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Implementación de Técnicas Predictivas

Publicado el 3 nov 2008

A través de sus áreas de Desarrollo de Ingeniería, Servicios y Consultoría, SPM Ingenieros ha logrado adquirir una experiencia envidiable en trabajos asociados a técnicas de mantenimiento predictivo para máquinas rotatorias. Dentro de este marco, se han efectuado numerosos análisis en distintas industrias del país en donde se ha aumentado la confiabilidad de algunos equipos como los que se enlistan a continuación:

Hemos querido mencionar dos casos en donde se han revisado máquinas planta, junto con las técnicas predictivas necesarias para emitir diagnósticos adecuados y completos sobre su condición. En ambos casos el cliente entregó el listado de las máquinas a evaluar por lo que el universo de máquinas es totalmente aleatorio entre ellas, en tipo y en cantidad. Cabe mencionar que estos análisis se insertan dentro de proyectos de ingeniería de mayor desarrollo, los cuales son señalados mas abajo.

Estos dos casos se especifican mediante una tabla y dos gráficas en donde se resume:

- El total  de componentes de la muestra aleatoria de máquinas en donde la técnica predictiva puede aplicarse, junto a su porcentaje en relación al total de componentes.

- El total de fallas posibles de encontrar sumando todos los componentes, junto a su distribución porcentual.

 

CASO INDUSTRIA 1: Desarrollo Plan de Monitoreo de Condiciones para Máquinas Criticidad 1 y 2

Máquinas evaluadas: 95, de criticidad 1 - 2, rotatorias

Total componentes  evaluados: 334

Componentes analizados por técnica: 1117

 

 

 

CASO INDUSTRIA 2: Optimización en las Estrategias de Mantenimiento Predictivo para Máquinas Criticidad 1

Máquinas evaluadas: 14, de criticidad 1, rotatorias

Total componentes  evaluados: 64

Componentes analizados por técnica: 205

 

 

Observado los dos casos, se ve la similitud en cuanto al número de técnicas que se deben aplicar, dada una muestra de máquinas, y la cantidad de fallas que permite detectar cada una de las técnicas predictivas, no evaluando en ello la precisión y lo independiente que puede ser una técnica con respecto a las otras. Como comentarios generales sobre cada una de las técnicas se puede mencionar:

I. Análisis de Vibraciones

• Es la técnica de mayor precisión para el diagnóstico localizado de fallas.
• Es la técnica más compleja en el análisis.
• Es la técnica predictiva que presenta el mayor número de técnicas de análisis y vigilancia.
• Junto con el análisis de lubricantes, es la técnica de mayor uso en las industrias del país.

II. Termografía

• Debido a su fácil uso y análisis, permite poder analizar mediante ella casi cualquier componente y/o equipo. Por lo mismo, permite identificar problemas en forma expedita.
• Es una técnica de comparación que, en las máquinas rotatorias, sirve de complemento al resto de las otras técnicas.
• Por si sola, carece de precisión para el diagnóstico localizado de una falla.

III. Ultrasonido

• Debido a la esperada gran cantidad de rodamientos presentes en las máquinas rotatorias, es una técnica de inspección necesaria dentro de la industria.
• Técnica de inspección comparativa que complementa de buena forma al análisis de vibraciones, inclusive al punto de poder identificar más fallas mediante su uso.
• Además, sirve como elemento fiscalizador de la aplicación de lubricantes.

IV. Análisis de Corriente Eléctrica

• Necesaria para un correcto diagnóstico de motores eléctricos.
• Complementa al análisis de vibraciones y termografía para la localización de fallas que mediante otros métodos es casi imposible.

V. Análisis de Lubricantes

• Junto con el análisis de vibraciones, es la técnica de mayor utilización en las industrias del país.
• Para la detección de un gran número de fallas, es la única opción viable como complemento al análisis de vibraciones.

Termografía

La termografía, o imagen termográfica, es un tipo de imagen infrarroja. Las cámaras termográficas detectan radiación en el rango infrarrojo del espectro electromagnético y reproducen imágenes de esa radiación. Debido a que todos los objetos basados en su temperatura emiten radiación infrarroja, de acuerdo a la ley de cuerpos negros, la termografía hace posible observar el entorno con o sin iluminación visible. La cantidad de radiación emitida por un objeto incrementa con la temperatura, de ahí que la termografía le permite a uno ver las variaciones en la temperatura.

Esta técnica asiste como complemento al análisis de vibraciones en el diagnóstico de máquinas rotatorias, eléctricas y otras. Para un correcto empleo y buen diagnóstico de la condición de un componente, se deben considerar aspectos claves como son el regular en forma adecuada la emisividad, considerar fluctuaciones debido a la carga del equipo, interferencias debido al viento y temperaturas ambientales, la distancia y focalización de la imagen, el rango de temperaturas presente, etc. Todo lo anterior junto a un apropiado criterio basado en la experiencia, normas internacionales como la americana y la europea, y relacionando los resultados con otras técnicas posibilita establecer la severidad de la condición en situaciones como:

• Detectar conexiones eléctricas sueltas o con corrosión
• Detección de desequilibrios y sobrecargas eléctricas
• Inspección de motores eléctricos
• Inspección de elementos rotatorios en general: rodamientos, reductores, descansos, acoplamientos, etc.
• Inspección de sistemas de vapor
• Fricciones en correas
• Etc.

 

Análisis de Ultrasonido

Detección de Fallas Mediante Análisis Acústico de Ondas:

El ultrasonido se define como ondas de sonido de alta frecuencia, desde 20 kHz hasta el rango de los MHz. Esta técnica permite identificar las alteraciones acústicas que se encuentran dentro de esta frecuencia, y hasta los 100 kHz.  Es una técnica predictiva ampliamente utilizada para diagnósticos de equipos eléctricos, y fugas de gases y líquidos en cañerías, tuberías, estanques, válvulas, etc., ya sea interna o externamente. En máquinas rotatorias sirve como muy buen complemento al análisis de vibraciones, especialmente para determinar el nivel y eficacia de la lubricación, y en máquinas de velocidad bajo los 36 rpm.

Mediante el uso de esta técnica se logra verificar la correcta lubricación de elementos rotatorios críticos, sirviendo de apoyo a otras empresas encargadas de ello.

Además, se logra determinar una falla asociada al canastillo de un rodamiento, imperceptible en algunas ocasiones al análisis de vibraciones.

En lo eléctrico hemos podido dar aviso de cables defectuosos previniendo potenciales daños mayores.

Medición de espesores y grietas:

Básicamente se basa en el fenómeno de reflejo o eco de una onda ultrasónica a través de un material. Se mide el intervalo de tiempo entre el pulso de excitación que genera la onda de sonido y el eco respectivo.

Esta técnica, sirve para poder calcular el espesor real de un equipo y para evaluar la condición interna del mismo. Con ello y basándose en normas internacionales como el Código ASME sección VIII, división 1 y 2, se pueden realizar los cálculos correspondientes para determinar si dicho material, aún nos servirá para el trabajo que deseamos, o si soportará los esfuerzos de la carga que debe conducir, contener y/o sostener. Se evitan riesgos como deformaciones, fugas, fisuras, colapso del material, etc. Muy utilizado además, para determinar la condición de cordones de soldaduras. Este servicio tiene una periodicidad larga y es necesario realizarlo entre 1 y 2 veces al año.