Cómo realizar un correcto trabajo de Condition

Cómo realizar un correcto trabajo
de Condition Monitoring
Aprende a realizar una monitorización,
diagnóstico y análisis de vibraciones
con los equipos adecuados
Acuda a PRÜFTECHNIK
03
Introducción
04
¿Cuáles son los principales problemas en una máquina
ocasionados por una excesiva vibración y sus causas?
05
La detección de las vibraciones con los equipos adecuados
07
¿Cómo realizar un correcto trabajo de Condition
Monitoring?
08
Existen tres niveles de acción al realizar un correcto
trabajo de condition monitoring
09
¿Cómo saber que su programa de análisis de
vibraciones funciona correctamente?
12
Conclusiones
14
Cómo Realizar un Informe Completo de Análisis de Vibraciones
Acuda a PRÜFTECHNIK
Cada día se emplean los productos de PRÜFTECHNIK en todo
el mundo para el monitoreo de condiciones y la optimización de
la disponibilidad de máquinas e instalaciones industriales. Esto
también incluye sistemas para el control automático de procesos
y el aseguramiento de la calidad integrados en las instalaciones de
producción. Gracias a la experiencia de muchos años en diversos
sectores industriales, procesos y aplicaciones, PRÜFTECHNIK ofrece
soluciones innovadoras y orientadas al cliente para el mantenimiento
y el aseguramiento de calidad. Ofrece sistemas que aumentan la
disponibilidad de la máquina y garantizan la calidad de los productos.
De este modo ayudan a clientes en todo el mundo a mejorar su
competitividad de forma continua.
PRÜFTECHNIK cuenta con tecnología de vanguardia en
sistemas de medición y de ensayo:
Sistemas para la alineación de máquinas
láser-óptica
Sistemas de medición de vibraciones para el
monitoreo de máquinas y su diagnóstico
Sistemas para el ensayo no destructivo de materiales
Calentadores de rodamientos inductivos
Cómo realizar un correcto trabajo
de Condition Monitoring
Aprende a realizar una monitorización, diagnóstico y
análisis de vibraciones con los equipos adecuados
Cómo Realizar un Informe Completo de Análisis de Vibraciones
03
Introducción
El aumento de las ganancias en los sistemas productivos, a menudo
se logran mediante el aumento de las velocidades de rotación y
el aumento de la variabilidad de estas velocidades. El aumento
asociado en la carga dinámica, conduce a que las máquinas
experimenten mayores vibraciones y una superior deformación del
material, lo que resulta en un desgaste prematuro de los equipos.
Este aumento de la vibración, no solo tiene un impacto sobre
la productividad, sino que también impacta en la seguridad de
funcionamiento, la vida del equipo y la calidad de los productos
fabricados y procesados.
Menos mal que actualmente existe la tecnología adecuada para
identificar las principales fuentes de vibración en una máquina,
corregir los desequilibrios y reducir los altos niveles de vibración no
permitidos por los componentes de la máquina para poder ajustarlos
con precisión.
Cómo Realizar un Informe Completo de Análisis de Vibraciones
04
¿Cuáles son los principales problemas en una máquina ocasionados
por una excesiva vibración y sus causas?
La experiencia en el campo de la vibración
obtenida por Prüftechnik ha demostrado que un
cuidadoso diseño y construcción por sí solo no
necesariamente protege a la máquina contra
defectos y daños causados por fuentes externas.
Independientemente de la causa particular de
los problemas, su progresión en el tiempo por la
edad del equipo, las características del problema
y el tipo de máquina, el daño puede surgir de
numerosas fuentes.
Algunas fuentes de problemas y deterioros en
una máquina son:
· Los deterioros debido a la tensión mecánica
Se ha hecho evidente que los componentes de
una máquina, especialmente las piezas giratorias,
deben ser fabricadas con un alto grado de exactitud
para disminuir el impacto de la vibración. Son las
máquinas que giran a alta velocidad y de alta
potencia las que tienden a ser sujetos a mayores
vibraciones.
Mediante el empleo de la tecnología de análisis
de vibraciones adecuada, las causas de aumento
de la vibración en una máquina se puede analizar
in situ y se puede eliminar sistemáticamente. La
siguiente figura muestra los factores que pueden
afectar el comportamiento de la vibración de
ventiladores radiales.
· Los daños debidos a la corrosión
· Deterioros debido a la tensión térmica
Cómo Realizar un Informe Completo de Análisis de Vibraciones
05
¿Cuáles son los principales problemas en una máquina ocasionados
por una excesiva vibración y sus causas?
EXCITACIONES AEROMECÁNICAS
Vibración por
columna de aire
Fan Pumps
Desprendimiento
Rotativo
Operaciones
Frecuencia de
Paralelas y paso de los Alabes
Asimétricas
VIBRACIONES DE LA MÁQUINA
Resonancia
Desgaste de
acoplamientos
Imperfecciones
de correas
Vibraciones
de correas
Vibraciones/
Resonancias en
componentes
Desbalanceo
en ejes
Desalineación
Abrazaderas
de únion
VIBRACIONES DE FRICCIÓN
Sellos de
deslizamiento
Rozamiento
del eje
Daños en los
rodamientos de
rodillos
Por ejemplo, si una desalineación es identificada como la causa dominante de la vibración, las
vibraciones se pueden reducir a un nivel aceptable a través de la alineación precisa de la máquina.
Un alto grado de precisión en la alineación también asegura que los rodamientos, que normalmente
están sujetos a cargas complejas, funcionen mejor y alcancen una vida útil más larga.
Cómo Realizar un Informe Completo de Análisis de Vibraciones
06
La detección de las vibraciones con los
equipos adecuados
La vibración no es más que el movimiento rítmico
continuo de un elemento de la máquina o de la
máquina con respecto a su posición de reposo
que se repite periódicamente. Las vibraciones
mecánicas son provocadas por fuerzas que surgen
ya sea dentro del sistema o que se transmiten
periódicamente al sistema. Con la técnica de
condition monitoring se identifican los siguientes
tipos básicos de vibración:
• Vibraciones ocasionadas por el par de torsión.
• Las vibraciones transmitidas por el aire.
• La vibración natural.
Dependiendo de las condiciones de aplicación
y de funcionamiento particulares, algunos tipos
de vibraciones son más pronunciadas que otras.
La buena noticia es que los valores de vibración
pueden ser monitoreados, la excitación de
vibraciones pueden ser analizadas y las causas
de vibración pueden ser diagnosticadas con los
sensores y equipos adecuados.
• Vibraciones en el eje.
• Las vibraciones transmitidas por la estructura.
Vibración natural
en los soportes de
los rodillos
Vibración por
rotura de dientes
Vibración motor
impulsor
Fallos en la caja
de engranajes
Fallo en cojinetes
Defectos de
volumen
Desbalanceo y
excentricidad
de los rodillos
Vibración natural
del eje de cardán
Cómo Realizar un Informe Completo de Análisis de Vibraciones
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¿Cómo realizar un correcto trabajo de
Condition Monitoring?
La supervisión de condiciones en máquinas rotativas es el
proceso de monitorización de un parámetro de condición en
la maquinaria como la vibración, a fin de identificar un cambio
significativo que es indicativo de un fallo en desarrollo. Se trata
de un componente importante del mantenimiento predictivo.
El uso de la supervisión de condiciones en máquinas rotativas
permite que se programen acciones que deben tomarse para
evitar el fallo y evitar sus consecuencias.
La supervisión de condiciones (Condition Monitoring) es, tal
como su nombre lo dice, la técnica de supervisar las condiciones
de operación de un equipo determinando, verificando si su
funcionamiento es bueno o presenta un deterioro. Su uso va
ligado directamente a conseguir una mayor rentabilidad en la
planta. A la pregunta ¿Por qué un gerente de mantenimiento
debe incluir la supervisión de condiciones en máquinas
rotativas dentro de las actividades diarias de su equipo de
técnicos? la respuesta es sencilla, para mejorar la rentabilidad
de su cuenta de resultados con menos paros de producción,
menos daños secundarios, una mayor seguridad de la planta y
una reducción del stock de repuestos.
Cómo Realizar un Informe Completo de Análisis de Vibraciones
08
Existen tres niveles de acción al realizar un
correcto trabajo de condition monitoring
Nivel 1 - Monitorización de la vibración
Las vibraciones y condiciones de la máquina
pueden ser monitoreados por medio de la
“protección” y los métodos de monitorización de
estado “predictivos”. Independientemente del
método que se utilice, el técnico especialista
de mantenimiento debe tener un profundo
conocimiento del diseño de la máquina, su
comportamiento y sobretodo del funcionamiento
y su historia de servicio. En el nivel 1 de
Seguimiento, los valores de vibración son
monitoreados durante el funcionamiento de la
máquina con el fin de evitar daños repentinos y
catastróficos.
Si los valores globales de la máquina que
está siendo monitorizada se pueden filtrar de
una manera selectiva, y si estos valores se
pueden supervisar de forma permanente, los
fallos y problemas de las máquinas podrían
ser detectados y eliminados desde el principio
antes de que se conviertan en un mal mayor.
Sin embargo, no todas las mediciones son tan
fáciles, ya que la mayoría de las máquinas
tienen un patrón de vibración complejo.
En algunas aplicaciones industriales, los valores
característicos de vibración y las alarmas de
aviso por lo general están normalizados con
directrices de actuación específicas en función
de los datos recogidos.
El monitoreo de condiciones online a través de
sensores de desplazamiento para el seguimiento
de datos en tiempo real, se están convirtiendo
junto con los acelerómetros en herramientas
cada vez más populares dentro de la industria.
Esta tecnología de seguimiento permanente y
online, representa uno de los mayores saltos
hacia adelante para las instalaciones de
producción industrial que buscan una gestión
más inteligente y más rentable de sus activos
industriales.
Cómo Realizar un Informe Completo de Análisis de Vibraciones
09
Existen tres niveles de acción al realizar un
correcto trabajo de condition monitoring
Nivel 2 - Diagnóstico de la vibración
Diagnosticar significa buscar la causa. Cuando
una máquina rotativa está exhibiendo un cambio
en su patrón de ruido o un eje está vibrando en
exceso o encuentras mayor contenido de hierro
en el lubricante de la caja de engranajes o tal
vez los cojinetes han fallado prematuramente.
Es evidente que algo no anda bien ¿Cuál es la
causa? ¿Cuál es la condición adecuada de
funcionamiento?
Uno de los primero pasos que debe realizar
el analista de vibraciones es identificar los
excitadores de la vibración, utilizando los
espectros de frecuencia e ir a la búsqueda
de patrones inusuales en los espectros
de frecuencia. Además debe buscar el
comportamiento vibratorio que sea atípico para la
máquina afectada. Un caso particular que puede
explicar mejor esto, es el cambio repentino en los
niveles de ruido y vibración en un compresor en
una fábrica de papel. Para este caso se habían
realizado mediciones de vibración online antes de
la llamada de servicio que habían revelado que
el álabe guía no fue equilibrado. Por experiencia
se sabe que los cambios repentinos en vibración
a menudo están vinculados al alabe. Por lo tanto,
se recomendó realizar un examen endoscópico
de video después del diagnóstico, que de hecho
reveló un alabe defectuoso en una de las etapa
del compresor.
deben medirse en condiciones de trabajo
representativos y con suficiente precisión para
poder tener un punto de comparación. Esto
puede ser un problema en aquellas máquinas
y sistemas de velocidad variable, donde las
consideraciones de producción pueden hacer
que sea imposible medir la máquina dentro del
rango de velocidades críticas en las que se
incrementan y aparecen las vibraciones. Por
ejemplo, en el caso de las turbinas de viento, la
velocidad del viento es por lo general demasiado
baja en los días de medición. Para estos tipos de
limitaciones relacionados con la operación, es
recomendable realizar una medición permanente
a través de equipos de condition monitoring
online.
La figura siguiente muestra la tendencia de
medidas de vibración en un ventilador durante
varias semanas. A pesar de que era posible, en
este caso en particular, continuar operando el
ventilador por más tiempo, el nivel de aumento
de la vibración del ventilador indicó que era
necesario realizar una acción de mantenimiento.
Un requisito previo para este tipo de medición de
diagnóstico es que la frecuencia y los espectros
Cómo Realizar un Informe Completo de Análisis de Vibraciones
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Existen tres niveles de acción al realizar un
correcto trabajo de condition monitoring
Nivel 3 - Análisis de la vibración
Además de obtener un diagnóstico preciso
del estado de la máquina es también de gran
interés para el analista de vibraciones conocer
la causa precisa del problema, sobre todo en
el caso de la repetición de los problemas.
Para este caso particular, la utilización de un
equipo de condition monitoring online para la
medición permanente de las condiciones de
la máquina sería lo adecuado.
El telediagnóstico temporal, con equipos
online, es de especial importancia en muchos
sectores industriales. Mediante el registro
del funcionamiento y comportamiento de
la máquina durante un período de tiempo
prolongado, el telediagnóstico temporal
hace que sea más fácil para el especialista
en diagnóstico de vibraciones llevar a cabo
un análisis de la causa. De esta forma, los
análisis de frecuencia se realizan en un
tiempo, amplitud y de forma controlada. Para
este análisis se puede usar un un equipo de
medición para el telediagnóstico temporal
que se implante sobre la máquina afectada
durante un periodo de tiempo para registrar
información sobre su funcionamiento y el
comportamiento de la vibración. Los datos
se transmiten automáticamente a través de
correo electrónico al centro de diagnóstico
para su evaluación.
Cómo Realizar un Informe Completo de Análisis de Vibraciones
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¿Cómo saber que su programa de análisis de vibraciones
funciona correctamente?
Sí actualmente tiene en funcionamiento un
programa de análisis de vibraciones interno o
a través de un asesor subcontratado, antes de
seguir malgastando su dinero, necesita auditar su
programa de análisis de vibraciones y preguntarse
si recibe los beneficios correspondientes.
Sí no tiene conocimiento acerca de los beneficios
que puede recibir de un programa de análisis de
vibraciones, ¡probablemente no esté recibiendo
beneficio alguno! Por otro lado, si recibe
beneficios pero no los documenta, su programa
se encuentra en riesgo. De cualquier manera,
necesita saber qué sucede con su programa y
documentar si funciona, o arreglarlo sí este no
es el caso.
A menudo las personas van al trabajo todos los
días y hacen su rutina sin detenerse a pensar si
lo que hacen es beneficioso. Es más, muchas
personas no pueden verbalizar las metas de su
programa de mantenimiento preventivo industrial,
ni tampoco demostrar su beneficio en términos
financieros. Por ejemplo, por varios años una
empresa ha contratado un servicio para analizar
las condiciones de las máquinas periódicamente.
La empresa de servicios entregaba un reporte con
muchos gráficos que nadie revisaba. El reporte
no indicaba cuántas máquinas se probaron,
cuántos defectos se detectaron, cuáles eran los
defectos y su gravedad. Por parte del cliente, la
empresa nunca se preguntó cuál era el beneficio
del informe de análisis de vibraciones.
De igual manera, las personas a menudo tienen
problemas a nivel técnico. Con frecuencia las
pruebas de vibraciones están configuradas de
tal manera que el analista no verá una falla al
menos de que sea grave. Y sí es muy grave, no
necesita un programa de análisis de vibraciones
para encontrarla.
Al comprar una cámara digital, esta viene con
diferentes funciones como flash, relación de
aspecto, cantidad de pixeles, apertura, entre
otras. Los analistas de vibraciones también
deben configurar varias funciones correctamente
para cada prueba. La diferencia es que cuando
usted no configura la cámara correctamente, al
tomar una fotografía en la oscuridad sin flash es
inmediatamente evidente que cometió un error
porque la fotografía no se revela. El error no
es tan evidente en una prueba de vibraciones.
Podría estar recolectando información inútil sin
darse cuenta.
La manera de recolectar las lecturas también
influye. En algunos casos, las personas hacen
lecturas en demasiados puntos de prueba, y
podrían ahorrar dinero al hacer menos lecturas.
Por otro lado, algunas personas no recolectan
suficientes datos, o no lo hacen en los lugares
apropiados; es como si un doctor que intenta
escuchar su corazón ponga el estetoscopio en
Cómo Realizar un Informe Completo de Análisis de Vibraciones
12
¿Cómo un sistema de condition monitoring mejora la
productividad y la colaboración dentro de la planta?
su cabeza; ¡podría no estar recolectando la
información que usted piensa! No solo necesita
sensores en lugares indicados, pero ya que
ningún sensor mide todo a la perfección,
también necesita utilizar el sensor indicado.
También influye lo que la máquina esté
haciendo al momento de la prueba. Al usar
el análisis de vibraciones en el contexto de
un Programa de Análisis de Vibraciones, el
monitoreo de tendencias de los datos es clave.
Imagínese despertar en una camilla de hospital
y que una enfermera tome su pulso. Ahora
imagine trotar hasta el consultorio del doctor
y que tomen su pulso. ¿El pulso acelerado
indica que está enfermo? Por supuesto que no.
Pero si no podemos comparar ambas pruebas,
¿Cómo sabemos cuál es su pulso regular?
En conclusión, si no prueba la maquinaria
en condiciones similares en términos de
velocidad, carga, etc., entonces su monitoreo
de tendencias y su configuración de alarma
serán inútiles.
Asumiendo que con suerte todos los parámetros
de la prueba estén correctos y sepa que
recolecta datos de buena calidad, ¿Qué nos
dice del análisis? ¿Recolecta advertencias
o reportes concretos?¿Quién recibe este
reporte y qué hacen al respecto?
¿Por qué será que tantos responsables de
mantenimiento tienen problemas con su
programa de análisis de vibraciones? Una
razón es que las personas que trabajan con ellos
no están entrenadas adecuadamente y no tienen
las habilidades necesarias para el trabajo. A
muchas personas encargadas del programa de
análisis de vibraciones simplemente les dan un
recolector de datos o software manual para las
lecturas. Después de asistir a un curso básico
de vibración, descubren que han trabajado de
manera incorrecta por años. Es difícil entender
cómo alguien puede pensar que utilizar un
programa de manera incorrecta por años es
menos costoso que capacitar a alguien en un
curso de entrenamiento o que alguien venga
a auditar el programa. Por supuesto, asistir a
un curso y pasar un examen es una cosa, pero
es muy diferente tener la confianza de que su
programa está implantado de manera correcta
y que recibe todos los beneficios que debería,
esta es tan solo otra de las muchas razones
para auditar.
Cómo Realizar un Informe Completo de Análisis de Vibraciones
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CONCLUSIONES
El condition monitoring es actualmente un punto
clave para el éxito de cualquier responsable de
planta y director de mantenimiento. El análisis de
vibraciones seguirá siendo uno de los puntos más
importantes en la supervisión de condiciones en
máquinas rotativas. La detección de problemas
comparando los niveles de vibraciones con
alarmas preestablecidas es algo necesario en
toda planta industrial. Ahora los responsables
de mantenimiento pueden realizar un análisis
de causa-raíz, mediante el cual se determina el
porque una máquina tuvo el problema desde su
inicio. Los beneficios son muchos y en especial
podemos nombrar:
• Reducción de los tiempos de paradas: cuando
una máquina falla, dependiendo de la criticidad,
puede parar la producción, lo cual puede ser
extremadamente costoso para una industria.
Los paros de producción no planificados afectan
directamente a la rentabilidad de toda empresa.
• Daños secundarios: en vez de simplemente
cambiar un rodamiento, el motor entero debe ser
reparado. Los costos incrementan y el tiempo de
reparación es mayor.
• Seguridad: cuando una máquina falla, la
seguridad de la zona de trabajo puede ponerse en
riesgo.
• Reducción de repuestos en almacen: cuando
una máquina falla, se debe almacenar suficientes
repuestos en calidad de “en caso de falla”.
Almacenar y manejar esos repuestos representa
un costo que fácilmente puede ser disminuido.
Cómo Realizar un Informe Completo de Análisis de Vibraciones
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