Etiqueta: Vibracion

Esta es la *técnica estrella* si se habla de maquinaria rotativa exclusivamente.

Pero pese a teorías completas de física y matemática, existen vacíos que no se pueden resumir en una entrada por lo que eliminé el post «¿crees posible el estudio de vibraciones mecanicas en estas maquinas?», lógicamente con un montón de comentarios que mejor olvidar.

Al igual que «ultrasonido», aquí más por la complejidad que por otra cosa aposté como desempleado por la infografía.

En este sentido destacaría «parametros de vibracion» y «filtrado de datos (pumps)» como las más destacadas de la etiqueta.

Mantenimiento de correas
Tras las navidades y el Blue Monday procedo a escribir un artículo sobre foro, técnico , sobre el mantenimiento de correas. Un elemento de transmisión que , por su facilidad de montaje y alineación, no se le asocia como susceptible de reparaciones con precisión.

En este sentido a mucha gente le sorprende que sea un elemento que pueda presentar una firma en vibraciones, pese a que en general cualquier elemento mecánico la tiene.

Que luego se pueda interpretar o detectar adecuadamente depende de la instrumentación elegida , y su parametrización.

Incluso aunque esta sea correcta, luego está el hecho de la configuración o layout de la maquinaria ; para entender esto el artículo es muy didáctico, de ahí que se categorice como formación y se etiquete como caso de estudio en mantenimiento de correas (vivencias personales de varios años con transmisión por correas en ventilador de fábrica de Malta de Madrid); y no caso histórico dado que la etiqueta principal sería vibración.

Ya sabéis que «me tomo ciertas libertades en la traducción» de artículos y foros de referentes. En realidad es porque llevo muchos años en esto y he viciado ciertos aspectos del mantenimiento.

Por otro lado está el hecho de que en mi experiencia con el inglés (llevo estudiándolo desde los 12 años en el colegio; antigua EGB) creo que se debe traducir el contexto general (frase o párrafo) y no palabra a palabra.

Además de que como sabéis , y sino podéis consultar mi expediente académico en la página de Contacto | Diagrama de Actividades (por Ingeniero) buscando por «expediente» lo tenéis como PDF. En él veréis que el ingles técnico lo tengo aprobado con una C (convalidado) por disponer de 3º de la Escuela Oficial de Idiomas (año 1995).

Y siendo joven cuando «recibes un aprobado» no te planteas profundizar más en ello; salvo que sean asignaturas relativas a las alta especialización que supone la ingeniería en ESPAÑA ; ya desde los años que yo estudié – años 90 del siglo pasado – . Por tanto yo tengo un Inglés de TURISTA , que se podría describir de una manera rápida.

Antes de la traducción del foro especializado sobre mantenimiento de correas, os muestro el enlace por si alguien quiere seguir el artículo desde «el original»:

Belt Drive | Forum help ; se trata de enlace de una de las páginas que figuran en enlaces externos del portal Enlaces Externos | Diagrama de Actividades (por Ingeniero).

FORO mantenimiento de correas por Rohit AMB

Para entender la traducción:
- » para el texto del que abre el FORO «; mientras que el resto sin ellas. Porque es obvio que quién lo abre y lo mantiene es ese primer usuario de mantenimiento.
  - Aunque en este caso tras la primera pregunta dicho forero da la callada por respuesta. Seguro que encontró respuesta a su cuestión de algún otro modo que por los foros de internet sobre correas.
RA (Rohit AMB)

» Si el 3x CPM de correas es la frecuencia dominante ; ¿cuál es la causa? «

CS (Christopher Spoor)

¿De qué tipo de activo? ¿Tienes datos de la RPM? ¿Ha existido evolución? ¿Te has planteado la función de ese equipo cara a la producción?

RA, ¿dispones de medidas periódica? ¿es un problema de amplitud a una frecuencia o una banda de frecuencias?

RA, ¿se ha realizado mantenimiento sobre el activo?

AR (Alain RAAD)

Esa frecuencia, RA, es típica de resonancia de correas, desgaste … ¿Percibes que las correas -bailan- por holguras?

MB (Mahad Bouh Doualeh)

La frecuencia 3x de correas indica –resonancia o desgaste-. Si existe evolución puede indicar holgura (con vibración visible). En ese caso existe además falta de tensión como causa de vibración, deslizamiento y – baile – , lo que generaría múltiplos del 1x de la correa.

JK (John Kozlowski)

Si las correas tienen holguras, habría incremento en banda audible del roce contra los carriles de las poleas. Incluso podrías apreciar – olor a quemado – del plástico o goma, si ese fuese el material base (no caucho por ejemplo).

Cuando programes un futuro mantenimiento, comprueba las poleas – que no exista desgaste – . La traslación de la correa crea desgaste en las poleas , cuando los tiempos hasta la intervención preventiva (parada por calendario) son elevados; en ese caso una fuerza adicional a la vibración – la fricción – causaría un desgaste aún más agresivo.

TB (Tod Baer)

Lo mejor para la inspección de correas es usar lámpara estroboscópica. Por supuesto con seguridad (si el guarda-correas lo permite). Si ese no es el caso asegúrate de que no existe problema de refrigeración; pues entonces el problema se – duplica – pues existe una energía calorífica en almacenamiento. Tengo experiencia en lo que te digo desde hace más de 40 años.

Mantenimiento de correas en Fábrica de Malta (Madrid)

Se visitaba trimestralmente esta fábrica durante 3 días generalmente (pues se empezó con menos tiempo antes de la ampliación del proyecto) para soporte al mantenimiento, de acuerdo a una estrategia de predictivo – alarmas como criterio – para optimización de tiempos en taller.

«No Enchufado» en esta planta

Uno de mis «avales» en vibración es esta fábrica de malta de Villaverde (distrito de Madrid capital); pues realicé un diagnóstico preciso con el gSE en motor de redler en SOTANO de SILO (referencia TRM10).

Aunque tras ello podría considerarme un «enchufado», no antes de ello cuando diagnostiqué las correas de aquel ventilador.

Porque el histórico del TRM10 , y el exitoso cambio de rodamientos, nada tiene que ver con la mecánica de traslación (correas) y sí con la regulación automática realizada con los filtros hardware en equipos de mantenimiento por vibración.

Seguimiento predictivo de correas y mantenimiento

Pero antes, durante varios meses al menos que yo recuerde, se siguió una correa con ultrasonido (fricción), lámpara estroboscópica (tensión de correa) y termografía (calor). Simultánea y alternativamente dependiendo de la disponibilidad de hardware en oficina y también por seguridad.

Termografías de aquel caso de estudio en fábrica de Malta . Grupos de refrigeración5 lado izquierdo y derecho según el acceso a la sala de ventiladores. Inspecciones realizadas con carga sobre los equipos . Sólo estos grupos (había también refrigeración1, 2, 3, y 4 ) tenían accionamiento por variador en motor.

Correas en posición incómoda y sin cobertoria

Se adjunta imagen de la ficha del equipo:

Se trataba del equipo VENTILADOR DERECHO G5 (de refrigeración de semilla). El croquis y la documentación técnica eran maravillosa; pero ante esta particular configuración las medidas de vibracion para mantenimiento por correas resultaban una «aventura».

La ubicación (layout) y accionamiento (motor) del equipo no permitía detectar la frecuencia del 3x por correas; de ahí que fuese uno de los equipos que justificase el uso de otras técnicas de inspección aparte de disponer de una completa base de datos en vibración (en EMONITOR ODYSSEY).

Y realmente no se realizaba mantenimiento predictivo (comparación con alarmas); sino simplemente comparar con el otro ventilador cómo podéis ver en la termografía anterior.

Más datos técnicos sobre el equipo

Con esos datos y la detección realizada gracias a mantenimiento por termografia; incluso el nivel de dB era superior en este rodamiento . Pero fue la

Lámpara estroboscópica para mantenimiento de correas

quien dio con una primera necesidad de mantenimiento (no predictivo). Con ella se veía un claro «bailoteo» de correas, incluso con olor a quemado.

Según los técnicos estas se revisaron pero los niveles de gSE continuaron elevados; no así los dB y la termografía. Y entonces ¿cómo plantear un mantenimiento de rodamientos? Pero bueno ese es «otro cantar»; no propiamente este caso de estudio.

Ficha técnica con datos para mantenimiento predictivo

Esta la versión de este caso de estudio, si bien la realidad es que la relación con Manuel Zubieta (responsable de mantenimiento) era fluida y las anomalías se comentaban con la mayor naturalidad.

Es algo frecuente en este área , especialmente cuando la fábrica tiene problemas más serios en producción que en mantenimiento de correas como ocurría en Villaverde fábrica de Malta.

Pero es fruto del tiempo , y de muchos disgustos y daño a la electrónica e instrumentación sin más rédito para la empresa que una «remuneración mensual escasa» : acorde a la hora de inspección que en este caso era una tarifa realmente baja .

Pero de este caso de estudio práctico debe concluirse que es fundamental implementar las vibraciones como «Dios Manda».

Así el artículo continua con la descripción, por ejemplo, en un sistema de calidad de lo que deber ser un

Programa de Vibraciones Mecánicas para Correas

Cuando se plantea una normativa para vibraciones, antes se han de analizar / implementar varios aspectos:

1.01 Descripción del Trabajo
- Se pretende realizar medidas en correas según esquemas de oficina técnica.
- Realizar un plan de croquis donde se visualicen los puntos de medida.
- Proveer el suficiente número de especificaciones y etiquetas para cada procedimiento.
- Reportar resultados de mantenimiento por correas según un pliego antes de cualquier envío a taller.
Informes para taller

1.02 Alcance del trabajo
- Se deben establecer
  - Niveles de alarma .
  - Procedimientos de medida
    
    Paquetes de medida, localizaciones y direcciones.
    
    Requerimiento de instrumental y calibración.
    
    Procedimiento de informes (que sea comprendido).
1.03 Códigos y Standards para mantenimiento de correas.
- Algunos standards podrían ser:
  - ANSI S2.17 «Técnicas de Medida de Vibración»
  - ANSI S1.29 «Calidad en el equilibrado de rotores rígidos»
  - Gráfico de Severidad de vibración de IRD (conocido como el Rathbone Chart)
  - ISO 2372 «Vibración mecánica de máquinas con velocidades entre 10 y 200 revoluciones por segundo.
  - ISO 3945 «Vibración mecánica para grandes maquinarias con rangos de velocidad entre 10 y 200 revoluciones por segundo».
  - API «Medidas Axiales de posición y Sistemas de Monitorizado por Temperatura»
  - API «Sistema de monitorizado por vibración basada en acelerómetros»
  - Victor Wowk «Medida y análisis de vibración» Boston – McGraw – Hill. 1991
1.04 Tests e inspecciones
- Realizar inspecciones en fabrica según los standards anteriormente mencionados. Con equipos adecuadamente calibrados. Si no es posible en fábrica, trasladarlo hacia lo que es la «casa del Fabricante»
- El fabricante puede ser «testigo» de los tests.
- Avisar en los últimos 10 días antes del test al fabricante.
Parte 2 : Lista de materiales para mantenimiento de correas

2.01 Acelerómetros permanentes.
- Instalar y timbrar los sensores permanentes acorde a esquemas.
  - Fabricantes recomendados serían:
    
    Wilcoxin Research
    
    PCB Piezotronics , Inc.
  - Sensibilidad recomendada:
    
    Para acelerómetros 100mV/g
    
    Para velocímetros 100mV/in/sec
    
    Para desplazamiento 200mV/mil
- Se debe indicar sobre esquemas o planos :
  - Localizaciones
  - Tipo de transductor usado.
  - Cableado para transductor.
Parte 3 implementación (óptimo mantenimiento de correas)

3.01 Ejes de medida requeridas para equipamiento rotativo
- Lecturas axiales deben ser tomadas en dirección paralela al eje de la máquina.
- Lecturas verticales deben tomarse en una dirección radial – en un ángulo de 90 grados relativo a la dirección del eje.
- Lecturas horizontales deben ser tomadas a 90º de la dirección vertical.
- Si existiese algún problema para la localización del transductor , ubicarlo lo más cercano posible a la posición estándar.
- Identificar o anotar estas medidas no estandarizadas.
3.02 Puntos de medida de vibración
- Los puntos de medida han de estar lo más cercanos posible a cada rodamiento. Cajeras, pedestales, carcasas de máquina o bastidores para el montaje de sensores permanentes son ejemplos de ubicaciones válidas.
- Las medidas de vibración no deben localizarse sobre cubiertas flexibles, como protección de ventiladores de refrigeración en motores.
- Datos deberían tomarse con una resolución de 0.25 Hz o superiores.
- Incluir espectros de frecuencia de vibración en la comunicación con el fabricante.
3.03 Equipo de medida e instrumentación

(consúltese al proveedor de equipos)

3.04 Requerimientos técnicos

(consúltese al proveedor de equipos)

3.05 Requerimientos de medida para clasificación de maquinaria
- Clasificación de la vibración
  - Las medidas (y su trazabilidad) son objeto del propietario del hardware.
  - Medidas deben ser realizadas por personal competente : certificaciones regladas pueden ser exigidas.
- Gráficos de amplitud versus frecuencia deben incluir frecuencias relativas a correas, holguras, desequilibrio, desalineación, rodamientos, transmisiones y frecuencias de encuentro.
3.06 Niveles de vibración permitidos en mantenimiento de correas
- La medida más elevada obtenida en cualquier localización de rodamiento o dirección no debe superar los siguientes valores.
- Los máximos niveles permitidos para motores eléctricos.
  - Vibraciones deben ser registradas con el motor desacoplado y con rígidos sistemas de fijación.
    
    Nivel de vibración global 0.05 inches per/sec pico
    
    Velocidad de funcionamiento del motor (1X) : 0.05 inches per/sec pico
    
    Múltiplos de la velocidad de giro (NX) : 0.02 inches per/sec pico
    
    Frecuencia de pista exterior del rodamiento : 0.005 inches per/sec pico
    
    Frecuencia de pista interior del rodamiento : 0.003 inches per/sec pico
Mantenimiento de Correas en Foro

Creo que es una de las preguntas más lógicas en foros : no existe una excesiva responsabilidad en ello.

Por otro lado es una manera (el mantenimiento de correas) rápida para crear credibilidad y potenciar el área de mantenimiento predictivo como unidad staff.

O incluso para recomendar adquisición de nuevo instrumental; buscando un proveedor diferente al que pueda haber implementado el completo sistema de mantenimiento mostrado con anterioridad.

Porque es diferente la habilidad de un implantador (diseño de sistema para correas creando una base de datos centralizada) que un explotador (quién debe emitir informes de mantenimiento y prioridades).

Entradas previas en este sentido (dualidad diseño – explotación):

¡Vaya paliza de entrada para unas simples correas!: ese es el problema , si estas no se detectan adecuadamente ¿quién va a esperar éxitos en casos más complejos como motores eléctricos, o rodamientos?

Design del mantenimiento de correas

Una adecuada Comunicación pasa por Mejorar tus Informes de Gestion 5 prioridades para informes y al final de períodos de renovación (anuales) un informe con gráficos de correas y frecuencias.

El Analizador de Vibracion, un medio para lograr Objetivos en Mantenimiento Peso , medidas y características de seguridad en hardware.

¿Es posible realizar Análisis de Causa Raiz a través del GMAO? Hay que hablar en base al histórico nuestra experiencia con el implantador de mantenimiento de correas; puede estar engañándonos o ser un «puro informático».

Follow – Up del Mantenimiento por Correas

Recomendaciones para Mejorar tus Check List de Mantenimiento Apoyarnos en el TPM, participación de rutas de producción en mantenimiento.

Mejorar orientando el Poder Negociador de los Proveedores de Mantenimiento crear sinergias con empresas más parecidas a la nuestra; que las grandes empresas de implantación de mantenimiento.
22 enero, 2025
Software de Vibraciones
Nadie puede discutir la importancia del software de vibraciones para la mejora de tiempos y del nivel de automatización en mantenimiento. Pero este aspecto presenta particular notoriedad en el sector papelero donde el elemento de mayor criticidad del proceso, la máquina de papel, incluye a un mayor número de activos.

Este software, por tanto, debe estar adecuadamente caracterizado para la industria siendo habitual que muchas empresas hayan acometido labores de desarrollo para adecuar las funcionalidades de las herramientas de ingenieria a las particularidades necesidades de su proceso.

En la actualidad, sin embargo, la elevada especialización y profesionalización de las distribuidoras de software ha aumentado la modularización de este tipo de plataformas, ofreciendo un adecuado nivel de personalización incluso para las empresas del sector del papel.

¿Mejor Software = Reducción de Tiempos?

Seguro que como responsable de área de producción y mantenimiento te has hecho esta pregunta en varias ocasiones; es decir,

¿usan mis técnicos e ingenieros los procedimientos adecuados para obtener la mejor información y de la manera más efectiva en su uso diario del software de vibraciones?

Obviamente ~~generalizar en ingeniería es pretencioso~~, y erróneo por la elevada responsabilidad de nuestros trabajos, pero sí es una pregunta recurrente cuando se habla de software de vibraciones.

Sin embargo la cuestión resulta obligada en análisis de vibraciones, pues hace no demasiados años el ~~archivo y registro de datos no era ni siquiera digital~~. Se pueden enumerar algunas razones, por ejemplo, la complejidad del algoritmo Fast Fourier Transform (FFT) y del proceso de tratamiento de la señal en el caso de la vibración o el ultrasonido, y desde un punto de vista más general la evolución exponencial que tiene lugar fundamentalmente desde finales del siglo XX en técnicas y herramientas de programación software.

Evolución del Software

La imagen anterior muestra un gráfico de vibración de la empresa IRD, pionera en mantenimiento predictivo en Estados Unidos, en el que se registra en una ficha individual por equipo los valores de vibración en los diferentes valores de análisis y su gráfica de evolución temporal. La ficha se archivaba en formato papel con el resto de fichas individuales hasta completar el expediente de esa área o planta.

Pero incluso con registro digital la evolución ha sido notable, por ejemplo en relación al

Sistema MS-DOS,

la misma empresa realizó un competitivo software en los años 90. Se trataba de un programa preparado para MS-DOS, que permitía acceder al registro de datos temporales (tendencia) y frecuencia (espectro) para cada máquina, punto, dirección o parámetro.

La funcionalidad más avanzada a nivel de tendencias era la visualización simultánea de gráficos de diferentes puntos o parámetros:

Obviamente ~~no cabe comparativa con las funcionalidades existentes en la época actual~~, la entrada software de mantenimiento es otro botón de muestra.

Sin embargo en el contexto de mis experiencias con el análisis de vibraciones en el sector papelero, las mejoras en tiempos no han seguido las previsiones esperadas por los gestores de mantenimiento.

Por tanto,

¿Cuáles serían las funcionalidades exigibles a un

Software de Vibraciones en el Sector Papelero

y porqué del inadecuado rendimiento de estas aplicaciones?

Ya se comentó en otra entrada de esta misma sección, analisis de vibraciones mecanicas, la necesidad de disponer de todas las características técnicas de los equipos rotativos para un adecuado diagnóstico de la maquinaria, y también en diagnostico de mantenimiento se mostraba un error de análisis por no disponer de un módulo específico del software.

Por tanto, las dos primeras características serían:
- Permitir caracterizar los datos técnicos de los equipos rotativos
Esta funcionalidad existe en los módulos de carácter superior de los diferentes software de ingeniería, y permite tras una adecuada parametrización visualizar las frecuencias de fallo de los componentes de defecto de cada máquina.

Por el tipo de máquinas existente, con variador de velocidad, es precioso poder parametrizar las diferentes definiciones de frecuencia de defecto en función de la RPM de la máquina. Este dato, que puede variar, entre las diferentes medidas del histórico se obtendría de:
- El espectro de vibraciones mediante un algoritmo de búsqueda.
- Como una medida de proceso introducida en la rutas de mantenimiento.
- ~~Como un dato introducido manualmente en cada medida en el propio calculador de frecuencias~~.
Dado que el objeto es mejorar los tiempos de diagnóstico esta última opción parece claramente descartable.

Ejemplo de este definidor de frecuencias de defecto en un software de vibraciones:
- Modularización de las funcionalidades en el software de vibraciones
El precio y nivel de funcionalidad del software adquirido por la planta debe ser personalizable.

Así, un módulo básico debería permitir únicamente la visualización de datos y carga/descarga de datos; por el contrario, un nivel avanzado debería tener incluso opciones de gestión de usuarios además de acceso a todas las operativas que permitiera la plataforma.

Este formato modular debe extenderse al resto de herramientas que ofrezca el proveedor de software de vibraciones.

La extensión no se refiere sólo a nivel técnico sino también a nivel de precios y posibilidades de ampliación, en el sentido de facilitar / bonificar futuras ampliaciones – extensiones del software de vibraciones adquirido inicialmente.

Tras estas 2 primeras características entraríamos a las tripas del software de vibraciones.

En ellas existen siempre las mismas opciones, y son pequeños los detalles que diferencian a unos de otros. Sin embargo, esos pequeños detalles suponen horas extra de trabajo al hablar de años, departamentos y miles de activos.

Por eso esta última parte del post puede resultar de mayor utilidad al sufrido gestor de procesos productivos, pues detallaré en base a mi experiencia los campos de verdadera valía para los profesionales e ingenieros de la industria papelera:
- Disponer de opciones de cálculo personalizadas
Al analizar un gráfico de vibraciones, se usan cursores para identificar frecuencias de falla y relaciones entre ellas.

Refiriéndonos al espectro de vibraciones, los software básicamente ofrecen los cursores:
- Cursor principal. Identifica la frecuencia correspondiente a cada línea espectral.
- Cursor armónico. Identifica las frecuencias múltiplo de una principal.
- Cursor de Banda lateral. Permite visualizar parejas de frecuencias equidistantes de una central.
- Cursor de Banda. Establece bandas de análisis entre 2 frecuencias.
Es habitual que todo software de vibraciones ofrezca estos cursores de análisis, si bien no todos ofrecen cálculos de las energías contenidas en cada una de estas bandas. Esos valores permiten evaluar en forma de ratio la evolución de zonas de falla concretas, más allá del valor energético global de cada medida.
- Ofrecer funciones de diagnóstico / autodiagnóstico adicionales
Evaluar una máquina mediante los gráficos e informes de un software de vibraciones garantiza un determinado nivel de fiabilidad en el diagnóstico.

El salto a niveles superiores de diagnóstico exige según los casos:
- Usar técnicas adicionales de análisis como ultrasonido, termografía, …..
- Adquirir módulos o extensiones superiores del software – hardware
Ahora bien, ya en la actualidad algunos software ofrecen funciones adicionales de diagnóstico, matemáticas – lógicas – estadísticas, que adecuadamente usadas pueden incrementar nuestro porcentaje de éxito.

De entre estas librerías software se destacarían:
- Estadísticas: Kurtosis, Asimetría, Valor Promedio, ….
- Matemáticas: Valor Pk, Energía de Banda, Cepstrum, Logaritmo, …..
- Lógicas: AND, OR, ….
Estas últimas, combinadas con un óptimo nivel de alarma, permitiría la automatización de los procesos de diagnóstico de vibraciones quedando la labor del analista más orientada hacia análisis de fiabilidad, causa raíz o planificación.

Despedirme del boletín y el blog como siempre recordándote que dispones de una sección de comentarios donde plasmar tus dudas o inquietudes sobre el tema del post. Feliz entrada de primavera estimado lector y hasta la próxima.

Finalmente, y como en cada entrada de boletín se ofrece un tutorial sobre

Chavetas y Ejes Nervados

de amplia utilidad para cualquier analista de vibraciones e ingeniero de mantenimiento. El archivo como habitualmente se ofrece en formato PDF.
19 marzo, 2018
Analizador de Vibracion
En una reciente publicación de la revista Maintworld (lista de enlaces del portal) se menciona la introducción de un nuevo analizador de vibracion por parte de la firma Allied Reliability. Estos dispositivos se usan para la recolección programada de medidas en el contexto de sistemas de mantenimiento predictivo, comentando al final del artículo la experiencia personal vivida para el tránsito del colector Dataline IS al Enpac Ex, ambos de la firma Entek-Rockwell Automation.

El artículo traducido, Next Generation of Data Collection, habla sobre la compañía

Allied Reliability Group,

empresa ubicada en Estados Unidos y referencia del mercado del fiabilidad y predictivo a nivel mundial. Tienen oficinas y servicios de franquiciado en análisis de vibracion, no sólo en Norte América sino también en Europa dado que disponen de muchos contratos de distribución con las más importantes multinacionales americanas.

Distribuyen fundamentalmente servicios, si bien en épocas más recientes han ampliado su catálogo al mercado de productos para monitorizado (software y hardware).

(Mi contacto personal con esta empresa se produjo en el contexto indicado en la entrada de gestion de contratos actuando como franquiciado, consistiendo mi relación comercial con ALLIED RELIABILITY GROUP en ofrecer la garantía de un determinado modo de explotación en los servicios de monitoreo por vibracion, propios e imagen de marca de su empresa en el mercado.)

Pues bien esta compañía ha desarrollado una

Nueva Generación de Analizador de Vibracion.

El nombre de esta nueva línea de productos es AR-C10, y se trata de un hardware económico, eficiente y fácilmente escalable por parte del cliente.

El lanzamiento de este producto tuvo lugar el pasado mes de Abril en el contexto de la feria Antwerp Expo. Este dispositivo permite una medición multitecnología, combinando datos de

vibracion, ultrasonido, termografía, análisis de circuito motor, y vibración de no contacto.

Según el director del Grupo (Dirk De Nutte) en el mundo del Mantenimiento y la Fiabilidad ha habido poca ~~innovación en los últimos 20 años~~, siendo este un analizador que permite su implementación en diferentes industrias independientemente de su tamaño o localización.

El producto ofrece las siguientes funcionalidades:
- Interfaz de Usuario
- Simple proceso de Almacenamiento de Datos
- Gestión y generación de Alarmas
- Capacidad para Modelos de Diagnóstico Remoto
- Gestión de Rutas
El software y analizador de vibracion AR-C10 permiten una integración completa de los programas de monitorizado de condición con sistemas ERP como SAP, Máximo u Oracle.

Como veréis en los comentarios posteriores la principal demanda del mercado en estos sistemas es la posibilidad de:
1. Adquirir datos de diferentes tecnologías.
2. Disponer de sistemas de aviso y diagnóstico en base al histórico de vibracion u otras técnicas de control.
Este analizador ofrece ambas añadiendo la posibilidad de realizar diagnóstico remoto, seguramente basándonos en comunicaciones con protocolos tipo WIFI o 3G, pudiendo comunicarnos con otros adquisidores o sensores de nuestra planta o quizás incluso de otras ubicaciones. Sin embargo, mi recomendación general sería valorar la combinación de funcionalidades combinadas de los paquete software y hardware, pues en la actualidad la importancia conceptual del primero es superior.

Es ese contexto en el que se produjo el siguiente

Caso Histórico

sobre un cambio en el analizador de vibracion en uno de nuestros clientes en el Sector Químico. En esta industria es necesario la Certificación ATEX para el uso de equipos electrónicos de control y mejora de procesos por lo que en esas fechas utilizaban el

Dataline IS,

dispositivo plenamente funcional desde los años 80 del pasado siglo y la primera década de este. Sus características más destacadas se enumeran a continuación:
- Rango de Frecuencias de Muestreo de 0.1 Hz a 40 Khz, líneas hasta 6400.
- Uso de Tarjetas de Memoria Adicionales.
- Posibilidad de realizar Medidas Fuera de Ruta.
- Batería Ni-Cad recargable.
- Detección de Señales Dinámicas RMS, Pico, Pico-Pico; promediados Lineal, Exponencial, RMS, …. ; ventanas de muestreo Hanning, Hamming, …..
- Rango dinámico de 85 dB.
- Índice de Protección IP65.
- Comunicación Analógica (RS-232) con un máximo de 115.2 KiloBaudios.
El equipo se vendió bastante en España por su particularidad Ex si bien tenía un problema fundamental:

Tamaño

25.4*18.3*7.1 cm. Estas dimensiones no eran excesivas en la fecha de su fabricación (años 80), pero sí en la época en que se hizo la migración a un nuevo adquisidor.

Peso

1.95 Kgs . El equipo era pesado incluso para su época de fabricación, fundamentalmente su batería, lo que dificultaba su uso para grandes rutas en términos de tiempo y distancia.

Esta planta decidió cambiar su analizador de vibracion en un momento en un momento de éxito de su Programa de Predictivo, por los trabajos detallados en la entrada de optimizacion de procesos productivos, por uno de características superiores pero que mantuviera la deseada certificación Intrínsecamente segura.

En aquel momento la firma Entek solo disponía otro en el mercado, el

Enpac Ex.

Se trata de un colector de la familia Enpac, todos desarrollados sobre Windows CE, caracterizada por una fuerte ergonomía y ligereza en su diseño sin perder ninguna de las funcionalidades básicas que se le exigen a un analizador de vibracion:
- Rango Dinámico
- Posibilidades y Características para la Conversión Analógico-Digital
Se podría añadir una tercera, velocidad de procesamiento de datos, pero esta ha ido mejorando con las mejoras en los microprocesadores usados por el analizador para la realización de los algoritmos FFT (fast fourier transform, recordar entrada y tutorial sobre el espectro de vibracion).

El equipo ofrecía las siguientes capacidades:
- Conversión Analógico-Digital Frecuencia 40 Khz, 12.800 líneas
- Tarjetas Externas de Memoria adicionales
- Opción Fuera de Ruta
- Baterías Ión-Litio Recargables
- Detección de señales RMS, Pico, Pico-Pico; diferentes tipos de promediado; ventas de muestreo Hanning, Hamming, ….
- Rango dinámico 90 dB
- Índice de Protección IP65.
- Comunicación Analógica (RS-232) con un máximo de 115.2 KiloBaudios
Como veis, pese a las no malas características del Dataline, este nuevo analizador de vibracion ofrecía mejoras en las propiedades más importantes exigibles a este tipo de equipos. Pese a ello lo más importante era que mejoraba los 2 principales problemas del anterior, a saber:

Tamaño

200*130*50 mm. Una auténtica pasa de analizador pues se podía llevar adherido al cinturón, usando un lápiz para manejar la pantalla táctil usada en Windows CE para el movimiento entre las diferentes utilidades.

Peso

700 gr. Un paso adelante indudablemente para cualquier empresa que deseara cargar rutas de importante tamaño para la medida vibracional.

Pese a que el cambio parece justificado a nivel técnico también debe valorarse el

Coste Económico,

que es importante y, pese a ser justificado por los ahorros en el sistema de predictivo, se han de valorar:
- Posible obtención de un valor de reposición por el viejo activo, algo inicialmente no previsto, como se indica en la entrada de Valor de Reposicion.
- Compatibilidad y tránsito en la base de datos de predictivo desde el viejo al nuevo analizador.
Este último punto resulta clave pues los

Software de Predictivo

ofrecen multitud de funcionalidades pensadas para cualquier analizador de vibracion (diferentes fabricantes y períodos temporales), debiendo estar la configuración de cada base de datos optimizada para el existente en cada momento.

En este caso concreto se habla del tránsito entre 2 analizadores con 20 años de diferencia con un importante desarrollo en electrónica, lo que redunda en un mayor catálogo de:
- Filtros, Paquetes de Frecuencias Máximas y Número de Líneas, ….
que es conveniente actualizar para el nuevo analizador de vibracion pues redundará en un más eficiente sistema de mantenimiento.

Este trabajo puede llegar a ser intensivo en tiempo consumido por el número de puntos, y por requerir formación en el nuevo colector (incluida habitualmente en el precio de adquisición), y se debe valorar cuanto tiempo dedicará nuestro analista o ingeniero a la adecuada reparametrización del la base de datos. Si los tiempos son excesivos es conveniente valorar la opción de

Subcontratar Especialista

pudiendo aprovechar su visita para las diferentes dudas que siempre existen en mantenimiento en la medida que área de staff o asesoría técnica.

En definitiva el

Analizador de Vibracion

no es más que un medio, ~~nunca un fin~~ para conseguir nuestros logros y objetivos. Nunca ha de ser la ~~causa de un mal o inadecuado resultado de nuestros sistemas de ingeniería de mantenimiento~~; se debe buscar un adecuado ratio costo / beneficio inicial para valorar adecuadamente cualquier primera inversión.

Para el cálculo del:

Costo

simplemente contacta con tus proveedores de vibracion y analiza técnico-económicamente cada una de las propuestas apoyándote en los aspectos aquí mencionados.

Beneficio

ten en cuenta el coste (o penalización) de la alternativa a la actividad de mantenimiento, es decir, cuanto nos ahorramos por mantener nuestros equipos como así detallamos en la entrada de costes de oportunidad.

También puedes calcular el plazo de

Retorno de Inversión o ROI

para lo que debes valorar la relación Beneficio / Costo, es decir, el inverso de la anterior, que deberás ponderar con tus objetivos o métricas de departamento.

Pese a la complejidad de lo anterior nunca olvides la moraleja y verdadero aprendizaje que quiero aportar con la entrada:

«La Obtención de Beneficios por el Mantenimiento de los Equipos me permitirá mejorar y actualizar mis Recursos y Materiales futuros»

Bueno, pues hasta aquí esta entrada. Pero seguro que tienes experiencias o comentarios en relación a su contenido; si es así, no dudes en usar la sección de comentarios. Si estas interesado en cualquier tipo de formación o asesoría sobre el particular no dudes contactar conmigo para cualquier soporte presencial u online.
28 agosto, 2016
Analisis Predictivo de Maquinaria
En esta entrada de la sección se os entrega un tutorial sobre ecuaciones diferenciales, además de una lista de situaciones donde es habitual la necesidad de medidas adicionales para el analisis predictivo de maquinaria.

«Conocerlas seguro que te ayuda a mejorar la Organización y Tiempos de tus Áreas de Mantenimiento Predictivo»

Pero como primer aporte aquí tenéis un

Tutorial

sobre ecuaciones diferenciales, de amplia utilidad en la industria pues multitud de sistemas físicos regulan su funcionamiento y parámetros apoyándose en estas fórmulas básicas de ingeniería. Se trata de una primera aproximación a una teoría compleja, y que sin duda alguna será objeto de futuros tutoriales y PDFs en el blog.

En el contexto de cualquier

Programa de Mantenimiento Predictivo

es habitual configurar unas bases de datos para el seguimiento histórico de las variables definitorias del estado de condición de cada activo.

En este proceso se suele utilizar la siguiente metodología:

1. Adquisición de datos técnicos de maquinaria.

Es fundamental conocer la maquinaria para cualquier analisis predictivo, como ya se indicó en la entrada vibraciones mecanicas, necesitando para ello seccionales, fichas técnicas, fotos del equipo, datos de placa, …..

Incluso puede resultar bastante habitual tener que desplazarnos a pie de máquina, o al taller, para mejorar los datos técnicos con fotos o anotaciones sobreestas características.

Ejemplo:
- Bomba Centrífuga de impulsor simple, 3000 rpm con rodamientos y bancada rígida. Fabricante y modelo KSB ……
- Fallos más frecuentes o probables
- Potencia del equipo
- etcétera
2. Estudio de la instrumentación software + hardware en Planta

Obviamente ~~no es lo mismo realizar una configuración para un analizador de gama avanzada, que para otros más simples~~. Como ya se ha detallado en diferentes entradas del blog, fundamentalmente en las incluidas en la etiqueta de vibracion, el paquete de filtros, alarmas, u otros dependerá en gran medida de la combinación de soft-hard elegida.

Tan importante es que los propios fabricante del software incluyen funcionalidades específicas para delimitar el hardware sobre el que se va a realizar cada configuración, a fin de evitar errores o incompatibilidades.

Ejemplo:
- Software y Hardware de CSI
- Rango dinámico del analizador
- Uso de filtros de envolvente para análisis de rodamientos
- Uso de alarmas de tipo constante
3. Establecer la Parametrización teórica para el Analisis Predictivo de Maquinaria

Se trata de relacionar todo lo anterior con el fin de definir una configuración y parámetros teóricos qué medir en cada activo de maquinaria. Es habitual que estas configuraciones se definan por familias de máquinas similares.

Ejemplo:
- Medidas de mm/s y envolvente para cada rodamiento
- 2 direcciones por apoyo
- Configuraciones para el Muestreo Analógico-Digital
4. Configuración en la base de datos

Este paso más relacionado con la pura ofimática, más que con el analisis predictivo de maquinaria consiste en trasladar la parametrización teórica al software de gestión utilizado en cada industria. Es una una labor más administrativa que ingenieril, si bien puede presentar alguna particularidad a nivel de limitaciones en la codificación de activos pues cada software presenta un máximo de carácteres en ese campo.

5. Carga de los datos al analizador-adquisidor

Se trata de realizar la carga física de las medidas configuradas al adquisidor para lo que en cada software-hardware se han de seguir una serie de pasos para que se realice de manera adecuada, usando las opciones adecuadas para la particularidad de cada industria.

Ejemplo:
- Inclusión en la ruta de los Códigos de Inspección para datos sensoriales.
- Carga de las alarmas al adquisidor para que avisen al inspector.
- Formateo previo de la tarjeta de memoria evitando posibles problemas de almacenamiento.
Pese a todo lo anterior los hardware de cualquier tecnología predictiva ofrecen la posibilidad de tomar medidas fuera de ruta, es decir, variables adicionales a las cargadas en el equipo para un software de analisis predictivo de maquinaria.

Como podéis imaginar la naturaleza y necesidad de esas mediciones dependerá en gran medida de la casuística de cada histórico o fallo en maquinaria, si bien sí se pueden tipificar ciertas situaciones en los que se precisará de un específico

Analisis Predictivo de Maquinaria

apoyándonos en medidas de diagnóstico más allá de las estándar configuradas en ruta:

Coexistencia de varias Fuentes de Alta Frecuencia en Maquinaria

Existen muchos equipos donde existen diferentes fuentes de alta frecuencia. Pese a que el espectro o la forma de onda permiten analizar la naturaleza de estas fuerzas, la condición de operación, la aparición de nuevos problemas o recientes intervenciones en la maquinaria puedan exigir medidas adicionales, entre las que se destacarían:
- Adquirir formas de onda con tiempos de adquisición especiales, considerando que las medidas de forma de onda se configuran en función de la RPM de la máquina.
- Medidas en más ubicaciones de las incluidas en ruta ante niveles anormales en alta frecuencia, puesto que estas señales se disipan con la distancia se pueden buscar los puntos de anormal energía obteniendo quizás información adicional a la obtenida en ruta.
Niveles Globales excesivamente Erráticos

Es habitual que los niveles de energía presenten una ~~evolución constante en la pantalla de nuestro adquisidor~~; si nuestra maquinaria presenta excesivas oscilaciones indica la presencia de eventos transitorios por fenómenos de fricción o roce. En esos casos es conveniente visionar la señal temporal en modo vivo durante varios ciclos de la máquina usando las opciones de recolección que ofrecen muchos adquidores, o simplemente incluirlo como un código de inspección asociado a la medida para su posterior análisis.

Si el equipo de medida lo permite puede ser interesante realizar capturas de pantalla que poder adjuntar al informe predictivo posterior. Estos pantallazos son fácilmente identificables sin más que usar un nombre identificativo de cada una de las imágenes guardadas.

En estos casos, y refiriéndonos a la vibración una gran herramienta de analisis predictivo de maquinaria es la medida de fase que es fácilmente realizable si se dispone de:
- Un adquisidor de doble canal.
- Dos sensores de similar funcionalidad.
En estos casos se visualiza un gráfico polar con la señal de fase (absoluta) de un canal de medida en relación al otro (que actúa de referencia).

«si existen fenómenos de carácter aleatorio la señal de fase presentará oscilaciones«

Ruidos Excesivos en Maquinaria

Resulta difícil cuantificar este aspecto, pese a que el criterio de un un detallista y avezado inspector pueda resultar una técnica de diagnóstico predictivo de elevada fiabilidad. En esos casos, con mayor o menor importancia dependiendo de la técnica, puede resultar difícil considerar esa medida como válida en un seguimiento histórico de parámetros de analisis.

Estos fenómenos se producen en muchas ocasiones por sobrecarga, por lo que si pensamos en el coste y frecuencia de las inspecciones predictivas puede ser necesario tomar una medida adicional que usar para seguir las trazas habituales de nuestra maquinaria.

La naturaleza de estas medidas dependerá de los parámetros de analisis utilizados si bien se destacan los siguientes ejemplos:
- Problemas avanzados de rodamientos generan componentes aleatorias pese a que los máximos de energía suelen presentar patrones repetitivos. Si la máquina hace ruido, o el propio rodamiento, es conveniente detectar eventos en una escala de tiempos muy inferior a la RPM de la máquina, visualizando además varios ciclos de la máquina pues el desfase de los diferentes eventos que aparecen puede hacer que estos no siempre sean visibles.
- Si los ruidos son en baja frecuencia se precisa ampliar los tiempos de adquisición en las medidas (aumentar la resolución), debiendo usar la forma de onda como variable de análisis para evitar alargar los tiempos de inspección habituales en el equipo.
Problemas Estructurales

El analisis predictivo de maquinaria se realiza mayoritariamente sobre activos que trabajan por debajo de las velocidades críticas (frecuencias naturales) de estructuras y rotores. El deterioro temporal, o simplemente malas e innecesarias intervenciones de mantenimiento pueden bajar estas frecuencias naturales al deteriorar la rigidez de estructuras y soportes (véase la entrada vibracion en rodamientos para entender perfectamente esto), provocando que el equipo trabaje en resonancia.

La coexistencia de esos problemas estructurales con las fuerzas mecánicas en la maquinaria puede generar cambios bruscos en la vibración y distorsionar nuestra tendencia temporal, alarmas de control y procesos de análisis de causa raíz.

En estos casos suele ser conveniente valorar evoluciones en el ángulo de fase:
- Inestable cuando se trabaja en resonancia
- Estable en otros casos
De este modo en aquellas medidas donde la vibración se incremente se ha de comprobar si es por un predominio del fenómeno resonante sobre la vibración convencional de la maquinaria, algo que es puramente casual y alejado de cualquier ~~indicación de aviso en nuestros procesos de analisis predictivo de maquinaria~~.

Bueno, pues aquí tienes estas 4 situaciones genéricas donde el

Analisis de Maquinaria

exige de medidas adicionales a las usualmente configuradas.

Por supuesto que existen otras, pero se presentan de modo más o menos puntual; en los casos planteados la generalización es necesaria pues casi siempre generan datos atípicos en tendencias, no asociándose a ninguno de los cuatro componentes que existen en una serie temporal:
1. Tendencia Real o Componente Secular.
2. Componente estacional.
3. Componente Cíclica.
4. Componentes Aleatorias.
Se podría argumentar su inclusión en la última de las componentes, si bien estas variables se deben minimizar en el contexto del analisis predictivo de maquinaria por la elevada criticidad y coste de este tipo de trabajos.

Por tanto lo importante es conocer esas situaciones especiales para formar sobre ellas a vuestros inspectores y/o ingenieros de mantenimiento y fiabilidad, logrando que los tiempos de inspección y trabajo no se alejen a lo estimado en base a la cuantía de cada ruta de medida.

Una vez conocido estos aspectos de las técnicas de inspección, y todas las posibilidades que ofrece cada equipo de medida seguro que mejoras el rendimiento de tus programas de mantenimiento predictivo tanto a nivel de tiempos de trabajo como de fiabilidad en los diagnósticos.

Si quieres mejorar o conocer más en detalle estos aspectos, no dudes en contactarme para cualquier posible proceso de formación online o presencial.
14 agosto, 2016
¡Control de Maquinas!
Buena parte de las entradas del blog se contextualizan en un estudio experimental para definir las probabilidades de error en la aplicación de técnicas de control de maquinas. Son varios años de trabajo en los que he concluido cuál sería la combinación más adecuada de tecnologías a aplicar en cada tipo de Activo así como sus Probabilidades de Error (que siempre existen y han de tenerse en cuenta a la hora de definir los Períodos de Chequeo).

Buena parte de esas entradas ya se han mostrado en contenidos, pero desde hace algún tiempo quería plantear una entrada boletín donde os indicaría una serie de buenas prácticas para el monitorizado de condición por tipo de equipos, a las que no descarto dar continuidad en entradas posteriores con mayor amplitud o detalle.

Pero, como habitualmente en las entradas de boletín, aquí tenéis un tutorial sobre

Percusiones Mecánicas,

simplemente introductorio pero que os resultará de amplia utilidad en vuestro futuro profesional, sin lugar a dudas. Se trata de fuerzas de carácter puntual, que son muy usadas en la determinación de frecuencias naturales y modelización dinámica de estructuras. Se trata de un PDF de 4 páginas.

En definitiva, el post sobre

Control de Maquinas

lo voy a organizar por tipo de equipo, tratando de explicar una serie de buenas prácticas para su control; finalmente la entrada acabará con una

Infografía Resumen.

Por supuesto considerarlo una entrada flash pues el detalle que exigiría un post de estas características excedería el alcance de cualquier texto online. Se trata de cinco de los equipos más utilizados en la industria:

Bombas Centrífugas

Equipo presente en todo tipo de Industrias y Sectores. Ahí van las recomendaciones:

Usar la Forma de Onda en Vibración

Este tipo de maquinas suele presentar combinación de ruidos repetitivos y aleatorios, por lo que el uso de herramientas como el espectro de vibracion puede resultar insuficiente. La onda permitiría visualizar el delta temporal entre los diferentes eventos que perturban a las maquinas.

Pero el top – top sería:

«Medir la Señal Temporal en Ultrasonido, de energía más localizada en el Punto de Medida»

(en la foto se adjunta onda vibracional con patrones únicamente repetitivos)

Tener en Cuenta la Dirección de la Vibración

Es habitual que en los programas de control de maquinas, una vez se ha alcanzado un histórico suficiente, se deshabiliten ciertas direcciones de medida dentro de las medidas de vibración. Es necesario por cuestiones de tiempo y eficiencia.

Sin embargo, los niveles de alarma pueden considerar todo el paquete de niveles existente independientemente de la antigüedad en la fecha de última lectura. Ello obligaría a una particular configuración de las alarmas y sus Metodologías de Cálculo.

Pensad que estas maquinas presentan una vibración radial más elevada en la dirección perpendicular a la tubería de descarga.

Motores Eléctricos con Variador

Cada vez más importantes en la industria, aquí tenéis unos primeros consejos:

Ruido de Rodamientos

Debido al importante ruido aleatorio que se genera en estos motores, con componentes de alta frecuencia, es recomendable prestar particular atención a las componentes de ruido en rodamientos. Este aparece igualmente en Alta Frecuencia si bien en forma repetitiva (salvo en las últimas etapas de fallo); por esa razón trata de ajustar los períodos de chequeo para el control de maquinas (algoritmos de markov y planificacion del mantenimiento) y combinar

«Ultrasonido, Vibración y Termografía para un adecuado Seguimiento de estos Modos de Fallo»

Personalizar los Tiempos de Adquisición

Cualquier señal dinámica debe muestrarse para su traslado y tratamiento electrónico en un equipo de medida. En ese sentido en estas maquinas con variaciones de RPM resulta adecuado poder tomar medidas «casi en modo vivo». En un amplío porcentaje lograr estos aspectos se consiguen con un

«Elevado Conocimiento de la Instrumentación y Equipos utilizados»

algo a lo que te ayudaría una buena Formación sobre Hardware de Mantenimiento.

Ventiladores Centrífugos

Ya se habló de estas maquinas en la entrada sobre Mantenimiento de Ventiladores, si bien en relación a la importancia de la inspección sensorial. Además de eso se remarcaría para un óptimo control:

Termografía para Análisis Mecánico

Nada más fácil que detectar fallos en Rodamientos de ventiladores con Técnicas de Envolvente o similares en Vibración, puesto que suelen ser equipos que trabajan con una elevada carga dinámica y los componentes de defecto e impactos generan una energía suficiente para su óptima detección mediante esta técnica.

Ahora bien no olvidéis usar la

«Termografía para el Control de Problemas con el Lubricante«.

Este modo de fallo también lo podéis detectar con el Ultrasonido, si bien resulta más complejo y obliga a una mayor dedicación en Tiempo.

Niveles de Alarma Absolutos

La mejor recomendación siempre es usar alamas relativas en vibración: centralidad, media móvil, % de cambio, ….. Pero en este tipo de equipos la combinación de modos de fallo hace que la vibración se combine, apareciendo diferencias de fase resultando en que la sumatoria no siempre es ~~representativa de una mayor o menor severidad en los fallos~~.

Obviamente esas cuestiones habría que analizarlas sobre la máquina y con medidas específicas de análisis, si bien esos niveles de control absolutos permitirán un rápido filtrado entre ventiladores en buen y mal estado.

Soplantes de Lóbulos

Son máquinas ampliamente usadas, fundamentalmente como sistemas de transporte siendo su control dificultoso por cuestiones de ruido excesivo. Pese a ello sí existen buenas prácticas para su óptimo mantenimiento:

Combinar Ultrasonido y Vibración

Es recomendable el uso de ambas técnicas, fundamentalmente en lo relativo al análisis de rodamientos. El ultrasonido permite identificar la fricción en elementos de rodadura en forma de un determinado patrón de ruido, con diferencias morfológicas en relación a los niveles de ruido existentes en la soplante, además de generar más altos niveles de dB en la banda que el detector de ultrasonidos sintoniza predominantemente la energía.

Visualizar cortos Periodos de Tiempo

Las soplantes generan ruido por su propio trabajo (escasa holgura existente entre los rotores de impulsión). Es decir, aparecerán ruidos repetitivos de elevada intensidad que dificultarán la ~~identificación de fenómenos transitorios~~. Por ello es conveniente visualizar cortos períodos de tiempo (infinitensimales), y determinar la posible existencia de eventos aleatorios. Al igual que en los motores para lograr esto es recomendable conocer el Hardware de Vibración.

Si se localizan fenómenos transitorios sería conveniente valorar la Máquina y sus Características para identificar esas posibles anomalías no repetitivas.

Por ejemplo, si la

«Soplante usa Transmisión por Correas, la Lámpara Estroboscópica te permitirá la Detección de esas Anomalías Visualmente»

Análisis Detallado del Histórico de Máquinas

Es habitual que las soplantes generen vibraciones suma-diferencia, es decir, cuando se tienen multitud de frecuencias como en estas maquinas:
- Lóbulos
- Engranajes
- Rodamientos
- Correas, ….
al realizar el Espectro de Vibración aparezcan frecuencias suma-diferencia de las principales; por ello es conveniente un cuidadoso análisis del histórico de máquina repitiendo configuraciones y puntos de medida para valorar posibles diferencias en el patrón tipo.

Molinos de Martillos

En estos equipos de molienda el propio trabajo del equipo genera componentes de impacto. Por esa razón se precisa de las siguientes buenas prácticas para su control:

Uso de Sensores Triaxiales

Es habitual que exista una dirección de carga en la molienda pues el propio peso del martillo el que genera el choque sobre el Material. Por ello medir la vibración en esa dirección alterará los niveles existentes por cuestiones relativas a proceso.

El uso de medidas Triaxiales lo evitará pues eligiendo como dirección de apoyo del sensor la radial menos afectada por el trabajo del molino, será el propio instrumental quién traslade la componente leída a 3 direcciones ortogonales, que es al final lo que se busca en análisis de vibración.

Ultrasonido para el Análisis de Rodamientos

Los impactos van a excitar componentes estructurales en la máquina además de preconfigurar «pseudo zonas de carga» en el Rodamiento a la frecuencia de esos impactos, típicamente el 1x del eje. Por ello las ~~lecturas de vibración no cubren con garantías la detección de las diferentes zonas de falla en el rodamiento,~~ siendo una buena práctica tomar el valor de dB (ultrasónico), que no debería ser elevado salvo que existan problemas en rodamientos y/o lubricación.

Pensad que el origen de los impactos se encuentra lejos de la Cajera del Rodamiento que es donde se toma la lectura de Ultrasonido para el Control de Maquinas.

Infografía Resumen

Como ves son 5 tipos de maquinas y existen cientos; si echas en falta alguna de las a tí te preocupan espcialmente, aquí me tienes para cualquier consulta.

En definitva lo que quiero plantear con esta entrada es que una adecuada

Elección de Técnicas de Control

, como ya se indicó en la entrada tecnologias predictivas, sería un primer paso; una vez hecho eso adecuadamente (además de su configuración para lo que te ayuda esta entrada) deberías plantearte el uso de Algoritmos de Markov, MRP y otras herramientas de Ingeniería para la Planificación del Mantenimiento.

Todo ello sin olvidar las valoraciones de criticidad que puedes realizar según las diferentes metodologías ya indicadas en el Enlace de Analisis de Fallos, y que te permitirán definir el parque de equipos sobre los que aplicar todas técnicas de Control de Maquinas para la

Optimización de tu Mantenimiento y Área Productiva.

Bueno, pues hasta aquí este boletín y ya sabes si quieres plantear alguna duda o comentar sobre el asunto, no olvides que dispones de una sección de comentarios así como todos mis Canales en Redes Sociales.
17 julio, 2016
Analisis de Vibraciones Mecanicas
Uno de los aspectos que es de vital importancia a la hora de afrontar cualquier proceso de optimización en maquinaria es caracterizar sus vibraciones mecanicas. Para ello se ha de conocer el funcionamiento del equipo y analizar cuáles serían las fuerzas que actuan y los patrones de movilidad generados.

En el contexto del Sector Papelero, y dado que en entradas previas de la etiqueta ya se habló de rodillos, agitadores y baja velocidad, afrontaremos en esta ocasión el analisis de vibraciones mecanicas en los Refinos, equipos auxiliares de los procesos seguidos en la Máquina de Papel. Pero antes de entrar al meollo daremos una lista de

Pasos para Analisis de Vibraciones Mecanicas

que serían comunes independientemente del tipo de equipo elegido, si bien se contextulizarán a la máquina en estudio:
- Funcionamiento
Se ha de conocer cuál es la función y modo de operación del equipo; en este caso concreto el

Refino de Discos MP1

se usa para refinar la fibra de papel mediante la separación de la micro fibrilla del resto de componentes de la pasta. Para ello se usan 2 platos ranurados que retienen el material de menor gramaje en sus dientes dejando pasar al material más pesado hacia el plato exterior. Aquí lo tenéis representado de manera esquemática:

Si no es entiende bien en el croquis los discos presentan diferentes diámetros, girando el 2 y estando estático el 1 de tal modo que el material pesado circula entre ambos hacia la tobera de salida; el menos pesado queda retenido en las pestañas del disco 1 y 2 pero nunca circularía entre ambos.
- Componentes
Si bien se encuentra íntimamente relacionado con lo anterior se ha de conocer el detalle de qué componentes presenta el equipo. En este caso concreto serían:

Motor Eléctrico

Se trata del accionamiento, en este caso es de velocidad fija (1500 rpm).Sobre él se monta un acoplamiento para transmitir el giro al resto de elementos.

Reductor

Existe una reducción de potencia para garantizar el adecuado par mecánico en el sistema de separación (ya sabéis inversamente proporcional a la RPM) reduciendo la velocidad a la mitad más o menos en relación a la existente en el motor. De igual manera monta un acoplamiento para transmitir el giro al resto de componentes.

Refino

El sistema anteriormente representado gira a 730 rpm y presenta además un cuerpo de apoyo con 2 rodamientos y la propia carcasa en la que se monta el disco 1 representado anteriormente además todo el sistema de toberas para la salida del material. Todo el equipo se apoya en una bancada de hormigón rígida.

Obviamente este punto presenta su importancia pues

las vibraciones mecanicas se transmiten,

y mucho, en el sentido transversal de cualquier cadena cinemática.
- Datos Técnicos
Si hasta ahora teníamos la foto y nombre del sujeto (imaginaos que estuviéramos realizando un DNI de la máquina) el siguiente paso sería dar la dirección, teléfonos, …. En este caso sería concretar los datos de velocidad, potencia, rodamientos, ….

Velocidad

El motor gira a 1500 rpm, el reductor de 2 ejes tiene como velocidades 1500 y 750 mientras que el refino tiene 750.

Potencia

Puede ser relevante conocer la potencia del motor que en este caso es de 60 Kw

Apoyos

La parte rotativa obviamente se apoya en la carcasa mediante rodamientos en toda la cadena cinemática.

Otros

Son importantes si bien el encabezado lo generalizo con un «despectivo» otros, pues hablaríamos de:

Impulsor del Refino

Ya se mostró el croquis con anterioridad si bien cabría indicar que el número de ranuras es del orden de 50, contándolas en el repuesto existente en almacén.

Rotores del Reductor

En este caso un juego de piñón corona pero no se conoce el número de dientes en ninguno de ellos si bien suele ser elevado (en la corona podría tener 75-80).

Dientes en el Acoplamiento

Nos referimos al elemento de unión entre ejes de motor y reductor, y reductor y Refinador que no se conoce pero que no será elevado (se trata de acoplamiento de tacos y láminas respectivamente).

Dientes en el Refino

Para transmitir el giro desde el eje motriz al disco de refino se monta un pequeño piñón que engrana con la corona montada en el disco con un número elevado de dientes (contándolo en almacén 120).

A partir de aquí podríamos definir los

Patrones de Comportamiento Vibracional

para lo que simplemente se han de establecer las fuerzas que actuarían en el equipo que ya conocemos tan bien. Cualquier fuerza presenta un comportamiento en relación al giro de la máquina, siendo su comportamiento explicado con anterioridad en la entrada movimiento armonico simple, es decir un fenómeno oscilatorio que presenta una determinada frecuencia de oscilación. Esa será la variable que se trate de caracterizar a continuación.

En base a todo lo anterior podemos decir que aparecen fuerzas debidas a:
- Rotores
Cualquier rotor de los que aparecen anteriormente puede desequilibrarse por perder o ganar masa puntualmente. En ese caso la fuerza (ondulatoria) presenta una frecuencia igual a la velocidad de giro de cada componente desequilibrado.
- Elementos de Unión
En todo elemento de unión puede producirse tensión o torsión por un mal montaje o una incorrecta alineación de ejes. En estos casos las fuerza (ondulatorio y pulsante) se manifiestan a frecuencias iguales a la velocidad de giro y al doble de esta. (obviamente esto para cada componente en estudio).
- Sistemas de Apoyo
Los rodamientos presentan su propia velocidad de giro si bien en cualquier caso las fuerzas aparecen en forma repetitiva y pulsante a frecuencias que oscilan desde la mitad de la velocidad de giro a 6 veces esta. (para cada eje analizado).
- Otros
Lo mismo de antes, sin ánimo de quitar importancia aquí entrarían en juego el resto de componentes: dientes de engranajes de transmisión, elementos de refino, ….

Engranajes

Aparecen componentes de esfuerzo repetitivos a a frecuencias de valor el número de dientes multiplicado por la velocidad de cada eje.

Refino

En este caso el número de ranuras es el mismo en disco 1 y 2, 45, y aparecerían fuerzas repetitivas de frecuencia 45 veces la velocidad de giro del eje del refino.

En este punto ya casi tenemos el estudio completado, dado que

conocida la fuerza se conocen las vibraciones mecanicas

pues estas que no son otra cosa que la respuesta del sistema soporte ante este paquete de excitaciones.

Ya explicamos en la entrada indicada con anterioridad (movimiento armonico simple, no repitiendo el enlace para que no me penalice San Google) que cuando se componen fuerzas que presentan la misma base de frecuencia (en este caso la velocidad de giro de cada eje) se producen fenómenos de suma lineal de todos los fenómenos de excitación. Por otro lado nuestro sistema soporte es rígido absorbiendo parte de la energía de la vibración y pudiendo considerarse que no existe excesiva transmisión residual entre componentes.

Por ello ya podríamos indicar cuáles serían las

Vibraciones Mecanicas del Refino MP1

mostrándose sólo aquellas que son perfectamente conocidas en términos de la frecuencia que presentaría la movilidad respuesta del sistema soporte.

Desequilibrio

Frecuencia 1500 cpm motor, y 750 cpm Refinador. Olvidamos la reductora pues no es habitual que presenten este problema.

Desalineación

Frecuencia 1500 y 3000 cpm motor y 750, 1500 cpm Refinador. Teniendo en cuenta que la reductora va a generar vibración en alta frecuencia la desalineación se detectaría en esa zona y su caracterización excede el alcance de esta entrada.

Problemas en Refino

Frecuencia 45×750 es decir, 33750 cpm por incorrecto trabajo en el proceso seguido por el equipo.

Es decir que el espectro firma característico sería (recordar la entrada espectro de vibracion):

Comentaros como parte final del artículo que este problema se presentó en uno de los Refinos seguidos en un

Programa de Mantenimiento

de la industria papelera. En él se controlaban 2 equipos como el analizado hasta ahora, de idénticas características y en el que tras una serie de medidas de vibración se detectaron alarmas en base a los niveles establecidos por comparativa entre equipos (recordar la entrada control de turbinas de aireación en este sentido) de tal modo que los

Niveles Existentes en Refino MP1 triplicaban los del MP2

El analisis de vibraciones mecanicas concluyó que la diferencia radicaba en la amplitud del pico a 45x asociado a fenómenos de incorrecta operación.

¿Como plantear la Recomendación?

Es decir ante la problemática existente y plantearse cómo reducir esos niveles de vibración que indudablemente afectaban al rendimiento del equipo. En este sentido tras la conversación mantenida con el cliente (se trataba de un sistema de consultoría remota) se pensó en la posibilidad de un deterioro en el sistema de calado del disco móvil en el eje (pequeño piñón) y/o problemas de holguras en rodamientos soporte, de tal forma que los

2 discos no se situaban perfectamente concéntricos generando esa elevada vibración por proceso.

Y así fue, pues las medidas posteriores a la revisión indicada (cambio del piñón de calado) y alineación así lo confirmaron. Obviamente para la realización de tal diagnóstico se contó con más información sobre analisis de vibraciones mecanicas en rodamientos, alta frecuencia y otros pero que no tienen mayor sentido plantear en esta entrada que pretende mostrar la metodología y datos necesarios para caracterizar

el Patrón de Vibraciones Mecanicas en cualquier Equipo Rotativo

Bueno, pues hasta aquí la entrada de esta semana esperando que puedas utilizarla para entender las

Vibraciones de tus Equipos Rotativos,

y no sólo eso sino para identificar en consecuencia las metodologías más adecuadas para su seguimiento. Así en más de una ocasión nos hemos encontrado con departamentos de mantenimiento donde las bases de datos se encontraban incorrectamente configuradas para detectar todos los patrones de vibraciones mecanicas que pudieran aparecer en sus equipos. Los motivos, simplemente falta de concienciación sobre varios de los aspectos aquí planteados, y en otros casos simplemente no disponer de la documentación técnica.

Este segundo caso es menos grave pues como sabéis existen tablas de diagnóstico para interpretar los diferentes problemas vibracionales, sin que sea preciso conocer con este nivel de detalle las características de cada equipo. Por eso sería conveniente que aplicaras esta metodología para conocer todos los patrones posibles de vibraciones, que se registrarán y se tomarán las medidas adecuadas para mejorar los elementos inadecuados detectados en el proceso (falta de datos sobre rodamientos, acoplamientos, …). De ese modo ganarás tiempo en todos los trabajos futuros de predictivo, además de un mayor grado de calidad en tus analisis de vibraciones mecanicas.

Piensa que calidad no es sólo detectar un problema sino saber comunicarlo con datos y certeza a gestores de producción y planta, pues no has de olvidar que

Mantenimiento es fundamentalmente Asesoría y Comunicación.

Me despido hasta la próxima entrada, no sin antes pedirte que aportes tus comentarios o experiencias sobre el particular e indicarte que si quieres que te mejore alguno de los aspectos indicados en la entrada no tienes más que ponerte en contacto con mi dirección de correo.
24 enero, 2016
Movimiento Armonico Simple
Por eso te ayudo a entender su representación como movimiento armonico simple.

Entender la vibración y sus características como señal dinámica resulta algo fundamental para el trabajo diario con esta variable.

Ahora bien, en el contexto de un programa de mantenimiento predictivo deberíamos centrarnos en un enfoque más práctico de esta rama de la física y entender

la respuesta Vibracional como un Ejemplo de Movimiento Armonico Simple.

Movimiento Armonico Simple

La vibración como señal dinámica representa la movilidad o desplazamiento del rotor en relación a su posición de equilibrio.

Las características de ese tipo de movilidad estarán influenciadas por la naturaleza de la perturbación o fuerza externa, como el desequilibrio o la desalineación, pero siempre mostrarán las características de periodicidad que se pueden deducir de la definición.

Vibración en el Rotor

Es decir, obviaremos la formulación que incluye la fuerza de excitación, mostrando únicamente las ecuaciones básicas del movimiento armonico simple en un

Sistema con un único grado de libertad.

Para ese caso se tiene que de la ecuación general de movimiento (Taylor) alrededor de un origen de coordenadas quedaría para modelos de movimiento infinitesimal:

Es decir, la movilidad del rotor en pequeños desplazamientos se podría caracterizar como un

Movimiento Oscilatorio de una Masa m suspendida de un Muelle.

Es decir, un tipo de oscilación generada por una fuerza de excitación y controlada por dos factores de respuesta, m (masa) y k (constante de elasticidad del muelle).

Las características básicas de este movimiento son:
- La amplitud, valores máximos de desplamiento,
- El período, tiempo de repetición de la oscilación.
- La fase, medición del retardo angular en relación al inicio del ciclo.
Lo habitual en predictivo es caracterizar a la vibracion por la

frecuencia, no por el período.

Físicamente miden lo mismo pues ambas variables se relacionan linealmente siendo el periodo el inverso de la frecuencia y viceversa, por lo que cualquiera de ellas representa la rapídez de los desplazamientos que efectúa la máquina.

Solicitaciones Combinadas

Estamos ante la situación en la que tenemos un

Rotor sometido a más de una fuerza.

En este caso, se produce una combinación de movimientos armonicos siendo el resultante uno de similar naturaleza

Sumatorio de cada uno de las Excitaciones Individuales.

Algo que se podría demostrar matemáticamente teniendo en cuenta que se trata de la Composición de 2 Movimientos Armónicos Simples con similar Base y Frecuencia,puesto que se asocian los 2 sobre el mismo componente rotatorio para una misma velocidad de giro en la máquina.

Ejemplo de Movimiento Armonico Simple

Desequilibrio Dinámico

En este primer caso, la fuerza del desequilibrio inducirá en el sistema un

Movimiento Senoidal con una frecuencia similar a la Velocidad de Giro,

con la característica de:
- Componente frecuencial al 1x
Dado que el desequilibrio es una distribución desigual de masa alrededor del centro de rotación

Esa masa de desequilibrio generará un vector de fuerza que girará sobre el centro de rotación a la velocidad del eje, y por tanto generará una vibración respuesta de similar frecuencia a esa rotación.

Desequilibrio Hidrodinámico

En este segundo caso , al aparecer un problema hidrodinámico en una bomba, aparecerá un fenómeno de turbulencia cada vez que una de las palas de la bomba impulse el líquido hacia la tubería de descarga.

Se generaría en este caso una onda respuesta de:
- Frecuencia equivalente al número de Alabes por la Velocidad de Giro
Puesto que el máximo de vibración aparecería cada vez que una de las palas se alinea con la tubería de descarga, apareciendo así esa frecuencia múltiplo exacto de la velocidad de giro.

Infografía about movimiento armonico simple

En ella podéis ver la lectura tomada por un sensor de vibración montado en la dirección vertical del soporte de la máquina ante una excitación por desequilibrio.

Este sensor sólo mediría la componente vertical, por lo que la respuesta vibracional cubre un ciclo completo para una vuelta del eje.

Dejo en manos del lector la construcción de la respuesta ante un esfuerzo hidrodinámico:

Profundizar

La teoría del Movimiento Armónico Simple no es sencilla, con notación compleja y formulación trigonométrica.

Por tanto, creo que este enfoque sencillo, pero real, permite entender como una máquina suma sus respuestas ante las excitaciones combinadas.

Pero insisto esto es así porque son

M.A.S. Superposición de Esfuerzos con Misma Base y Frecuencia.

Cuando tenemos vibraciones transmitidas entre bancadas las formulaciones son distintas, se complican generalmente salvo en el caso en que las velocidades de los dos equipos sean parecidas, en cuyo caso se produce el batimiento con pulsaciones derivadas de la suma y resta de las frecuencias originales.

Tampoco se pueden utilizar estas fórmulas para analizar la composición de movimientos entre los dos componentes de una cadena cinemática, por ejemplo, motor y bomba puesto que se tratarían de modelos donde aparecerían dos masas (m1 y m2) y dos elasticidades (k1 y k2) de respuesta.

Si te interesó este contenido, revisa algunas entradas complementarias a esta como son parametros de vibracion y vector rotatorio, pero decirte que encontrarás muchas infografías en la categoría de Boletines y Tutoriales.

kurtosis de tiempos de carga movimiento Armonico Simple

con idea de un desarrollo más sostenible aporto está info adicional:

Los tiempos de carga en diferentes servidores muestran variabilidad de el coeficiente de apuntamiento o Kurtosis. Ello indica que el servidor está reconociendo una arquitectura cliente – servidor, lo cual genera menor desgaste en ordenadores y evita la obsolescencia programada. Por contra esta entrada tendrá unos RATIOS SEO (posicionamiento orgánico en google muy bajos). Por el contrario se trata de una entrada que puedes compartir con amigos y redes sociales. Recuerda que es labor de todos no aumentar la distancia entre el primer y el tercer mundo.
11 diciembre, 2014
Medicion de Vibracion friendly
Caso que se plantea en la definición de un sistema de medicion de vibracion para la sequería de la industria papelera.

Para la configuración de la arquitectura de un programa de mantenimiento predictivo off-line basado en vibracion se han de tener en cuenta ciertas consideraciones a la hora de la elección del sensor y tipo de instalación.

En vibración existen 3 grandes parámetros de medida:

Desplazamiento, Velocidad y Aceleración

adquiridos mediante la fijación a la máquina de sensores.

Estos dispositivos, también llamados transductores, son dispositivos que transforman el nivel de movilidad de la máquina en una señal eléctrica proporcional, resultando así más fácilmente transmitible y tratable para su posterior visualización.

Medicion de Vibracion

Como no podría ser de otra manera los sensores de vibración son de 3 tipos en función de la variable medida, desplazamiento, velocidad o aceleración, pudiendo teóricamente convertirse las señales a través de sus relaciones matemáticas de derivación o integración.

Sin embargo no resulta conveniente la

~~Derivación Electrónica,~~

pues se obtienen bajos ratios de señal-ruido.

Por tanto no podemos medir:
- ~~Aceleración~~ con un sensor de ~~Velocidad~~
- ~~Velocidad o Aceleración~~ con un sensor de ~~Desplazamiento~~
Es decir, únicamente con uno de ellos, el de aceleración o acelerómetro, se podrían obtener señales de aceptable calidad en las 3 variables vibracionales:

Acelerómetros para la medicion de vibracion

Ofrecen otras ventajas como

Rangos más amplios de Operación

en frecuencia, amplitud y temperatura.

También presentan mayor robustez y menor necesidad de calibración resultando por ello mas económicos.

Por todo ello son el sistema de medicion de vibracion más utilizado en mantenimiento predictivo.

Su principio de funcionamiento consiste en un

Cristal Piezoeléctrico

sometido a una carga mediante una masa que comprime al cristal de manera proporcional a la vibración de la superficie donde el acelerómetro se haya montado.

Esta señal, convertida a eléctrica por el acelerómetro es débil por lo que

incorporan un amplificador electrónico interno.

La fuente que alimenta a este amplificador no es sino el analizador al que se conecta el acelerómetro y cable, siendo una alimentación de corriente continua, típicamente de amplitudes entre 18 y 40 VDC.

Papeleras

En las plantas papeleras el equipo más crítico siempre ha sido la máquina de papel.

Esta máquina convierte la pasta, generada previamente mediante procesos químicos y de mezcla, en papel.

Consiste en un proceso en serie donde la pasta de papel, suspendida sobre una tela, va pasando por una serie de etapas consecutivas que, ordenadas secuencialmente y de manera general, serían
- vacío y vacuofoils,
- rodillos dandy,
- rodillos prensa,
- rodillos secadores o sequería,
- zona de estucado,
- rodillos lisas y calandras,
- y rodillos pope.
Zona de Sequería

En ella se elimina la humedad residual aún existente en la pasta, por lo que el

Papel es Secado con Cilindros Calentados.

Consisten en una serie de cilindros de diámetro variable calentados por vapor y dispuestos en diferentes alturas.

De esta manera, la tela es secada por una cara en la parte superior y por otra en la parte inferior.

Como método de calentamiento se utiliza el vapor, pues:
- Se trata de elementos que utilizan agua, económica y fácil de obtener,
- Presenta un fácil control de la temperatura
- Permite un transporte de grandes cantidades de energía por unidad de masa, siendo de fácil distribución y control.
Cada rodillo dispone de 2 rodamientos exteriores de apoyo, de los que hay que controlar su desgaste con acelerómetros.

Sensor e Instalación

Para la elección del sistema de medicion de vibracion en la sequería se debe seleccionar el transductor, para lo que se debe tener en cuenta:

Rango de frecuencia (alta o baja)

Sensibilidad y ruido

Medio ambiente: temperatura, humedad

Tipo de instalación

En esta zona los rodamientos giran a baja velocidad, en general por debajo de las 100 rpm. En ellos, la Medicion de Vibracion ha de detectar fundamentalmente un fenómeno de deterioro en el rodamiento, para lo que

la señal es filtrada en alta frecuencia sintonizándose así la respuesta ante las fuerzas de impacto existentes como así se explica en la entrada vibracion en rodamientos.

Al tratarse de una señal filtrada en alta frecuencia en rodamientos de baja velocidad, únicamente se detectarán las fuerzas de impacto no se habrá de tener en cuenta ni el rango en ~~frecuencia~~ ni en ~~sensibilidad~~ en la selección del transductor.

Sin embargo, la variable medio ambiente es crítica pues

la temperatura es elevada siendo imposible una estancia prolongada en la zona

por las críticas condiciones ambientales no es posible el uso con ~~acelerómetros standard~~ puesto que la electrónica del amplificador no es capaz de soportar el calor por largos períodos.

Por ello se utilizará:

Sensores con Amplificador Externo,

debiéndose controlar la posible existencia de ruidos en el cable.

Por otro lado, no es posible el acceso para la medidcion de vibracion en la máquina por lo que la solución más económica consistiría en el montaje de un acelerómetro por rodamiento ubicándose el sistema de amplificación en la zona exterior a la sequería, es decir:

La señal de cada acelerómetro se cableará hacia una caja de conexiones Externa para la toma de medidas por parte del inspector.

Infografía Resumen de medicion de vibracion

Conclusiones

Es fundamental tener en cuenta los factores indicados a la hora de planificar cualquier instalación de medicion de vibracion; sino, los resultados pueden ser fatales pues se realizan inversiones que no generan los beneficios deseados.

Por ello, es recomendable realizar una

Ficha de medicion de vibracion

en la que puedas detallar todas las variables de relevancia en la elección del sistema. Con ese expediente técnico ya puedes solicitar consejo a

Proveedores Externos Especializados

que te indicarán cuales son las mejores opciones para tus necesidades de monitorizado, debiendo luego tu tomar la decisión que consideres oportuna en base a tus criterios particulares de decisión.

¿Tienes Instalaciones con Estas Características?

Pues buena suerte: existen consultores especializados como PREDITEC.

Que es sin duda el mejor, pese a que Antonio Roque (Ingeniero Portugués) es quien más conoce la monitorización en el sector papelero.

¿Te interesa el protocolo ethernet?

Pues el siguiente gráfico te muestra conclusiones interesantes sobre el servidor de webempresa donde tengo esta web alojada.

Pues cada URL es un «mundo de posibilidades» en la red global de internet. Y en concreto en relación a la arquitectura cliente-servidor y me puedes contratar como comercial de software en linkedin; porque lo del informe es una «tapadera» para encontrar trabajo por cuenta ajena.

Recuerda que fui despedido con 20 días de indemnización sin posible denuncia por el robo de un equipo electrónico de mi coche cuando estaba en un garage en Madrid haciendo servicios.

La arquitectura cliente-servidor proporciona errores; por ejemplo estar trabajando y cerrarse el programa por sí solo. Muchos usuarios prefieren trabajar en arquitectura monopuesto. Con el tiempo las redes DEVICENET han sustituido a estos protocolos, que por el error pueden considerarse arcaicos como pasa cuando se trabaja con información de responsabilidad como en mantenimiento predictivo. De hecho los datos crudos de señal recolectados por los hadware de tecnología son directamente llevados a buses de datos. En el termino de bases de datos existe un progreso lento en esa evolución pues las redes DEVICENET no permiten trabajar de modo simultáneo con varios puestos de trabajo (arquitectura S/M SLAVE – MASTER en terminología FRIKI). PoR TANTO SE prefiere aún las arquitecturas cliente – servidor pues los errores se producen muy de vez en cuando; y lo otro (el no trabajar al mismo tiempo con varios puestos de trabajo) es un problema continuo.
16 noviembre, 2014
Grafico de Tendencia (average)
Desde el punto de vista del informe de auditoria se verán en esta entrada el grafico de tendencia promedio como uno de esos ejemplos de indicadores..

Porque cualquier sistema empresarial, y en particular un programa de mantenimiento predictivo ha de tener sus variables de control a fin de poder contrastar su buen funcionamiento y rentabilidad.

Contexto de

Grafico de Tendencia

En el caso de grandes compañías los departamentos de mantenimiento predictivo suelen presentar

División Funcional

de Puestos y Tareas.

Algo lógico pues se aprovecha mejor el conocimiento fuertemente especializado del personal.

Para pequeñas empresas suelen ser pocas personas quiénes realizan todas las Actividades de medida, análisis y corrección, es decir

Solapamiento

de Puestos y Tareas dado que el conocimiento se convierte en más generalista y flexible.

Para el caso de

Grandes Empresas,

y poniéndonos en el papel del responsable de la parte de vibraciones mecánicas, hemos de presentar un

Informe de Valoración de Resultados del Programa de Monitorizado de Condición.

Con lo que hemos visto hasta ahora en el portal una primera idea sería mostrar en formato de tendencia la evolución porcentual del número de equipos en cada una de las posibles condiciones operativas, es decir el

Porcentaje de Equipos en Área de Problema frente a Equipos en Aceptable Condición.

Este informe se podría complementar con la justificación a tales evoluciones; por ejemplo:
- Presentaciones con las intervenciones más exitosas realizadas que justificarán las mejoras en los niveles de vibracion,
- Mejoras de tiempos y calidad en intervenciones de mantenimiento, …
En definitiva, justificar ante una dirección que el camino seguido es el adecuado y que las acciones tomadas han dado los resultados deseados.

Pero desde el punto de vista del analista siempre queda ese regusto amargo de no poder exponer más argumentos técnicos usados en el logro de esos éxitos, permitiendo además incrementar el conocimiento tecnológico dentro de la empresa.

Por ello, para complementar esas presentaciones se podrían utilizar ciertos gráficos disponibles en nuestro software de gestión del programa de predictivo.

Lo más lógico pudiera ser el espectro, si bien por su especificidad pueden estar fuera de contexto.

Sí lo estaría, por el contrario el

Grafico de Tendencia Promedio

que representa en el eje de ordenadas la fecha y en el eje de abcisas el nivel de vibracion promediado de una serie de puntos del programa.

¿Porqué el grafico de tendencia promedio?

En primer lugar porque es muy operativo, pues imaginemos el trabajo que supondría mostrar la tendencia de cada uno de los puntos de medida en una máquina, con este gráfico solo mostraríamos uno; en segundo lugar, porque físicamente tiene un claro sentido como es

Representar en un Único Valor la Vibración de una máquina.

Veamos este último punto de una manera más detallada:

La vibración de una máquina es el desplazamiento del rotor en relación a su posición de equilibrio, de tal manera que cada punto tendrá su amplitud de movimiento.

Estas amplitudes, no escalares sino vector rotatorio, no podrían sumarse puesto que pueden no estar situados cada una de ellas en la misma línea de acción.

Ahora bien,

La amplitud de cada uno de ellos sí se verá reducida en la misma medida

ante una determinada operación de mantenimiento, por lo que la el promedio dará una medida clara de esa reducción en los niveles de vibracion.

Esto que parece algo teórico no lo es tanto si analizamos los términos

Operación de mantenimiento

Nos referimos a alineaciones realizadas de manera correcta, verificando adecuadamente procedimientos de prealineación, valorando la movilidad dinámica de la estructura/cimentación, etc …

Este grafico de tendencia lo calcula el

Software de Mantenimiento Predictivo.

En el siguiente croquis se muestra como se configuraría en un programa en entorno Windows.

Configuración del Grafico de Tendencia

La configuración se realiza a partir de:
- Medidas de las que se calcula el promedio, a través de la funcionalidad Options
- Indicar en el eje X el intervalo entre medidas.
Ejemplo

Imaginemos que la máquina intervenida es:
- A1
- Bancada Flexible sin Equipos Cercanos
En ese caso habría que:
1. Seleccionar el equipo A1
2. Hacer Clic en Opciones y elegir el segundo botón Puntos de una Máquina
Si por el contrario se han realizado varias intervenciones en Equipos A1, A2, y A5 se generaría
- Una Lista de Equipos activándose la opción elementos de lista.
Repitiéndose los pasos 1 y 2 de igual manera.

Eje de Tiempos

En relación a las opciones de intervalo (eje X) decir que:

Pueden ser distintas al intervalo de medida utilizado en cada una de las Máquinas,

puesto que si hemos tenido paro progamado de un mes y se quiere valorar la evolución de la vibración, ese debería ser el tiempo a configurar, pese a que los equipos puedan medirse cada semana.

Eje de Amplitudes

Finalmente, como aspectos de pura visualización indicar que el eje Y se puede ajustar para ver más adecuadamente la evolución, cómo pueden ser las siguientes:
- Configurar el mínimo del eje ~~no en automático~~ sino en 0
- Subir el valor máximo de amplitud al valor que se desee
Mejoras al Grafico

Una de a las más notables consistiría en añadir a cada uno de los cursores de la tendencia notas.

¿Qué Tendencia Utilizas?

Seguro que si eres usuario de predictivo habrás tenido que hacer alguna presentación y te has encontrado con este problema. ¿Qué solución has adoptado? Esta que te ofrezco resulta adecuado por representatividad y por economía de medios (piensa que en un gráfico representas un máquina o grupo de ellas).

Pero luego están las manías de cada uno; este grafico de tendencia requiere una pensada, mientras que lanzar un informe de medidas donde se incluyan las gráficas más destacadas muchas veces resulta más automático. Por eso os lo recomiendo para situaciones de presentaciones de elevado nivel de detalle y calidad. En cualquier caso:

¿Software con grafico de tendencia?

Y es que habitualmente se combinan los gráficos de evolución con los de análisis y luego al final uno olvida las cosas más básicas.

Aquí te recomiendo con un simple grafico, «jugar» con las opciones de personalización.

Los tiempos de carga en diferentes servidores muestran variabilidad de el coeficiente de apuntamiento o Kurtosis. Ello indica que el servidor está reconociendo una arquitectura cliente – servidor, lo cual genera menor desgaste en ordenadores y evita la obsolescencia programada. Por contra esta entrada tendrá unos RATIOS SEO (posicionamiento orgánico en google muy bajos). Por el contrario se trata de una entrada que puedes compartir con amigos y redes sociales. Recuerda que es labor de todos no aumentar la distancia entre el primer y el tercer mundo.
30 octubre, 2014
Filtrado de Datos housing readings
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.

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

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 decarácter 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, de un plumazo el filtrado de datos

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.

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 Análisis

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) quizás no supieras su uso en filtrado de datos

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
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 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
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 filtrado de datos?

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.

Los tiempos de carga en diferentes servidores muestran variabilidad de el coeficiente de apuntamiento o Kurtosis. Ello indica que el servidor está reconociendo una arquitectura cliente – servidor, lo cual genera menor desgaste en ordenadores y evita la obsolescencia programada. Por contra esta entrada tendrá unos RATIOS SEO (posicionamiento orgánico en google muy bajos). Por el contrario se trata de una entrada que puedes compartir con amigos y redes sociales. Recuerda que es labor de todos no aumentar la distancia entre el primer y el tercer mundo.
5 octubre, 2014
Gestion del Mantenimiento Predictivo
Durante varios años estuvimos trabajando en el seguimiento remoto y gestion del mantenimiento predictivo de una

Planta papelera ubicada en el País Vasco (España).

En este caso concreto, el personal de la planta se limitaba a tomar medidas y a realizar la labor de gestion de las recomendaciones y prioridades establecidas por el consultor externo.

Debido a que no disponíamos de las características de equipos y criticidades, el conocimiento se nos transmitió mediante una serie de sesiones iniciales, previas a la propia labor de seguimiento.

Características del Sistema

Reuniones de

Planificación, Programación y Depuración de Responsabilidades

En dichas reuniones se estableció la metodología para el envío de datos e informes, tanto a nivel conceptual como desde el punto de vista de la plataforma informática.

Se trata de un aspecto fundamental para una correcta gestion del mantenimiento predictivo.

Es decir, el primer paso es generar

Archivo de Datos, Verificar Errores y Envío al Soporte Remoto.

Los datos se descargaban sobre el software, y desde éste se iría generando un archivo quincenal de datos en el que se incluirían todas las modificaciones hechas sobre la base de datos en los períodos entre envíos. Conviene verificar el correcto funcionamiento del sistema, por cuestiones de tiempo, previamente al inicio del servicio; así, para mejorar estos tiempos de trabajo los programas de predictivo ofrecen utilidades similares a las que puede ofrecer cualquier sistema informático para optimizar el proceso de indexación y archivo que los datos se realicen.

Recepción de Datos e Importación

para lo que es necesario el llevarse una copia de la base de datos en el último día de reunión para sincronizarla en la oficina de seguimiento remoto.

Una vez se ha iniciado el proceso de seguimiento, los datos se recepcionan vía protocolo de comunicación ftp, y se importan sobre la base de datos en la oficina de seguimiento remoto.

Filtrado de Puntos en Alarma EN MANTENIMIENTO PREDICTIVO
- Uso de Informe Personalizado
Dado que se trata de un sistema predictivo hemos de pensar en que el objetivo es analizar los puntos en alarma.

Para este tipo de trabajos las plataformas de software ofrecen multitud de funcionalidades para poder realizar rápidos e intuitivos filtrados que indican los puntos en observación dentro de cada uno de los equipos EN MANTENIMIENTO PREDICTIVO.

Las posibilidades de gestion y personalización para estas funcionalidades son infinitas, si bien básicamente se recomendaría que incluyeran los datos relativos a:
- Punto de medida
- Unidades
- Nivel de vibración en alarma
- Fecha/Hora de las medidas
Sobre los equipos en alarma se establecerá la pertinente severidad y recomendación para cada problema existente en el formato de reporte que se considere.

Gestion del Mantenimiento Predictivo

Indicado el procedimiento de trabajo, detallaremos un caso histórico detectado en esta planta. Se trata de un agitador Kotoff de configuración vertical en el que se realizan medidas de vibración en el motor y el reductor que sirven de accionamiento al eje y rodete del agitador.

Agitador Controlado por Vibración

Las variables adquiridas eran:
- Velocidad de Vibración, en mm/s
- Aceleración, en g´s
- Aceleración filtrada en alta frecuencia.
GESTION DE LA Aceleración Filtrada en Alta Frecuencia

Esta última variable, con diferentes nombres dependiendo del fabricante de equipos, se adquiere para detectar problemas de tipo impulso que suelen aparecer en los contactos por rodadura tipo rodamiento o engranajes; suelen ser fuerzas discontinuas de corta duración, que excitan las altas frecuencias naturales de dichos componentes mecánicos.

Debido a su carácter pulsante, y discontinuo se trata de un tipo de fenómenos no detectables con mediciones convencionales de vibración, requiriéndose la utilización de filtros específicos que sintonicen dichas frecuencias PARA MANTENIMIENTO PREDICTIVO.

Estas variables filtradas permiten un seguimiento del deterioro en la rodadura del rodamiento a través de

gESTION DE LA Tendencia Temporal.

Como veremos en posteriores entradas del portal pueden presentar problemas por ~~excitaciones complementarias a las del propio rodamiento~~, pero no este el caso para el tipo de equipo indicado.

Para el equipo utilizado en esta planta, la variable medida no sigue las frecuencias de excitación inducidas en los componentes de la máquina, dado que se trata de componentes de pequeño tamaño, sino las frecuencias de excitación inducidas en el sensor de medida.

Cambios en la Tendencia

En este caso concreto, se detectaron incrementos en la variable de alta frecuencia decidiéndose por ello con posterioridad la sustitución de rodamientos.

gESTION DEL Análisis en el Dominio de la Frecuencia – Espectro

Como análisis complementario a la tendencia y para confirmar que el problema tiene su origen en los rodamientos se utilizan otras gráficas de análisis. Concretamente los espectros, que consisten en la representación de la amplitud de cada vibración respuesta del sistema ante cada frecuencia de excitación existente.

Aunque en entradas posteriores lo detallaremos de una manera más adecuada (véase espectro de vibracion), diremos que la onda vibracional de cualquier máquina es la resultante de la vibración producida por cada una de los fenómenos de excitación individual. El espectro se basa en poder aplicar la transformada de Fourier, algoritmo matemático que permite descomponer la onda compleja con diferentes frecuencias de excitación en la suma de ondas simples con una única frecuencia de excitación. Posteriormente, cada una de esas ondas se proyectarían sobre un plano de frecuencias obteniendo la gráfica espectral.

Gráfica de Espectro

El espectro de esta posición, antes y después (superior e inferior) del cambio es el siguiente:

¿Porqué ese cambiO EN MANTENIMIENTO PREDICTIVO?

Como puede verse, el gráfico indica la presencia de más amplitud en la base del espectro pero sin indicaciones de frecuencias discretas o conocidas; este tipo de comportamiento es achacable a fenómenos de carácter aleatorio, algo propio de un rodamiento que se encuentra en un avanzado estado de deterioro.

Rodamiento Cambiado.

¿Gran Gestion del Mantenimiento Predictivo?

SI ES GESTION

El rodamiento fue cambiado observándose deteriorado, puesto que el cambio se produjo varios meses después de la fecha del primer incremento de la variable en alta frecuencia, por cuestiones de coordinación con los departamentos de taller y producción.

Pensando en lo que hubiera pasado de ~~no haberse cambiado el rodamiento~~ podemos entender muchas de las mejoras derivadas de una correcta gestion del mantenimiento predictivo, recomendándose recordarlas visualizando la entrada previa del portal, estrategias de mantenimiento.

¿Tienes casos como este?

Por favor, reporta cualquier caso que pueda enriquecer esta entrada pues el mantenimiento predictivo permite muchas y variadas situaciones. Fijaros en este caso con un

Colector de Datos de los años 80 PARA MANTENIMIENTO PREDICTO

se detectó este notable caso a través de unos correctos períodos de chequeo y niveles de alarma. Pues esa es la clave para una correcta gestion del mantenimiento predictivo, no lo olvidéis,

Óptimos Períodos de Chequeo y Niveles de Alarma

¿Qué tu no los tienes correctamente definidos?

Pues manos a la obra, eso es lo que has de hacer mañana cuando te incorpores a tu trabajo.

Los tiempos de carga en diferentes servidores muestran variabilidad de el coeficiente de apuntamiento o Kurtosis. Ello indica que el servidor está reconociendo una arquitectura cliente – servidor, lo cual genera menor desgaste en ordenadores y evita la obsolescencia programada. Por contra esta entrada tendrá unos RATIOS SEO (posicionamiento orgánico en google muy bajos). Por el contrario se trata de una entrada que puedes compartir con amigos y redes sociales. Recuerda que es labor de todos no aumentar la distancia entre el primer y el tercer mundo.
10 agosto, 2014
Turbinas de Aireacion ¿six sigma?
En este post os vamos a hablar de como establecer alarmas para un grupo de máquinas homogéneas; utilizaremos el control de turbinas de aireacion.

Se ubican en planta de tratamiento de aguas residuales.

Estos equipos oxigenan los fangos situados en balsas de aireación para la eliminación de bacterias mediante un proceso de tipo biológico.

Turbinas de Aireacion:
- Motor – reductor – turbina de similar configuración y potencia
- Disposición vertical
- Eje de turbina 60 rpm
- Eje de motor 1500 rpm
- Reductor de 4 ejes
Se trata de

turbinas con una importante debilidad estructural,

puesto que el conjunto es liviano en dirección vertical con un único punto de apoyo en la base de la reductora.

El hecho de que la velocidad de la turbina sea baja, 60 rpm, amplifica este fenómeno pues a bajas velocidades de giro se tienen importantes desplazamientos de vibración, y elevados niveles de flexión estructural, que se detectarían en forma de

Valores Elevados de Energía en mm/s.

El desplazamiento de la vibración no se medirá por estar utilizando un sensor de aceleración debiendo realizar una doble integración electrónica, proceso que genera

Una relación señal/ruido inadecuada.

Comparativa de seis turbinas de aireacion

Ahora bien, las seis turbinas de aireacion presentan la misma problemática por lo que hemos de suponer que cuando aparezcan niveles por encima de la media pueda estar existiendo tal problema.

Por tanto, deberíamos comparar la energía vibracional y establecer fruto de ese proceso unas alarmas de aviso. Para ello nos apoyaremos en las

Herramientas Ofrecidas por los Software de Mantenimiento para aireacion

Esta funcionalidad suele conocerse con el nombre de categoría, y se basa en poder asignar a cada ubicación de la máquina un campo que indique el tipo de máquina que queremos agrupar o comparar.

Posteriormente, en la propia configuración de la categoría se podrían indicar otros aspectos de relevancia de su caracterización como por ejemplo, si vamos a utilizarla para comparar niveles de velocidad, desplazamiento o aceleración.

Finalmente, el nivel de alarma se podría establecer, en el lugar correspondiente del programa, de manera similar a cualquier otra para el equipo simplemente indicándole que considere ese campo de categoría para su cálculo.

En este caso concreto, para el control de turbinas de aireacion:
- Niveles de energía global en mm/s (toda la energía recolectada en un período de tiempo),
- Energía en formato RMS (raíz cuadrática media) o pico (el valor RMS multiplicado por la raíz cuadrada de 2)
- La señal, por tener interés en detectar componentes en baja frecuencia, no se filtra.
Configuración Categoría turbinas de aireacion

Categoría Turbinas de Aireacion

Unidades magnitud de mm/s

Señal RMS

Filtro Ninguno

Control de Turbinas

Para ello, se recomienda realizar un tratamiento estadístico de los datos.

Para mediciones de energía vibracional hemos de pensar que todas las máquinas, de no presentar problemática alguna, deberían presentar parecidos valores por lo que se deberá pensar que los

Datos Adquiridos deberán seguir una Distribución Normal.

La normal es una distribución simétrica en relación a la media, que se caracteriza porque en el intervalo μ±2σ se encuentra el 95,5% de los datos y en el intervalo μ±3σ se encuentra el 99,7% de los datos.

Una recomendación pese a esta hipótesis de normalidad sería realizar un test de apuntamiento y de centralidad de los datos estudiados, algo que se puede realizar fácilmente desde excel utilizando en este caso las fórmulas de excel de CURTOSIS y COEFICIENTE.ASIMETRIA.

Ambas deben mostrar cercanías a cero para situarse cercanos a una distribución normal de datos. Lo normal sería utilizar:

Alarmas de μ+2σ

Asignación de Alarmas

Finalmente, desde el panel correspondiente se deberían asignar esos niveles a las medidas de energía en mm/s algo usualmente rápido por las distintas funcionalidades que ofrecen los programas de predictivo, eso sí, se debe indicar que los cálculos han de utilizar las ubicaciones con la categoría de turbinas de aireacion en este caso.

A partir de ahí, las alarmas se podrán recalcular en cada descarga de datos del adquisidor de medidas y se tendrá en cuenta el histórico de todas las ubicaciones de que cubre tal categoría.

En definitiva, para establecer niveles de alarma por grupos de equipos siempre has de pensar en utilizar las categorías en tu software de predictivo si bien:

Un Grupo de Alarmas para cada Modo de Fallo en la Unidad

¿Te parece útil este Método de Control de Turbinas?

Si es así, deberías empezar con ello. Se obtienen notables ventajas, pues en muchos casos la capacidad de control es mayor que al usar el histórico.

Kurtosis en el post sobre Turbinas de Aireacion

He aquí el gráfico con características de los tiempos de carga entre servidores y las características de la URL:

Los tiempos de carga en diferentes servidores muestran variabilidad de el coeficiente de apuntamiento o Kurtosis. Ello indica que el servidor está reconociendo una arquitectura cliente – servidor, lo cual genera menor desgaste en ordenadores y evita la obsolescencia programada. Por contra esta entrada tendrá unos RATIOS SEO (posicionamiento orgánico en google muy bajos). Por el contrario se trata de una entrada que puedes compartir con amigos y redes sociales. Recuerda que es labor de todos no aumentar la distancia entre el primer y el tercer mundo.
6 julio, 2014
Informe de Diagnostico (por rutas)
En un reciente post os hablábamos sobre las formulas de conversión entre los diferentes parámetros de vibración. Dando continuidad a aquella entrada, os vamos a comentar como resolver alguna de las dudas más veces planteada por los diferentes usuarios de programas de predictivo. Se trata de como poder personalizar o crear gráficos para poder realizar un completo informe de diagnostico.

Mantenimiento Predictivo

Se fundamenta en la secuencia de actividades:
- Detección
- Análisis
- Corrección
Análisis e Informática

Para la detección se ha de utilizar fundamentalmente las herramientas de automatización que ofrezca el Software (alarmas, estadística, …) mientras que para el análisis se utiliza fundamentalmente la gráfica de espectro, figura que representa la energía de la vibración frente a las diferentes frecuencias que contiene la forma de onda . Sin entrar en más detalle en la obtención de esta gráfica sí es recomendable su utilización en los informes tipo del departamento a la hora de justificar determinados estados de alarma en el equipo.

Existen multitud de plataformas software para la obtención de esta gráfica, todas ellas con utilidades que permiten su interacción con el portapapeles de windows para su exportación, o incluso algunas de ellas con posibilidad de su inclusión en mail o chat. Pese a ello, es normal encontrar requerimientos de muchos usuarios para mejorar estas funcionalidades para generar su informe de diagnostico como:
- Incluir Textos sobre el Gráfico
- Utilizar determinados Protocolos de Color, o
- Tratar los datos de cada uno de los Ejes de la Máquina….
Estas operaciones pueden no ser fácilmente obtenibles desde el software bien por no haber profundizado en todas sus utilidades, bien por existir problemas en la interacción con windows y aplicaciones de ofimática e impresión.

Microsoft excel

Por esta razón, pensamos que algunas plataformas han incluído la funcionalidad de exportar a excel en sus menús de utilidades. Desde ella, cualquier gráfica es exportable a un libro apareciendo los valores de la gráfica como un listado tabular personalizable, editable y configurable. En este caso, el software de la prueba permite exportar todas las gráficas que se toman en un activo, a saber:
- Forma de Onda (tiempo corto)
- Espectro (energía frente a frecuencia)
- Tendencia Energía (tiempo largo)
Quedando todas ellas incluidas en un mismo libro de excel. Sobre él vamos a tratar de modificar los datos originales para una mejor visualización de nuestras conclusiones e informes de diagnostico.

Caso 1 Informe de Diagnostico

En este caso, la gráfica descargada desde el software es la de aceleración, para convertirla a mm/s existen fórmulas ya indicadas en una entrada anterior (parametros de vibracion). En el libro de excel bastaría con copiar y pegar la columna deseada, y en el elemento pegado reproducir la fórmula deseada;

el espectro no es sino una gráfica cartesiana

con un eje de abcisas las líneas del espectro (correspondientes a frecuencias) frente al eje de ordenadas las amplitudes espectrales. En este caso, queremos mantener la frecuencia y modificar la amplitud con la fórmula deseada.

Aceleración a Velocidad

Por supuesto, el gráfico sería tratable posteriormente todo lo relativo a colores o incluso al tipo de escala, entre lineal y logarítmica; para la gráfica anterior se utiliza la escala líneal, pero puede convenir utilizar la escala logarítmica que amplifica las amplitudes de menor cuantía, obteniéndola aplicando la fórmula a la columna correspondiente.

Caso 2 Informe de Diagnostico

En este caso vamos a plantear como poder comparar 2 gráficos de distintas ubicaciones de medida como por ejemplo los 2 espectros de mm/s de 2 puntos de medida distintos.

Para ello, en el libro exportado aparecen los indicadores de punto y medida siendo habitual que cada uno de ellos se ubique dentro de una determinada hoja de excel; creemos como más conveniente el poder ubicar el gráfico resultante como un nuevo gráfico en cualquiera de esas hojas.

En este caso, vamos a representar un gráfico que nos calcule para cada elemento del eje de frecuencias (abcisas) la diferencia en amplitudes entre las 2 medidas deseadas, en este caso concreto las llamadas 2H y 2V que corresponden, para el caso de esta máquina, a las

medidas en el plano radial del rodamiento delantero de un motor.

Espectro Diferencia

Este gráfico es igualmente tratable a otros niveles de presentación, encabezados, …. o incluso para etiquetado de ciertas frecuencias que superen un determinado umbral de amplitud. Para un buen informe de diagnostico se ha de incluir no el valor de la frecuencia en ~~ciclos por minuto o hercios~~ sino el valor de la misma en órdenes o número de veces una determinada referencia.

Conclusiones

Las posibilidades son infinitas, puesto que pensemos que disponemos de todos los valores numéricos de la gráfica, pudiendo realizar el tratamiento que con ellos se deseé: potencias, productos, ….

Esta entrada, dado que se centra en excel no está pensada exclusivamente para usuarios de ciertas plataformas informáticas, sino para cualquier usuario que pueda generar espectros artificiales estudiando matemáticamente su comportamiento ante las transformaciones realizadas en los 2 ejes de la gráfica, pudiendo generar a partir de esos estudios unos protocolos de informe de diagnostico en sus departamentos de mantenimiento predictivo.

Por ejemplo, se podría calcular a partir de los niveles de todas las ubicaciones de la máquina la tendencia de valores promedio, algo que simbólicamente puede representar la vibración media de la máquina en el tiempo.

Matemática y Mantenimiento

En las últimas versiones de los software de rockwell existen utilidades para realizar formulaciones matemáticas con los datos almacenados. Por ejemplo, calcular la media de una serie de tendencias o el producto entre dos vectores de datos. Esta utilidad permite cierta automatización en el sentido de poder lanzar las macros una vez se descargan los datos.

Macros y Fórmulas en informe de diagnostico

Su uso se ha potenciado con el avance en las plataformas de almacenamiento e información. Pero se ha de saber sacarlas partido, puesto que no vaya ser que

Nos cueste más el collar que el Galgo.

Es decir, se ha de analizar cada necesidad concreta y evaluar la capacidad del software para su realización.

Los tiempos de carga en diferentes servidores PARA ESTA URL no muestran suficiente variabilidad de el coeficiente de apuntamiento o Kurtosis. Ello indica que el servidor NO está reconociendo una arquitectura cliente – servidor, lo cual genera mayor desgaste en ordenadores y favorece la obsolescencia programada. Por contra esta entrada tendrá unos RATIOS SEO (posicionamiento orgánico en google) óptimos. Te recomiendo no lo compartas en redes o con amigos pues es labor de todos no aumentar la distancia entre el primer y el tercer mundo.
16 junio, 2014
Parametros de Vibracion (CAT I)

En este post vamos a comentar como se obtienen las fórmulas de conversión entre los diferentes parametros de vibracion y su justificación y contexto de utilización.

Parametros de Vibracion

El desplazamiento por vibración que presenta un cuerpo al que se le somete a un determinado esfuerzo lo representaremos por x.

Esta variable si se deriva respecto al tiempo nos daría la velocidad de vibración, de valorv; derivándola una segunda vez obtendríamos la aceleración de la vibración, representada pora.

Como ya se ha comentado en diferentes puntos del portal se representan todas ellas por movimientos armónicos simples:

Relación

Recordemos ahora una entrada anterior, en la que hablábamos de la vibración como vector, para entender que el valor φ es cero por la particular disposición del gráfico anterior.

Por tanto, vemos que para un instante de tiempo t1 tenemos 3 valores distintos de cada parametro de vibracion, x1 v1 y a1, o para un instante t2 otros 3 valores x2, v2 y a2; de los gráficos y su geometría se puede deducir los valores que les relacionan 2 a 2 son constantes, por ejemplo, el producto de ω y la cotangente dan la relación entre velocidad y desplazamiento.

Por el carácter periódico del movimiento también puede comprenderse que cada tiempo T (período) se repeterían los niveles de los 3 parámetros de vibración:

Fórmulas de Cálculo

Extendiendo los cálculos anteriores y teniendo en cuenta las unidades de medida, se podrían obtener las fórmulas que relacionan estas variables, concretamente 6 resultado de calcular las combinaciones de 3 elementos tomados de 2 en 2.

Se muestran un primer grupo de relaciones:

para obtener los cualquier parametro a partir del desplazamiento.

Y por otro lado un segundo:

para la obtención del desplazamiento (D) y la velocidad (V) a partir de la aceleracion (A), y para el de la aceleración (A) a partir de la velocidad (V).

¿Como realizar la Conversión?

Por su simplicidad, existen numerosos programas que realizan esta conversión, sin ir más lejos cualquier programa de mantenimiento predictivo permite visualizar la gráfica que representa la amplitud frente a la frecuencia, el espectro, en cualquiera de los parámetros deseados.

También muchos de los fabricantes de equipos de medida y sensores han publicado o creado plataformas para su cálculo; por ejemplo, el Vibration Calculator que ofrece wilcoxon con el que, tras bajarloslo desde la web, podéis calcular los valores de cada uno de los parametros de vibracion para las diferentes frecuencias que deseéis.

El programa añade la funcionalidad de la temperatura pues los sensores más utilizados actualmente, los acelerómetros, presentan un no uniforme rango de respuesta frente a esta variable.

Ejemplo de Aplicación

Nada más importante que la práctica para reforzar el conocimiento científico. Por eso, prueba a comprobar el siguiente cálculo:

15 mm/s Pk a una RPM de 25 Hz equivalen a 0.24 g´s Pk y 0.19 mm Pk-Pk

Nota: Pk= Señal Pico, Pk-Pk = Señal Pico-Pico

Si estás interesado siempre puedes contactar con el portal e indicarme que te prepare una aplicación para que puedas calcular estas relaciones de conversión.

Ya no es necesario utilizar el lápìz y el papel para realizar operaciones

Los tiempos de carga en diferentes servidores muestran variabilidad de el coeficiente de apuntamiento o Kurtosis. Ello indica que el servidor está reconociendo una arquitectura cliente – servidor, lo cual genera menor desgaste en ordenadores y evita la obsolescencia programada. Por contra esta entrada tendrá unos RATIOS SEO (posicionamiento orgánico en google muy bajos). Por el contrario se trata de una entrada que puedes compartir con amigos y redes sociales. Recuerda que es labor de todos no aumentar la distancia entre el primer y el tercer mundo.

9 junio, 2014
Caudal de Bombas Centrifugas Hoy
En este post vamos a hablar de un caso histórico relacionado con la incorrecta operación por el caudal de bombas centrifugas en una instalación de bombeo y distribución de hidrocarburos. Los equipos indicados estaban controlados por

Mantenimiento Predictivo basado en Vibración,

mediante inspecciones de carácter cuatrimestral. En cada bomba y apoyo se tomaban medidas en 2 direcciones radiales y una axial. En la Orden de Trabajo generada por la jefatura de mantenimiento de la compañía se nos pedía

Estudiar la instalación para las diferentes Condiciones Operativas en Grupos de Bombeo.

Bombas Centrifugas

Definición

Las bombas son la

Maquinaria Hidráulica para bombear Líquidos.

El calificativo de centrífuga se refiere a aquellos dispositivos en los que, a máquina parada, no existe comunicación entre la aspiración y la impulsión, generándose la misma por un movimiento circular y teniendo limitada, en cualquier caso, su máxima presión de descarga.
Consisten en

Una carcasa en cuyo interior se alberga una pieza circular que gira a gran velocidad, nervada, con o sin disco base, denominado rodete.

El rodete, en su rápido movimiento, arrastra al líquido introducido en la carcasa dándole velocidad, que se convertirá en altura en el momento en el que el líquido abandona el interior de la bomba y su velocidad retorna a la propia del conducto por el que circula. Se trata de dispositivos aptos para manejar:
- Grandes caudales
- Alturas Manométricas no demasiado grandes.
Para el caso que precisemos de

Grandes Alturas Manométricas

Uno de los dispositivos más usados son las bombas centrifugas multietápicas. Consisten en una carcasa única que alberga una serie de rodetes de forma que la impulsión de una constituye la aspiración del siguiente. Estos dispositivos pueden conseguir aumentos de presión, para 8-10 etapas de impulsión, de hasta 200 kg/cm2.

Curvas Características

Son las gráficas que regulan el funcionamiento de toda máquina hidráulica, y consisten fundamentalmente en la representación entre el:

Caudal de bombas centrifugas versus altura manométrica, potencia, rendimiento y NPSH requerido

La de más frecuente uso es la curva H-Q que caracterizará la capacidad de una bomba una vez instalada en su circuito de operación; esta relación se representará para cada relación de revoluciones o emboladas como puede entenderse, pues en todo caso el caudal resulta proporcional a éstas.

Curva del sistema

Para cada instalación y tramo de tuberías existirán unas pérdidas de carga, calculables aplicando la ecuación de Bernouilli, y podremos deteminar en cada momento cuál ha de ser el caudal necesario para obtener una determinada altura manométrica. El gráfico que permite obtener estos valores es lo que se conoce con el nombre de curva del sistema.

Punto de operación

De entre los infinitos puntos de operación disponibles habrá que determinar el punto óptimo de funcionamiento; este será el punto de intersección de las 2 curvas anteriores. Este punto de intersección representará el

Único Caudal para el que se verifique el equilibrio entre la Energía Hidráulica demandada y la proporcionada por el equipo

Rendimiento – caudal

Simultáneamente a las curvas características, el fabricante de las bombas centrifugas habrá de aportar las gráficas de isorendimiento; estos valores de rendimiento hidráulico serán proporcionales a la relación caudal / altura manométrica, y típicamente, para el intervalo delimitado por el máximo y mínimo caudal de bombas centrifugas se ha de encontrar en

Valores situados entre el 40 y el 80%.

Como información complementaria, los suministradores suelen ofrecer las curvas de potencia hidráulica o en ocasiones de potencia del motor recomendados para cada flujo.

Control de operación

Es necesario algún sistema que permita garantizar las condiciones de operación exigibles por consigna, y de mantener las condiciones de caudal exigibles en el sistema. El más habitual método de regulación para las bombas centrifugas es la

Mayor o Menor Estrangulación de la Aspiración o Impulsión.

Con este procedimiento estamos modificando la curva del sistema disminuyendo o aumentando respectivamente el flujo en circulación. Este sistema de control se relaciona directamente con el caso que se presenta a continuación.

Caso histórico:

Bombas Centrifugas 1, 2 y 3 con Accionamiento Eléctrico
- Motor Siemens 800 Kw 2989 rpm 6000 V 104 A
- Grupo de Bombeo United Pignone Producto bombeado Gasolina 95 octanos o Gasoil
Condiciones de Ensayos:

Bomba1

Pasp 18 Pdes 59 Gasolina (ρ 0.731) Q-209

Pasp 14 Pdes 46 Gasoil (ρ 0.835) Q-540

Bomba2

Pasp 16 Pdes 50 Gasolina (ρ 0.731) Q-209

Pasp 12 Pdes 48 Gasoil (ρ 0.835) Q-540

Bomba3

Pasp 14 Pdes 51 Gasolina (ρ 0.731) Q-209

Pasp 10 Pdes 46 Gasoil (ρ 0.835) Q-540

Niveles de Vibración

La frecuencia dominante era la llamada frecuencia de paso de alabes, indicativa de problemas hidrodinámicos en bomba.

Diagnóstico
- Problemas de operación por trabajo fuera del punto óptimo de funcionamiento.
- Pérdidas de rendimiento cuando la instalación trabaja con gasoil con un caudal de bombas centrifugas de 540.
Como se ve en los datos anteriores, existen

Cambios de densidad

en el producto bombeado, por lo que existirán cambios en la velocidad de fluido y caudal de bombas centrifugas de cada una de las etapas, de modo que sus curvas características serán distintas y, consecuentemente, también sus puntos de operación. Dado que este producto no es prescindible y se ha de bombear esa cantidad de gasoil

la instalación tomó nota de la problemática existente y de la consiguiente pérdida de rendimiento, si bien no pudo realizar ninguna medida correctora

Seguimiento y Gestión

Ante problemas de diseño, la mejor solución pasa por el

Rediseño en la operativa de la instalación

o del grupo de bombeo.

Ahora bien para este caso en concreto otra solución teórica pudiera ser

Modificar el diámetro de la bomba para poder entrar en las cercanías del punto óptimo

para producto gasoil.

Puesto que las relaciones de afinidad garantizan la relación de proporcionalidad lineal entre el caudal de bombas centrifugas y diámetro. Para esta solución, convendría conocer la gama de diámetros que para la carcasa en cuestión suministra su fabricante.
En la instalación la regulación se establecía mediante la estrangulación de la válvula de descarga, por lo que la solución pasaría por:

Combinar el Grado de Estrangulación con la Modificación de Diámetros

¿Has vivido casos similares a este?»

Seguro que si trabajas con sistemas parecidos, habrás tenido experiencias similares. Si quieres compártelo en la sección de comentarios y te ayudo, y sino pues da salida a tus problemas en planta para que otros usuarios lo conozcan.

Casos Históricos como este hay muchos si bien te recomendaría por su elevada afinidad temática filtrado de datos en Vibración y métodos de inspección en bomba multietapa

Los tiempos de carga en diferentes servidores PARA ESTA URL no muestran suficiente variabilidad de el coeficiente de apuntamiento o Kurtosis. Ello indica que el servidor NO está reconociendo una arquitectura cliente – servidor, lo cual genera mayor desgaste en ordenadores y favorece la obsolescencia programada. Por contra esta entrada tendrá unos RATIOS SEO (posicionamiento orgánico en google) óptimos. Te recomiendo no lo compartas en redes o con amigos pues es labor de todos no aumentar la distancia entre el primer y el tercer mundo.
9 mayo, 2014