Tres niveles de análisis del monitoreo de condiciones de máquinas rotativas

El análisis del monitoreo de condiciones de máquinas y líneas productivas a través del seguimiento continuo y en tiempo real del funcionamiento y los parámetros de condición permite identificar algún cambio significativo que sea indicativo de un fallo en desarrollo.

Se trata de una importante actividad 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.

El análisis a partir del uso de la tecnología del condition monitoring online para instalaciones industriales 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 algún 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 el análisis del monitoreo de condiciones de máquinas y líneas productivas 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.

En tal sentido, existen tres niveles de acción al realizar un correcto análisis del monitoreo de condiciones de máquinas y líneas productivas.

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 y análisis de estado “predictivos». Independientemente del método que se utilice, el ingeniero de confiabilidad especialista de mantenimiento debe tener un profundo conocimiento del diseño de máquinas, su comportamiento, y sobre todo, del funcionamiento y su historia de servicio.

En el nivel 1 de seguimiento, los valores de vibración monitoreados durante el funcionamiento de la máquina con el fin de evitar daños repentinos y catastrófico son:

• Ruido,
• Intensidad de vibración,
• Las vibraciones de las horas pico,
• Desplazamientos axiales, y
• Otros valores de vibración.

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 en las instalaciones industriales. 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.

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.

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 primeros 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 y 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. 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 vídeo después del diagnóstico, que de hecho reveló un alabe defectuoso en una de las etapas del compresor.

Un requisito previo para este tipo de medición de diagnóstico es que la frecuencia y los espectros 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, en las cuales 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.

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.

Nivel 3: Análisis de la vibración

Además de obtener un diagnóstico preciso del estado de la máquina, conocer la causa precisa del problema es también de gran interés para el analista de vibraciones, sobre todo en el caso de la repetición de los problemas. Para este caso particular, la utilización de un equipo de monitoreo de condiciones para la medición permanente de las condiciones de la máquina sería lo adecuado.

El telediagnóstico temporal, con equipos conectados 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 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.

Si estuviera interesado en saber más sobre la pertinencia de la tecnología del condition monitoring online para su planta y cómo puede ayudarle en la identificación de los fallos, la interpretación sobre las causas de estos, la localización de los componentes afectados, la optimización de las existencias de piezas de recambio y la planificación de las medidas de mantenimiento, le invitamos a suscribirse a nuestro Newsletter.