Escuela de Postgrado -Universidad Catolica de Santa María
PROPUESTA DE MANT. PREDICTIVO-ANALISIS VIBRACIONAL MANTENIMIENTO PREDICTIVO
Integrantes: Ing. Jorge Castro Valdivia Ing. Fernando David Siles Nates Ing. Jorge Sanchez Chocano Ing. Edgar Chacca Cuti
Docente : Msc. Jorge Morales Amaro
Arequipa-2014
INDICE 1.
ANTECEDENTES..................................................................................................... 1
1.1. UBICACIÓN GEOGRAFICA DE LA PLANTA ........................................................... 1 2.
JUSTIFICACIÓN....................................................................................................... 2
3.
OBJETIVOS ............................................................................................................. 2
3.1. OBJETIVO GENERAL .............................................................................................. 2 3.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS ..................................................................................... 2 4.
FUNCION DE LA EMPRESA .................................................................................... 3
5.
EQUIPOS A EVALUAR ............................................................................................ 3
5.1. CARACTERISTICAS TECNICAS DEL MOTOR BOMBA .......................................... 4 5.2. CONFIGURACION ................................................................................................... 6 6.
DEFINICIONES FUNDAMENTALES ........................................................................ 7
6.1. MANTENIMIENTO PREDICTIVO ............................................................................. 7 6.2. VENTAJAS DEL MANTENIMIENTO PREDICTIVO .................................................. 7 6.3. DESVENTAJAS DEL MANTENIMIENTO PREDICTIVO ........................................... 8 6.4. TÉCNICAS DE MANTENIMIENTO PREDICTIVO .................................................... 8 6.5. CICLO DE MANTENIMIENTO PREDICTIVO ......................................................... 11 6.6. VIBRACION ............................................................................................................ 11 6.7. DEFINICION DE VIBRACION................................................................................. 12 6.8. VIBRACIONES MECANICAS ................................................................................. 12 6.8.1. TIPOS DE VIBRACIONES MECANICAS ................................................................ 13 6.9. CAUSA DE LAS VIBRACIONES ............................................................................ 14 6.10. ANALISIS VIRBRACIONAL .................................................................................... 14 6.10.1. PARAMETROS USADOS PARA LA MEDICIÓN DE LA VIBRACIÓN .................. 16 6.10.2. TIPOS DE VIBRACIONES MECÁNICAS ............................................................ 20 6.11. CURVA P-F PARA EL ANALISIS VIBRACIONAL ................................................... 21 6.12. COSTOS DE LA IMPLEMENTACION DE LA ESTRATEGIA DE MANTENIMIENTO PREDICTIVO BASADA EN EL ANALISIS VIBRACIONAL. ..................................... 22 7.
MEDICIÓN DE LA VIBRACIÓN .............................................................................. 23
7.2. ESPECTROS UTILIZADOS EN EL ANÁLISIS VIBRACIONAL ............................... 27 8.
IMPLEMENTACION DEL MANTENIMIENTO PREDICITIVO USANDO EL ANALISIS VIBRACIONAL ....................................................................................................... 32
9.
CONDICIONES PARA ASEGURAR LA IMPLEMENTACIÓN ................................. 33
10.
IMPLEMENTACION DEL PLAN DE MANTENIMIENTO PREDICTIVO .................. 35
10.1. SELECCIÓN DE LAS FRECUENCIAS DE INSPECCIÓN ...................................... 35 I
11.
ANALISIS DE MODOS DE FALLA DE LAS BOMBAS ............................................ 35
12.
PLAN DE MANTENIMIENTO PREDICTIVO ........................................................... 35
13.
EQUIPO DE DIAGNOSTICO VIBRACIONAL SELECCIONADO ............................ 36
14.
ESTUDIO DE FACTIBILIDAD ................................................................................. 40
14.1. FACTIBILIDAD ....................................................................................................... 40 15.
CONCLUSIONES ................................................................................................... 41
ANEXOS.......................................................................................................................... 42
II
INDICE DE FIGURAS Figura Nro. 1 UBICACIÓN GEOGRAFICA DE LA PLANTA-ERPA .......................................... 1 Figura Nro. 2 CUADRO DE FUNCION DE LA EMPRESA ............................................... 3 Figura Nro. 3 LISTA DE EQUIPOS A EVALUAR .............................................................. 3 Figura Nro. 4 CUADRO DE CARACTERÍSTICAS TENICAS DE LA BOMA SELCCIONADA ......................................................................................... 4 Figura Nro. 5 CONFIGURACION DEL SISTEMA DE BOMBAS ........................................ 6 Figura Nro. 6 PRONOSTICO DE FALLA .......................................................................... 7 Figura Nro. 7 TECNICAS DE MATENIMIENTO PREDICTIVO .......................................... 9 Figura Nro. 8 TECNICAS AVANZADAS DE MANTENIMIENTO PREDICTIVO ................. 9 Figura Nro. 9 CICLO DE MANTENIMIENTO PREDICTIVO ............................................ 11 Figura Nro. 10 TIPOS DE VIBRACIONES MECANICAS ................................................ 13 Figura Nro. 11 FUNDAMENTOS DE VIBRACIONES MECANICAS ................................ 15 Figura Nro. 12 SISTEMA VIBRATORIO MASA RESORTE............................................. 15 Figura Nro. 13 MOVIMIENTO ARMONICO SIMPLE ....................................................... 16 Figura Nro. 14 PARAMETROS USADOS EN LAS VIBRACIONES................................. 17 Figura Nro. 15 TIPOS DE VIBRACIONES MECÁNICAS ............................................... 20 Figura Nro. 16 CURVA P-F PARA EL ANALISIS VIBRACIONAL ................................... 21 Figura Nro. 17 TABLA DE COSTO Y OPERACIÓN DEL MANTENIMIENTO PREDICTIVO .... 22 Figura Nro. 18 FORMATOS PARA LA MEDICIÓN DE VIBRACIONES MECANICAS .... 24 Figura Nro. 19 PUNTOS DE MEDICIÓN DE VIBRACIONES EN UNA MAQUINA ........ 24 Figura Nro. 20 VARIABLES DE CONDICIÓN DE ESTADO ............................................ 26 Figura Nro. 21 ESPECTROS UTILIZADOS EN EL ANALISIS VIBRACIONAL................ 27 Figura Nro. 22 CICLO DE LA IMPLEMENTACION DE MANTENIMIENTO PREDICTIVO ........ 32 Figura Nro. 23 CONDICIONES PARA LA IMPLEMENTACION DE MANTENIMIENTO PREDICTIVO ... 33 Figura Nro. 24 ESTANDAR DE FRECUENCIAS DE INSPECCION DE EQUIPOS ........................... 35 Figura Nro. 25 CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DEL EQUIPO UTILIZADO PARA EL ANÁLISIS VIBRACIONAL .. 36
III
1. ANTECEDENTES La Empresa “ERPA (Empresa de Riego para la Agricultura)” que posee la categoría de Empresa de Servicios de distribución de Agua para riego en la Agricultura. En la Actualidad la empresa esta conformada según las disposiciones legales vigentes del estado y la aprobación de los organismos supervisores del Agua en nuestro país. La empresa esta ubicada en la Provincia de Camaná región de Arequipa e inició sus operaciones desde Enero de 1990 , distribuyendo agua para los cultivos agrícolas de la provincia. La empresa cuenta en si con un departamento de Mantenimiento que se dedica a supervisar y controlar el correcto funcionamiento de los equipos y maquinas , motivo por el cual se implementará un plan de Mantenimiento Predictivo para reducir las consecuencias de los fallos de los equipos, de tal forma que se puedan diagnosticar y así evitar tareas imprevistas de Mantenimiento Correctivo. 1.1.
UBICACIÓN GEOGRAFICA DE LA PLANTA ERPA es una empresa Arequipeña ubicada en la Provincia de Camaná , zona Agrícola de la Ciudad. Figura Nro. 1 UBICACIÓN GEOGRAFICA DE LA PLANTA-ERPA
ERPA
1
2. JUSTIFICACIÓN Es indispensable que las máquinas y equipos que realizan las funciones en la empresa ERPA se encuentren en funcionamiento el tiempo requerido, por lo cual se ha creído conveniente realizar un monitoreo en base al análisis Vibracional en busca de fallas potenciales que indicarán de una manera exacta la propensión del deterioro de la funcionabilidad que tienen los diferentes componentes y así realizar las correcciones que sean necesarias hasta alcanzar y mejorar la disponibilidad de los sistemas. Para ello es conveniente la elaboración del plan de mantenimiento predictivo en base al análisis vibraciones que permita conocer las diferentes salidas de servicio inesperadas, grandes costos de mantenimiento y daños de equipos se reducen por la detección de fallas incipientes mucho antes que se transformen en fallas que causan interrupciones en la función de la empresa. 3. OBJETIVOS 3.1. OBJETIVO GENERAL
Realizar un Análisis Técnico –Económico para la viabilidad de implementar un plan de Mantenimiento Predictivo mediante la Aplicación del Análisis Vibracional en las Bombas Centrífugas en la Empresa ERPA.
3.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Realizar un Análisis Económico para la viabilidad de implementar la Estrategia de Mantenimiento Predictivo
Realizar un Análisis Económico –Técnico sobre los equipos de Análisis Vibracional a ser utilizados.
Dar una orientación sobre los procedimientos de mantenimiento Predictivo de las bombas, para el adecuado funcionamiento en el entorno en que se trabajara.
Revisar y aplicar las técnicas de mantenimiento predictivo de vibraciones mecánicas y termo grafía infrarroja a bombas.
Identificar el tipo de mantenimiento requerido por el equipo a partir del análisis de los resultados obtenidos en las pruebas de vibraciones mecánicas.
2
4. FUNCION DE LA EMPRESA El proceso que realiza la empresa consiste en Bombeo de Agua no Potable para el suministro de pozos de almacenamiento orientados al riego de 50 hectáreas de tierras agrícolas destinadas al cultivo de arroz, realizando el proceso de riego diario durante los 365 días de año. El agua No Potable que proviene de una estación de bombeo ubicada 5 metros de la rivera del rio es enviada por una línea media de 200 mts. a los pozos mencionados. El siguiente cuadro resume en si la función y las características principales de trabajo de la Empresa: Figura Nro. 2 CUADRO DE FUNCION DE LA EMPRESA Empresa Industrial de Riego de
TIPO DE EMPRESA
Agua por Bombeo.
HORAS DE FUNCIONAMIENTO
12 HRS.
POR DIA Nro. DE DIAS DE TRABAJO AL
365
AÑO CANTIDAD
DE
AGUA
576000 Galones de Agua al Dia
BOMBEADA POR DIA TIPO DE AGUA BOMBEADA
No Potable
Nro de HECTAREAS A REGAR
50
NRO. DE OPERARIOS
5 Operarios
NRO. DE SUPERVISORES DE
2 Supervisores
CAMPO TURNOS DE TRABAJO POR DIA
2 Turnos
5. EQUIPOS A EVALUAR Los equipos donde se realizará la evaluación y posterior implementación de la estrategia de Mantenimiento Predictivo son en los Motor Bombas de la Empresa, el siguiente cuadro muestra una descripción técnica de las Bombas utilizadas para esta función:
Figura Nro. 3 LISTA DE EQUIPOS A EVALUAR EQUIPO Motor Bomba
CANTIDAD
UBICACIÓN
3
Sala de Bombas
3
DISPOSICIÓN Las Bombas trabajan en Paralelo.
5.1.
CARACTERISTICAS TECNICAS DEL MOTOR BOMBA El siguiente cuadro muestra las Característica técnicas de las Bombas que son utilizadas en la Empresa: Figura Nro. 4 CUADRO DE CARACTERÍSTICAS TENICAS DE LA BOMA SELCCIONADA TIPO DE BOMBA
Bomba Centrífuga
MARCA
Wilfley
MODELO
Tipo K
FORMA DE BOMBA
Bomba
con
Acoplamiento Directo ESPECIFICACIONES SUCCIÓN
Y
DE
DESCARGAR
6”x4”
(DIAMETROS) CAPACIDAD
800 GLP
POTENCIA
200 HP
ALTURA DE BOMBEO
10 mts.
4
5
5.2.
CONFIGURACION Actualmente la empresa cuenta en funcionamiento con tres bombas WIilfley tipo K las cuales trabajan en paralelo y tienen una confiabilidad del 80% , el siguiente diagrama muestra la disposición de los equipos: Figura Nro. 5 CONFIGURACION DEL SISTEMA DE BOMBAS
R(T): 80% Ft(t): 20%
R(T): 80% Ft(t): 20%
R(T): 80% Ft(t): 20%
6
6. DEFINICIONES FUNDAMENTALES 6.1. MANTENIMIENTO PREDICTIVO
El mantenimiento predictivo es un tipo de mantenimiento que relaciona una variable física con el desgaste o estado de una máquina. El mantenimiento predictivo se basa en la medición, seguimiento y monitoreo de parámetros y condiciones operativas de un equipo o instalación. A tal efecto, se definen y gestionan valores de pre-alarma y de actuación de todos aquellos parámetros que se considera necesario medir y gestionar. La información más importante que arroja este tipo de seguimiento de los equipos es la tendencia de los valores, ya que es la que permitirá calcular o preveer, con cierto margen de error, cuando un equipo fallará; por ese motivo se denominan técnicas predictivas. El mantenimiento predictivo nos ayuda a pronosticar el punto futuro de falla, de un componente o elemento de una máquina.
Figura Nro. 6 PRONOSTICO DE FALLA
6.2.
VENTAJAS DEL MANTENIMIENTO PREDICTIVO
Reduce el tiempo de parada al conocer exactamente que ítem es el que falla.
Permite seguir la evolución de un defecto en el tiempo. 7
Optimiza la gestión del personal de mantenimiento.
Verifica la condición de estado y monitoreo en tiempo real de un equipo.
Maneja y analiza un registro de información histórica vital.
Define los límites de tendencia relativos a los tiempos de falla o de aparición de condiciones no estándares.
Posibilita la toma de decisiones sobre la parada de equipos críticos.
Reduce el inventario de repuestos y los costos de almacenaje.
Aumenta la disponibilidad de los equipos
Provee el conocimiento del histórico de actualizaciones, para ser utilizados por el mantenimiento correctivo.
6.3.
Facilita el análisis de averías.
Aplica el análisis estadístico en los equipos.
DESVENTAJAS DEL MANTENIMIENTO PREDICTIVO
El principal inconveniente del mantenimiento predictivo en cuanto a técnicas complejas es de tipo económico, ya que requiere de una gran inversión, de personal calificado para la operación de los equipos y además mantener la actualización del equipo. 6.4.
TÉCNICAS DE MANTENIMIENTO PREDICTIVO Pueden establecerse en dos categorías relacionadas con las tareas de mantenimiento predictivo:
8
Figura Nro. 7 TECNICAS DE MATENIMIENTO PREDICTIVO
Se realizan: inspecciones visuales de los equipos, las tomas
de
datos
con
instrumentación
instalada de forma permanente como:
Técnicas Sencillas
termómetros, manómetros, caudalímetros, amperímetros, voltímetros, medidas de desplazamiento
o
vibración,
etc.
termómetros, manómetros, caudalímetros, TECNICAS DE
amperímetros, voltímetros, medidas de
MANTENIMIENTO
desplazamiento o vibración, etc.
PREDCITIVO
Técnicas Avanzadas
Ver Figura Nro. 8
Figura Nro. 8 TECNICAS AVANZADAS DE MANTENIMIENTO PREDICTIVO
Monitorización Dinámica
TECNICAS AVANZADAS DE MANTENIMIENTO PREDICTIVO
Monitorización de Particula
Análisis de vibraciones Impulsos de choque Ultrasonido
Ferrografia Detección de virutas metálicas Fluorescencia de rayos x
Monitorización de la Corrosión
9
Resistencia de polarización lineal Resistencia eléctrica Monitorización potencial
Monitorización de la Temperatura
TECNICAS AVANZADAS DE MANTENIMIENTO PREDICTIVO
Temperatura online Termografia infrarroja
Penetración de colorante en líquido Penetración de fluorescente electrostático Inspección de partícula magnética Película magnética apelable Ecos de impulsos ultrasónicos Detección de fugas Rayos x Baroscopios y sondas rígidas. Fractografia electrónica
Monitorización de efectos físicos
Monitorización Química
10
Análisis de aceites Cromatografía de gases y líquidos Espectroscopio de infra rojo y luz visible Espectroscopio de fluorescencia Espectroscopio de luz ultravioleta
6.5.
CICLO DE MANTENIMIENTO PREDICTIVO El ciclo de mantenimiento Predictivo a aplicar se muestra a continuación: Figura Nro. 9 CICLO DE MANTENIMIENTO PREDICTIVO
ACTUALIZAR HISTORIAL
MONITOREO
¿Cumple con los límites establecidos?
Tomar Lecturas de acuerda al Programa Tendencias
PLANTACIÓN Y PROGRAMACIÓN
SI / NO
ANÁLISIS DEL PROBLEMA
Historial
Condición de operación
Tendencias
¿Cumple con los límites ACTUALIZAR HISTORIAL
establecidos? SI/NO
6.6.
CORRECCIÓN
Ejecución
MONITOREO
Toma de Lecturas
VIBRACION
Es el movimiento oscilante respecto a una posición de referencia de las partículas de un cuerpo solido. La vibración se considera como una oscilación o un movimiento repetitivo en una máquina con respecto a su posición de equilibrio, donde dicha máquina llegara a su posición de equilibrio cuando la fuerza que actúa sobre el sistema es igual a cero.
11
6.7.
DEFINICION DE VIBRACION Es el movimiento oscilante respecto a una posición de referencia de las partículas de un cuerpo solido. La vibración se considera como una oscilación o un movimiento repetitivo en una máquina con respecto a su posición de equilibrio, donde dicha máquina llegara a su posición de equilibrio cuando la fuerza que actúa sobre el sistema es igual a cero.
6.8.
VIBRACIONES MECANICAS Se entiende por vibraciones mecánicas las oscilaciones perceptibles y medibles en la superficie de las máquinas, elementos constructivos, sus fundaciones, etc. También es llamado ocasionalmente ruido estructural ya que se propaga exclusivamente en cuerpos sólidos.
Las vibraciones mecánicas solo pueden ocurrir técnicamente cuando las masas se mueven. Esas masas pueden ser partes rotativas u oscilantes de las máquinas, así como líquidos y gases en contacto con cuerpos sólidos.
Todas las máquinas vibran; debido a que en todas ellas existen partes móvil, las cuales generan fuerzas de inercia que se transmiten a sus alrededores.
El aumento inusitado en el nivel de vibración implica que se están desarrollando internamente problemas mecánicos.
Cada defecto mecánico produce una vibración característica, la cual puede ser identificada a través de un análisis de vibraciones.
A Continuación se muestran las fallas que ocasionan la vibraciones mecánicas:
Flexión en ejes.
Desequilibrio en los elementos rodantes.
Desalineación entre la máquina y el motor.
Excentricidad.
Desgaste y holgura en cojinetes.
Desalineación y desgaste en engranajes.
Roces y fricción. 12
Juego mecánico.
Impactos o choques.
Desgaste prematuro de bandas y cadenas de transmisión.
Holgura y pérdida de torsión en bases de anclaje.
6.8.1. TIPOS DE VIBRACIONES MECANICAS El siguiente diagrama muestra los principales tipos de vibraciones mecánicas existentes: Figura Nro. 10 TIPOS DE VIBRACIONES MECANICAS
Vibración Libre
Vibración forzada
TIPOS DE VIBRACIONES MECANICAS
Vibración Amortiguada
Vibración Paramétrica
13
Las vibraciones libres son causadas cuando se perturba un sistema y se deja que vibre libremente, debido a una excitación instantánea o repentina. Así se puede determinar las frecuencias naturales con que el cuerpo vibra.
Las vibraciones forzadas ocurren cuando existe una excitación constante aplicada a un sistema o al interior del mismo, en un rango de tiempo prudente, donde estas vibraciones son casi siempre causadas por elementos internos de las máquinas como por ejemplo, elementos rodantes defectuosos, desbalanceo de elementos rotatorios, por choques e impactos o defectos de instalación, desalineación y desgaste de engranajes, entre otros. Las vibraciones amortiguadas ocurren cuando la vibración de un sistema es disipada. El amortiguamiento del sistema se traduce en las perdidas de energía, del sistema, este acontecimiento se identifica por las propiedades internas de un material especifico, o por un elemento absorbedor de esa energía como lo es un amortiguador.
Las vibraciones paramétricas son generadas por algunos elementos del sistema, que por tener características o parámetros definidos, sus vibraciones hacen cambiar las propiedades de un elemento, un hecho muy común es cuando un acoplamiento vibra por causa del desalineamiento, esta vibración se presenta en el acople por el cambio de la rigidez cuando rota.
6.9.
CAUSA DE LAS VIBRACIONES Las vibraciones provienen de cambios constantes, de fuerzas que modifican continuamente su dirección o su intensidad. En una máquina rotativa las vibraciones cambian de intensidad y dirección del mismo modo que las fuerzas que las provocan modifican su posición respecto a la máquina que se trata de analizar, es decir, las vibraciones resultantes tendrán una frecuencia que será función directa de la velocidad de rotación del componente defectuoso. Si la máquina está en perfecto estado, las fuerzas citadas anteriormente no son importantes con lo que su nivel de vibración tampoco lo es, pero con el uso y las diferentes intervenciones, algunos elementos se deterioran aumentando así la intensidad de las fuerzas y con estas las vibraciones. Existen múltiples orígenes de las vibraciones, a continuación se citan algunos de ellos:
6.10.
Desequilibrios
Desalineaciones
Excentricidades
Rodamientos
Engranajes
Resonancias
Montajes defectuosos
ANALISIS VIRBRACIONAL Esta técnica del mantenimiento predictivo se basa en la detección de fallos en equipos rotativos principalmente, a través del estudio de los niveles de vibración. El objetivo final es obtener la representación del espectro de las vibraciones de un equipo en funcionamiento para su posterior análisis. En la práctica, la vibración ocurre por la transmisión normal de fuerzas cíclicas a través de mecanismos. Los elementos mecánicos de la máquina reaccionan unos con otros y la energía es disipada a través de la estructura en forma de vibración. Basándose además en que:
14
Figura Nro. 11 FUNDAMENTOS DE VIBRACIONES MECANICAS
Todas las máquinas vibran; debido a que en todas ellas existen partes móvil, las cuales generan fuerzas de inercia que se transmiten a sus alrededores.
FUNDAMENTOS DE VIBRACIONES MECANICAS
El aumento inusitado en el nivel de vibración implica que se están desarrollando internamente problemas mecánicos.
Cada defecto mecánico produce una vibración característica, la cual puede ser identificada a través de un análisis de vibraciones.
Para que una vibración mecánica ocurra, se requieren por lo menos 2 elementos el elemento inercial (masa) y el elemento elástico (resorte). Durante la vibración ocurre un intercambio de energía entre estos elementos, se dice que “todo sistema que posea masa y elasticidad es capaz de oscilar o vibrar”.
El modelo vibratorio más simple es el que muestra en la figura siguiente, un sistema masa-resorte.
Figura Nro. 12 SISTEMA VIBRATORIO MASA RESORTE.
15
6.10.1. PARAMETROS USADOS PARA LA MEDICIÓN DE LA VIBRACIÓN El movimiento periódico más simple es el movimiento armónico simple (MAS) graficando en la figura , y definido por la función armónica X = Asen Wt.
Figura Nro. 13 MOVIMIENTO ARMONICO SIMPLE
Donde :
A = Amplitud de onda de medio pico (um)
W = Frecuencia circular o angular de oscilación (Rad./seg.)
T = 2 π / W Periodo de oscilación (seg., min.) (2.1)
F = W/2 π Frecuencia de oscilación (cpm. Hz) (2.2)
Los parámetros utilizados para las mediciones de las vibraciones de las máquinas son: la frecuencia, la amplitud, el desplazamiento, la velocidad, la aceleración.
16
Figura Nro. 14 PARAMETROS USADOS EN LAS VIBRACIONES PERIODO (T).- Es el tiempo requerido para que el sistema efectúe un ciclo completo, es decir cuando se demora un cuerpo en volver a su posición original con las condiciones iniciales, está expresado en minutos, segundos, etc.
FRECUENCIA (F).- Es el número de ciclos por unidad de tiempo, medido en ciclos por minuto (cpm), ciclos por segundos (cps o Hz.) por tanto:
PARAMETROS DE LAS VIBRACIONES
AMPLITUD (A).- Es el desplazamiento de la onda a partir de la referencia 0 medida como pico-pico o rms.
Valor pico (media onda) = Valor equivalente Valor rms = Valor eficaz. Valor rms = 0.707 Valor equivalente
FASE (F) .- Es una medida de la diferencia de tiempo entre dos ondas senoidales. Aunque la fase es una diferencia verdadera de tiempo, siempre se mide en términos de ángulo, en grados o radianes. Esta es una normalización del tiempo que requiere un ciclo de la onda sin considerar su verdadero periodo de tiempo.
DESPLAZAMIENTO (D): El desplazamiento es un parámetro que se mide con el formato pico a pico, el cual es utilizado cuando existen bajas frecuencias, para determinar el desplazamiento, que es la distancia total que atraviesa la parte que vibra desde un extremo a otro en el sistema evaluado. La medida pico a pico toma como referencia la amplitud de la onda, donde utiliza el valor máximo y mínimo de la onda oscilante como se puede ver en la figura . Este desplazamiento se da en milésimas de pulgadas (0.001”).
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PARAMETROS DE LAS VIBRACIONES
VELOCIDAD (V): La velocidad es el cambio de desplazamiento con respecto al tiempo, este parámetro se puede medir con el formato RMS o el formato Pico. Una de las características de las vibraciones es la velocidad de movimiento, donde varía constantemente durante un ciclo vibratorio. Para una medición óptima se selecciona la velocidad más elevada, la cual esta representada en el pico más alto de la onda, que normalmente se da en milímetro sobre segundo (mm/s) o pulgadas sobre segundo (in/s). La velocidad RMS es el valor usado por la norma ISO 2372 para definir la severidad vibratoria, y se expresa por la ecuación mostrada a continuación , para esta norma el valor RMS solo esta considerado para ondas senoidales, pero para otro tipo de ondas o de vibraciones no aplica.
Severidad de Vibración
Velocidad Pico o Amplitud de la velocidad
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Desplazamiento Pico a Pico
Aceleración Pico a Pico o Amplitud de Aceleración
PARAMETROS DE LAS VIBRACIONES
ACELERACIÓN (A): El parámetro de aceleración es el cambio de la velocidad en el tiempo, enfocándose en las mediciones de frecuencia más altas. Para obtener aceleración, por medio de un desplazamiento dado, la aceleración es proporcional al cuadrado de la frecuencia, como lo muestra la ecuación de Aceleración Pico a Pico
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6.10.2. TIPOS DE VIBRACIONES MECÁNICAS Las vibraciones mecánicas están clasificadas en varios tipos, como: Figura Nro. 15 TIPOS DE VIBRACIONES MECÁNICAS
Vibración Libre
Vibración forzada
TIPOS DE VIBRACIONES MECANICAS
Vibración Amortiguada
Vibración Paramétrica
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Las vibraciones libres son causadas cuando se perturba un sistema y se deja que vibre libremente, debido a una excitación instantánea o repentina. Así se puede determinar las frecuencias naturales con que el cuerpo vibra.
Las vibraciones forzadas ocurren cuando existe una excitación constante aplicada a un sistema o al interior del mismo, en un rango de tiempo prudente, donde estas vibraciones son casi siempre causadas por elementos internos de las máquinas como por ejemplo, elementos rodantes defectuosos, desbalanceo de elementos rotatorios, por choques e impactos o defectos de instalación, desalineación y desgaste de engranajes, entre otros. Las vibraciones amortiguadas ocurren cuando la vibración de un sistema es disipada. El amortiguamiento del sistema se traduce en las perdidas de energía, del sistema, este acontecimiento se identifica por las propiedades internas de un material especifico, o por un elemento absorbedor de esa energía como lo es un amortiguador.
Las vibraciones paramétricas son generadas por algunos elementos del sistema, que por tener características o parámetros definidos, sus vibraciones hacen cambiar las propiedades de un elemento, un hecho muy común es cuando un acoplamiento vibra por causa del desalineamiento, esta vibración se presenta en el acople por el cambio de la rigidez cuando rota.
6.11.
CURVA P-F PARA EL ANALISIS VIBRACIONAL El análisis vibracional es un tecnología de Mantenimiento Predictivo y su aplicación se da en base al análisis de fallas del equipo a analizar , el siguiente diagrama muestra la Curva P-F en la cual se localiza la aplicación del análisis vibracional en el intervalo P-F en función de la condición y el tiempo de operación , asi tenemos: Figura Nro. 16 CURVA P-F PARA EL ANALISIS VIBRACIONAL
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Es así como se puede entender que al inicio de cualquier falla, se presentan síntomas muy leves, imperceptibles por el humano, pero que pueden ser fácilmente detectables a través de algunas técnicas predictivas. Como en este punto aún hablamos de una falla incipiente podemos hablar de un riesgo “bajo” en la operación del equipo.
Al no tener implementado el mantenimiento predictivo o hacer caso omiso de las recomendaciones de las técnicas predictivas aplicadas, la falla del equipo evoluciona y ya se hace perceptible a los sentidos, los operadores comienzan a sentir un ruido particular o que el equipo se calienta más de la cuenta.
En este punto, debido a que la falla ya es perceptible, por lo general se toma la decisión de intervención, lamentablemente en muchos casos, la evolución del daño ha sido tan rápida que al parar el equipo ya se aproxima a la falla catastrófica (último nivel de la curva) y ya no se habla de un mantenimiento preventivo si no de un correctivo. 6.12.
COSTOS
DE
LA
IMPLEMENTACION
DE
LA
ESTRATEGIA
DE
MANTENIMIENTO PREDICTIVO BASADA EN EL ANALISIS VIBRACIONAL. La siguiente grafica muestra
el costo de instalación y operación de la
implementación del mantenimiento predictivo aplicando estrategias de análisis vibracional. Figura Nro. 17 TABLA DE COSTO Y OPERACIÓN DEL MANTENIMIENTO PREDICTIVO
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Al inicio, el costo de establecer el mantenimiento predictivo es alto, por todo lo comentado anteriormente. Rápidamente se encuentra en el punto de amortización de la inversión hasta que llega al costo de operación continua donde su valor se vuelve constante, al ser contrarrestado con los ahorros obtenidos tanto en el capital invertido como en los gastos de funcionamiento del activo. Ampliando un poco más el concepto de la pendiente descendiente de la gráfica, se refiere a todas aquellas modificaciones realizadas al activo, antes de iniciar las rutinas predictivas, entre otras protecciones, obras civiles, accesos para los puntos de medición, las cuales no deberían afectar la producción ejecutándose durante paradas planeadas para optimizar los costos en mención. 7. MEDICIÓN DE LA VIBRACIÓN Los parámetros útiles para medir las vibraciones mecánicas en la industria están determinados por el desplazamiento, la velocidad y la aceleración, dependiendo de las frecuencias de funcionamiento de las máquinas del sistema productivo, se elige el parámetro más idóneo para realizar el análisis.
Las vibraciones presentan diferentes valores en cada instante de tiempo, como se puede apreciar en los diferentes formatos:
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Figura Nro. 18 FORMATOS PARA LA MEDICIÓN DE VIBRACIONES MECANICAS
Valor Pico FORMATO PARA LA MEDICIÓN DE VIBRACIONES MECANICAS
Valor Pico-Pico
Valor RMS
7.1.
PUNTOS DE MEDICION DE LAS VIBRACIONES
Las maquinas deben tener varios puntos de medición para poder obtener un monitoreo completo y un análisis efectivo, para el caso de las vibraciones es recomendable hacer varias mediciones, tanto radiales como axiales. Para las radiales se acostumbra hacer un medición radial vertical a 90º y la otra radial horizontal y por lo menos una axial en el extremo de la máquina a evaluar, la norma ISO 2372 hace alusión a el grafico siguiente para una mayor comprensión.
Figura Nro. 19
24
PUNTOS DE MEDICIÓN DE VIBRACIONES EN UNA MAQUINA
25
Las recomendaciones son dependiendo del tipo de máquina y su criticidad dentro del proceso productivo, porque basta con dos mediciones radiales periódicas, cuando se trate de una máquina que no sea crítica, pero teniendo en cuenta que si la vibración aumenta, se pueden medir en otros puntos e incrementar el control de dicha variable de condición. Los puntos deben ser seleccionados con criterio técnico, para lograr buenas mediciones, pero resulta muy importante, asegurarse de que las mediciones futuras se hagan en el mismo punto siempre; para este propósito es muy importante señalar los puntos definidos previamente, ya que las mediciones de las vibraciones pueden variar considerablemente si se mueve el punto de medición.
Las condiciones de estado son monitoreadas en los puntos de medición establecidos en una máquina, considerando que en un mismo punto se pueden medir diferentes variables de condición, para poder monitorear más efectivamente, y poder descartar problemas por otro tipo de causa. Figura Nro. 20 VARIABLES DE CONDICIÓN DE ESTADO
26
7.2.
ESPECTROS UTILIZADOS EN EL ANÁLISIS VIBRACIONAL Un espectro de vibración es una imagen de cálculo de datos que nos muestra los datos de frecuencia / amplitud. La frecuencia ayuda a determinar el origen de la vibración, mientras la amplitud ayuda a determinar la severidad del problema. Un incremento en el nivel de frecuencia indica un cambio en el mecanismo: bandas flojas, grietas en la estructura, daños en los rodamientos, desbalanceo, desgaste excesivo de piezas. Figura Nro. 21 ESPECTROS UTILIZADOS EN EL ANALISIS VIBRACIONAL ESPECTRO
DESCRIPCIÓN Producido generalmente por desgaste radial superficial no uniforme en rotores en los cuales su largo es despreciable en comparación con su diámetro. El espectro presenta vibración dominante con una frecuencia igual a 1 X RPS del rotor. DESBALANCEO ESTATICO
DESBALANCEO DESBALANCEO DINAMICO
El desbalanceo dinámico ocurre en rotores medianos y largos. Es debido principalmente a desgastes radiales y axiales simultáneos en la superficie del rotor. El espectro presenta vibración dominante y vaivén simultáneo a frecuencia igual a 1 X RPS del rotor.
Ocurre en rotores que se encuentran en el extremo de un eje. Es producido por desgaste en la superficie del rotor y doblamiento del eje El espectro presenta vibración dominante a 1X RPS del rotor, muy notoria en dirección AXIAL y RADIAL. ROTOR COLGANTE
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DESALINEACIÓN ANGULAR
Ocurre cuando el eje del motor y el eje conducido unidos en el acople, no son paralelos. Caracterizado por altas vibraciones axiales. 1X RPS y 2X RPS son las más comunes, con desfase de 180 grados a través del acople. También se presenta 3X RPS. Estos síntomas también indican problemas en el acople.
Los ejes del motor y del rotor conducido están paralelos, pero no son colineales. Se pueden detectar altas vibraciones radiales a 2X RPS, predominante, y a 1X RPS, con desfase de 180 grados a través del acople. Cuando aumenta la severidad, genera picos en armónicos superiores (4X, 8X). DESALINEACIÓN
DESALINEACIÓN PARALELA
Los ejes del motor y del rotor conducido están paralelos, pero no son colineales. Se pueden detectar altas vibraciones radiales a 2X RPS, predominante, y a 1X RPS, con desfase de 180 grados a través del acople. Cuando aumenta la severidad, genera picos en armónicos superiores (4X, 8X). DESALINEACIÓN ENTRE CHUMACERAS.
HOLGURA MECANICA
HOLGURA EJEAGUJERO
Aflojamiento de manguitos, tolerancias de manufactura inadecuadas (con juego), y holgura entre el impulsor y su eje en bombas. Causa un truncamiento en la forma de onda en el dominio del tiempo. La falla genera múltiples armónicos y subarmónicos de 1X RPS, destacándose los armónicos fraccionarios 1/2 X, 1/3 X, 1.5 X, 2.5 X.
Ablandamiento o desplazamiento del pie de la máquina, por holgura en los pernos de la base o por deterioro de los componentes de la sujeción. El espectro presenta vibración a 1X RPS en la base de la máquina con desfase a 180 grados entre los elementos sujetados en el anclaje. SOLTURA ESTRUCTURAL
SOLTURA ESTRUCTURAL
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Fácilmente confundible con desbalanceo. Ocurre cuando el centro de rotación no coincide con el centro geométrico en una polea o engranaje. La mayor vibración ocurre a 1 X RPS del elemento con excentricidad, en dirección de la línea que cruza por los centros de los dos rotores. EXCENTRICIDAD
ROTOR O EJE PANDEADO
ROTOR EXCENTRICO
PANDEO
Más común en ejes largos. Se produce por esfuerzos excesivos en el eje. Genera Vibración AXIAL alta con diferencia de fase de 180 grados medida en los dos soportes del rotor. La vibración dominante es de 1X RPS si el pandeo está cercano al centro del eje, y es de 2X RPS si el pandeo está cerca del rodamiento.
Ocurre cuando la velocidad de una fuerza conducida igual a la frecuencia natural de una estructura o una parte de ella. Puede causar dramáticas amplificaciones de la amplitud lo que puede terminar en fallas prematuras y posiblemente catastróficas. Presenta un cambio de fase de 90º por resonancia y 180º cuando lo sobrepasa. RESONANCIA
RESONANCIAS Y PULSACIONES
Sucede cuando una fuente de vibración interfiere con otra. Generalmente se produce por dos máquinas cercanas que trabajan casi a la misma velocidad. El espectro muestra dos picos con frecuencias similares. La diferencia de estas da como resultado una pulsación. La ilustración izquierda representa estas frecuencias en el dominio del tiempo y la suma de ambas. PULSACIONES
FLUJO DE LIQUIDOS
FRECUENCIA DE ASPAS
Frecuencia a la cual, cada aspa pasa por un punto de la carcasa. Producida por obstrucciones, cambios abruptos de direcciones o desgastes de juntas. La BPF (frecuencia de paso de aspas) es excitada en sus primeros dos armónicos con bandeamientos laterales. La BFP es igual al número de aspas por la frecuencia. La BPF algunas veces coincide con la frecuencia natural lo cual causa altas vibraciones.
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Es la entrada de aire o vaporización de un fluido dentro de la bomba. Ocurre cuando la presión de fluido es menor que la presión de vapor a esta temperatura. La cavitación causará erosión a las partes internas de la bomba. El espectro muestra una vibración imprecisa que se presenta a altas frecuencias (del orden de 2000 Hz). CAVITACIÓN
Agrietamiento o desastillamiento del material en la pista interna, producido por errores de ensamble, esfuerzos anormales, corrosión, partículas externas o lubricación deficiente. Se produce una serie de armónicos siendo los picos predominantes 1X y 2X RPS la frecuencia de falla de la pista interna, en dirección radial. Además el contacto metal - metal entre los elementos rodantes y las pistas producen pulsos en el dominio del tiempo del orden de 1-10 kHz. FALLAS EN PISTA INTERNA.
FALLAS EN RODAMIENTOS
FALLAS EN PISTA EXTERNA.
FALLAS EN ELEMENTOS RODANTES.
Agrietamiento o desastillamiento del material en la pista externa, producido por errores de ensamble, esfuerzos anormales, corrosión, partículas externas o lubricación deficiente. Se produce una serie de armónicos siendo los picos predominantes 1X y 2X RPS la frecuencia de falla de la pista externa, en dirección radial. Además el contacto metal - metal entre los elementos rodantes y las pistas producen pulsos en el dominio del tiempo del orden de 1-10 kHz.
Agrietamiento o desastillamiento del material en los elementos rodantes, producido por errores de ensamble, esfuerzos anormales, corrosión, partículas externas o lubricación deficiente. Se produce una serie de armónicos siendo los picos predominantes 1X y 2X RPS la frecuencia de falla de los elementos rodantes, en dirección radial. Además el contacto metal – metal entre los elementos rodantes y las pistas producen pulsos en el dominio del tiempo del orden de 1-10 kHz.
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Deformación de la jaula, caja o cubierta que mantiene en su posición a los elementos rodantes. Se produce una serie de armónicos de la frecuencia de la jaula siendo los picos predominantes 1X y 2X RPS de la frecuencia de falla en jaula, en dirección radial o axial. DETERIORO DE JAULA
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8. IMPLEMENTACION DEL MANTENIMIENTO PREDICITIVO USANDO EL ANALISIS VIBRACIONAL El siguiente diagrama de flujo muestra la implementación del mantenimiento predictivo aplicando el análisis vibracional: Figura Nro. 22 CICLO DE LA IMPLEMENTACION DE MANTENIMIENTO PREDICTIVO
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9. CONDICIONES PARA ASEGURAR LA IMPLEMENTACIÓN Antes de iniciar el arduo camino de la implementación del mantenimiento predictivo hay que tener claras las condiciones mínimas tanto en la empresa, las personas y la operación en general. A continuación se presentan las condiciones necesarias a considerar: Figura Nro. 23 CONDICIONES PARA LA IMPLEMENTACION DE MANTENIMIENTO PREDICTIVO
INVERSIÓN El ítem Costo – beneficio, al implementar el predictivo es costoso a corto plazo Por tal razón, es necesario que las personas que toman las decisiones financieras sobre los activos de la compañía, estén convencidas del paso que se va a dar. Antes de empezar el desgaste propio del cambio en la estrategia, el Gerente de Mantenimiento debe demostrar los beneficios y asegurarse que todo el personal de la compañía sea consciente del paso a dar. CONDICIONES PARA LA IMPLEMENTACION DEL MANTENIMIENTO PREDICTIVO
CAMBIO CULTURAL
Estas tecnologías tienen el poder de afectar la distribución de cargos en la compañía. Nuevas funciones se abren paso y mínimamente, el personal de mantenimiento debe conocerlas. El Gerente de Mantenimiento debe hacer gala de sus habilidades gerenciales y manejar la situación, bien sea para contratar personal, empresas que ejecuten la labor o en el peor de los casos, redistribuir las nuevas responsabilidades. Debe crear un equipo de trabajo que sea realmente confiable y darle la autoridad para “recomendar” y ejecutar las acciones que resulten de la estrategia de mantenimiento. En muchas ocasiones, el personal de mantenimiento debe cruzar todas las áreas funcionales de la compañía para implementar los cambios con los que se pretende corregir los problemas descubiertos por sus análisis.
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HABILIDADES DEL PERSONAL DE MANTENIMIENTO
Independientemente del tipo de manejo que se le va a dar al predictivo (personal interno, contratación o ambos) el personal involucrado en el proceso debe estar plenamente capacitado y conocer a fondo el proceso.
MANEJO DE LA INFORMACION
No es conveniente esperar a recibir los resultados de las rondas implementadas, para preocuparse por la calidad de la información a manejar. El volumen de datos a analizar, fácilmente se puede duplicar una vez el mantenimiento predictivo esté en ejecución. CONDICIONES PARA LA IMPLEMENTACION DEL MANTENIMIENTO PREDICTIVO
Antes de iniciar la implementación hay que asegurar la forma en la que se va a recopilar, analizar y almacenar la información. Tanto las órdenes de trabajo para la ejecución de las rutinas, los hallazgos, las órdenes de trabajo para aplicar los correctivos respectivos, deben consignarse en el CMMS, debidamente diligenciados asegurando así su planeación, programación, ejecución y retroalimentación.
DOCUMENTACIÓN
En la misma línea que lo anterior, se debe asegurar que cada decisión tomada, sus razones, los informes y análisis realizados, etc. queden debidamente documentados. Los correos electrónicos, los comentarios de las reuniones y talleres, llegado el momento, representan información muy útil que también debe guardarse de manera ordenada.
ESTRATEGIA
Finalmente, hay que tener en cuenta que una sola metodología, un único proceso, no será 100% efectivo para disminuir las fallas de los activos. El complemento del mantenimiento preventivo, correctivo y predictivo, en sus justas proporciones (que varían para cada empresa) con estudios como el PMO, RCA o RCS; logran resultados óptimos, fácilmente capitalizables por el Gerente de mantenimiento, que le ayudarán a hacer menos tortuoso el cambio iniciado.
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10. IMPLEMENTACION DEL PLAN DE MANTENIMIENTO PREDICTIVO 10.1.
SELECCIÓN DE LAS FRECUENCIAS DE INSPECCIÓN
Para establecer los intervalos de medición se deben tomar en cuenta los criterios de clasificación del equipo y los factores “de entorno”. Los siguientes intervalos son recomendados, sin que por ello cada empresa deba fijar el lapso que considere adecuado, a continuación veremos un estándar adecuado para la selección de frecuencias de inspección en bomba, así tenemos: Figura Nro. 24 ESTANDAR DE FRECUENCIAS DE INSPECCION DE EQUIPOS DESCRIPCCION DEL ESTANDAR
FREUCUENCIAS
Historia de Operación Optima
Inspección del Equipo Trimestral
Maquinaria altamente confiable
Los intervalos pueden ser de 6 a 12 meses.
Equipo de poca importancia con garantía.
Evaluación Trimestral
Equipo de poca importancia operado
Se puede monitorear trimestral o
internamente.
semestralmente
11. ANALISIS DE MODOS DE FALLA DE LAS BOMBAS Para la aplicación de la Metodología del Mantenimiento Predictivo, se ha revisado en Análisis de modos de falla de las Bombas, de tal manera que el Mantenimiento sea implementado de acuerdo a las fallas que se presentan en los determinados componentes. VER EXCEL 12. PLAN DE MANTENIMIENTO PREDICTIVO Visto el análisis de modos de falla de las bombas podemos establecer un plan de mantenimiento predictivo de tal forma que se pueda mejorar el trabajo el desempeño de las bombas así como realizar un análisis anticipado a la falla. VER EXCEL
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13. EQUIPO DE DIAGNOSTICO VIBRACIONAL SELECCIONADO
El siguiente cuadro muestra las descripción técnica del equipo de análisis Vibracional seleccionado: Figura Nro. 25 CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DEL EQUIPO UTILIZADO PARA EL ANÁLISIS VIBRACIONAL TIPO DE EQUIPO
Analizador de Vibraciones
MARCA
SKF
MODELO
Microlog CMXA 80 AXF El Analizador Microlog AX es el analizador de pantalla grande más avanzado que ofrece SKF en la actualidad. Las características del Microlog AX permiten capturar rápidamente una amplia gama de vibraciones. El analizador proporciona la flexibilidad necesaria para brindar soporte a las aplicaciones más importantes de su programa de mantenimiento predictivo. El Microlog AX elimina las dificultades inherentes al monitoreo de condición mediante el análisis de vibraciones y variables de proceso,
DESCRIPCION DEL EQUIPO
utilizando cuatro canales de medición fuera de ruta y balanceo estático o dinámico en uno o dos planos entre los rangos 10 CPM (0,16 Hz) hasta 4.800.000 CPM (80 kHz). Realiza evaluación de rodamientos utilizando la tecnología de envolvente de aceleración (gE) de SKF , ampliamente comprobada en la industria. El Microlog AX de SKF incorpora los últimos avances en electrónica análoga y digital, incluyendo procesamiento digital de señal (DSP) y convertidores A/D de alta resolución Sigma-Delta , para ofrecer precisión y velocidad en el proceso de recopilación de datos. El Modelo AX-F Mejora aún más la capacidad mediante el agregado de los módulos Arranque/ Parada (RuCd), Función Respuesta en Frecuencia (FRF) y Control de Conformidad.
CARACTERISTICAS PRINCIPALES
Medición simultánea triaxial • o de cuatro canales para adquisición rápida de datos.
Procesador Xscale a 806 MHz, que proporciona mayor velocidad de visualización en tiempo real.
Robusto, a prueba de polvo/agua, diseño bajo norma IP65 para entorno industrial.
Batería de litio recargable de hasta ocho horas de toma de datos continua.
Pantalla color VGA de 6,4" que facilita la visualización y análisis con cualquier tipo de luz. Entrada de señales: acelerómetro, velocidad, desplazamiento (manual o a través de transductores instalados), sensores CA/CC, sensores de presión, sensores de temperatura, tacómetro y entrada manual.
ESPECIFICACIONES
PERFORMANCE
Parámetros
de
medición:
aceleración,
velocidad,
desplazamiento,
gE,
temperatura, fase, voltaje, especificados por el usuario. Tipos de medición: global, espectro, tiempo, forma de onda de tiempo, fase, órbitas, centro de eje. Canales de entrada:
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Canal 1: conector Fischer de 6 pines C1, C2, C3, C4 (etiquetado R) (entrada CA/CC/ ICP™), salida luz estroboscópica.
Canal 2: conector Fischer de 6 pines, C2 y C3 (entrada CA/CC/ICP™), salida tacómetro +5 V.
USB HOST/C R/: conector Fischer R de 7 pines (entrada ICP™/CA/CC), USB HOST, salida audio
USB DEV/TRIG/PWR: conector Fischer de 7 pines a USB DEV, cargador, entrada disparador salida tacómetro +5 V.
Rango señal de entrada: máximo ±25 V
Señal: RMS/Peak / Pk-Pk / True Peak / True Pk-Pk
Integridad de voltaje de polarización (detección de Circuito abierto y Cortocircuito).
Rango automático: si
Rango dinámico: >90 dB
Rango de frecuencia: CC a 80 kHz
Condición del rodamiento: gE
Filtro gE:
50 Hz a 1 kHz
500 Hz a 10 kHz
5 kHz a 40 kHz
Resolución FFT: 100 a 25 600 líneas
Longitud de bloque: 256 a 65 536 muestras
Promedio: RMS, Time, Peak Hold
Alarmas: Global y Espectro (Peak y RMS)
CARCASA
CONDICIONES AMBIENTALES
5 Hz a 100 Hz
ESPECIFICACIONES
Tamaño:
Longitud: 220 mm (8.7 pulg.)
Altura: 220 mm (8.7 pulg.)
Ancho: 71 mm (2.8 pulg.)
Peso: 1,54 kg (3.4 lb.) Pantalla: 6.4" TFT VGA, LCD, color, iluminada con luz posterior (resolución 640 x 480, 18 bits) Sellado: EN60529 IP 65 (a prueba de polvo y agua)
Ensayo de caídas: 1,2 m – a MIL STD-810F (con soporte retraído)
Rango de Temperaturas
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Temperatura de operación: –10 a +60 °C (14 a +140 °F) Temperatura de almacenamiento: –20 a +60 °C (–4 a +140 °F) Humedad: 10 a 90% humedad relativa, sin condensación desde 0 hasta +50 °C (32 a +122 °F).
Vibración: MIL STD-810 transporte
Certificaciones:
Certificación de la CE
CSA Clase I, División 2, Grupos A, B, C,D,
Código de temperatura: T4A@Ta=50C
Comunicación:
USB 1.1 (panel posterior y estación de acoplamiento) Protocolo Microlog y Microsoft Active Sync
Indicadores usuario: LED’s azul, verde, ámbar y rojo
Batería: Ion-litio 6600 mAhr con gas integrado (mínimo ocho horas de medición continua)
SISTEMA
Batería recargable: internamente a través de la estación de acoplamiento o mediante cargador externo.
Sistema Operativo: Microsoft Windows incorporado CE 6.0
Procesador: Marvell 806 MHz PXA320
DSP: Freescale DSP56311
MEMORIA
SOFTWARE SERVIDOR
Interna RAM:
128 MB DDR SDRAM 128 MB NAND Flash
Tarjeta de memoria SD: hasta 4 GB
El SKF Microlog AX series requiere SKF @ptitude Analyst versión 4.1 o superior y comunicación USB.
Este módulo analiza los datos de las máquinas en las que el ruido o los niveles de vibración cambian debido a velocidad, tiempo o carga (aplicaciones que provocan MODULO DE ARANQUE PARADA
fenómenos transitorios) para establecer las velocidades críticas de resonancia de una máquina. De manera simultánea, el módulo captura un sonido o una señal de vibración, más señal de tacómetro, y almacena los datos como forma de onda de tiempo (un archivo WAV) para su posterior análisis.
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La funcionalidad de control de conformidad transforma al AX en una herramienta diaria para las rutinas de inspección. Un sistema automatizado de evaluación MÓDULO DE CONTROL DE CONFORMIDAD
compara los niveles de vibración con los límites establecidos, para comprobar que el producto cumple con los indicadores de calidad predefinidos o con los estándares requeridos.
COSTO
DEL
$ 35000 USD
EQUIPO
DESCRIPCION GRAFICA
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14. ESTUDIO DE FACTIBILIDAD 14.1.
FACTIBILIDAD A. ¿Para qué sirve el Análisis de Vibraciones?
Para detección precoz e identificación de defectos sin necesidad de parar ni desmontar la máquina; para seguir la evolución del defecto en el transcurso del tiempo hasta que este se convierta en un peligro.
Para la programación, con suficiente tiempo, del suministro del repuesto y la mano de obra para acometer la reparación particular; programación de la parada para corrección dentro de un tiempo muerto o parada rutinaria del proceso productivo.
Para la reducción del tiempo de reparación, ya que se tienen perfectamente identificados los elementos desgastados, averiados o, en general, posibles a fallar.
Para la reducción de costos e incremento de la producción por disminución del número de paradas y tiempos muertos.
Permite una selección satisfactoria de las condiciones de operación de la máquina.
Funcionamiento más seguro de la planta y toma de decisiones más precisas de los ejecutivos de la empresa industrial.
B. ¿Que Equipo/s fueron seleccionados para la medición de Vibraciones y aplicación del Mantenimiento Predictivo.? Para la medición de las Vibraciones, la empresa tercerista a utilizado un equipo SKF Microlog CMXA 80 AXF y adicionamente utiliza un software el SKF Microlog AX series requiere SKF @ptitude Analyst versión 4.1. que proporciona almacenamiento, análisis y recuperación de datos de máquinas complejas de manera rápida, eficiente y confiable y permite que la información esté accesible para toda la organización.
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C. ¿Es rentable la Aplicación de la Estrategia Predictiva (Vibraciones) en las Bombas? Para verificar la rentabilidad de aplicar la estrategia Predictiva mediante el Análisis Vibracional se han realizado dos cálculos de costo , el primero es realizado tomando un horizonte de trabajo en el cual las bombas no presenten fallas y trabajen de manera normal , para ello se obtuvo una diferencia de $ 271 entre la posibilidad de aplicar y no aplicar la estrategia predictiva, por lo tanto en una primera instancia podríamos afirmar que la aplicación de la estrategia predictiva es factible. Por un segundo plano , se ha realizado un calculo en una proyección de 15 años y aplicando las formulas para la obtención del costo total del ciclo de vida y el valor presente de ingresos , nos da una diferencia de $ 138158 por lo que es un margen pequeño y podría ser no conveniente aplicar la estrategia predictiva. D. ¿Dentro del proceso de Medición de Vibraciones Mecánicas , quienes pueden operar un equipo de Medición Vibracional? El proceso de medición de vibraciones se ha tercerizado por lo que de acuerdo a los requerimientos exigidos por la empresa que contrata los servicios obliga que
los equipos de Medición Vibracional deben ser
operados por personal especializado técnico –profesional capaz de poder medir y detectar las falla vibracionales en el equipo . 15. CONCLUSIONES
Conviene la aplicación de la Estrategia Predictiva basada en el análisis vibracional porque mejora la disponibilidad y confiabilidad de los equipos
Es conveniente pedir un servicio a terceros para desarrollar los procedimientos de análisis vibracional , ello permitió reducir los costos en cuanto a equipos y personal.
El proceso permite mejorar la vida útil de las maquinas , debido a que las inspecciones predictivas son programadas cada semana y ello incrementa la probabilidad de detectar fallas
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ANEXOS
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