Esta es una síntesis técnica de cada
una de las principales herramientas y técnicas de monitoreo de la
condición y algunas recomendaciones con respecto a la manera en que
podrían ser utilizadas.
1. Análisis de la vibraciónEl análisis de la vibración es la técnica del monitoreo de la condición utilizada con mayor frecuencia y ofrece un panorama más completo y amplio de la condición de las máquinas que cualquier otra tecnología particular.
Se
puede utilizar para detectar muchos tipos diferentes de falla en una
amplia gama de máquinas y componentes rotativos incluyendo motores,
cajas de cambio, bombas, ventiladores, sistemas de engranajes, acoples,
impulsores de correa y cadena, y rulemanes. También es útil para
detectar condiciones que ocasionan fallas y desperfectos como problemas
de mala alineación, resonancia, desequilibrio y lubricación.
Por lo general los datos se
recopilan manualmente en la máquina utilizando un acelerómetro y un
colector portátil de datos (que por lo general también tiene la
capacidad de aceptar datos de otras fuentes tales como abrazaderas de
corriente y puntos de prueba de flujo para el monitoreo de motores ver
punto6). Para ahorrar tiempo, se desarrollan “trayectos” para que los
datos se puedan recoger de un grupo de máquinas en una sola visita
después de lo cual se carga la forma de onda de tiempo y los espectros
FFT en un paquete de software con herramientas poderosas de análisis e
informe. La vibración también se puede monitorear de manera continua a
través de sistemas online. Si bien esta es la norma en algunas
industrias como Papel y Energía, es probablemente prohibitivamente
costoso para todo el equipo con la excepción de los elementos más
críticos de una línea
La
experiencia nos indica que el obtener datos repetibles de alta calidad
es de importancia crítica para un análisis correcto de la vibración. La
elección del sensor correcto, una cuidadosa selección de los puntos de
medición, el uso de monturas de perno en algunos casos, filtros y
configuraciones correctos en el recolector de datos son todos
importantes. Un buen conocimiento de la maquinaria que se monitorea
ayudará al analista a interpretar los datos, identificar las fallas y
hacer las recomendaciones adecuadas.
Si bien es una técnica
muy poderosa, la preparación y organización de un programa de Análisis
de la Vibración (AV) puede llevar mucho tiempo y ser muy complejo en
comparación con otras técnicas de monitoreo de la condición. La
recolección de datos es monótona y debe ser realizada de manera
frecuente (por lo general mensualmente) para asegurar que la mayoría de
las fallas se detecten mucho tiempo antes de que se produzca la falla.
El análisis es complicado y constituye una destreza que sólo se
desarrolla con tiempo y experiencia. Por lo tanto, un programa efectivo
de AV puede representar una inversión significativa en equipo, tiempo y
capacitación, entonces la opción de tercerizar con empresas dedicadas a
este rubro es la opción generalmente usada.
En su formato estándar el VA es
menos útil en maquinaria lenta (< aprox. 200 rpm) o intermitente, o
en máquinas con un alto nivel de vibración inherente como los motores de
combustión interna. Algunos problemas de cojinetes son difíciles de
detectar (por ej. las fallas de jaulas) y es difícil diagnosticar la
fuente y la gravedad de las fallas eléctricas en los motores. Se han
desarrollado unas cuantas técnicas especiales para solucionar algunas de
las limitaciones, por ej. la demodulación para los cojinetes, el
análisis transitorio para la maquinaria stop/start. Con frecuencia
también es de utilidad corroborar los resultados del AV con otras
técnicas tales como la termografía o el análisis del aceite.
En
líneas generales el AV es un elemento central de casi todos los
programas de PdM [mantenimiento predictivo] .
2.
Ondas de estrés
Las ondas de estrés se generan con
el contacto e impacto de metal con metal cuando fallan las películas de
lubricación y se produce daño en el equipo como, por ej., los cojinetes
de elementos rotatorios y los sistemas de engranaje. La vibración
generada es de una frecuencia mucho mayor a la vibración rotativa
estándar.
Las emisiones acústicas son la onda
de estrés de alta frecuencia generada a través de la liberación rápida
de la energía de “esfuerzo” que ocurre dentro de un material durante el
desarrollo de una fractura, deformación plástica ó transformación de
fase.
El sistema de monitoreo de emisiones
acústicas usa transductores montados en superficie para detectar estas
ondas de estrés las cuales se sitúan entre los 25kHz a 1MHz .
Las
nuevas técnicas ultrasónicas para monitoreo de condiciones hace posible
“escuchar” la fricción y el estrés en máquinas rotativas, el cual puede
predecir tempranamente deterioros que las técnicas convencionales.
Monitoreo
de condiciones ultrasónico: La tecnología ultrasónica es sensible a
sonidos de alta frecuencia que son no audibles para el oído humano, y se
distinguen desde los sonidos de más baja frecuencia y la vibración
mecánica.
La fricción en las máquinas y las
ondas de estrés producen sonidos distintivos en el rango más alto
ultrasónico.
Los cambios en estas fricción y ondas
de estrés pueden sugerir que las condiciones se estén deteriorando y
esta detección es más rápida que las tecnologías como vibración y
análisis de aceite. Con una correcta medición ultrasónica y análisis es
posible diferenciar un normal desgaste de uno anormal daños físicos,
condiciones de desbalance y problemas de lubricación.
La
mayoría de los proveedores de equipo de AV proporcionan funciones de
modulación y de desmodulación de la amplitud de señal para medir esta
vibración.
Existen otras técnicas para la
medición de las ondas de estrés generadas por cojinetes y engranajes.
“Shock-pulse”, es una opción que ha utilizado mucho durante varios años.
También existe el dispositivo de emisiones acústicas de (ver punto 5)
que mide las “dificultades” [distress] y que, según se asegura, puede
trabajar incluso con velocidades muy bajas (< 1 rpm).
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