Procedimiento para Filtrado de Datos en Bombas del Sector Petrolero

En esta entrada os vamos a comentar ciertos aspectos destacados de la metodología para el filtrado de datos en el seguimiento de un programa de mantenimiento predictivo. Lo analizaremos a partir del ejemplo de

instalación de bombeo del aeropuerto de Málaga

encargada del bombeo de combustible hacia los tanques y surtidores de dicho aeropuerto.

Nos centraremos en los grupos principales, encargados del producto principal, que son 4 bombas centrífugas horizontales. Existen dos bombas jockey de refuerzo encargadas de aportar una presión mínima de entrada en las principales evitando así posibles problemas de cavitación, que no se analizarán pues la metodología de análisis sería similar.

filtrado de datos

Estación de Bombeo en Aeropuerto de Málaga

Características de los Equipos

4 Grupos Principales, denominadas 1A, 1B, 1C y 1 D

Motor AEG Modelo KE4-354

  • Potencia 140 Kw
  • Velocidad de Giro 2985 rpm
  • Tensión 380 V
  • Intensidad 250 A

Bomba Pignone Modelo UAX15-13TC

  • Caudal 225 m3/h
  • 148.5 m
  • Rodamientos

Procedimiento de Trabajos

Estos grupos se

Analizaban Periódicamente

en base a los requerimientos de la empresa petrolera que emitía una orden de trabajo de mantenimiento. Esta OT consistía en un documento que detallaba el alcance, procedimiento operativo y medidas de seguridad en los trabajos. El alcance eran:

  • Medidas de tecnología vibración
  • Análisis de circuito motor

Tomándose lecturas en el funcionamiento normal de la planta, mientras que la seguridad se orientaba fundamentalmente a la actividad de análisis eléctrico. Los equipos se arrancan a través del sistema de control central de Madrid cuando el aeropuerto demanda el suministro de un determinado combustible, encargándose cada instalación en local del control de las lógicas y normales condiciones operativas.

Medidas Efectuadas

Las tomas de vibración se efectúan con un sensor de aceleración, de sensibilidad 100 mV/g en formato portátil a través de una ruta precargada en el analizador fijándose el sensor a la superficie vibrante mediante una base magnética. La ruta de medida incluye medidas en direcciones horizontal y vertical para cada apoyo (plano transversal al eje de la máquina) y una dirección axial para cada árbol o eje de transmisión.

Croquis de Puntos de Medida

ejemplo de filtrado de datos

Dado que por demanda del aeropuerto solo es necesario el caudal de una de las bombas principales, estas se arrancan alternativamente para la toma de medidas pues la OT indicada ha de cerrarse en un día de trabajo. Por tanto, las medidas en los 4 equipos se efectúan en las mismas condiciones.

Filtrado de Datos

Para el filtrado de datos se podrían utilizar las alarmas de carácter absoluto definidas para cada ubicación o de carácter relativo de manera similar a como se indica en la entrada previa del portal sobre control de turbinas. Pero en este caso se creó un especial procedimiento puesto que no se trataba únicamente de detectar anomalías mecánicas, sino también problemas de eficiencia operativa en la instalación.

Procedimiento

Se ha de generar un gráfico comparativo de:

  • Motor y Bomba

Valores de Velocidad de vibración (mm/s).

  • Motor

Valores de Aceleración, tanto en medidas filtradas en frecuencias medias – altas (unidad g´s) como en filtradas en alta frecuencia (unidad gSE).

  • Bomba

Valores de Aceleración, tanto en medidas filtradas en frecuencias medias – altas (unidad g´s) como en filtradas en alta frecuencia (unidad gSE).

Este gráfico comparativo se debía realizar exportando los datos a excel tratándose desde aquella plataforma para presentar cada paquete de datos como un diágrama de barras.

Gráficas

A continuación se presenta la gráfica más destacada para una de las medidas realizadas en la estación. Se muestran únicamente los datos de g´s y gSE en la bomba; los niveles de mm/s eran similares para las categorías analizadas.

comparativa para filtrado de datos

Como puede verse la

Bomba 1C

presenta datos más elevados para ambas variables de análisis con más diferencia en valor absoluto en la variable g´s que en gSE.

Todas las variables recolectadas (mm/,s, g´s y gSE) miden energía de vibración, es decir el valor eficaz de la señal, ya definida en la entrada detector de ultrasonidos que cuantifica la energía temporal. Es decir, será tanto más elevada cuanto mayor continuidad presente la señal, pues gráficamente representa el área contenida por la gráfica temporal.

Metodología de Análisisfiltrado de datos en bombas

Explicaremos la metodología seguida para llegar a alguna conclusión a partir de los gráficos anteriores:

Velocidad (mm/s)

La variable mm/s se obtiene aplicando un filtro paso alto a la señal vibracional original, atenuándose cualquier vibración que se situé por debajo de 318 cpm (valor función de cada analizador).

  • Niveles de velocidad comparativamente no elevados en las 4 bombas

g´s (aceleración)

La variable g´s se obtiene aplicando un filtro paso alto a la señal vibracional original, atenuándose cualquier vibración que se sitúe por debajo del valor de 21,6 cpm (valor función de cada analizador).

  • Niveles de aceleración comparativamente elevados en 1C
    • Dado que la velocidad, cociente de aceleración y frecuencia, es constante las frecuencias que generan estos niveles de aceleración habrán de ser igualmente elevadas, para que dicho cociente pueda permanecer constante.

Se cloncluye entonces la presencia de Vibración en alta frecuencia 1C

filtrado de datos

gSE (aceleración filtrada en alta frecuencia)

La variable gSE se obtiene aplicando un filtro paso banda en alta frecuencia, existiendo varias alternativas en función de las características de cada equipo, pero todos ellos filtran típicamente por encima de 1 Khz (60.000 cpm).

  • Niveles de gSE  comparativamente elevados en 1C, si bien con menor diferencia en valor absoluto que las existentes en aceleración.
    • Esta variable se utiliza para detectar fenómenos de carácter transitorio y/o aleatorio puesto que estos excitan las frecuencias naturales de ciertos componentes metálicos como rodamientos e impulsores.
  • Mayor presencia de fuerzas de carácter transitorio y/o aleatorio en la bomba 1C

filtrado de datos

Resumen

Por tanto, podríamos concluir que en la bomba 1C existen síntomas de problema por la aparición de fenómenos de carácter aleatorio con continuidad en el tiempo. Posteriormente, habrá que revisar los gráficos de diagnóstico, fundamentalmente espectros, para confirmar el origen del problema.

Este método podría repetirse para cualquier otra estación u otra medida dentro de esta misma línea; evidentemente, en cada caso pueden plantearse una gran variedad de situaciones pero en cualquier caso habremos realizado un adecuado primer filtrado de datos para poder centrar posteriormente nuestros esfuerzos en analizar cada uno de los gráficos de análisis.

¿Aplicas algún Método Similar?

Se trata de una metodología particular, obviamente, no siendo extrapolable a todas las posibles situaciones, pero presenta las ventajas de no ser demasiado lento y de poder obtener de manera simultánea:

Equipos con Anomalías

Gráficas para tu Informe de Diagnóstico

Espero enriquezcas el artículo con algún comentario sobre tus experiencias para el filtrado de datos de vibración u otras tecnologías.

filtrado de datos

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Comentarios (2)

  1. JUAN PABLO PECINA

    podrias enviar el nombre de cada uno de los numeros indicados en la figura de la bomda

    Gracias

    Responder
    1. admin (Publicaciones Autor)

      Gracias por el comentario Juan Pablo Pecina. A lo largo del día le envío los datos solicitados a su dirección de correo. Reciba un cordial saludo.

      Responder

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