Métodos prácticos para el análisis de vibraciones de equipos rotativos

Las soluciones como la configuración de un programa de análisis de vibraciones de equipos rotativos, el uso adecuado de sensores, las herramientas y aplicaciones de recolección de datos y el monitoreo de la salud de los rodamientos pueden ayudar a identificar problemas inducidos por el flujo.

En las industrias de procesamiento, existen varios desafíos que pueden conducir a problemas inducidos por el flujo, que van desde la degradación de una estructura de tubería hasta la aplicación incorrecta de una bomba. La vibración inducida por el flujo puede presentarse de muchas formas debido a las diversas configuraciones de tuberías de proceso, bombas, sumideros y tanques que tienen un impacto en las aplicaciones hidráulicas.

Por ejemplo, los pasos iniciales de procesos en plantas de pulpa y papel pueden ser extremadamente abrasivos con las materias primas. A menudo, la arena de la cosecha de árboles está presente en la pulpa de madera. Esto puede conducir a la degradación de la carcasa de la bomba o las volutas en ciertas áreas de aplicación, lo cual crea un problema inducido por el flujo.

Otro desafío es que las bombas a menudo se subcontratan a centros de reparación o reconstructores de terceros que pueden no estar familiarizados con el uso previsto de la máquina o, en el peor de los casos, no seguir las mejores prácticas para las revisiones de bombas. Un impulsor instalado incorrectamente puede causar daños en el eje o la carcasa y fallas con el tiempo.

Además del riesgo de pérdida de productividad, las preocupaciones de seguridad y el impacto ambiental que conlleva las fallas de la bomba en el procesamiento de fluidos son relevantes. Las fallas en las bombas, particularmente en las industrias de petróleo y gas, pueden ser peligrosas para la salud humana, pero también pueden ser muy perjudiciales para el medio ambiente.

Los rodamientos defectuosos son un factor clave para la vibración inducida por el flujo

Los rodamientos pueden contribuir a la vibración general de la bomba. Los rodamientos que se especifican, almacenan, instalan o mantienen incorrectamente pueden afectar significativamente las operaciones de bombeo en las plantas de procesamiento. La lubricación de los cojinetes también puede contribuir a la falla de la bomba, ya sea que sea demasiado, no lo suficiente, el tipo incorrecto de lubricante o la frecuencia de aplicación incorrecta. Cuando un rodamiento comienza a fallar, puede comenzar a girar sobre el eje. Cuando el eje comienza a fallar, el impulsor puede girar.

Si la bomba no se ensambló correctamente y no hay suficiente espacio libre de la placa posterior en la voluta, puede provocar una succión deficiente y crear vibraciones no deseadas desde el comienzo de la operación. Los problemas de cojinetes y flujo no están relacionados con la aplicación de bombeo, pero se manifiestan en la firma de vibración en el mismo rango de frecuencia.

Configurar un programa de análisis de vibraciones

Las empresas interesadas en monitorear el estado de la máquina y la bomba a través del análisis de vibraciones deben comenzar determinando la importancia de todos sus activos. ¿Qué bombas pueden funcionar hasta la falla sin consecuencias y cuáles pueden plantear problemas significativos de costo y/o seguridad en caso de falla? Es importante identificar puntos de recolección específicos en un activo donde la recolección de vibraciones proporcionará la indicación más precisa del estado de la máquina. Estos puntos no serán los mismos en todos los activos.

Las rpm y el número de paletas en una bomba juegan un papel clave en la identificación de la vibración inducida por el flujo. Por ejemplo, una bomba de seis paletas debería crear vibración a seis órdenes de velocidad de funcionamiento. Los analistas deben buscar variaciones en la firma de vibración que sean poco comunes, como un nivel de ruido elevado en los datos espectrales, la modulación de la captura de tiempo o una frecuencia más alta que parece ser ruido aleatorio, generalmente en un espectro de aceleración con un ajuste de frecuencia de 300 kcp o 5 kHz).

Uso adecuado de sensores

Al realizar un análisis de vibración, es fundamental mantener la consistencia de los datos. Los técnicos a menudo usan un dispositivo portátil que se transporta por toda la planta para monitorear y registrar la vibración. El sensor debe colocarse en la misma ubicación en el equipo giratorio, que debe estar claramente marcado en el activo. Esto permite la coherencia entre los intervalos de recopilación de datos. Idealmente, se usaría el mismo sensor cada vez, ya que diferentes sensores pueden no medir la vibración exactamente al mismo nivel, y las calibraciones pueden ser ligeramente diferentes. Esto es cierto incluso si son del mismo tipo de sensor.

El montaje adecuado del sensor también juega un papel clave en la consistencia. Los sensores portátiles suelen tener una montura basada en imán que el analista mueve de un activo a otro. Si el sensor no está configurado sobre una base sólida y se le permite moverse, puede dar una lectura inexacta. Idealmente, los sensores deberían tener el mismo montaje en cada ubicación, pero eso no siempre puede ser práctico desde una perspectiva operativa.

Algunas aplicaciones dificultan el montaje del sensor en ciertas ubicaciones, por lo que un analista puede elegir ciertos tamaños de sensores e imanes para adquirir datos en todas las ubicaciones. Además, si más de un analista está llevando a cabo un programa de vibración, es esencial que reciban la misma capacitación inicial para garantizar la coherencia y la similitud entre la recopilación de datos.

Las aplicaciones móviles complementan la recopilación de datos

Las nuevas herramientas de recolección de datos de mano y aplicaciones móviles recientemente introducidas han brindado a los ingenieros, gerentes y técnicos de MRO un punto de entrada rentable para un programa de mantenimiento predictivo de bricolaje. Por ejemplo, un sensor portátil fácil de usar se puede combinar con una aplicación móvil intuitiva que permite a los usuarios monitorear rápidamente el estado de la máquina y predecir problemas antes de que afecten la operación.

El sensor portátil proporciona información instantánea a través de la aplicación. Si se necesita ayuda, algunas compañías ofrecen comunicaciones en la aplicación que conectan a los usuarios con análisis expertos, consejos e informes de diagnóstico. Estas herramientas y tecnologías también pueden complementar un programa de análisis de vibraciones existente más amplio, especialmente en plantas intensivas en activos donde los recursos pueden ser limitados.

Optimizar el rendimiento de la bomba

La digitalización y los desarrollos tecnológicos se están convirtiendo rápidamente en impulsores clave en la industria manufacturera. El Internet de Las Cosas (IoT) está conectando máquinas con big data, lo que ofrece información nueva y procesable sobre el rendimiento de la máquina con más oportunidades para mejorar la eficiencia.

El monitoreo de condiciones con análisis de vibración es esencial para asegurar que una bomba esté funcionando en la curva para su rendimiento óptimo. Tener la capacidad de comparar funcionalmente las vibraciones, la temperatura y el análisis de aceite permite a los operadores obtener una visión general del estado de la máquina. Conectar, recopilar y correlacionar datos ofrece una nueva forma para que las personas interactúen con las máquinas para aumentar la eficiencia y la productividad.

Este tipo de minería de datos sofisticada no solo proporciona información que impulsa la toma de decisiones estratégicas y operativas, sino que también puede optimizar el diseño y desarrollo de productos.

ROI del análisis de vibraciones

Establecer un programa de análisis de vibración proactivo puede ahorrarle a las empresas miles de euros. Identificar un problema relacionado con el flujo antes de dañar las partes internas de una bomba puede evitar que una reparación de 3.000€ se convierta en una reparación de 25.000€. Tener en cuenta la pérdida de productividad que también puede ocurrir cuando una bomba falla contribuye aún más al retorno de la inversión (ROI).

Las empresas que desean utilizar la digitalización para maximizar el rendimiento, reducir los costes y ser más competitivos, pero no necesariamente tienen los recursos o la experiencia interna, pueden recurrir a expertos de terceros para transformar sus negocios. Los nuevos modelos comerciales basados en honorarios diseñados en torno a criterios de rendimiento permiten a las empresas abordar el mantenimiento de la máquina, la gestión del rendimiento y las adquisiciones de una manera diferente.

Para saber más acerca de estos métodos prácticos para el análisis de vibraciones de equipos rotativos, te invitamos conocer las estrategias para garantizar el tiempo de actividad de máquinas rotativas, así como también suscríbete a nuestro newsletter, un boletín con el cual te enterarás de las mejores prácticas para obtener resultados positivos dentro de tu planta.