ALTA FRECUENCIA. -SU INSTALACIN O REEMPLAZO ES DIFICULTOSO. -REQUIERE, DE UNA FUENTE DE ENERGA EXTERNA.-PRESENTA SENSIBILIDAD EN LA CALIBRACIN SEGN EL TIPO DEL MATERIAL DEL EJE.

VELOCIDAD:LOS SENSORES DE VELOCIDAD (PICK-UP) MIDEN LA VIBRACIN RECEPCIONADA EN LAS CAJAS DE COJINETES O EN LA CARCASA DE LA MQUINA. UN TPICO SENSOR DE VELOCIDAD CONSISTE EN UN NUCLEO MAGNTICO SUSPENDIDO POR RESORTES Y QUE SE ENCUENTRA RODEADO POR UNA BOBINA, TAL COMO SE MUESTRA EN LA FG. 18

FIG. 18 TPICO SENSOR DE VELOCIDAD.PICK-UP

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE UN SENSOR DE VELOCIDAD. VENTAJAS:-TIENE MUY BUENA RESPUESTA EN MEDIA FRECUENCIA. -PUEDE SER INSTALADO SOBRE BASES TEMPORALES. -FACL DE INSTALAR.-NO REQUIERE DE FUENTE EXTERNA DE PODER.

DESVENTAJAS:-SU USO SE VE LIMITADO EN AMBIENTES RUDOS O DONDE EXISTEN FUERTES CAMPOS MAGNTICOS-SU COMPORTAMIENTO SE VE AFECTADO POR EL USO. -DIFICIL DE CALIBRAR.

ACELERACIN.LA ACELERACIN ES MEDIDA CON ACELERMETROS. ESTOS ACELERMETROS CONTIENEN UNO O MS CRISTALES PIEZO-ELCTRICOS Y UNA MASA QUE LOS PRESIONA.

FIG. 19 ACELERMETRO DEL TIPO CRISTAL PEZO-ELCTRICO.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL ACELERMETRO. VENTAJAS--BUENA RESPUESTA A ALTA FRECUENCIA.-EXISTEN ALGUNOS MODELOS PARA AMBIENTES A ALTA TEMPERATURA. -SON BASTANTE CONFIABLES.-SON SIMPLES DE INSTALAR.-SON PEQUEOS.DESVENTAJAS-.- POSIBILIDAD DE CAPTAR RUIDOS DE BAJA FRECUENCIA (DISTORSIN DE LA SEAL)- REQUIERE DE ELEMENTOS ELECTRNICOS ADICIONALES PARA SUPERAR LOS PROBLEMAS DE IMPEDANCIA EN LA SEAL DE SALIDA.

- LAS PROBETAS DE DESPLAZAMIENTO (SENSORES EDDY) OPERAN ADECUADAMENTE EN UN RANGO DE CERO HASTA LOS 1000 HZ, EL SENSOR DE VELOCIDAD (PICK UP) DE 10 A 1500 HZ. Y LOS ACELERMETROS HASTA LOS 400 KHZ. EN LA FIG. 20, SE MUESTRA LOS RANGOS DE APLICACIN DE FRECUENCIA DE LOS DIVERSOS SENSORES MENCIONADOS.

FIG 20RELACIN ENTRE LOS SENSORES DE DESPLAZAMIENTO, VELOCIDAD Y ACELERACIN CON RESPECTO A LA FRECUENCIA

ESPECTROS FFT:

MDULO III: TECNICAS DE ANALISIS VIBRACIONALALGUNOS MODOS DE USAR LA VIBRACIN PARA DETERMINAR LA CONDICIN DE MAQUINARIA INCLUYEN LA MEDICIN DE NIVELES DE VIBRACIN TOTAL, ANLISIS DE FRECUENCIA DE VIBRACIN (ANLISIS DE ESPECTRO FFT - TRANSFORMADA RPIDA DE FOURIER ), Y ANLISIS DE SEAL EN EL DOMINIO TIEMPO EN CADA COJINETE DE LA MAQUINA.

1.- NIVEL DE VIBRACIN TOTALEL NIVEL DE VIBRACIN TOTAL ES UNA MEDIDA DE LA ENERGA TOTAL ASOCIADA A TODAS LAS FRECUENCIAS DE VIBRACIN PROCEDENTES DE UN PUNTO DE MEDICIN DADO.

2.-ANLISIS ESPECTRAL FFTLA CANTIDAD DE VIBRACIN QUE OCURRE A UNA DETERMINADA FRECUENCIA ES LLAMADA LA AMPLITUD DE VIBRACIN A DICHA FRECUENCIA. EL GRAFICO DE AMPLITUD VS FRECUENCIA ES LLAMADO ESPECTRO FFT.

FIGURA 22.UN ESPECTRO FFT SIMPLE NORMALIZADO EN ORDENES, MOSTRANDO UN ALTO PICO A IX (PICO A LA VELOCIDAD DE GIRO)

MUCHOS ESPECTROS NO SON TAN SMPLES COMO EL QUE SE MUESTRA EN LA FIGURA PREVIA Y CONTIENEN COMPONENTES ADICIONALES. SI LAS AMPLITUDES DE DICHOS COMPONENTES SON PEQUEAS, MENOS QUE 1/3 DE LA AMPLITUD A LA VELOCIDAD DE GIRO Y ESTN DECRECIENDO EN AMPLITUD A MEDIDA QUE AUMENTA LA FRECUENCIA, EL ESPECTRO SE CONSIDERA NORMAL (FIGURA 23)

FIGURA 23. ESPECTRO TPICO FFT DE BAJA FRECUENCIA MOSTRANDO UN GRAN PICO A IX 3, PICOS DE ORDENES 2, 3 Y 4.

SI EL ESPECTRO CONTIENE COMPONENTES (PICOS) ANTES O DESPUS DEL PICO A LA VELOCIDAD DE GIRO, CON AMPLITUDES MAYORES QUE LA MITAD DE MISMO, UN PROBLEMA PUEDE ESTAR PRESENTE Y EL ESPECTRO ES ANALIZADO PARA UNA EVALUACIN LE CONDICIN (FIGURAS 24,25 Y 26).

FIGURA 24.CARACTERSTICAS ESPECTRALES DE DESALINEAMIENTO

LA VIBRACIN A DOS VECES LA VELOCIDAD DE GIRO IMPLICA DESALINEAMIENTO. SI LA AMPLITUD A DOS VECES LA VELOCIDAD DE GIRO ES MS DE 75% DE LA DE LA VELOCIDACL DE GIRO, EST A PUNTO DE OCURRIR DAO. LA CONDICIN DEBE SER MONITOREADA DE CERCA Y CORREGIDA A LA PRIMERA OPORTUNIDAD.

FIGURA 25.CARACTERSTICAS ESPECTRALES DE DESBALANCE

EL DESBALANCE: CASI SIEMPRE SE OBSERVA COMO UNA ALTA AMPLITUD A LA VELOCIDAD DE GIRO MEDIDA EN DIRECCIN RADIAL.

FIGURA 26.CARACTERISTICAS ESPECTRALES DE SOLTURA MECNICA.&

LA SOLTURA MECNICA: GENERALMENTE SE CARACTERIZA POR UNA LARGA CADENA DE ARMNICOS DE LA FRECUENCIA DE GIRO CON ANORMALMENTE ALTAS AMPLITUDES.EN RESUMEN, LAS FIGURAS DE ESPECTRO FFT SON MUY, USADAS EN LA EVALUACIN DE CONDICIN MECNICA.

FIGURA 27.TENDENCIA DE FFTS EN UN DIAGRAMA DE CASCADA.

RESONANCIAOTRA FRECUENCIA CLAVE ES LA FRECUENCIA RESONANTE (TAMBIEN LLAMADA FRECUENCIA NATURAL O CRTICA) DE LA MQUINA O ESTRUCTURA. LA RESONANCIA ES PROBABLEMENTE LA CAUSA MS COMN DE ALTA VIBRACIN. EXCESIVA VIBRACIN DE ESTE TIPO PRODUCIRA FALLAS.

FIGURA 28.GRFICA MOSTRANDO AMPLIFICACIN A LA FRECUENCIA NATURAL.

FIGURA 29GRAFICA MOSTRANDO FRECUENCIAS RESONANTES FUERA DEL RANGO DE OPERACIN SEGURA A LA VELOCIDAD DE GIRO.

3.- ONDAS EN EL DOMINIO TIEMPOUNA ONDA EN EL DOMINIO TIEMPO ES UNA REPRESENTACION GRAFICA DE UNA MUESTRA EN UN TIEMPO CORTO DE LA VIBRACION TOTAL ANTES DE QUE SEA CONVERTIDA EN UN ESPECTRO DE FRECUENCIA (FIGURA 30)

FIGURA 30GRAFICA DE ONDA EN DOMINIO TIEMPO MOSTRANDO DESALINEAMIENTO

PLOTEOS ORBITALES UN PLOTEO ORBITAL SE PRODUCE POR LA COMBINACION DE SEALES DE DOS SENSORES DE VIBRACION EN DIRECCION RADIAL SITUADOS A 90 GRADOS UNO DE OTRO.

FIGURA 31

EJEMPLO DE UN PLOTEO ORBITAL

4. NUEVA TECNOLOGIA DE FASES MULTI-PUNTOS (DIAGRAMA DE BURBUJAS)

I). DIAGNOSTICO DE DESBALANCEA CONTINUACIN SE PRESENTA EL TPICO DIAGRAMA DE BURBUJAS Y EL PROCEDIMIENTO DE DIAGNSTICO CON LA ASISTENCIA DE LA TCNICA DE FASES.

ANALISIS DE FASES RADIALES

- Si es >30; el problema puede que no sea desbalance.-Si es < 30; es ms probable que sea desbalance. 1.- DETERMINAR LA FASE RELA-TIVA (DIFERENCIA) EN LA DIREC-VERTICAL. VERTICAL IB VS VER-TICAL OB2.- DETERMINAR LA FASE RELA-TIVA HORIZONTAL IB VS OB

3.- COMPARE ESTAS FASES.

1.DETERMINE LAS FASES RELATIVAS RADIALES (DIFERENCIA) EN AMBOS EXTREMOS.VERTICAL IB HORIZONTAL IB.VERTICAL OB HORIZONTAL OB.ANALISIS DE AMPLITUDES1. DETERMINAR LOS RATIOS DE AMPLITUD VERTICAL. (VERTICAL IB / VERTICAL OB)2. DETERMINAR LOS RATIOS DE AMPLITUD HORIZONTAL. (HORIZONTAL IB / HORIZONTAL OB)3. COMPARE LOS RATIOS VERTICALES Y HORIZONTALES . SI SON SIMILARES, NO MAS DEL 10%, EL PROBLEMA PUEDE SER DESBALANCE4.COMPARE LAS AMPLITUDES HORIZ. Y VERT,LAS AMPLIT. HORIZ. DEBEN SER MAS ALTA EN UN 20 A 50%.QUE LAS VERT- SI LAS DIFERENCIAS SON DE 90, ESTARIAMOS EN UN CASO DE DESBALANCE.- SI LAS DIFERENCIAS NO SON DE 90, PROBABLEMENTE NO SEA DESBALANCE

ANALISIS DE FASES AXIALES 1.DETERMINAR LAS FASE RELATIVA DE AMBOS EXTREMOS AXIALES. SI SON SIMILARES, EL PRBLEMA PUEDE SER DESBALANCE DE LO CONTRARIO NO SERA DESBALANCE2. DETERMINAR LAS FASE RELATIVA SOBRE LA IZQUIERDA Y SOBRE LA DERECHA DE AMBOS EXTREMOS DE LA MAQUINA. SI EL DESBALANCE ES MAS ESTATICO DEBIDO AL ROTOR EN SI), LA FASE RELATIVA SERA DE 0.SI EL DESBALANCE ES INDUCIDO POR EL EFECTO CUPLA LA FASE RELATIVA SERA DE 180

AMPLITUD AXIAL 1.COMPARE LA MAS ALTA AMPLITUD AXIAL CON LA MAS ALTA RADIAL* SI LA AMPLITUD AXIAL < 30% DE LA RADIAL, EL PROBLEMA PUEDE SER DESBALANCE.* SI LA AMPLITUD AXIAL > 30% DE LA RADIAL, EL PROBLEMA PROBABLEMENTE NO SEA DESBALANCE.

II. DIAGNOSTICO DE DESALINEAMIENTO

EXISTIRA DESALINEAMIENTO SI SE CUMPLE :- QUE LA DIFRENCIA DE LAS FASES RELATIVASVERTICALES CON LAS HORIZONTALES SEA IGUAL .A 180FASES RELATIVAS VERTICALES : 180FASES RELATIVAS HORIZONTALES : 0DIFERENCIA : 180 - 0 = 180POR LO TANTO EXISTE DESALINEAMIENTO

EJEMPLO N 2 VER NOTAS EN LA SIGUIENTE PAGINA

EJEMPLO N 3

- SI SE OBSERVAN AL MENOS CUATRO (04) FASES RELATIVAS (DIFRENCIAS) DE 180 Y 0, ENTRE LAS MISMAS VERTICALES(IB - OB) Y HORIZONTALES (IB - OB), ASI COMO DE LAS COMPONENTES VERTICALES - HORIZONTALES Y DE LAS AXIALES ADYACENTES A LAS VERTICALES U HORIZONTALES.

EN NUESTRO CASO :- VERTICAL MOTRIZ : 180- HORIZONTAL MOTRIZ : 0- VERTICAL / HORIZONTAL (EXTERIOR-MOTRIZ) : 180- VERTICAL / HORIZONTAL (INTERIOR - MOTRIZ) : 0- AXIAL - VERTICAL OB (MOTRIZ) : 0- AXIAL - HORIZONTAL OB (MOTRIZ) : 180- HORIZONTAL CONDUCIDA : 0- VERTICAL / HORIZONTAL (INTERIOR-CONDUCIDA) : 0CONCLUSION ; LECTURAS DE 180 : TRES (03) LECTURAS DE 0 : CINCO (05) TOTAL : OCHO (08)

POR LO TANTO EXISTE DESALINEAMIENTO

5. ANALISIS DE ENVOLVENTE DE ACELERACION PARA RODAMIENTOS Y ENGRANAJES

1.QU ES LA ENVOLVENTE (ENVELOPING)?

LA DETECCIN DE ENVOLVENTE ES UN MTODO BASADO EN LA INTENSIFICACIN DE LOS COMPONENTES REPETITIVOS DE UNA SEAL DINMICA QUE PERMITE OBTENER UNA ALARMA TEMPRANA DE LAS CONDICIONES MECNICAS DE DETERIORO, QUE ESTN ASOCIADOS A RODAMIENTOS Y ENGRANAJES.

3RA. SESIN PRACTICA -'ANLSIS"

OBJETIVO

UTILIZAR LOS DATOS OBTENIDOS PARA EL ANLISIS Y DIAGNSTICO, TANTO DE VALORES TOTALES DE VIBRACIN COMO DE LOS ESPECTROS VIBRACIONALES.

PROCEDIMIENTO

-ANLISIS CON VALORES TOTALES V TENDENCIAS-ANLISIS CON ESPECTROS FFT-ANLISIS CON ONDA REAL-ANLISIS CON NGULOS DE FASE

RODAMIENTOS CON ELEMENTOS DESGASTADOS

EJEMPLO 3:PRESENTACIN EN CASCADA DE LOS ESPECTROS DE LOS ELEMENTOS DESGASTADOS DE UN RODAMIENTO

EN EL ESPECTRO MOSTRADO ARRIBA, LOS ESPECTROS MUESTRAN UN RODAMIENTO QUE SE VA DETERIORANDO CON EL TIEMPO. EL ESPECTRO A FUE TOMADO DESPUS DE QUE EL RODAMIENTO FUE REMPLAZADO.

COJINETE DE EMPUJE GASTADO

EJEMPLO 4: PRESENTACIN EN CASCADA DE LOS ESPECTROS DEL COJINETE DE EMPUJE GASTADO

EN EL ESPECTRO ARRIBA MOSTRADO, LOS ESPECTROS A Y B SON SEALES DE VIBRACIONES TOMADAS DESPUS DE QUE EL COJINETE GASTADO FUE REEMPLAZADO. ESTAS SEALES "BUENAS" AHORA ACTUAN COMO LOS PATRONES DE REFERENCIA.

RODAMIENTO CON LA PISTA DAADA

EJEMPLO 5: PRESENTACIN EN CASCADA DE UN RODAMIENTO CON LA PISTA DAADA

EN LA VISTA SUPERIOR EN LA PRESENTACIN EN CASCADA DE LOS ESPECTROS DE UN RODAMIENTO CON LA PISTA DAADA, LOS ESPECTROS A Y B FUERON TOMADOS DESPUS QUE EL RODAMIENTO FALLADO FU REMPLAZADO.

EJE FLEXIONADO

EJEMPLO 6: PRESENTACIN EN CASCADA DE ESPECTROS DE EJE FLEXIONADO.

MODULO IV: ANALISIS VIBRACIONAL Y ANALISIS DE CORRIENTE EN MOTORES ELECTRICOS

EQUIPOS ROTATIVOS Y MOTORES ELECTRICOS:

DIAGNOSTICO POR:

ANALISIS VIBRACIONAL Y ANALISIS DE CORRIENTE

DIAGNOSTICO DE DEFECTOS EN BARRA DE ROTOR Y ENTREHIERRO EXCENTRICO EN MOTORES DE INDUCCION CON LA ASISTENCIA DE ANALISIS DE CORRIENTE Y ANALISIS VIBRACIONAL.INTRODUCCION

EL ANALISIS VIBRACIONAL (ESPECTROS FFT) VIENE SIENDO UTILIZADO PARA DETECTAR PRINCIPALMENTE PROBLEMAS MECNICOS; SIN EMBARGO EN LOS LTIMOS AOS SU USO TAMBIEN VIENE SIENDO APLICADO EN EL DIAGNSTICO DE ANOMALAS ELCTRICAS EN MOTORES DE CORRIENTE ALTERNA Y CONTINUA.

PARA EL DIAGNSTICO POR ANLISIS VIBRACIONAL (ESPECTROS FFT) CONSIDERAREMOS LA CARTA DE DIAGNSTICO DEL TECHNICAL ASSOCIATES OF CHARLOTTE (TABLA I), AS COMO LAS FIGURAS N 1,2 Y 3.

FIGURA N 1 DIAGRAMA DE UN MOTOR DE INDUCCION A LO LARGO CON SU ESTATOR, BARRAS ROTORICAS, ENTREHIERRO Y CAMPO MAGNETICO

FIGURA N 2

VISTA ISOMETRICA DE UN ROTOR INCLUYENDO LAS BARRAS ROTATORIAS, ANILLOS DE CORTOCIRCUITO Y ROTOR DE LAMINILLAS

FIGURA N 3

ENTREHIERRO ENTRE MOTOR Y ESTATOR

2. ESPECTROS FFT TIPICOS DE DIAGNOSTICO

A CONTINUACIN PRESENTAMOS ALGUNAS CONSIDERACIONES QUE DEBEN TOMARSE EN CUENTA EN EL DIAGNSTICO POR ANLISIS VIBRACIONAL.

A CONTINUACIN SE PRESENTAN LAS FIGURAS 5 A 12, DONDE SE PUEDE APRECIAR LOS ESPECTROS FFT TPICOS DE DIAGNSTICO DE MOTORES DE INDUCCIN, CON LA ASISTENCIA DEL ANLISIS VIBRACIONAL.

FIGURA N 5A

ESPECTRO DE MOTOR CON FRECUENCIA DE 12,000 CPM (Fmax)

FIGURA 5B

ESPECTRO AMPLIFICADO DE MOTOR CON AMPLITUD LOG

FIGURA N 6A

ESPECTRO CON AMPLITUD LOG MOSTRANDO CLARAMENTE BANDAS LATERALES DE FRECUENCIA DE PASO DE POLOS DE 1X A 4X RPM

FIGURA 6B

ESPECTRO DE AMPLITUD LINEAL, NO MOSTRADO ADECUADAMENTE BANDAS LATERALES DE FRECUENCIA DE PASO DE MULTIPLES POLOS

FIGURA N 6C

ESPECTRO AMPLIFICADO DE AMPLITUD LOGARITMICA INDICANDO CLARAMENTE 1X RPM Y BANDAS LATERALES DE PASO DE POLOS

FIGURA N 7A

ESPECTRO NORMAL PMP CON Fmax: 50X RPM

FIGURA 7B

ESPECTRO AMPLIFICADO INDICANDO PROBLEMA CENTRO DEL ESTATOR

FIGURA N 8AESPECTRO DE 30,000 CPM PARA MOTOR DE BOMBA DE AGUA DE RECIRCULACION

FIGURA N 3BESPECTRO AMPLIFICADO INDICANDO UN ROTOR EXCENTRICO(NO SOLTURA MECANICA O DESALINEAMIENTO)

FIGURE 9A30,000 CPM ESPECTRUM ON A CENTAC MOTOR (POS. 2H)

FIGURA 9BZOOM SPECTRUM AROUND 1XRPM SHOWING MULTIPLE POLE PASS SIDEBANDS (BROKEN OR CRAKED ROTOR BARS/SHORTING RING PROBLEMS INDICATED)

FIGURA 9A, BANCHO DE BANDA Y ESPECTRO AMPLIFICADO PARA UN MOTOR CON BARRAS DE ROTOR FISURADAS O ROTAS O PROBLEMAS DE ANILLO DE CORTOCIRCUITO

FIGURE 9CZOOM SPECTRUM AROUND 2X RPM (POLE PASS SICEBANDAS ALSO HERE)

FIGURE 9D

ZOOM SPECTRUM AROUND 3x RPM(NOTE POLE PASS SIDEBANDS HERE ALSO)

FIGURA 9C, D.

ANCHO DE BANDA Y ESPECTRO AMPLIFICADO PARA UN MOTOR CON BARRAS DE ROTOR FISURADOS O ROTAS O PROBLEMAS DE ANILLO DE CORTOCIRCUITO

FIGURA N 10A

PROBLEMAS SEVEROS DETECTADOS EN BARRAS DE ROTOR A 2X RBPF, PERO COMPLETAMENTE PERDIDO A 1X FREC, DE PASO DE BARRAS DEL ROTOR (1X. RBPF)

FIGURA 10B

PROBLEMA SEVERO DE BARRAS DE ROTOR (DETECTADO A FREC. DE PASO DE BARRAS DE ROTOR A 2X).

FIGURA 11

AJUSTE DE BANDAS DE ALARMA ESPECTRAL PARAUN MOTOR (6 POLOS) DE BOMBA DE CONDENSADO

FIGURA 12 :EJEMPLO DE ESPECTRO DE UN MOTOR CON PROBLEMAS DE TORQUE PULSANTE

3.- ANALISIS DE CORRIENTE EN MOTORES DE INDUCCIN

3.1.- BENEFICIOS DEL ANALISIS DE CORRIENTE

A) EL ANALISIS PUEDE SER EFECTUADO DESDE EL CENTRO DE CONTROL O TABLERO DE DISTRIBUCIN (LEJOS DEL EQUIPO), SOBRETODO EN EQUIPOS DE ALTO RIESGO.

B) DETECCIN DE ANORMALIDADES EN EL MOTOR CONFORME SE DETALLA EN LA TABLA II.

TABLA IIPROBLEMAS DETECTADOS CON EL ANALISIS DE CORRIENTE EN MOTORES EN FUNCION DE PARAMETROS/ FRECUENCIAS.

(*) FRECUENCIA DE CONTACTO DEL ROTOR: FAG (ROTOR SLOT FREQUENDY)

FAG= FL [(NRT R E) (1-S) N WE] ECUACIN 1P

DONDE:

FAG:FRECUENCIA DE CONTACTO DEL ROTOR (HZ O CPM)FL: FRECUENCIA DE LA LNEA (HZ O CPM)NRT :NMERO ENTERO (1,2,3,...)R : NMERO DE BARRAS DEL ROTORE : NMERO ENTERO (0 PARA EXCENTRICIDAD ESTTICA), (1,2,3.... PARA EXCENTRICIDAD DINMICA) S : DESLIZAMIENTO PORCENTUAL DEL MOTORP : NMERO DE PARES DE POLOSNWE: NMERO DE ORDEN ARMNICO (1,3,5,7..)

C).- SI NO EXISTE UN DIAGNSTICO PRECISO, LAS ANORMALIDADES INDICADAS EN LA TABLA II, PUEDEN EVENTUALMENTE MOTIVAR FALLAS COMO ROCE DEL ESTATOR/ ROTOR, DAO TRMICO EN EL ESTATOR, EXCESIVOS ARRANQUES, FLEXIONAMIENTO DEL ROTOR Y EN GENERAL INESTABILIDADES OPERATIVAS Y VIBRACIONALES.

D).- EL ANLISIS DE CORRIENTE PUEDE ELIMINAR LA NECESIDAD DE DESMONTAJE E INSPECCIN VISUAL.

E).- CONSIDERANDO QUE EL ANLISIS DE CORRIENTE PUEDE DETECTAR PROBLEMAS COMO BARRAS DE ROTOR FISURADAS,

F).- PERMITE DETECTAR LOS PROBLEMAS A TIEMPO, EVITANDO CONSUMOS DE ENERGA INNECESARIOS.

3.2.-INSTRUMENTACION REQUERIDA

EN LA FIGURA N 13, SE PUEDE APRECIAR LOS INSTRUMENTOS REQUERIDOS PARA ANLISIS DE CORRIENTE,

- ANALIZADOR DE ESTADO DE CONDICIN (EQUIVALENTE A UN MICROLOG CMVA 55)- PINZAS AMPERIMTRICAS COMPATIBLE AL ANALIZADOR CMVA 55 (EN UN RANGO DE 20A / 200A Y 40A /400A CON CAPACIDAD HASTA 600A A 750 VOLTIOS).- SOFTWARE ANLISIS DE CORRIENTE (EQUIVALENTE AL WIZARD UTILIZANDO CON EL MICROLOG CMVA 55)

FIGURA N 13

ESPECIFICACIONES TIPICAS DE INSTRUMENTOS PARA ANALISIS DE CORRIENTE DE MOTORES ELECTRICOS

FIGURA N 14 ESPECTRO DE CORRIENTE MOTOR SIN BARRAS ROTAS

FIGURA N 15

ESPECTRO DE CORRIENTE, ROTOR CON UNA BARRA ROTA(EL MISMO MOTOR DE LA FIGURA 14)

3.3 PROCEDIMIENTO Y CARACTERISTICAS DE LA MEDICION Y DIAGNOSTICO TABLA IIIGUIA PARA EL DIAGNOSTICO Y ACCIONES CORRECTIVAS RECOMENDADAS EN ROTORES DE MOTORES DE INDUCCION

EN LAS FIGURAS 14 Y 15, TENEMOS DOS EJEMPLOS DE DIAGNSTICO CON ANLISIS DE CORRIENTE; LA PRIMERA (FIG 14) INDICA UN MOTOR SIN PROBLEMAS, MIENTRAS QUE LA SEGUNDA (FIG. 15) MUESTRA UN MOTOR CON UNA BARRA ROTA EN EL ROTOR.

EN LAS FIGURAS N 16 Y 17 SE PUEDE APRECIAR LOS ESPECTROS DE ANLISIS DE CORRIENTE DE UN MOTOR ELECTRICO PARA UN CARGA DEL 50% Y 100% RESPECTIVAMENTE. (CON DOS BARRAS ROTAS).

FIGURA N 16ESPECTRO DE CORRIENTE, ROTOR CON DOS BARRAS ROTASBAJO CARGA REDUCIDA

FIGURA N 17ESPECTRO DE CORRIENTE ROTOR CON DOS BARRASW ROTASBAJO PLENA CARGA

SI NOS GUIAMOS DE LA FIG N 16, EL MOTOR NO ESTARA INDICANDO ANORMALIDADES (FL/FP= 52 dB), CON UN 50% DE CARGA; SIN EMBARGO EN LA FIG N 17, SI SE DETECTA LAS DOS BARRAS ROTAS (FISICAMENTE VERIFICADAS), LO CUAL EL DIAGNSTICO FL/FP= 37.2 dB LO CONFIRMA (VER TABLA III).

CASO HISTORICODIAGNOSTICO POR ANALISIS VIBRACIONAL Y CORRIENTE DE UN MOTOR DE INDUCCION DE UN VENTILADOR DE TIRO FORZADO

1.- CARACTERISTICAS DEL EQUIPO

2.- RESULTADOS DE EVALUACION2.1.-ANALISIS VIBRACIONAL

LOS NIVELES VIBRACIONALES TOTALES (OVERALL) REGISTRARON VALORES BASTANTES BAJOS (0.025 PULG/SEG-PICO = 0.45 MM/SEG-RMS), QUE A PRIMERA VISTA ESTARA INDICANDO CONDICIONES SATISFACTORIAS, SIN EMBARGO DURANTE LAS PRUEBAS A VELOCIDAD VARIABLE SE ESCUCH UN ZUMBIDO DE CONSIDERABLE INTENSIDAD Y NIVELES PUNTUALES DE 4 GS DE ACELERACIN VIBRACIONAL.

EN LA FIG. N 3 SE PUEDE APRECIAR UN ZOOM APLICADO A LA AL ENTORNO DE LA FRECUENCIA 1X (746 RPM) PROCEDENTE DE LA FIGURA N 2. EN ESTA FIG. N 3, SE PUEDE APRECIAR CLARAMENTE LAS BANDAS LATERALES (SIDEBANDS) DE LA FRECUENCIA DE PASO DE POLOS (FP). 2.2. ANALISIS DE CORRIENTE DEL MOTOR LA FIGURA 6 MUESTRA EL ESPECTRO DE CORRIENTE TOMADO EN EL MOTOR, CON LA APLICACIN DE UN ZOOM AL ENTORNO DE LA FRECUENCIA DE LNEA (FL): 51.023 HZ 3061 CPM, CON UNA AMPLITUD DE 1.89 AMPS, MIENTRAS QUE LA BANDA LATERAL DE LA FRECUENCIA DE PASO DE POLOS UBICADA A LA IZQUIERDA DE LA FL, TIENE UNA AMPLITUD DE 0.0510 AMP., LO QUE EQUIVALE A UNA RELACIN DE 37.1 (1.89/0.0051) 31.4 DB.CON ESTOS RESULTADOS NOS REMITIMOS A LA TABLA III, DONDE SE APRECIA QUE EL DIFERENCIAL DE 31.4 DB SE ENCUENTRA EN EL RANGO DE LA CLASE N6, ES DECIR QUE EL MOTOR DEBE SER SOMETIDO A UNA REPARACIN GENERAL (OVERHAUL).

FIGURA 2ESPECTRO VIBRACIONAL DEL MOTOR, MOSTRANDO EXCESIVAS ARMONICAS NX

FIGURA 3ZOOM ESPECTRAL MOSTRANDO, BANDAS LATERALES ALREDEDOR DE LA VELOCIDAD DE GIRO 1X

FIGURA 4ZOOM ESPECTRAL MOSTRANDO, BANDAS LATERALES A LA FRECUENCIA 2X

FIGURA 5ZOOM ESPECTRAL MOSTRADO BANDAS LATERALES ALREDEDOR DE LAS FRECUENCIA 22X A 25X

FIGURA 6ANALISIS ESPECTRAL DE CORRIENTE DEL MOTOR

FIGURA 7ANALISIS ESPECTRAL DE CORRIENTE DE UN MOTORSIMILAR AL MOSTRADO EN LA FIG. 6

MDULO V: DIAGNOSTICO DE PROBLEMAS TIPICOS

1.-IDENTIFICACIN DEL PROBLEMA Y TCNICAS DE SOLUCIN.-

LA DIFERENCIA ESTRIBA EN QUE LOS SIGNOS VITALES DE LA MQUINA SON SUS PATRONES DE VIBRACIN. CUANDO LA MQUINA ENFERMA, LAS AMPLITUDES Y/O FRECUENCIAS QUE NORMALMENTE GENERAN, TAMBIN CAMBIAN; Y A MENUDO, INCLUSO, APARECEN NUEVAS FRECUENCIAS. TODO LO QUE HAY QUE HACER PARA SOLUCIONAR UN PROBLEMA DE VIBRACIN ES DETERMINAR LA CAUSA DE LOS CAMBIOS.

2.-DESBALANCE

UN DESBALANCE PURO RESULTA EN UNA FRECUENCIA DE VIBRACIN A LA VELOCIDAD DE OPERACIN FUNDAMENTAL DE LA MQUINA. SIN EMBARGO, DEBEMOS TENER CUIDADO CON NUESTROS DIAGNSTICO PORQUE HAY OTRAS CONSIDERACIONES QUE TAMBIN RESULTAN EN LA FRECUENCIA FUNDAMENTAL, ADEMS DEL HECHO DE QUE EXISTEN VARIOS TIPOS DE DESBALANCE. VEAMOS LAS OTRAS CONDICIONES QUE SUELEN DARSE CON LA FRECUENCIA FUNDAMENTAL:

2. 1.-AFLOJAMIENTO

2.2.-DOBLAMIENTO DEL EJE

2.3.-DESALINEAMIENTO

2.4.-ACOPLAMIENTO BLOQUEADO

2.5.-RESONANCIA

2.6.-TENSIN EN LA CARCASA

2.7.-VELOCIDADES CRITICAS

2.8.-HOLGURA EXCESIVA DEL COJINETE

2.9.-ESFUERZOS DEL ROTOR

2.10.-DESCARGA ELECTROMAGNTICA

CASOS HISTORICOS

1.Caso de desbalance1.1Turbocompresor de 1. 8 MW de Refinena de Petrleo

2.Casos de desalineamiento2.1. Turbogenerador a Gas de 50 MW de Central Trmica 2.2. Turbocompresor de 3.6 MW de Refinera de Petrleo

3.Casos de soltura mecnica3.1. Turbosoplador de Refinena de Zinc 3.2. Ventilador de caldera de fbrica papelera

4.Caso de desbalance hidralico4.1. Grupo de generacin hidralico de 21 MW

5.Caso de fallas en rodamientos5.1. Tornamesa de Fundicin

6.Caso de Lubricacin6.1 Turbogenerador a Gas de 100 MW de Central Trmica

7.Caso de Limitaciones Elctricas7.1 Fallas en motores de induccin

8.Anomalas en Apoyos de empuje de Turbomquinas8.1 Anlisis de Diagnstico vibracional de anomalas en apoyos de empuje de Turbosoplador de Mina

1.CASO DE DESBALANCE

1.1TURBOCOMPRESOR DE 1. 8 MW DE REFINENA DE PETRLEO

CASO DE DESBALANCEDESBALANCE DINMICO/ROTOR FLEXIONADO

1.INTRODUCCIN

LUEGO DE 36 MESES DE OPERACIN CONTINUA, LA UNIDAD DE FCC DE LA REFINERA LA PAMPILLA FUE INTERVENIDA PARA SU MANTENIMIENTO INTEGRAL. EL TURBO-COMPRESOR DE ESTA UNIDAD (1.8 MW, 7,000 RPM), SLO SE INSPECCION EL SISTEMA SE GOBIERNO, YA QUE LOS NIVELES VIBRACIONALES PREVIOS A LA PARADA ESTABAN ACEPTABLES. AL TRMINO DE LA PARADA SE PROCEDI AL ARRANQUE, OBSERVMDOSE INCREMENTOS INADMISIBLES EN EL TURBO COMPRESOR.

2.DESARROLLO CRONOLGICO DE LA FALLA

Fecha Hora Suceso25-11-8906:00Inicio de la parada de mantto21-12-8907:00Arranque de Unidad FCC23-12-8911:00Alta vibracin pero inferior al lmite de parada10-01-90Puesta fuera de servicio11-01-90Inicio de reparacin17-01-9003:00Arranque con niveles satisfactorios

3.ANALISIS DE FALLA

AL DETECTARSE ALTAS VIBRACIONES EN LA TURBINA LUEGO DEL ARRANQUE DEL 22.12.89, SE EFECTUARON LOS BARRIDOS DE VIBRACIN VS. FRECUENCIA ANEXO I, SIENDO LOS RESULTADOS MS NOTABLES LOS SIGUIENTES:

PTO.NIVEL/FRECUENCIACOMENTARIOS6A AXIAL CAJA/GOBERNADOR5.4/5000 CPMSUBO DE 1.4 A 5.4 MM/SEG 6H HORZ5.7/5000 CPMSUBO DE 2.6 A 5.7 MM/SEG 8V VERT. TURBINA5.5/5000 CPMSUBO DE 0.6 A 5.5 MM/SEG 9V VERT. TURBINA3.6/5000 CPMSUBO DE 1.5 A 3.6 MM/SEG

4. REPARACIONES EFECTUADAS

4.1.CAMBIO DEL ROTOR DE LA TURBINA: EL ROTOR SALIENTE QUEDA EN CONDICIN DE IRREPARABLE POR LA ALTA DEFLEXIN. EL ROTOR ENTRANTE ES EL USADO ANTES DE LA INTERVENCIN DE NOV 88, EL CUAL FUE BALANCEADO Y VERIFICADO EN CUANTO A SU DEFLEXIN.

4.2.REHABILIATCIN DE LABERINTOS: SE ENDEREZARON LOS LABIOS Y ELIMINARON REBABAS, CAMBINDOSE TRESFILAS DEL SELLO DE 1RA ETAPA.

5.RESULTADOS DE LA REPARACIN:

RECUPERACIN PLENA DE LOS NIVELES NORMALES DE VIBRACION: AUNQUE PRESENTA UN LIGERO DECREMENTO DE LA EFICIENCIA DEBIDO A LOS SELLOS.

6. CONCLUSIONES

A. EL ORIGEN DEL SINIESTRO FUE EL DESPRENDIMIENTO DE UNA PESA DE BALANCE DE LA PLACA PORTA-LABES DE LA SEXTA ETAPA DE LA TURBINA, ELLO DEBIDO AL DEBILITAMIENTO TANTO DEL CANAL SOPORTE, COMO DE LA PESA, LO QUE FUE OCASIONADO POR EL IMPACTO DE PARTCULAS DE AGUA A ALTA VELOCIDAD RELATIVA PRESENTES EN LA DESCARGA DE VAPOR DE LA TURBINA.

B. EL ORIGEN DE LA ALTA VIBRACIN RADICA EN EL DEFICIENTE ESTADO DEL ROTOR SALIENTE, DESBALANCE Y DEFLEXIN PERMANENTE.

C. EL PROBLEMA REMANENTE DE PRDIDAD DE EFICIENCIA SE DEBE CORREGIR CON EL CAMBIO DE SELLOS EN LA PRXIMA PARADA.

7.RECOMENDACIONES

7.1 EFECTUAR EL CAMBIO DE LABERINTOS EN AL SIGUIENTE PARADA. OCTUBRE 90

7.2 EFECTUAR UN CONTROL ESTRICTO DE LAS CONDICIONES DE OPERACIN DEL VAPOR, INSTALNDOSE UN CALORMETRO EN LA LNEA DE DESCARGA A FIN DE CONTROLAR LOS INCREMENTOS INDESEABLES DE HUMEDAD.

2. CASO DE DESALINEAMIENTO

2.1 TURBOGENERADOR A GAS DE 50 MW DE CENTRAL TRMICA

ANALISIS VIBRACIONAL Y DIAGNOSTICO DE TURBOGENERADORA A GAS DE CENTRAL TERMICA

1.INTRODUCCION

EL PRESENTE CASO ILUSTRA EL DIAGNSTICO MEDIANTE EL ANLISIS VIBRACIONAL DE UN CASO DE DESALINEAMINETO, MUY FRECUENTEMENTE CONFUNDIDO CON DESBALANCE, POR PRESENTAR PRODOMINANCIA A LA FRECUENCIA FUNDAMENTAL.

2. METODOLOGIA

2.1.TCNICAS DE ANLISIS VIBRACIONAL EMPLEADASANLISIS ESPECTRAL FFTANLISIS EN LA ONDA DEL TIEMPOANLISIS SNICO

2.2.SISTEMA DE MPD, EMPLEADO

SISTEMA DE MPD. SKF MICROLOG /PRISM2ESTETOSCOPIO ELECTRNICO SKF TMST2

2.3.UBICACIN DE LOS PUNTOS DE MAYOR VIBRACIN EN EL GENERADOR.

2.4.ANLISIS VIBRACIONAL DETALLADO DE LOS PUNTOS UBICADOS EN EL PASO ANTERIOR A PLENA CARGA.

2.5.ANLISIS VIBRACIONAL DEL PUNTO DE MXIMA VIBRACIN DEL GENERADOR A CARGAS PARCIALES Y SIN CARGA: 40MW, 30MW, 20MW, 10MW Y 00MW.

2.6.DESCARGA DE DATOS ALMACENADOS EN EL COLECTOR ANALIZADOR MICROLOG AL SOFTWARE PRISM2, PARA CLASIFICACIN, FORMATEO Y ANLISIS DETALLADO.

3. SECUENCIA DE ANALISIS

3.1. EN EL GENERADOR, EL PUNTO DE MS ALTA VIBRACIN SE UBIC EN EL COJINETE PLANO LADO EXCITATRIZ, EN DIRECCIN HORIZONTAL (1H). SITUACIN QUE SE MANTIENE EN TODAS LAS CARGAS.

EN EL ANLISIS FFT EL PUNTO MENCIONADO (1H) SE MUESTRA CLARAMENTE LA CONCENTRACIN DE LA ENERGA VIBRANTE A LA FRECUENCIA DE GIRO DE LA MQUINA (1X: 98% DE LA VIBRACIN). EL ANLISIS DE SEAL EN EL DOMINIO TEMPORAL NOS MUESTRA EL SINCRONISMO: DE ARMNICAS 1X Y 2X.

4. CONCLUSION

4.1 EN EL GENERADOR

ES POSIBLE CONCLUR LO SIGUIENTE:

4.1.1.EL ROTOR DEL GENRADOR NO ESTA DESBALANCEADO

4.1.2.EL ORIGEN ELCTRICO DE LA VIBRACIN ES DE IMPORTANCIA SECUNDARIA

4.1.3.NO HAY INDICACIONES DE RESONANCIA EN EL SISTEMA

4.1.4.HAY SIGNOS DE DETERIORO DE COJINETES PLANOS Y DE EMPUJE

4.1.5.LA FUENTE PRINCIPAL DE VIBRACIN ES EL DESALINEAMIENTO DE EJES GRUPO TURBINA GENERADOR EJES COJINETES DEL GENERADOR,

4.1.6.EL NIVEL DE VIBRACIN DE 5.9 MM/SEG, ESTA MUY CERCA AL LMITE IMPUESTO POR EL FABRICANTE (6.60 MM/SEG RPM) EN CONDICIONES NORMALES DE OPERCIN EN VACO,

5. RECOMENDACIONES

5.1 MEDIDA A MEDIANO PLAZO

PROGRAMAR EL ALINEAMIENTO DEL CONJUNTO COMO TAREA MECNICA PRINCIPAL DEL PRXIMO OVERHAUL.

5.2 INTERVENCIN A CORTO PLAZO

SIGNIFICA DESCARTAR EL PRIMER LUGAR LA PRESENCIA O ASOCIACIN DEL SFT-FOOT AL PROBLEMA, PARA LO CUAL, EN CONDICIONES CONTROLADAS, PROCEDER CON EL DESAJUSTE SECUENCIAL DE LOS PERNOS DE ANCLAJE DEL GENERADOR OPERANDO EN VACO.

5.3 MEDIDAS DE CONTROL INMEDIATAS

SIGNIFICA DESCARTAR LA PRESENCIA DEL SOFT-FOOT Y POSTERIORMENTE, DE ACUERDO A LOS RESULTADOS, PROGRAMAR EL CONTROL VIBRACIONAL SEMANAL O QUINCENAL DEL EQUIPO.

COMENTARIO POSTERIOR

SECUENCIAS DE EVENTOS POSTERIORES AL ANLISIS VIBRACIONAL Y DIAGNSTICO:

FECHAEVENTO Y COMENTARIOJULIO 95OVERHAUL DE TURBOGENERADOR. SE COMPRUEBA QUE EL CONJUNTO SE ENCUENTRA SUMAMENTE DESALINEADO (VER GRFICO 5), SE PROCEDE AL ALINEAMIENTO EMPLEADO TECNOLOGA LSER.NOV - 95BALANCEO DINMICO DEL ROTOR DE GENERADOR Y VERIFICACIN DEL ALINEAMIENTO, EL TURBOGENERADOR QUEDA EN PTIMAS CONDICIONES OPERATIVAS, VER ESPECTRO FFT 6.

GRAFICO N 1

GRAFICO N 2

GRAFICO N2A

GRAFICO N 3

GRAFICO N 5

GRAFICO N 6

2. CASO DE DESALINEAMIENTO

2.2 TURBOCOMPRESOR DE 3.6 MW Y 4400 RPM DE REFINERA DE PETROLEO

DIAGNOSTICO Y CORRECCION DE UN TURBOCOMPRESORDE 3.6 MW y 4400 RPM

1.- INTRODUCCION.-

LAS MQUINAS MATERIA DE ESTE TRABAJO COMPRENDEN UNA TURBINA EBARA DE CONDENSACIN DE 6 ETAPAS Y UN COMPRESOR CENTRFUGO ELLIOTT DE 5 ETAPAS ENCARGADO DE PROPORCIONAR AIRE A UN PROCESO DE REGENERACIN. LA POTENCIA Y VELOCIDAD NOMINAL DE LA TURBINA SON 3.6 MW Y 4400 RPM RESPECTIVAMENTE. EL ESQUEMA CORRESPONDIENTE SE MUESTRA EN EL ANEXO I.

EL OVERHAUL DE ESTAS MQUINAS COMPRENDI:

TURBINA:

INCLUA LA VERIFICACIN DE LA DEFLEXIN Y BALANCEO DINMICO.

DEFLEXIN MXIMA ENCONTRADA : 0.002 PULG.DESBALANCE REMANENTE : 1.2 ONZA-PULGADA

COMPRESOR :

- INSTALACIN DE UN NUEVO ROTOR PREVIA VERIFICACIN DE LA DEFLEXIN Y BALANCEO DINMICO.DEFLEXIN MXIMA ENCONTRADA : 0.0025 PULGADASDESBALANCE REMANENTE. : 6.1 ONZA-PULGADA

2.- DIAGNOSTICO DEL DEFECTO

SE PROCEDI A EFECTUAR LAS EVALUACIONES VIBRACIONALES COMPLEMENTARIAS COMO SON:

CONTROL VIBRACIONAL EN MODO DESPLAZAMIENTO EN LOS SOPORTES D LAS MQUINAS (VER ANEXO IV).

BARRIDOS FRECUENCIALES (FFT) Y LECTURAS DE FASE EN LOS PUNTOS MAS RELEVANTES,(VER ANEXOS V.1.AL V.6)

DE LOS BARRIDOS FRECUENCIALES MOSTRADOS EN LOS ANEXOS V, :

- DESBALANCE DINMICO, QUE SE DESCARTA, (ANEXO V)

DESALINEAMIENTO, QUE A SU VEZ PUEDE TENER SU ORIGEN EN LOS SIGUIENTES CASOS:

A.-DESALINEAMIENTO PARALELO / ANGULAR ENTRE, EJES,

B.-EJES DOBLADOS, DIAGNSTICO QUE SE RECHAZA POR LA VERIFICACIN DE FASES EN LOS CUATRO PUNTOS AXIALES, YA QUE SE OBTUVIERON FASES SIMILARES (VER- ANEXO V.)

C.DESALINEAMIENTO CAUSADO POR LAS TENSIONES INDUCIDAS POR LAS LNEAS CONEXAS A LA MQUINA, ESTO PRODUCIDO POR LA LNEA DE SUCCIN SOBRE LA CARCASA DEL COMPRESOR, QUE INCLUSO DEFORMO LA JUNTA DE EXPANSIN, ESTE DIAGNSTICO ES CORROBORADO POR. LAS SIGUIENTES VERIFICACIONES:

- DESPLAZAMIENTOS VIBRACIONALES EN LOS SOPORTES DE LAS MQUINAS QUE RESPONDEN A LA DEFORMACIN OBSERVADA EN LA JUNTA DE EXPANSIN (VER ANEXO IV).

- VERIFICACIN DE LA TENSIN INDUCIDA AL MOMENTO DE DESACOPLAR LAS BRIDAS DEL CODO Y DE LA JUNTA DE EXPANSIN, OBTENINDOSE LO SIGUIENTE:

* OFF-SET LATERAL DE 2" ENTRE LNEA DE CENTROS DE LA JUNTA AL CODO (VER ANEXO III). LECTURAS DE HASTA 0.010" EN LOS RELOJES COMPARADORES INSTALADOS RADIAL. Y AXIALMENTE SOBRE EL SEMICOPLE DEL COMPRESOR

3.- ANALISIS DE FALLA

CONFORME SE INDIC EN EL DIAGNSTICO, LOS ALTOS NIVELES VIBRACIONALES SE DEBIERON AL DESALINEAMIENTO CAUSADO POR LOS ESFUERZOS INDUCIDOS POR LA LNEA DE SUCCIN SOBRE LA CARCASA DEL COMPRESOR.

(VER ANEXO III)

4.- PROCEDIMIENTO DE REPARACION

CON EL PROPSITO DE CORREGIR EL DEFECTO SE DETECT, SE EFECTUARON LAS SIGUIENTES ACCIONES:

A.- CORRECCIN DE LA DEFORMACIN DE LA JUNTA DE EXPANSIN INSTALADA EN LA SUCCIN DEL COMPRESOR, B.- DESMONTAJE DEL CODO DE 36" Y 3/4" DE ESPESOR A FIN DE CORREGIR SU DEFORMACIN, C.-LUEGO DEL MONTAJE DEL CODO, SE EFECTU LA VERIFICACIN DE LA NO EXISTENCIA DE TENSIONES INDUCIDAS EN EL ENSAMBLE DE LAS BRIDAS DEL CODO Y LA JUNTA (LNEA DE SUCCIN DEL COMPRESOR).

D.-VERIFICACIN DEL ALINEAMIENTO ENTRE EJES.

5.- CONCLUSIONES

LA FALLA SE HA DEBIDO AL DESALINEAMIENTO CAUSADO POR LOS ESFUERZOS INDUCIDOS POR LA LNEA DE SUCCIN SOBRE LA CARCASA DEL COMPRESOR, QUE A SU VEZ FUE MOTIVADO POR LA DEFORMACIN DEL CODO DE 36" PRODUCTO DE LOS ESFUERZOS TRMICOS PROVENIENTES DEL PROCESO DE SOLDADURA DEL BAFFLE Y PLANCHA DE REFUERZO SOBRE EL CODO.

6.- RECOMENDACIONES

- VERIFICAR LA NO EXISTENCIA DE TENSIONES INDUCIDAS EN LAS LNEAS CONEXAS AL EQUIPO ROTATIVO, PARA LO CUAL SE UTILIZARN RELOJES COMPARADORES (INDICADORES DE DIAL),

- ARRIOSTRAR ADECUADAMENTE AQUELLOS ELEMENTOS QUE NECESITEN SER REPARADOS POR PROCESO DE SOLDADURA A FIN DE IMPEDIR SU DEFORMACIN.

3. CASO DE SOLTURA MECNICA

3.1 TURBO SOPLADOR DE AIRE DE REFINERA DE ZINC

INFORME TECNICO SOPLADOR 016 B

ANALISIS VIBRACIONAL, DIAGNOSTICO Y VERIFICACIONES MECANICAS

1. INTRODUCCION

EL SOPLADOR DEL HORNO DE CALCINA 016-B, LUEGO DE SU MANTENIMIENTO PROGRAMADO, SE EVALU VIBRACIONALMENTE, DETECTANDOSE NIVELES CONSIDERABLES DENTRO DE LOS LMITES TOLERABLES PERO NO ACONSEJABLES PARA UNA MQUINA DE ESTE TIPO RECIN REPARADA.

2. ALCANCES DE LAS EVALUACIONES

LOS RESULTADOS QUE SE INDICAN EN EL ANEXO I Y COMO A CONTINUACIN SE RESUMEN:

ETAPA I (17.04.95):EVALUACIN VIBRACIONAL QUE PERMITI DIAGNOSTICAR LAS LIMITACIONES DEL EQUIPO.

ETAPA II (18.04.95):EVALUACIN POST-CORRECCIN MECNICA Y OPERACIN EN CONDICIONES SIMULADAS (DESCARGA A LA ATMOSFERA).

ETAPA III (20.04.95):EVALUACIN POST-CORROSIN MECPANICA Y OPERACIN EN CONDICIONES REALES (DESCARGA AL HORNO9. ESTA LTIMA EVALUACIN INDIC RESULTADOS DENTRO DE LA CATEGORA DE NIVELES BUENOS CONFORM LO CLASIFICA EL FABRICANTE DEL EQUIPO.

3. ANALISIS DE LOS RESULTADOS

3.1 ETAPA I (16.04.95)

LOS RESULTADOS DEL ANALISIS VIBRACIONAL PRACTICADO EL 17.04.95, SE MUESTRAN EN EL ANEXO II.

3.2 ETAPA II (17.06.95)

CON EL PROPSITO DE CORREGIR LOS DEFECTOS DETECTADOS EN LA ETAPA I, SE RECOMEND DESENSAMBLAR EL PILLOW BLOCK DE LOS COJINETES DEL SOPLADOR Y VERIFICA ALINEAMIENTO.

EL CUAL DIO LOS SIGUIENTES RESULTADOS:

LOS RESULTADOS DEL ANLISIS VIBRACIONAL POST CORRECCIN Y OPERACIN SIMULADA (DESCARGA A LA ATMFERA) SE PRESENTAN EN EL ANEXO II, PERO PUEDE RESUMIRSE A CONTINUACIN:

3.3. ETAPA III

CON EL PROPSITO DE GARANTIZAR LA CONFIABILIDAD OPERATIVA DEL EQUIPO EL 20.04.95 SE EFECTU EL ANLISIS VIBRACIONAL EN CONDICIONES REALES. LOS REGISTROS SE MUESTRAN EN EL ANEXO IV.

RESUMEN DE DICHOS RESULTADOS:

3. CONCLUSIONES

- LOS NIVELES VIBRACIONALES PREVIOS A LA CORRECIN INDICARON QUE SI LA MQUINA HUBIESE ENTRADO EN OPERACIN EN ESAS CONDICIONES MECNICAS,

EL DEFECTO FUNDAMENTAL SE DEBI A LA PRESENCIA DE LA FLUCTUACIN GIRATORIA, CUYA CORRECIN SE EFECTU A TIEMPO EVITANDO DAOS A LA MQUINA.

LOS NIVELES VIBRACIONALES REMANENTES SON ASIGNABLES AL DESALINEAMIENTO QUE POSTERIORMENTE PUEDE SER CORREGIDO.

4. RECOMENDACIONES

CONSIDERANDO QUE ESTE EQUIPO ES CRTICO, EL CONTROL VIBRACIONAL DEBE EFECTUARSE DIARIAMENTE.

EN LA PRXIMA INTERVENCIN, PREVIO ANALISIS VIBRACIONAL, PREVEER EL MEJORAMIENTO AL ALINEAMIENTO.

COMO ACCIN PREVENTIVA, EFECTUAR EL PEDIDO DE MATERIAL POR UN SET DE COJINETES DEL MOTOR ELCTRICO.

3. CASO DE SOLTURA MECNICA

3.2 VENTILADOR DE CALDERA DE FABRICA PAPELERA

ANALISIS VIBRACIONAL Y DIAGNOSTICOVENTILADOR DE CALDERA ACUOTUBULAR

1. INTRODUCCION

EL PRESENTE CASO ILUSTRA EL DIAGNSTICO MEDIANTE EL ANLISIS VIBRACIONAL DE UNA SITUACIN MUY FRECUENTE EN LOS VENTILADORES DE AIRE DE COMBUSTIN DE CALDEROS PIROTUBULARES Y ACUOTUBULARES EXISTENTES EN AL GRAN MAYORA DE PLANTAS INDUSTRIALES.

CARACTERSTICAS TCNICAS DEL VENTILADOR

VER ANEXO I.

INSTRUMENTOS DE MPD EMPLEADOS:SISTEMA BSICO DE MPD. SKF SISTEMA PARA ANLISIS DE MPD. SKF MICROLOG /PRISM2

2. INSPECCIONES EFECTUADAS:

EVALUACIN VIBRACIONAL CON LA MQUINA EN OPERACIN A PLENA CARGA.

3. ANALISIS

3.1 RESULTADOS DEL CONTROL Y ANLISIS VIBRACIONAL

CUADRO N1

3.2 ANLISIS DE VALORES TOTALES

AL RESPECTO DEBEMOS MENCIONAR QUE TODOS LOS PUNTOS HAN SOBREPASADO EL NIVEL DE ALARMA RECOMENDADO SEGN LA NORMA ISO 2372, SEGN LA CUAL EL VENTILADOR SE CLASIFIA COMO MQUINA CLASE II,

3.3 ANLISIS FRECUENCIAL

SE APRECIAN VALORES PREDOMINANTES A LA FRECUENCIA DE GIRO (1X), AS COMO SUB-ARMNICAS Y ARMNICAS (0.5X, 1.5X, 2X, 2.5X, 3X, 3.5X, 4X, ETC), CONCLUYNDOSE CON EL SIGUIENTE DIAGNSTICO.

3.4 DIAGNSTICO

EXISTE DESBALANCE DINMICO DEL CONJUNTO: ROTOR DEL MOTOR ELCTRICO RODETE DEL VENTILADOR.HAY SOLTURA MECNICA EN EL ENSAMBLE DE LOS RODAMIENTOS CON SUS TAPAS, EXISTIENDO LA POSIBILIDAD DE UN AFLOJAMIENTO EN EL RODETE DEL VENTILADOR (EJE-CHAVETAS, POSIBLES FISURAS EN LOS CORDONES DE SOLDADURA):

4. RECOMENDACIONES

4.1 INTERVENIR EL EQUIPO DENTRO DE LO PRXIMOS 15 DAS, HASTA ESE DA, SE EFCTUAR UN ESTRICTO CONTROL VIBRACIONAL DIRIGIDO A OBSERVAR LA TENDENCIA.

4.2 LA INTERVENCIN COMPRENDER:

DESMONTAR EL COJUNTO ROTOR DEL MOTOR ELCTRICO-RODETE DEL VENTIOLADOR A FIN DE VERIFICAR SU DEFLEXIN ENTRE CENTROS DEL TORNO (NO SER MAYOR A 0.05)

VERIFICAR LOS AJUSTES DE MONTAJE DE LOS RODAMIENTOS CON EL EJE, Y TAMBIEN CON SUS ALOJAMIENTOS (UTILIZAR MICRMETRO DE INTERIORES Y EXTERIORES). DE SER NECESARIO SE EFECTUAR UN EMBOCINADO.

DESCARTAR LA SOLTURA MECNICA DEL ENSAMBLE RODETE DEL VENTILADOR CON SU EJE, AS COMO EVALUAR LOS CORDONES DE SOLDADURA DE FABRICACIN DEL RODETE (USAR TINTES PENETRANTES)

4. CASO DE DESBALANCEO HIDRALICO

4.1 GRUPO DE GENERACIN HIDRALICA DE 21 MW TIPO PELTON

ANALISIS VIBRACIONAL Y DIAGNOSTICOGRUPO DE GENERACION DE CENTRAL HIDRALICA

1.INTRODUCCION

EL PRESENTE CASO TIENE POR OBJETO ILUSTRAR LA OCURRENCIA DE DESBALANCE PRODUCIDO POR CAUSAS HIDRALICAS.

CARACTERSTICAS TCNICAS DEL GRUPO 1

- VER ANEXO I (GRFICO 1)

INSTRUMENTOS DE MPD. EMPLEADOS:

- SISTEMA SKF MICROLOG /PRISM2

2. INSPECCIONES EFECTUADAS:

- EVALUACIN VIBRACIONAL CON LA MQUINA EN OPERACIN A: 21.0 MW

3. ANALISIS

CUADRO N1

3.1 RESULTADO S DEL CONTROL Y ANLISIS VIBRACIONAL

3.2 ANLISIS DE VALORES TOTALES

CONFORME A LA CLASIFICAIN DE LA NORMA ISO 3945 TODOS LOS PUNTOS HAN SOBREPASADO EL NIVEL DE ALRMA FIJADO EN 1.8 MM/SEG., Y LOS PUNT OS 2HV Y 2AV I HAN PASADO INCLUSO LOS VALORES ESTIMDOS DE PARADA, 4.6 MM/SEG.

3.3 ANLISIS FRECUENCIAL

EL COMN DENOMINADOR EN LOS ESPECTROS FFT ES LAPRESENICA DE PICOS A LA FRECUENCIA DE 22X, QUE COINCIDEN CON EL NMERO DE CUCHARAS,

3.4 DIAGNSTICO

EXISTE DESBALANCE HIDRALICO DE CHORROS, CON MAYOR SEVERIDAD EN LA TURBINA DEL LADO EXCITATRIZ.SE OBSERVAN INDICIOS DE DESGATE EN EL COJINETE DE LADO EXCITATRIZ.

4. RECOMENDACIONES

4.1 ES MUY URGENTE PROCEDER A ALINEAR EL FLUJO DE LOS CHORROS; CON MAYOR CUIDADO EN LA TURBINA DEL LADO EXCITATRIZ.

4.2 VERIFICAR LA LUZ ENTRE EL COJINETE DEL LADO EXCITATRIZ Y SU EJE, PARALELAMENTE EFECTAUR EL ANLISIS DE ACEITE PARA DETECTAR EN PPM LA PRESENCIA DE ESTAOI, ANTIMONIO, PLOMO Y COBRE (COMPONENTES DEL BABBIT).

5. CASO DE FALLAS DE RODAMIENTOS

5.1 TORNAMESA DE FUNDICIN

1. INTRODUCCION

EL PRESENTE CASO CUBRE LA EVALUACIN VIBRACIONAL COMO HERRAMIENTA DE DIAGNSTICO PARA DETERMINAR EL ESATDO DE UN RODAMIENTO DE RODILLOS ESFRICOS INSTALADO EN LA BASE DE UNA TORNAMESA DE CARRIL QUE GIRA A UNA REVOLUCIN CADA 4 MINUTOS CON 18 SEGUNDOS.

LA NUEVA TCNICA DE LA ENVOLVENTE ENVELOPING DESARROLLADA POR SKF CONDITION MONITORING PERMITI O IDENTIFICAR UN DEFECTO TEMPRANO EN LA PISTA EXTERIOR.

2. DESCRIPCION DE LA MAQUINA

COMO ES DE CONOCIMIENTO GENERAL, LA CHATARRA ES UNO DE ELEMENTOS QUE SE UTILIZA EN GRAN ESCALA EN EL PROCESO DE FABRICACIN DEL ACERO Y REQUIERE LA DISPONIBILIDAD DE MAQUINARIAS DE ENVERGADURA.EL CARRO-TORNAMESA ES UN EQUIPO CRITICO EN EL PROCESO DE TRANSPORTE Y MANIPULEO DE LA CHATARRA Y SUS REPUESTOS NO COMUNES. EL RODAMIENTO AXIAL DE RODILLOS ESFRICOS ES UN PUNTO FUNDAMENTAL PARA LAS ACTIVIDADES DE MONITOREO, DEBIDO A QUE SU FALLA OCASIONARA LA PARADA DEL PROCESO PRODUCTIVO CON GRANDES PRDIDAS ECONMICAS.

3. CONSIDERACIONES TEORICAS

HISTRICAMENTE HA SIDO VIRTUALMENTE IMPOSIBLE USAR MEDIDAS DE VIBRACIN CONVENCIONALE TALES COMO DESPLAZAMINETO O VELOCIDAD PARA DETECTAR TEMPRANAMENTE FALLAS DE RODAMIENTO A BAJAS VELOCIDADES.

POR LO QUE A LA VELOCIDAD DE GIRO DE 0.233 RPM, SE TENDR LAS SIGUIENTES FRECUENCIAS DE FALLA:

BPFO: 2.5298 CPMBPFI: 2.1214 CPMBSF: 0.8330 CPMFTF: 0.1061 CPM

- DATOS DEL REDUCTOR DE VELOCIDAD:

PION : NO DISPONIBLEENGRANAJE: 954 DIENTESGEARMESH (FRECUENCIA DE ENGRANE) = 0.233 X 954 = 221.86 CPM

- PARMETROS QUE FUERON FIJADOS POR MEDIO DEL SOFTWARE PRISM2 AL ANALIZADOR

RANGO DE FRECUENCIA: 0-4000 CPMLNEAS FFT: 6,400RANGO DEL FILTRO ENVELOPING: 5HZ 100 HZ (LECTURA 1)RANGO DEL FILTRO ENVELOPING: 50 HZ 1 KHZ (LECTURA 2)

LA INTRODUCCION DE LA TECNICA DE LA ENVOLVENTE POR MEDIO DEL RECOLECTOR / ANALIZADOR ESPECTRAL MICROLOG DE SKF INCREMENTA LA VERSATIBILIDAD EN EL DIAGNSTICO DE ESTADO DE RODAMIENTOS QUE GIRAN A BAJAS VELOCIDADES. LAS TCNICAS DEL ENVELOPING SON EFECTIVAS EN APLICACINE DE BAJA VELOCIDAD GRACIAS A QUE LA SEAL DE VIBRACIN TOTAL ES DISGREGADA A LAS FRECUENCIAS DE DEFECTOS DEL RODAMIENTO, PERO LIMPIANDO POR MEDIO DE FILTROS AQUELLAS FRECUENCIAS TPICAS REFERENTES A OTRO TIPO DE FALLAS COMO SON DESBALANCE, DESALINEAMIENTO, ETC.

4. OBSERVACIONES

PARA EL CASO QUE SE PRESENTA EN ESTE TRABAJO LAS LECTURAS DE VIBRACIN DEL LA ENVOLVENTE (ENVELOPING) FUERON TOMADAS Y REGISTRADAS CON EL ANALIZADOR ESPECTRAL MICROLOG CMVA 10 Y EL ACELERMETRO CMSS 93A.

A CONTINUACIN PRESENTAMOS LOS DATOS REGISTRADOS DEL TORNAMESA:

VELOCIDAD DE ROTACIN DEL CARRO TORNAMESA:

1 REVOLUCIN CADA 4 MINUTOS CON 18 SEGUNDOS, LO QUE EQUIVALE A:258 SEG/REVOLUCIN = 0.233 RPM

RODAMIENTO DEL CARRO TORNAMESA:

AXIAL DE RODILLOS ESFRICOS SKF 29452

EL RODAMIENTO 29542 TIENE LAS SIGUIENTES, RDENES DE FRECUENCIA DE FALLA:

BPF1 (PISTA INTERIOR) : 10.878BPFO (PISTA EXTERIOR) : 9.122BSF (RODILLOS) : 3.582FTF (CANASTILLA ) : 0.456

5. DISCUSION

EL PRIMER PUNTO DE DISCUSIN ES REFERENTE A LA RELACIN EXISTENTE ENTRE LA FRECUENCIA ARMNICA DE FALLA DE LA PISTA EXTERIOR DEL RODAMNIENTO Y LAS FRECUENCIAS GENERADAS POR LA SEAL DE LA VIBRACIN ENVOLVENTE.

EL BENEFICIO DE LA TCNICA DE LA ENVOLVENTE ES CLARA EN SU APLICACIN DE DETECCIN DE FALLAS PRECOCES DE RODAMIENTOS DE BAJAS VELOCIDADES,

5. CASO DE FALLAS EN RODAMIENTOS

5.2 DETERIOROS DE RODAMIENTOS POR LUBRICACIN INADECUADA

INFORME TECNICO

ANALISIS VIBRACIONAL Y DIAGNOSTICO DE CENTRIFUGA N3CIA. PEQUERA AA PLANTA CHANCAY

1. INTRODUCCION

EN ATENCIN A LO SOLICITADO, PERSONAL DE ADEMINSAC SE APERSON A LAS INSTALACIONES DE LA CA. PESQUERA AA PLANTA CHANCAY, CON EL PRPSITO DE EFECTUAR EL ANLISIS VIBRACIONAL Y DIAGNSTICO DE LA CENTRIFUGA N3.

LAS CARACTERSTICAS DE ESTE EQUIPOS SON:

CENTRFUGA ALFA LAVALTIPO: AFP 517 XGVN DE SERIE: 4072551UBICACIN: SALA DE TRATAMIENTO DE CALDO.MOTOR ELECTRICO: 37 KW 1740 RPMSISTEMA DE REDUCCIN : ENGRANAJES DE 85 Y 37 DIENTES (R:2.297)VELOCIDAD DE LA CENTRIFUGA: 4,000 RPM (APROX.)

DISTRIBUCIN DE LOS RODAMIENTOS INSTALADOS Y FRECUENCIAS TPICAS DE FALLA CONSIDERANDO EL DIAGRAMA DEL ANEXO II.

2. RESULTADOS DEL ANALISIS

SE RESUME A CONTINUACIN:

3. RECOMENDACIONES

RETIRAR UNA MUESTRA DE ACEITE Y ANALIZAR SU CONTENIDO DE AGUA, AS COMO LAS PROPIEDADES DEL LUBRICANTE Y EL CONTENIDOI DE METALES EN PPM (FE, CR).

EVALUAR LAS POSIBLES FUENTES DE CONTACMINACIN DEL LUBRICNATE (PUNTOS DE HERMETICIDAD DE AGUA, VLVULA CHECHK, ETC), AS COMO CUALQUIER FACTOR QUE PROMUEVA UNA LUBROICACIN INADECUADA.

PREVER EL REEMPLAZO DE LOS RODAMIENTOS DE LOS PUNTOS 3.4.5. Y 6. ASIMISMO SE EVALUAR VIBRACIONALMENTE EL MOTOR EN VACO,

6. CASO DE LUBRICACION

6.1 TURBOGENERADOR A GAS DE 100 MW DE CENTRAL TRMICA

INFORME TECNICO

ANALISIS VIBRACIONAL Y DIAGNOSTICOGRUPO TURBOGAS DE CENTRAL TERMICA

1.OBJETIVO

EL PRESENTE CASO ILUSTRA LA OCURRENCIA DE ELEVACIN DE LOS NIVELES VIBRACIONALES POR CAUSAS ATRIBUDAS AL SISTEMA DE LUBRICACIN.

2. ANTECEDENTES

SECUENCIA DE LOS EVENTOS

OCT. 95 MEDIANTE EL ANALIZADOR MICROLOG SE REALIZAN UNA SERIE DE PRUEBAS VIBRACIONALES, PUESTO QUE EL GRUPO PRESENTA DISPAROS POR ALTA VIBRACIN DURANTE EL ARRANQUE, TAMBIEN AUMENTA LA VIBRACIN DURANTE LAS PARADAS Y CUANDO HAY CAMBIOS DE CARGA.

NOV 95 SE HACE UNA TOMA DE DATOS VIBRACIONALES CON ANALIZADOR MICROLOG DESDE EL MONITOR BENTLY NEVADA 3300 Y TAMBIEN DIRECTAMENTE CON SENSORES ACELERMETROS Y EL MICROLOG.

CARACTERISTICAS TECNICAS DEL GRUPO 1

VER ANEXO I.

INSTRUMENTOS DE MPD. EMPLEADOS

SISTEMA SKF MICROLOG /PRISM2 (DOS UNIDADES)SENSOR OPTICO DE FASE02 SENSORES SKF CMSS 786M

3. INSPECCIONES EFECTUADAS

NOV 95: CONTROL VIBRACIONAL DESDE EL ARRANQUE HASTA ALCANZAR LOS PARMETROS NORMALES DE OPERACIN.

4. ANALISIS

4.1 RESUMEN DE VALORES DE ESPECTROS FFT (MILS PICO A PICO)

4.1 SINTOMATOLOGIA

LOS ALTOS NIVELES VIBRACIONALES SOLAMENTE SE REGISTRAN DURANTE EL ARRANQUE, POR REFERENCIAS TAMBIEN SE CONOCE QUE SE PRESENTAN EN LA PARADA O CUANDO HAY CAMBIOS BRUSCOS DE CARGA.

UNA VEZ QUE SE LOGRAN LOS PARMETEROS OPERATIVOS NORMALES, LOS NIVELES DE VIBRACIN SON BAJOS Y ESTABLES.

4.2. ANALISIS ESPECTRAL

EXAMINANDO LAS CURVAS ESPECTRALES FFT TOMADAS EL 27-11-95 DURANTE EL PROCESO DE ARRANQUE Y ESTABILIZACIN DE PARMETROS OPERATIVOS, SE OBSERVA.

LOS MXIMOS VALORES DE VIBRACIN SE ALCANZAN A 38 MW., TENDIENDO A BAJAR A PARTIR DE 66 MW.; LA VIBRACIN SE ESTABILIZA EN VALORES RELATIVAMENTE BAJOS.

EL DESCENSO DE LOS VALORES TOTALES ES MUY SIGNIFICATIVO EN TODOS LOS PUNTOS, SIENDO LOS MAS NOTORIOS LOS REGISTROS EN LOS PUNTOS 1X Y 1Y, TURBINA EXHAUST, DONDE BAJA DE 5.81 A 1.55 MILS (274.8%) EN UN CASO Y DE 4.49 A 1.93 MILS (132%) EN EL OTRO. EN LOS PUNTOS RESTANTES EL DESCENSO ES DE APROX. 30%

LOS ESPECTROS FFT DE LOS PUNTOS 2X Y 2Y /TURBINE INTEL) A 38 MW Y A 66 MW PRESENTAN SIMILARES CARACTERISTICAS,

LOS ESPECTROS FFT DE LOS PUNTOS 3X Y #Y CORRESPONDIENTES AL GENERADOR LADO COPLES, A 38MW Y 66MW TAMBIEN MANTIENEN EL MISMO PATRN QUE EL RESTO DE LA MQUINA,

- EN LOS PUNTOS 4X Y 4Y, CORRESPONDIENTES AL GENERADOR LADO LIBRE, LOS ESPECTROS FFT MANTIENEN EL PATRN GENERAL, SIENDO LAS VARIACIONES A 38 MW Y 66MW MENOS NOTORIAS QUE EN LOS OTROS PUNTOS.

5. CONCLUSIONES

5.1 ESTE ATPICO Y ERRTICO FENMENO ES MUY PROBABLE QUE TENGA SU ORIGEN EN LA INESTABILIDAD DE LA LUBRICACIN, PROVOCADA POR EL INGRESO Y MEZCLA DE AIRE O GASES CON EL LUBRICANTE, BURBUJAS DE AIRE Y/O GASES QUE REACCIONAN FISICAMENTE AL CIRCULAR MEZCLADOS CON EL ACEITE POR LA ZONA CARGA DE LOS COJINETES,

LA ANTERIOR CONCLUSIN SE DEMUESTRA POR LO SIGUIENTE:

5.1.1 LA ATIPICIDAD DEL FENMENO SE EVIDENCIA POR LA DESPROPORCIONADA VARIACIN DE LA CONDICIN DE LA MQUINA AL ARRANCAR Y TORNAR CARGA HASTA ESTABILIZARSE.

5.1.2 ES ERRTICO PORQUE NO OCURRE SIEMPRE NI CON LA MISMA INTENSIDAD, TAMPOCO CON PROPORCIONALIDAD.

5.1.3. EL ANLISIS ESPECTRAL Y DE FASES DURANTE EL ARRANQUE Y EL PERODO DE ESTABILIZACIN, INDUCEN A DIAGNOSTICAR UN DESBALANCE, PUESTO QUE LA CASI TOTALIDAD DE LA ENRGA VIBRACIONAL SE CONCENTRA A LA FRECUENCIA NATURALES DEL ROTOR 3600 CPM.

6. RECOMENDACIONES

6.1 REVISAR TODAS LAS CONDICIONES OPERATIVAS QUE INTERVIENEN EN EL ARRANQUE, TOMANDO ESPECIAL CUIDADO EN EL SISTEMA DE LUBRICACIN.

6.2 VERIFICAR TEMPERATURAS Y PRESIONES EN TODOS LOS PUNTOS DEL CIRCUITO DE LUBTRICACIN, ESPECIALMENTE EN EL DEPSITO Y COJINETES.

6.3 ASMISMO, VERIFICAR TODOS LOS COMPONENTES DEL SISTEMAS: CALEFACTORES DEL DEPSITO DE ACEITE, VLVULA DE CONTROL PARA PASEAR EL ACEITE DEL ENFRIADOR EN EL ARRANQUE, VLVULA REGULADORA DE PRESIN DE ACEITE, SISTEMA EXTRACTOR DE VAPOR Y CONDENSADOR (RETORNO AL ATANQUE), FILTROS DE ACEITE (CHEQUEANDO EL DELTA DE PRESIN DP), SISTEMA DE VACIO DE TANQUE DE ACEITE.

7. CASOS DE LIMITACIONES ELECTRICAS

7.1 FALLAS EN MOTORES DE INDUCCIN

INFORME TECNICO

ANALISIS VIBRACIONAL Y DIAGNOSTICO DE LAS NUEVASELECTROBOMBAS DE COMBUSTIBLE DE CENTRAL TERMICA

1.INTRODUCCION

EN ATENCIN A LO SOLICITADO POR LOS FUNCIONARIOS DEL CONSORCIO AA , PERSONAL DE ADEMINSAC SE CONSTITUY EN LAS

5. RECOMENDACIONES- SE QUE RECOMIENDA MANTENER UNA TENSIN ENTRE BORNES DE MOTORES DE 480 VOLTIOS O EN SU FECTO NO MENOR A 468 V, Y EN NINGUN CASO ESTARA POR DEBAJO DE 461 VOLTIOS, CONSIDERANDO PARA ELLO LAS CONDICIONES EXTREMAS DE EXIGENCIAS Y CADA DE TENSIN (OPERACIN CONJUNTA DE TODAS LAS ELECTROBOMBAS DE COMBUSTIBLE QUE SEAN NECESARIOS PARA CUBRIR UN ADECUADO SERVICIO).

LAS OTRAS LIMITACIONES MENORES, TALES COM EL DESBALANCE REMANENTE POR LA MASA EXCEDENTE DE LA CHAVETA Y LAS LIMITACIONES HIDRALICAS PODRAN SER CORREGIDAS POSTERIORMENTE.

ES COVENIENTE COMPLETAR LA INSTALACIN DE LOS LUBRICADORES DE NIVEL CONSTANTE DE LAS CAJAS PORTARODAJES DE LAS BOMBAS, DE NO SER POSIBLE; REEMPLAZARLO POR LOS DE LA MARCA TRICO MFG DE 16 ONZAS (USA).

EFECTUAR UN CONTROL VIBRACIONAL PERIDICO DE LOS RODAMIENTOS DEL MOTOR ELCTRICO.

8. CASO DE ANOMALIAS EN APOYOS DE EMPUJE DE TURBOMAQUINAS

8.1 ANALISIS Y DIAGNOSTICO DE FALLAS EN APOYOS DE EMPUJE DE TURBOSOPLADOR DE MINA

ANALISIS Y DIAGNOSTICO DE ANOMALIAS DE EMPUJE DE TURBOMAQUINAS

EL ANLISIS DE LA TERCERA ARMNICA XXX EN UN ESPECTRO VIBRACIONAL FFT PARA EL DIAGNOSTICO ANOMALAS EN APOYOS DE EMPUJO DE TURBOMQUINAS, ES UN ASPECTO MUY POCO CONOCIDO INTERESANTE DE ANALISIS VIBRACIONAL, FENMENO QUE TUVIMOS LA OCASIN DE AFRONTAR DURANTE LA EVALUACIN DE UNOS TURBOSOPLADORES MULTIETAPA SPENCER (VER GRFICO ANEXO I),

PARA EL ANLISIS Y EL DIAGNOSTICO SE USA LA TECNOLOGA ACTUAL PARA MANTENIMIENTO PREDICTIVO (MPD.) . TANTO EN ANALIZADORES VIBRACIONALES DIGITALES ASI COMO DE LAS TCNICAS DE ANALISIS CORRESPONDIENTES,

1. OBJETIVO Y METODOLOGIA

EL TRABAJO ABARC 3 ETAPAS, LA PRESENTACIN SOLO DETALLAR LA EJECUCIN DE TRABAJOS EN EL TURBOSOPLADOR N2:

ANLISIS INICIAL Y ALINEAMIENTO.-

EJECUCIN DEL PRIMER ANLISIS VIBRACIONAL, DE FASES Y DIAGNSTICO,

SEGUNDO ANLISIS Y DIAGNSTICO DEFINITIVO.-

AGOTADAS LAS ACCIONES NORMALES Y TCNICAS TRADICIONALES, SE OBSERVA COMPORTAMIENTO ATPICO DEL ESPECTRO FFT DEL AXIAL DEL APOYO DE EMPUJE DEL TURBOSOPLADOR, REGISTRANDO EN VIVO EN LA PANTALLA DIGITAL DEL ANALIZADOR,

INSPECCIONES PREDICTIVAS POST-CORRECCIN.-

IDENTIFICADAS LAS ANOMALAS Y EFECTUADAS LAS CORRECIONES EN AMBOS TURBOSOPLADORES SE REALIZAN INSPECCIONES PREDICTIVAS PERIDICAS, VIBRACIN Y TEMPERATURA,

2. ANALISIS INICIAL Y ALINEAMIENTO TURBOSOPLADOR N 2

SE EFECTO EL ANLISIS VIBRACIONAL, DIAGNSTICO Y ALINEAMIENTO DEL SOPLADOR SPENCER N2,

INSTRUMENTOS DE MPD EMPLEADOS:

SISTEMA PARA ANLISIS DE MPD SKF MICROLOG /PRISM2SENSOR PTICO DE FASESISTEMA DE ALINEAMIENTO COMBI LASERNIVEL ELECTRNICO

2.1 ALINEAMIENTO DE EJES DE CONJUNTO MOTOR - SOPLADOR

2.2 INSPECCIN EFECTUADAS Y TCNICAS DE ANLISIS AMPLEADAS:

EVALUACIN VIBRACIONAL CON LA MQUINA OPERANDO A PLENA CARGA. 10-6-96 PRE-ALINEAMIENTO.ANLISIS DE VALORES TOTALES EN VELOCIDAD RMSANISIS ESPECTRAL FFT EN MODO VELOCIDAD RMSANLISIS DE NGULOS DE FASE.

2.3 ANLISIS RESULTADOS DEL CONTROL Y ANALISIS VIBRACIONALCUADRO N 1

CONCLUSIONES

- SE COMPRUEBA DESALINEAMIENTO ENTRE EJES, A NIVEL DE ANLISIS VIBRACIONAL Y LUEGO POR MEDICIN DIRECTA CON EL EQUIPO LSER.

- ES CONVENIENTE PROGRAMAR UN OVERHAUL CON EL OBJETO DE SUPERAR LAS ANOMALAS DETECTADAS Y AS RECUPERAR LA MXIMA CONFIABILIDAD OPERATIVA.

- EL PRINCIPAL DEFECTO SE HALA EN EL PROGRESIVO DETERIORO DE LOS RODAMIENTOS, TANTO DEL MOTOR COMO EL SOPLADOR.

- EXISTE SOLTURA GIRATORIA DEL RODAMIENTO DEL PUNTO 3, SOPLADOR LADO COPLE, DEBIDO A LIMITACIONES EN LA CALIDAD DE AJUSTE DE MONTAJE DEL RODAMIENTO EN SU EJE Y/O EN SU ALOJAMIENTO,

RECOMENDACIONESMIENTRAS EL EQUIPO CONTINE OPERANDO Y SE REPARE SU REPARACIN TOTAL, CUMPLIR ADECUADAMENTE CON EL PROGRAMA DE LUBRICACIN (CANTIDAD CALIDAD DEL LUBRICANTE Y FRECUENCIA).

- ALINEAMIENTO DE EJES DE CONJUNTO MOTOR -SOPLADOR

ANLISIS VIBRACIONAL POST-OVERHAUL

INSPECCIONES EFECTUADAS Y TCNICAS DE ANLISIS EMPLEADAS :

-EVALUACIN VIBRACIONAL CON LA MQUINA OPERANDO A PLENA CARGA POST-OVERHAUL 5-8-96-ANLISIS DE VALORES TOTALES EN VELOCIDADA RMS.-ANLISIS ESPECTRAL FFT EN MODO VELOCIDAD RMS.-ANLISIS DE NGULOS DE FASE.

3.-SEGUNDO ANLISIS Y DIAGNOSTICO DEFINITIVO.-INSTRUMENTOS DE MPD. EMPLEADOS :

-SISTEMA DE ALINEAMIENTO COMBI-LASER.-NIVEL DE PRECISIN ELECTRNICO.-SISTEMA PARA ANLISIS DE MPD. SKF MICROLOG/PRISM2.-SENSOR PTICO DE FASE.

VERIFICACIN DE AJUSTES DE MONTAJE

EL OVERHAUL ABARC EL REEMPLAZO DE:

-EJE. (DEFLECCIN DENTRO DE TOLERANCIA)-OCHO IMPULSORES. (DEBIDAMENTE BALANCEADOS)-CAJAS PORTARODAMIENTOS DE TURBOSOPLADOR.-CONJUNTO DE RODAMIENTOS DE EMPUJE Y RADIAL DEL SOPLADOR.-RODAMIENTOS DEL MOTOR.

- VERIFICACIN DE LA BASE - EVALUACIN DEL AMORTIGUADOR:- VERIFICACIN DE ALINEAMIENTO DE TUBERAS DE SUCCIN Y DESCARGA - VERIFICACIN DEL SOFT-FOOT (PATA SUELTA) DEL MOTOR - VERIFICACIN DE MONTAJE DE RODAMIENTOS - MONTAJE DEL CONJUNTO DE RODAMIENTOS DE EMPUJE

RESULTADOS DEL CONTROL Y ANLISIS VIBRACIONAL.

CUADRO N1SOPLADOR 2 NIVELES TOTALES Y RESUMEN ESPECTRAL FFT EN MODO VELOCIDAD RMS

CONCLUSIONES

-LOS NIVELES VIBRASIONALES ESTN POR DEBAJO DEL LMITE DE PARADA, SIN EMBARGO HAY ALGUNOS PUNTOS QUE SUPERAN EL NIVEL DE ALARMA QUE ES NECESARIO VIGILAR, MIENTRAS SE PLANIFIQUEN LAS ACCIONES CORRECTIVAS FINALES RECOMENDADAS. (PUNTOS 1V, 2V, 3V Y 3H)

-SE HAN COMPROBADO QUE HAY SOLTURA ENTRE EL LA PISTA EXTERIOR DE RODAMIENTO A1596 Y SU RESPECTIVO ALOJAMIENTO, SIENDO RESPONSABLE DE LOS ALTOS NIVELES VIBRACIONALES EN LOS RADIALES DEL PUNTO 3 (ARAA) 3H Y 3V, AGREGADAS A LA RIGIDEZ DEL SISTEMA.

-EL DESBALENCE DEL ROTOR DEL MOTOR AFECTA VIBRASIONALMENTE A TODO EL CONJUNTO ROTATIVO.

- LA LUBRICACIN EXCESIVA EXIGE A LOS RODAMIENTOS AL LMITE DE SU CAPACIDAD REDUCIENDO EN TIL.

RECOMENDACIONES

- MONITOREAR VIBRACIONALMENTE EL SOPLADOR 2 CUANDO ESTE EN OPERACIN CON UNA FRECUENCIA MNIMA INTERDIARIA, USAR EL VIP PEN Y LLEVAR EL CONTROL DE TENDENCIAS EN EL SOFTWARE DE MPD.

- CONSIDERAR AL MAS BREVE PLAZO LA UTILIZACIN DE LAGRASA RECOMENDADA POR EL FABRICANTE,.GRASA CHEVRON SRI N 2 O SKF LG T2,

- DE IGUAL MODO, CONSIDERAR EL REEPLAZO DE LA JUNTAS DE DILATACIN DE SUCCIN Y DESCARGA.

- EN LA PRIMERA OPORTUNIDAD PROCEDER AL BALANCEO DINMICO IN SITU DEL ROTOR DEL MOTOR ELECTRICO.

- EVITAR LA EXCESIVA LUBRICACIN. EVALUAR LAS CONDICIONES DE LUBRICACIN SUJETNDOSE A LAS RECOMENDACIONES DEL FABRICANTE.

4 INSPECCIONES PREDICTIVAS POST-CORRECCION

DESPUES DE DOS MESES DEL OVERHAUL EN EL SOPLADOR N2, SE EFECTU UNA INSPECCIN VIBRACIONAL CON EL OBJETO DE CONOCER SU CONDICIN OPERATIVA Y LUEGO DE IMPLEMENTADA LA RECOMENDACIN DE LA GRASA CHEVRON SRI N 2.

INSTRUMENTOS DE MPD. EMPLEADOS:

SISTEMA PARA ANALISI DE MPD. SKF MICROLOG/PRISM2

4.1. INSPECCIN Y ANLISIS VIBRACIONAL

INSPECCIONES EFECTUADAS Y TECNICAS DE ANLISIS EMPLEADAS:

EVALUACIN VIBRACIONAL CON LA MQUINA OPERANDO A PLENA CARGA 01-10-96.INSPECCIN DE ANISIS DE VALORES TOTALES EN VELOCIDAD RMSANLISI ESPECTRAL FFT EN MODO VELOCIDAD RMS

RESULTADOS DE LA INSPECCIN Y ANLIS VIBRACIONAL

CONCLUSIONES

- LUEGO DE IMPLEMENTADA LA RECOMENDACIN DEL USO DE LA GRASA CHEVRON SRI N2, EN ADICIN A LAS CORRECIONES EFECTUADAS DURANTE EL OVERHAUL DE JULIO AGOSTO, EL EQUIPO ESTA OPERANDO EN CONDICIONES SATISFACTORIAS Y ES DE ALTA CONFIABILIDAD.

- DEFECTO DE AJUSTE EXTERIOR DEL RODAMIENTO DE LA ARAA A1596, DEFECTO RESPONSABLE DE LOS ALTOS VALORES RADIALES EN ESE PUNTO.

- LAS CONDICIONES ESTABLES DE LOS VALORES AXIALES DEL EXTREMO DE EMPUJE DEL SOPLADOR Y LA MINIMIZACIN E INCLUSO DESAPARICIN DE LA TERCERA ARMNICA CONFIRMA EL ACIERTO DEL MONTAJE DEL TANDEM DE RODAMIENTOS DE EMPUJE.

RECOMENDACIONES

- MONITOREAR VIBRACIONALMENTE EL SOPLADOR 2 CUANDO EST EN OPERACIN, CON UNA FRECUENCIA MNIMA INTERDIARIA, USAR EL VIP -.PEN Y LLEVAR EL CONTROL DE TENDENCIAS EN LE SOFTWARE DE MPD.

- EN LA PRIMERA OPORTUNIDAD PROCEDER AL BALANCEO DINMICO IN SITU DEL ROTOR DE MOTOR ELCTRICO

- MANTENER ESTRICTAMENTE LAS RECOMENDACIONES DE LUBRICACIN DADAS POR EL FABRICANTE.

5. CONCLUSIONES

DESTACA LAS SIGUIENTES CONCLUSIONES POR TRATARSE TEMAS MUY ESPECIALES:

- EN UN ESPECTRO VIBRACIONAL FFT DE UNA TRUBOMQUINA, LA PRESENCIA DE UNA TERCERA ARMNICA 3X, OSCILANTE Y PREDOMINANTE EN EL AXIAL SE DEBE DEFECTOS DE ENSAMBLE DE DISPOSITIVOS EN LOS APOYOS DE EMPUJE.

- EL CONCEPTO TRADICIONAL DE DIAGNTICO DE DESALINEAMIENTO DE EJES: ALTOS VALORES AXIALES Y PRESENCIA DE ARMNICAS A 1X Y 2X EN LOS RADIALES, NO NECESARIAMENTE SE CUMPLEN.

DischargeANEXO 1TURBCSOPLADOR SPENCER

MODULO VI

INTRODUCCION A LAS PRUEBAS DE DIAGNOSTICO DE FRECUENCIAS NATURALES Y SU INSTRUMENTACION NECESARIA (PRUEBAS DE IMPULSO, DIAGRAMA DE BODE , DIAGRAMA POLAR)

1 INTRODUCCION

TODOS LOS SISTEMAS MECNICOS TIENE UN CONJUNTO DE FRECUENCIA NATURALES Y CADA UNA DE ELLAS SU PROPIA CARACTERSTICAS DE AMORTIGUAMINETO. ESTAS FRECUENCIAS NATURALES SE ENCUENTRAN CONGELADAS HASTA QUE SON EXCITADAS DESDE EL ENTORNO. EN ESTE ARTCULO SE PRESENTAR VARIAS TECNICAS E INSTRUMENTOS QUE PUEDEN SER USADOS PARA EVLUAR Y MEDIR LAS FRECUENCIA NATURALES, COMO SON LAS PRUEBAS DE IMPACTO, LAS PRUEBAS DE "COASTDOWN Y RUNUP, AS COMO LA ADQUISIN E INTERPRETACIN DE LOS DIAGRAMAS DE BOD Y POLAR.

1.1DIFERENCIA ENTRE FRECUENCIA NATURAL, RESONANCIA Y VELOCIDAD CRITICA

MUCHAS VECES, LOE TRMINOS FRECUENCIA NATURAL, RESONANCIA Y VELOCIDAD CRTICA; SON FRECUENTEMENTE CONFUNDIDOS COMO SIMILARES, SIN EMBARGO EXISTE DIFERENCIAS ENTRE ELLOS.

A.- FRECUENCIA NATURAL:

LA FRECUENCIA NATURAL DEBE DEFINIRSE COMO LA FRECUENCIA DE LIBRE VIBRACIN DE UN SISTEMA.

B.- RESONANCIA:

SE DEFINE COMO RESONANCIA, A LA CONDICIN QUE SE PRESENTA CUANDO UNA O UNAS FRECUENCIAS FORZADAS, COINCIDEN CON UNA O UNAS FRECUENCIAS NATURALES.

C.- VELOCIDAD CRTICA:

LAS VELOCIDADES CRTICAS SON UN CASO ESPECIAL DE RESONANCIA, POR LA CUAL LAS VIBRACIONES FORZADAS SON CAUSADAS POR LA ROTACIN DEL ROTOR. MUCHAS VECES LA EJECUCIN DE LAS PRUEBAS DE DETECCIN DE VELOCIDADES CRTICAS SON MS COMPLICADAS QUE LAS PRUEBAS DE DETECCIN DE RESONANCIA,

LA FIGURA 1 DESCRIBE QUE ES LO QUE SUCEDE CUANDO UNA MQUINA SE ENCUENTRA EN RESONANCIA.

1.2 COMO SE DEFORMAN LOS ROTORES EN FRECUENCIAS NATURALES SUPERIORES

EN LA FIG. 3, SE PUEDE APRECIAR COMO UN SIMPLE ROTOR SOPORTADO POR COJINETES EXTREMOS SE DEFORMA AL PASAR POR SU PRIMERA, SEGUNDA Y TERCER VELOCIDAD CRTICA.

1.3 PRUEBAS DE IMPACTO / IMPULSO EN LA DETECCION DE FRECUENCIAS NATURALES

LA PRUEBA CONSISTE EN IMPACTAR CON EL MARTILLO DE CAUCHO SOBRE LA ESTRUCTURA O EQUIPO A FIN DE EXCITAR SUS FRECUENCIAS NATURALES Y PRODUCIR UNA ADECUADA AMPLITUD QUE PERMITA SER DETECTADA POR EL ANALIZADOR DE VIBRACIONES. EN LA FIG. 4. SE APRECIA EL COMPORTAMIENTO DE VARIOS MARTILLOS CONFECCIONADOS CON LOS MATERIALES DISTINTOS.

EN LA FIGURE 5, SE PUEDE APRECIAR LAS PRUEBAS DE IMPACTO PRACTICADAS A DOS MQUINAS HERRAMIENTAS DISTINTAS CON LA ASISTENCIA DE UN ANALIZADOR IRD-880, EN LA FIG 5A SE OBSERVA LA POSIBLE FRECUENCIA NATURAL (20000 CPM) PRODUCTO DEL IMPACTO VERTICAL PRACTICANDO SOBRE LA CAJA NORTON DONDE SE UBICAN LOS RODAMIENTOS, MIENTRA QUE EN LA FIG 5B, SE PUEDE APRECIAR LA PROBABLE FRECUENCIA NATURAL (6200 CPM) AL EXCITAR LA BANCADA DE LA OTRA MQUINA HERRAMIENTA TAMBIEN EN POSICIN VERTICAL.

EN LA FIG. 6 , PODEMOS APRECIAR UN MALETN TPICO PARA PRUEBAS DE IMPACTO.

EN LA FIG. 7, SE MUESTRA EL RESULTADO DE UNA PRUEBA DE IMPACTO EFECTUADA A UN MOTOR DE CORRIENTE CONTNUA DE 100HP EVALUADO EN POSICIN HORIZONTAL. SE PUEDE APRECIAR 3 REPUESTAS, A 38.9 HZ, 42 HZ Y 90 HZ, LAS CUALES PODRAN ESTAR RELACIONADAS A LA PRIMERA, SEGUNDA Y TERCERA FRECUENCIA NATURAL.

EN LA FIG. 8 , SE PUEDE APRECIAR QUE UNA INADECUADA FUERZA DE EXCITACIN (DE POCA DURACIN), NO PERMITE OBTENER ADECUADAS REPUESTAS PARA DETECTAR FRECUENCIAS NATURALES.

EJEMPLOS DE APLICACIN

EJEMPLO N 1 (FIGURA 11)

EL DIAGRAMA DE AMPLITUD MUESTRA DOS PICOS QUE ESTARAN SUGIRIENDO LA PRESENCIA DE VELOCIDADES RESONANTES (500 Y 1200 RPM), SIN EMBARGO AL OBSERVAR EL DIAGRAMA DE FASE SE OBSERVA QUE SOLO LA VELOCIDAD DE 500 RPM PRESENTA UN CAMBIO DE FASE DE 180 (NO AS LA DEL PICO DEL 1200 RPM).

EJEMPLO N 2 (FIGURA 12)

EN ESTE CASO SE OBSERVA UN PICO A 600 RPM CON EL CORRESPONDIENTE CAMBIO DE FASE DE 180, LO CUAL CONFIRMA LA PRESENCIA DE LA RESONANCIA. ADICIONALMENTE, SE APRECIA UN CAMBIO DE FASE DE 180 A APROXIMADAMENTE 1400 RPM, SIN EMBARGO NO SE OBSERVA NINGN PICO (PERO BASTA QUE TENGA EL CAMBIO DE FASE DE 180, PARA QUE TENGAMOS TAMBIEN LA PRESENCIA DE OTRA FRECUENCIA RESONANTE).

LA PREGUNTA QUE TENDREMOS AHORA ES CMO PUEDE HABER RESONANCIA SIN LA PRESENCIA DE UN PICO EN LA AMPLITU?. LA AUSENCIA DE ESTE PICO PUEDE DEBERSE A :

SI LA FUERZA DE EXCITACIN ES TAN PEQUEA QUE SU RESPUESTA ES MUY BAJA O QUIZS EL SISTEMA EST FUERTEMENTE AMORTIGUADO, LO CUAL TANBIN DAR COMO RESULTADO UNA AMPLITUD BASTANTE BAJA (VER LA FIG 13.)

-QUE EL TRANSDUCTOR (SENSOR) DE VIBRACIONES SE HA UBICADO EN UN PUNTO NODAL, POR LO TANTO LA RESPUESTA DE LA AMPLITUD SER CERO O MUY PEQUEA, TAL COMO SE APRECIA EN LA FIG. 14

PARA PREVENIR ESTA PRDIDAS DE AMPLITUD EN PRESENCIAS DE FRECUENCIAS NATURALES, SE RECOMIENDA IMPACTAR EN DIFERENTES LOCACIONES TAL COMO SE INDICA EN LA FIG. 15.

EJEMPLO N 3 (FIGURA 16)

AQU SE PUEDE APRECIAR UN PICO A 900 RPM, SI EMBARGO SE OBSERVA UN CAMBIO DE FASE DE 360 EN VEZ DE LOS 180 ESPERADOS. ESTE EJEMPLO TAMBIEN ES UN CASO DE RESONANCIA EN LA CUAL A 900 RPM O UNA VELOCIDAD / FRECUENCIA CERCAN EXISTEN DOS SISTEMAS EN RESONANCIA, EN CADA UNO CONTRIBUYE CON EL CAMBIO DE FASE DE 180.

EJEMPLO N 4 (FIGURA 17)

EN ESTE CASO SE PUEDE APRECIAR QUE A 1000 RPM EXISTE UN PICO NEGATIVO Y UN CAMBIO DE FASE DE 360. A IGUAL QUE EN EL EJEMPLO N3; UN CAMBIO DE FASE DE 360 SUGIERE DOS SISTEMAS (MASA-RESORT POR EJEMPLO) QUE SE ENCUENTRAN EN RESONANCIA A ESA FRECUENCIA O MUY CERCAN A ELLA. ESTE PICO NEGATIVO DE LA VIBRACIN ES CONOCIDO COMO ANTINODO.

LA FIG 18 EXPLICAR EL PORQUE SE PRODUCE LA RESONANCIA DE STOS DOS SISTEMAS Y AL MISMO TIEMPO EL PICO NEGATIVO.

EJEMPLO N 5 (FIGURA 19)

EN ESTE CASO SE OBSERVA UN PICO A 5000 RPM CON UN CAMBIO DE FASE DE 180, SIN EMBARGO A UNA VELOCIDAD ALGO MENOR A LOS 5000 RPM SE PUEDE APRECIAR UN PICO NEGATIVO.

UNA SUMA DE AMPLITUDES (RUN-OUT Y VELOCIDAD CRITICA) SE PUEDE APRECIAR EN LA FIG. 20.

EJEMPLO N 6 (FIGURA 21)

SE VE LA EXISTENCIA DE FRECUENCIA NATURALES A 3000 Y 8300 RPM (PICOS Y CAMBIOS DE FASE A 180), SIN EMBARGO ENTRE LOS 6000 A 7000 RPM, QUE LA AMPLITUD ES MNIMA, SE OBSERVA UN CAMBIO DE FASE DE 360 QUE ESTARA SUGIRIENDO FRECUENCIAS RESONANTES ACOPLADAS, PERO EXCITADAS CON UNA FUERZA BASTANTE DBIL.

1.4.2 DIAGRAMAS POLARES (POLAR PLOTS)

OTRA TCNICA PARA IDENTIFICAR LAS FRECUENCIAS NATURALES SON LOS DIAGRAMAS POLARES DONDE SLO SE PRESENTAN LA AMPLITUD Y LA FASE.

VENTAJAS DE LOS DIAGRAMAS POLARES SOBRE LOS BODE PLOTS

INDICA DIRECTAMENTE EL VECTOR DE DESBALANCE SIN NECESIDAD DE COMPARAR SEPARADAMENTE LOS DIAGRAMAS DE AMPLITUD Y FASE.

ELIMINA LA CONFUSIN DE DISCONTINUDADES DE FASES TPICAS DE LOS BOD PLOTS (CAMBIOS DE 0 A 360) FIG. 10.

ELIMINA LAS DISCONTINUIDADES DE FASE QUE APARECEN EN LOS BODE PLOTS CUANDO LA AMPLITUD DE LA VIBRACION SE HA REDUCIDO NOTABLEMENTE DE TAL FORMA QUE NO EXISTE SUFICIENTE SEAL VIBRACIONAL PARA MANTENER UNA INDICACIN DE FASE (FIG. 21).

PAR A IMPRIMIR LOS DIAGRAMAS POLARES SLO SE REQUIERE DE UN REGISTRADOR DE UNA PLUMA, LOS BOD PLOTS REQUIERE DE REGISTRADORES DE DOBLE PLUMA.

CUANDO LA PRUEBA SE EFCTA CON LA ASISTENCIA DE SENSORES DE NO CONTACTO (EDDY), LA LIMITACIN DEL RUN-OUT MECNICO O ELCTRICO PUEDE SER ELIMINADO AL RECALIBRARSE EL REGISTRADOR CON EL CONTROL DE AMPLITUD CER (ZERO) FIG 22.

COMPARACION DE LOS DIAGRAMAS DE BODE Y POLARES EN LAS PRUEBAS DE FRECUENCIAS NATURALES.

EN LA FIG. 23 SE PUEDE APRECIAR LA DETECCIN DE LA FRECUENCIA RESONANTES A 2400 Y 4900 RPM, TANTO EN EL DIAGRAMA DE BOD COMO EN EL DIGRAMA POLAR:

LIMITACIONES DE LOS DIAGRAMAS POLARES

SON LAS SIGUIENTES:

EN LAS PRUEBAS DE RUN UP Y COASTDOWN, EL DIAGRAMA POLAR SI REVELA CLARAMENTE LAS CONDICIONES DE RESONANCIA, SIN EMBARGO NO DISPONE DE LA REFERENCIA AUTOMTICA DE LA VELOCIDAD (RPM) A LA CUAL SE PRODUCE; POR LO QUE ES NECESARIO INGRESARLA SIMULAMENTE.

EL DIAGRAMA POLAR ES UN DIAGRAMA DE VIBRACIN POR DESBALANCE (VIBRACIN QUE OCURRE A 1X), SIN EMBARGO CONDICIONES DE RESONANCIA PUEDE OCURRIR A OTRAS FRECUENCIAS DISTINTAS A 1X Y EN ESTOS CASOS EL DIAGRAMA POLAR NO LOS PODRA DETECTAR.

EN LA FIG. 9 SE OBSERVA QUE LA PRUEBA ES SATISFACTORIA, YA QUE SE CONSIGUE ADECUADAS RESPUESTAS, TANTO EN EL ESPECTRO DE AMPLITUD VS. FRECUENCIA (POSIBLE PICOS DE FRECUENCIAS NATURALES); COMO EN EL DE AMPLITUD VS. TIEMPO DONDE SE APRECIA UN ADECUADO AMORTIGUAMIENTO DE LA VIBRACIN EN EL TIEMPO Y POR LO TANTO SE MINIMIZA LA FUGA DE INFORMACIN.

1.4. LAS PRUEBAS DE RUNUP Y DE COASTDOWN EN LA DETECCION DE FRECUENCIAS NATURALES

SE DEFINE COMO RUNUP AL PROCESO DE ARRANQUE DE UNA MQUINA DESDE SU VELOCIDAD CERO HASTA ALCANZAR SU VELOCIDAD NOMINA, MIENTRAS QUE EL COASTDOWN, ESTA REFERIDO AL PROCESO CONTRARIO, ES DECIR AL PROCESO DE DETENCIN DEL EQUIPO DESDE SU VELOCIDAD NOMINAL HASTA LLEGAR A LA ROTACIN DE CERO RPM.

1.4.1. BODE PLOTS

EL DIAGRAMA DE BOD O BOD PLOT CONSISTE EN OBTENER DOS DIAGRAMAS CARTESIANOS (1) AMPLITUD VS. RPM Y (2) FASE VS. RPM. CUANDO UNA MQUINA PASA A TRAVS DE UNA FRECUENCIA NATURAL DURANTE UN PROCESO DE COASTDOWN, EL DIAGRAMA DE BOD MOSTRAR DOS CAMBIOS , (1) EN EL DIAGRAMA DE AMPLITUD SE OBSERVAR UN PICO, MIENTRAS QUE EN (2) EL DIAGRAMA DE FASE INDICAR UN CAMBIO DE FASE DE 180 ENTRE EL PRE Y POST-FRECUENCIA NATURAL (CON UN CAMBIO DE 90 EN LA PROPIA FRECUENCIA NATURAL).

UN EJEMPLO DE BOD PLOT SE PRESENTA EN LA FIG. 10, COMO SE PUEDE OBSERVAR EXISTEN DOS FRECUENCIAS NATURALES, UNA A 2450 RPM Y LA OTRA A 4850 RPM (EN AMBOS CASOS EXISTE UN CAMBIO DE FASE DE 180).

MODULO VII APLICACIN DE TCNICAS ESTADSTICAS TANTO EN EL USO DE LAS VIBRACIONES TOTALES (OVERALL VIBRATION ) COMO EN LAS BANDAS DE ALARMAS ESPECTRAL (SPECTRAL ALARMS BANDS)SUMARIOESTAS ALARMAS DE BANDA ESPECTRAL SON OFRECIDAS DENTRO DE UN SOFTWARE POR DISTINTOS VENDEDORES EN EL CAMPO DEL MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y GRACIAS A ELLOS ES QUE NOS PROVEEN DE POTENCIAL PARA DETECTAR LOS NUMEROSOS PROBLEMAS DE LA MQUINA. EN LA DETECCIN Y EN EL PROCESO DEL ANLISIS, SI ESAS BANDAS ESPECTRALES SON UTILIZADAS, ELLOS PUEDEN AHORRAR MILES DE DLARES EN GASTOS DE MANTENIMIENTO Y PUEDEN HACER QUE HAYA UN IMPACTO EN EL MEJORAMIENTO DE LA PLANTA.

INTRODUCCIN EN LA ESPECIFICACIN DE LAS BANDAS DE ALARMA ESPECTRAL Y LOS RANGOS DE FRECUENCIAEL USO APROPIADO DE LAS ALARMAS DE BANDA ESPECTRAL SON PROBABLEMENTE UNA DE LAS MS VENTAJOSAS ARMAS EN EL MANTENIMIENTO PREDICTIVO ACTUAL PARA LA DETECCIN DE SERIOS PROBLEMAS QUE SE DESARROLLA EN LA MAQUINARIA.

LOS DOS TIPOS DE BANDAS DE ALARMA ESPECRAL EXISTEN DOS TIPOS DE BANDAS