AN LISIS VIBRACIONAL - Pa P ar e 2 -
SIXTO SARMIEN O CHIPANA Machinery Lubricant nalyst Level II Vibration Analyst Level II ssarmiento@tec up.edu.pe MPUS MPUS TEC TECNO NOL L GICO GICO DE DE SA SANT NTA A ANIT NITA, ABR BRIL IL DE 2011
OS EQUIPOS ENCIERRAN U A INTERESANTE INTERESANTE HISTORIA.. ESO NOS LO CUE TA LA VI VIBRA BRACI CI Un análisis detallado de la vibración nos puede revelar mucha información
Desbalance Desalineamiento
Es posible detectar diferentes condiciones de fallas, y evaluar su severidad.
Fallas de cojinetes
Soltura
OVIMIENTO ARM NICO SI PLE: La vibración vibra ibraci ción ón máás s ssimpl impl
+
+
=
CUALQUIE vibración puede ser expresad como la suma de vibracio es simples e individuales.
EL DOMINIO DE A FRECUENCIA FRECUENCIA
=
Utilice un gráfico para demostrar cómo una señal compleja es descompuesto en una señal simple.
+
d u t i l p m A
+
+ .. .
... Frecuencia
DOMINIO EN EL TIEMP Y EN LA FRECUENCIA
El dominio de la Onda mo trada como diferentes frecuencias y mplitudes
EL EL E ES S ECTR ECTR
EL ES ECTR 5 Hz = 300 RPM 5 Hz T F F
10 Hz = 600 RPM 10 Hz T F F
¿QU PASA SI ADICIONAMO UNA SEGUNDA FUENTE DE VIBRACI N El rozamiento introduce un nuevo tipo de vibración vibración..
Rozamiento Rozamiento
Desbalance Desbalance
Nueva vibración vibrac vib ración ión = 10 x 8 = 80 Hz Hz 8 Alabes x 10 revoluciones revolucion revo luciones es / segundo segundo
UN ESPECTR COMPLEJ COMPLEJ
Rozamiento Rozamiento
Desbalance Desbalance
10 Hz T F F
80 Hz 6600 00 CPM CPM
4,800 4 ,8 0 0 CPM
DOMINIO EN EL TIEMP Y EN LA FRECUENCIA
Domini Dominio nio o del del Tiempo Sinusoidal
Pico Simple en el dom do dominio minio d dee la la frecuencia
DOMINIO EN EL TIEMP Y EN LA FRECUENCIA
Ruido (Onda Ruido (Onda) Onda) en el dominio d dominio del el tiempo
Ruido (Espectro Ruido (Espectro Espectro)) en el dom dominio omiinio d dee la la Frecuencia
FRECUENCIA FORZANTE FORZANTE Cálculo Cál Cálculos culoss espe especia ciales les real realiza realiliza rea izados zados dos par para para a indicar indi in dica carr ónde ónde deb debe de debem bemo emos mos oss ob obser serva varr en los los espectros espe es pect ctro ross –– llllam llamados amad ados os ““frecu frecu ncias ncia nc iass forza fo forzantes” rzant ntes es”
FRECUENCIA FORZANTE FORZANTE
ADQU DQUIIS DQ ISIC SIICI CI N DE DE ATOS: TOS: OS: EL EL SENSOR SENSO SEN ENS SOR
LAVES PARA UN TRABAJO XCELENTE Y BUENA CALIDA DE LA S SE SE SE AL
• Aprop propia iada da adqu adquis isic ició iónn de datos transductor • Forma có cómo es está mo montado el transductor • Luga Lugarr dónd dóndee está está mont montad adoo el transductor
(Voltaje vs tiempo)
Señal eléctrica
(Vibración vs tiempo)
Vibración de la máquina
TIPOS DE VIBRAC N DE M QUINA
3
• Vibración ab absoluta del a o o 1 • Vibración ab absoluta del eje (2) • Vibración re relativa del eje (3)
1
2
SELECCI N E LA MEDIDA MEDIDA
Tres medidas de vibración
• – Relativo – Absoluto
• Velocidad • Aceleración
0 - 60.00 .000 cp cpm 0 - 1.20 .200 cpm
600 600 - 60.0 60.0000 cpm cpm > 60.000 cpm
SELECCI N DEL TRA SDUCTOR (SENSOR)
Está basado en 1. 2. 3. 4. 5. 6.
La medida s leccionada La sensibilidad La frecuenci de respuesta El tamaño r querido El diseño de la máquina La velocidad de la máquina
TIPO TIPOS S DE TR TRAN ANSD SDUC UCT TORES ORES LA MEDIDA SELECCIONADA SELECCIONADA
SENSORES SÍSMICOS
SENSORES RELATIVOS
• Relaciona su vib vibración desde el punto de contacto del sensor con respecto a tierra
• (No-con contacto cto) mide co con respecto al punto en movimiento
SENSORES RELATIVOS RELATIVOS (CAPTADORES DE PROXI IDA IDAD D O NO CONTACTO) CONTACTO)
1. Llamados transductor s de corriente de Eddy 2. Requiere un dispositi o electrónico externo que enere una señal eléctrica de mu alta frecuencia (1,5 MHz) 3. La sensibilidad es generalmente de 200 mV/mil 4. Debe de realizarse un perforación en los apoyos para su instalación 5. Generalmente se c locan dos transductores separados a 90°
SENSORES RELATIVOS RELATIVOS (CAPTADORES DE PROXI IDA IDAD D O NO CONTACTO) CONTACTO) 90°
• Cuando el ej eje se se mu mueve, la señal eléctrica cambia proporcionalmente al movimiento mv/mil • El sensor produce una tensión de corriente alterna proporcional a la vibración y una señal de corriente continua proporcional al “gap”
SENSORE S SMICOS (TRANSDUCTORES DE VELOCIDAD)
• Son sensores autoexcitados • de 10 a 2.000 Hz • El tr tran ansd sduuctor ctor típi típicco es de 500 mv/pulg/s
SENSORE S S SMICOS (ACELER METROS)
• Consiste en un una pequeña masa montada sobre cristales piezoeléctricos. • Producen se s e ñ a les eléctricas proporcionales a la aceleración
LA SEN IBILIDA
Voltaje de salida por unidad de vi ración medida • • • •
200 mV/mil 500 mV mV/pulg/s 100 mV/g 1000 mV/g
A mayor voltaje de salida mayor sensibilidad
SENSIBILIDAD DE TRANSDUCTORE TRANSDUCTORE
La sensibilidad es una me ida de los niveles de voltaje de salida que se tiene n respuesta a niveles de vibr vi brac ació iónn ajus ajusta tado dos. s. Sensor de 100 mV/ Nivel de vibración 1 g Produce 100mV ó 0,1 V de oltaje Sensor d 10 mV/g Nivel de vibración 1 g Produce 10mV ó 0,01 V de oltaje
SENSIBILIDAD DE TRANSDUCTORE TRANSDUCTORE TRANSDUCTORE
MONTAJE DE T ANSDUCTORE
Rang Rangoo de frec frecue uenc nciias pa par acelerómetro acelerómetro de 100 mv/g Metodo de Montaje
Límite de frecuencia CPM
Sonda de 9 pulgadas
30.000
Magnético
120.000
Pegamento epóxico
150.000 a 240.000
Cera de Abejas
300.000
Espárrago
360.000 a 600.000
MONTAJE DE T ANSDUCTORE
FRECUENCIA DE RESPUE TA TA DE DE TRAN TRANSDU TRANSDUCTORE SDUCTORE CTORE
TAMA O EQUERIDO
• El tamaño es proporcion l a su sensibilidad como de 5 mv/g por eje plo puede responder a muy altas frecuencias (h sta 25 kHz) • Un sensor de alta sensi ilidad (más grande) como de 1000 mv/g responde bajas frecuencias
MONTAJE DE TRANSDUCT RES: RECOMENDACIONE
MONTAJE DE TRANSDUCT RES: RECOMENDACIONE
MONTAJE DE TRANSDUCT RES: RECOMENDACIONE
MONTAJE DE TRANSDUCT RES: RECOMENDACIONE
MONTAJE DE TRANSDUCT RES: RECOMENDACIONE
MONTAJE DE TRANSDUCT RES: RECOMENDACIONE
SENSORES : CA AC ACTER STICA • Diseño robusto • Resistencia a la c rrosión • Sellado hermético • Carcasa aislada • Protección contra descarga electrostática (ESD) • Protección contra la inversión de cableado • Blindaje contra int rferencias electromagnética/radio frequencia (EMI/RFI)
ACELER MET TRO TR ROS E ALTO AL ALTO TO DESEMPE DESEMPE ESEMPE
ACELER METR S ESPECIALE
MEDICI N N PLANTA PROGRAMAC N DE RUTA
PUNTO Y DIREC I N DE MEDICI N 1 ° N
r veardial tic al 90°
90°
180° 0°
90°
270°
N° 1 18 0°
l a i x a
180° 2 ° N
18 0° N° 2
r a
0°
0°
0°
270°
27 0°
27 0°
r a d i a l
MIMOSA Standard & ISO 133 3-1 Annex B 4th of April 1998
ra ho dial ric on tal
LOCALIZACI N DE MEDIDA –– MEDI ME MEDIDAS DIDA DAS S DE VIBRACIÓN VIBR VI BRAC ACIÓ IÓN N
Vibración máquina desplazamiento velocidad • •
Condición cojinete: Pulso de choque valor en dB m valor en dB c Aceleración •
•
Cavitación: Pulso de choque valor en dB cav Aceleración •
•
PROCESO PROCESO DE TOMA DE ATOS Y TRAN TRANSFER SFERENCI ENCIA A
PRO PROC PR OCES CESO ESO D DE ET TOM OM OM DE DA DATOS DAT TOS TOS (R (RUT UTA A
PROCESO DE TOM DE DATOS DATOS (RUTA (RUT (R UTA A Simple estructura de árbol para máquinas Jerarquía de 6 niveles Funcionalidades standard de copiar y pegar Windows Drag y drop de cualquier nivel del árbol incluyendo datos almacenados Configuración y ajustes completos de máquinas se hacen desde una sola .
Seleccione opción del menú para construir su árbol jerárquico
AN LISIS DE DE DATO DATO
CONFIG RACI NIVELES D V VI VIBRACI N VI
TABLA DE SEVERI AD DE VIBRACI N
Se especifica dife entes límites en la condic condición ión mecáni mecánic c de la máquina de acuerdo con la poten ia de ésta y el tipo de sopor e. s os n c ores con emp an a medición del NIVEL LOBAL de velocidad (mm/s) RMS dent o de un rango de frecu recue encia ncias s de de e ent nt e 10 Hz y 1000Hz (600CPM y 0000CPM).
O 10816-1 Velocity Range Limits Limits
nveloped Acceleration Li Limits - KF
TECHNICAL TECHNICA TECHNICAL L ASSOCIATES ASSOCIA ASSOCIATES TES F CHAR CHARLOTT LOTTE, E, P. C.
TECHNICAL TECHNICA TECHNICAL L ASSOCIATES ASSOCIA ASSOCIATES TES F CHAR CHARLOTT LOTTE, E, P. C.
TECHNICAL TECHNICA TECHNICAL L ASSOCIATES ASSOCIA ASSOCIATES TES F CHAR CHARLOTT LOTTE, E, P. C.
achinery Vibration Severity Gui e - AZIMA
Entek IRD
O 10816 - 3
O 10816 - 3
O Alert Severity chart
CONFIG RACI FRECUEN IA M XIMA Ref. TECHNICAL ASSOCIA ES OF CHAR CHARLOT LOTTE, TE, P. C.
PEAK PE AK VEL VELOC OCIT ITY Y SPE SPECT CTRA RAL L BAN BANDS DS FO MEASUREMENTS ON CASING OF NON ISOLATED MACHINES R NNING ABOVE 600 RPM ) RECOMMENDED SPECIFICATIONS OF S ECTRAL ALARM BANDS FOR VARIOUS VARIOUS MACHINE TYPES (See Notes 1 Thru 3 Below Table)*
hese hese Spectral Spectral Alarm Alarm Band Band Specs Specs apply apply to to standard rocess rocess and and utility utility machinery machinery such such as as centrifugal centrifugal pu ers, motors, motor mo moto tors, rs, s, FD FD & ID ID fans, fans, motor/gen motor/generator r/generator erator erator sets, r efrigeration efrigeration efrigeration chillers, chillers, centrifuga centrifugal ifugal ll air air compressors compressors,, vac ps, boiler boiler feed feed pumps, gearboxes, etc etc..
do not apply apply to hese hese hese Specs Specs do to othe ot other oth her err machin mac machine machi hine ne e types types such such such as as reciprocati reciprocating, ng, axial axial axial screw screw scr scre ew w or or lobe- lobe lobe -type type type ro pressors ; diesel pressors; diesel engines engines; ; gas gas turbines turbines; ; large large turbine/g nerators; nerators ; exciters exciters; ; rotary rotary blowers blowers; ; pulverisers, etc etc.. Spe ds ds for for these these machine machine types types normally normally have have to to be be “cus tom tom – – designed” designed” for for each each of of these these these particular partic particular ular machine p p of of simular simular machines, often often after after complete complete vibration spectra spectra have have been been captured captured one one or or more more times times on on th hines. hines . TE TE = = Not Not to to Exceed, “OA ALARM” ALARM” = = Overall Overall Alarm Alarm Sp ecified ecified in in Table Table II. II . If If Fmax ≥ 80 80 XRPM, increase increase resolu 00FFT 00 FFT lines lines unless unless otherwise otherwise instructed instructed..
CRITERIOS E ANÁLISIS
Proceso d Monitoreo Monitoreo
• Detecció cciónn: Se mi mide el el ivel de Vibración Total – Desplazamiento – Velocidad –
• Anál Anális isis is:: Se anal analiz izaa la recuencia de vibración – Análisis de espectro FF – Análisis de señal en do inio del tiempo
• Corrección: Una ves d tectado el problema se toma la acción adecua a y correcta 67
Eje plo: Si se tiene un motor que gira a 1750 rpm a plena carga, como se verá el gráfico de frecuenci s FFT si se dice que aparece una una se señal ñal en en los los múlt múltip iplo loss de de s velocidad de giro, es decir 1x, 2x, 2x, 3x, 3x, 4x, 4x,.....e .etc tc (arm (armón ónic icos os de la velocidad de giro)
1X
2X
X
4X
5X
1750
3500
5 50
7000
8750
CPM
Eje plo: Si un equipo gira con una frecuencia de 100 Hz. Como se verí el espectro FFT si se dice que parece una frecuencia en 0,45 y 2X. – 100 ciclos/s * 60 s/min = 60 0 cpm............1X cpm............ 1X – 6000*2 = 12000 cpm............ cpm........ .........................2X – 6000*0,45 = 2700 cpm......... cpm....... ...................0,45X
0,45X
2X
2700
12000
CPM
N ta: Si:
b<30% de a c<30% de b Hay problemas en 1X y hay que analizarlo; 2X y 3X sol
a
Si:
b>30% de a
b
c>30% de b
c
Hay problemas en los tres puntos y hay que analizarlo 1X
2X
3X
CPM
70
