¿Valoraciones Positivas o Negativas ante este caso de Vibraciones Forzadas?

Vamos a plantear en el día de hoy un Caso Histórico vivido en el contexto de un Sistema de Mantenimiento en el Sector Metalúrgico. Tiene particular interés por el contexto en el que se produjo a las pocas fechas del inicio del trabajo de seguimiento del programa de vibraciones forzadas, por lo que creo que es resultará atractivo y fácilmente contextualizable a muchas de las situaciones ya vividas por vuestra parte.

caso de vibraciones forzadas

El equipo en cuestión es una

Bomba Vertical

que se incluyó en el Programa de Mantenimiento Predictivo. El equipo presenta las siguientes

Características Técnicas:

  • Velocidad 1500 RPM
  • Potencia 90 Kw en el Accionamiento
  • Motor Siemens Modelo 1LA2 206 4A
  • Bomba Rheinhutte Modelo GVSN 250/315
  • Acoplamiento de Tacos Flexacier
  • Referencias de Rodamientos numerados de Motor a Bomba (SKF 7217B, SKF NU217, SKF 6316, SKF 51316)

Estos rodamientos se montaban uno en cada apoyo de la máquina según el siguiente croquis con la particularidad del rodamiento superior de la bomba con doble referencia (radial SKF 6316 y de empuje SKF 51316):

vibraciones forzadas en bomba

Esas serían las ubicaciones que una máquina con bancada rígida (añadiendo el 3H y el 3A) debería presentar a lo largo de su histórico, si bien como seguro sabéis en las primeras lecturas es preciso realizar al menos 2 medidas radiales, es decir:

  • 1H-V, 2H-V, 1A, 3H-V-A

que son las que se os mostrarán en el contexto de esta entrada (recordad al inicio del seguimiento realizado por vibraciones forzadas).

Esta bomba presentaba una ubicación similar a ella funcionando alternativamente la una o la otra. En base al estudio realizado en la Fase de Análisis de Fallos estas eran sus

Características de Criticidad:

criticidad y vibraciones forzadas

El equipo se medía con la periodicidad establecida en la fase de planificación usándose en su

Monitorizado de Vibraciones Forzadas

los siguientes parámetros:

  • Velocidad de Vibración mm/s
  • Aceleración de Vibración g´s
  • Energía de Impactos gSE

Los

Datos en Alarma

según el software de mantenimiento eran los siguientes:

lecturas de vibraciones forzadas

Los niveles eran estables en el histórico por lo que las alarmas usadas para el listado eran simplemente orientativas y se basaban en el conocido

extracto de la norma ISO 10816

referido a niveles de vibración medidos en carcasa de máquina.

Como podéis comprobar todos ellos aparecían en niveles de mm/s, si bien obviamente cuando se establecían alarmas en base a la categoría de máquina (recordar entrada control de turbinas) solo aparecían en alarma las vibraciones forzadas de la Bomba de Ácido 2, algo que indica la existencia de algún tipo de problema en el equipo.

Estudio de Vibraciones Forzadas

El sistema de este cliente funcionaba como un reloj, por lo que la existencia de esas elevadas vibraciones no dejaban de ser un verdadero problema cara a la fiabilidad del equipo y componentes, y

debía de buscarse una solución cuanto antes.

Ahora no olvidéis que el mantenimiento predictivo es un flujo consistente en:

Detección

Análisis

Corrección

Y hasta el momento solo se ha abordado uno de ellos, la detección; por tanto, el siguiente paso el análisis se resume de la siguiente manera:

  • Niveles Comparativamente Elevados en Radial en el Rodamiento Superior.
  • Frecuencia Dominante en el Espectro (recordar la entrada espectro de vibracion) 1x, que es aquella coincidente con la Velocidad de Giro.
  • No direccionalidad en vibraciones.

El espectro tipo existente en máquina os lo muestro a continuación, etiquetado (recordad que así se os indicó en la entrada espectro de vibracion):

1x en vibraciones forzadas

Nota: Ese no es el espectro exactamente de esa máquina, si bien sí de una con una problemática similar.

En relación a los datos sobre la

Funcionalidad de la Bomba y el Proceso,

esta es la información más relevante:

  • Se trata de 2 bombas montadas sobre depósitos de ácido de 2000 mm de diámetro.
  • Realizan una Función de Absorción Intermedia en la zona de Ácido.

¿Y el Diagnóstico?

Esa debe ser la pregunta que os planteáis todos vosotros en este momento, ¿no? dado que hasta ahora nada hemos dicho sobre la problemática existente en la máquina. Pues bien ante esos datos el problema más probable que exista en esta máquina es el

Desequilibrio,

si bien habría que indicar que con una probabilidad de acierto no excesivamente elevada.

El razonamiento es simple  pues ante la

existencia de vibraciones forzadas radiales al 1x el problema es desequilibrio,

si bien en este caso convendría realizar una importante aclaración:

«Es habitual la direccionalidad en los Niveles de Vibración en el Rodamiento Superior del Motor; ello es así por cuestiones de flexibilidad y rigídez estructural. El hecho de que en esto equipo no sea así da lugar a pensar en la existencia de otras fuerzas o fenómenos en el equipo y estructura»

Pero ese quizás no sea el principal problema sino que siempre han aparecido las

Mismas Vibraciones en el Histórico

en todos los puntos de la cadena cinemática en mm/s.

 

Ante todo lo anterior, la fase de análisis concluiría con:

  • Problema Desequilibrio.
  • Probabilidad de Acierto en el Diagnóstico Moderada.
  • Severidad Programar Reparación a Conveniencia pues no existen daños en otros componentes ni avisos por Inspección Sensorial (eran las 2 únicas técnicas utilizadas en ese área).

Este es un problema que vais a encontrar con frecuencia en vuestro trabajo con vibraciones, la

Indeterminación de muchos Factores

para un seguro diagnóstico. Como veis el análisis de la señal no ofrece duda alguna sobre la naturaleza del problema; ahora bien pueden existir otros problemas como resonancia, flexibilidad estructural, … que pueden estar camuflados y que no es posible identificar con los recursos que tenéis entre manos.

Pero sigamos con el entuerto que tenemos entre manos. pues aún nos falta escribir la

Recomendación para Reducir Vibraciones Forzadas.

Sobre ello os he hablado en entradas previas del portal, por ejemplo en el boletín sobre hábitos de mala gestion en relación a no escurrir el bulto y corresponsabilizarte del mantenimiento de tu cliente o instalación. En ese sentido una posible recomendación sería:

«Síntomas de Desequilibrio con elevada probabilidad en Bomba; para una mayor certeza sería deseable confirmar la evolución de vibraciones desacoplando el motor, si bien esto no es posible en una instalación como la suya. Se recomienda controlar la evolución de niveles en mm/s hasta la próxima parada en la que se sugeriría como primera medida Equilibrar Rotor de Bomba. Si el equipo no se pudiera intervenir se recomendaría realizar un estudio adicional de vibraciones forzadas»

recomendaciones sobre vibraciones forzadas

Seguro que alguno pensáis se debería poner en marcha la otra bomba y dejar la ácido 2 en reserva. Ese es un aspecto que no se recomienda casi nunca por cuestiones de fiabilidad de la instalación, y menos en un área como ácido que presenta unos mayores estándares de seguridad de lo normal. Pero bueno dispuesto estoy a escuchar comentarios sobre posibles sugerencias de recomendación.

La bomba ácido 2 continuó con esos niveles hasta que se apreciaron

Síntomas de Fractura

en el Colector general de descarga pensándose en este problema como origen de la misma; ya sabéis que las vibraciones forzadas se transmiten de manera transversal (en el sentido del eje de la máquina) en una importante cuantía. Ante esto nuestra labor quedó en entredicho si bien no frente al responsable de mantenimiento sino ante el personal de producción que se echó las manos a la cabeza ante la

posibilidad de un paro imprevisto en la máquina y tener que funcionar con una de las bombas de ácido intermedio.

Ello obligó a realizar una

Visita de Corrección

por parte de 2 técnicos de la empresa, un instrumentista y un mecánico de amplia experiencia para valorar una solución rápida y certera a los problemas existentes en la instalación antes que la situación fuera a mayores.

En dicha visita se realizaron

Análisis de Respuesta Estructural

verificándose la existencia de una frecuencia natural del tanque 2 próxima a la velocidad de giro del equipo; en esas condiciones (recordar conceptos de resonancia en la entrada vibracion en rodamientos) se producen fenómenos de amplificación de la vibración, y en consecuencia fenómenos torsionales con las consecuencias ya indicadas.

En la visita el mecánico indicó puntos y método para una posible rigidización de la bancada, algo que luego quedó plasmado en el informe correspondiente de resultados y conclusiones.

Tras esta modificación la máquina mejoró sus

Niveles de Vibraciones Forzadas:

mejora en vibraciones forzadas

Pese a que continúan elevados se parecen a los existentes en la otra bomba.

«Como curiosidad en futuras inspecciones salieron mal los rodamientos del motor y no es descartable que parte del problema pueda haberse originado en estos problemas iniciales de naturaleza estructural.»

Seguro que los que sepáis de vibraciones diréis que estos niveles no son aceptables en ningún caso y que los consideráis elevados si es que lo presentarán cualquiera de vuestras bombas verticales:

«¡Tenéis toda la razón!»

Así, el equipo continuó apareciendo con comentarios y fue objeto de análisis en sucesivas reuniones.

En relación a este punto debéis pensar en que resulta difícil

Establecer Niveles Absolutos de Alarma

para la vibración en mm/s basándose en cuestiones tan genéricas como la potencia o la estructura vibrante. Es habitual que empresas como en la que trabaje (Preditec-IRM) u otras del sector traten de usar su experiencia con diferentes instalaciones y maquinaria para establecer su propia librería de alarmas y tolerancias. Algo que llevará tiempo que duda cabe pero

Representará un activo de indudable valor para cualquier departamento de ingeniería de mantenimiento.

En ese sentido comentaros que durante más de 10 años hemos trabajado de común acuerdo con la dirección de fiabilidad de una empresa transnacional americana para implantar niveles de alarma por tipo de máquina e instalación, permitiendo así al responsable de mantenimiento obtener esos niveles de pasa-no pasa necesarios para una certera gestión de los programas de fiabilidad en planta.

Si no se dispone de esos niveles absolutos es habitual encontrar plantas donde los umbrales de alarmas se personalizan para cada equipo e histórico que no permiten ningún tipo de estandarización o medición ingenieril (benchmarking u otros). Es algo que recomiendo a todos los analista de vibraciones forzadas en el contexto de programas de mantenimiento predictivo.

Pues hasta aquí esta entrada que seguro te habrá resultado de interés y que espero la hagas valer como una experiencia propia para el

Seguimiento Futuro de tus Vibraciones Forzadas

y en la gestión de los buenos y malos momentos que ello te proporcionará. Ambas cosas son importantes pues todos los que nos hemos dedicado al monitorizado de condición sabemos que reporta satisfacciones, que contrastadas frente a un gran número de sinsabores, se amplifican y sobredimensionan. Por supuesto te ayudará a no desmoralizarte pues cada diagnóstico vibracional tiene su contexto de aplicación y uso que lo limita en capacidad y alcance.

En el ejemplo planteado un programa bien implantado con sus KPIs y técnicas decididas en base a un concienzudo análisis de fallos presenta la limitación de la instrumentación disponible en planta, analizador digital básico monocanal. Este aspecto se mejoró con posterioridad con la adquisición de la funcionalidad del Doble Canal primero y con la compra de un software de análisis de respuesta en frecuencia en segundo lugar.

Pero es la realidad en mantenimiento los ahorros se justifican en forma de coste de oportunidad y en muchos casos este concepto se refiere a aspectos de renta económica, que no contable, quedándose en puras estimaciones numéricas

¿sin un alcance real en las cuentas de la compañía?.

Ello incide en que las inversiones en instrumentación y equipos caigan con cuentagotas, por eso te recomiendo el uso de especialistas externos que corren con el gasto de equipos y conocimiento.

Ya sabemos que todo el mundo es receloso de la subcontrata y pese a que existen razones científicas para ello, la realidad es que dicha desconfianza tiene su origen en la falta de profesionalidad y compromiso de muchas de estas empresas. Sin embargo mi experiencia personal (en lo que a mí se refiere como persona) y profesional (lo visto en este mundo del monitorizado de condición) me indican que esos problemas no existen en esta actividad concreta.

Hasta otra querido lector, y ya sabes para cualquier consulta o comentario ahí tienes la sección de comentario, y ya sabes que puedes contar conmigo para cualquier asesoría en análisis, implantación o caracterización de vibraciones forzadas. apoyo para vibraciones forzadas

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