2/03/2008
MONITOREO DE MAQUINARIA. INTRODUCCIÓN
“El monitoreo de maquinaria es la observación del curso de uno o varios parámetros para la detección de problemas”
Cada vez en las industrias el mantenimiento cobra un sentido de amplia relevancia, debido a muchos factores como el acelerado desarrollo del mundo contemporáneo, donde se exige cada vez más en aspectos tales como calidad, tiempo de proceso, tiempo de entrega etc. Es por ello que la industria actual no puede atrasarse y cada vez busca alternativas de solución para satisfacer sus necesidades.
Pero no solo se queda la búsqueda en el mantenimiento, sino que profundiza en el concepto y analiza posibilidades de evitar las fallas, y es por ello que se desarrollaron los conceptos de mantenimiento predictivo y preventivo, y por tanto, también se crearon, y se siguen creando, diversos métodos, herramientas, técnicas para facilitar estos estudios.
En el presente trabajo se presentan algunas técnicas y herramientas que permiten actualmente a las empresas llevar a cabo estos mantenimientos referidos en el párrafo anterior, como es el caso del análisis de vibraciones, la primera parte del trabajo, en la cual se estudia desde el concepto de vibración, sin olvidar el movimiento vibratorio, hasta la realización del análisis de vibraciones, donde se explica un poco sobre la forma de aplicación, los ejes axial, radial y tangencial y su relación entre ellos. Se abundarán también las ventajas del análisis de vibraciones e inclusive qué factores pueden causarnos vibración. Además, se mencionarán ciertas recomendaciones que los expertos recomiendan para la realización del análisis, para que éste sea lo más preciso posible y arroje resultados reales.
Posteriormente se explicará sobre el diagnóstico de fallas y su importancia en la industria, los tipos de equipos defectuosos, el objetivo del diagnóstico de fallas y su solución, las principales causas de fallas que van desde los errores en el diseño de la máquina hasta los efectos ambientales, sin olvidar los problemas de temporización y los problemas debido al ruido y los típicos problemas mecánicos; además se abundará en los procedimientos para la solución de problemas en el diagnóstico de fallas, como la recolección de datos y la localización exacta del problema y se hablará sobre los modelos utilizados para la representación de los sistemas analizados, como el análisis de árbol de fallas (AAF) y el análisis FMECA, que vienen a ser herramientas para la posible solución del problema.
Pero no solo se queda la búsqueda en el mantenimiento, sino que profundiza en el concepto y analiza posibilidades de evitar las fallas, y es por ello que se desarrollaron los conceptos de mantenimiento predictivo y preventivo, y por tanto, también se crearon, y se siguen creando, diversos métodos, herramientas, técnicas para facilitar estos estudios.
En el presente trabajo se presentan algunas técnicas y herramientas que permiten actualmente a las empresas llevar a cabo estos mantenimientos referidos en el párrafo anterior, como es el caso del análisis de vibraciones, la primera parte del trabajo, en la cual se estudia desde el concepto de vibración, sin olvidar el movimiento vibratorio, hasta la realización del análisis de vibraciones, donde se explica un poco sobre la forma de aplicación, los ejes axial, radial y tangencial y su relación entre ellos. Se abundarán también las ventajas del análisis de vibraciones e inclusive qué factores pueden causarnos vibración. Además, se mencionarán ciertas recomendaciones que los expertos recomiendan para la realización del análisis, para que éste sea lo más preciso posible y arroje resultados reales.
Posteriormente se explicará sobre el diagnóstico de fallas y su importancia en la industria, los tipos de equipos defectuosos, el objetivo del diagnóstico de fallas y su solución, las principales causas de fallas que van desde los errores en el diseño de la máquina hasta los efectos ambientales, sin olvidar los problemas de temporización y los problemas debido al ruido y los típicos problemas mecánicos; además se abundará en los procedimientos para la solución de problemas en el diagnóstico de fallas, como la recolección de datos y la localización exacta del problema y se hablará sobre los modelos utilizados para la representación de los sistemas analizados, como el análisis de árbol de fallas (AAF) y el análisis FMECA, que vienen a ser herramientas para la posible solución del problema.
Para finalizar el presente trabajo, se hablará de los instrumentos y equipos de medición del diagnóstico, como las herramientas que nos ayudarán en el diagnóstico de vibraciones, también se expondrán algunas características de cada instrumento. Además se mencionarán algunos softwares de reciente ingreso al mercado, como el MAINTraq y las aplicaciones que éste puede tener como lo son puentes grúas, cintas transportadoras, turbinas hidráulicas, turbinas de gas, generadores eléctricos etc.
Etiquetas: Introducción, Monitoreo de maquinaria
ANÁLISIS DE VIBRACIONES
En las siguientes líneas trataremos el tema de las vibraciones y su importancia. Para comenzar, debemos decir que se denomina vibración a la propagación de ondas elásticas produciendo deformaciones y tensiones sobre un medio continuo.
Un movimiento vibratorio es definido como “la variación de la configuración de un sistema, con respecto al tiempo, alrededor de una posición de equilibrio estable, que se repite periódicamente en intervalos iguales de tiempo llamado periodo” (Santamarina, Vibraciones Mecánicas en Ingeniería, 2007:15)
También debemos afirmar que los tipos de vibraciones mecánicas son:
· Vibración libre: causada cuando un sistema vibra debido a una alteración instantánea.
· Vibración forzada: causada cuando un sistema vibra debida a una alteración constante y de este tipo son las vibraciones mecánicas.
El análisis de vibraciones ha tomado cada vez mayor fuerza en el monitoreo de las maquinarias en una industria ya que la medición de vibración y su análisis son las bases del Mantenimiento Predictivo y Preventivo; con el fin de levantar las alertas correspondientes en cuanto a este rubro se refiere.
Pero ¿por qué analizar las vibraciones? Pues bien, se ha demostrado a lo largo de estudios que la forma de vibración de una máquina en operación da mucha más información acerca del funcionamiento interno de la máquina que cualquier otra clase de prueba no destructiva. El análisis de vibraciones, cuando está aplicado correctamente, permite a los especialistas detectar defectos mecánicos nacientes mucho antes que representen una amenaza a la maquinaria y a la producción; estos análisis no solo detectan grandes posibles fallas, sino inclusive pequeñas que por mucha experiencia no se detectan fácilmente y en un futuro se pueden hacer mayores. Con este análisis se obtiene el tiempo suficiente para programar el mantenimiento, o para realizarlo al momento, dependiendo de los problemas presentados o las necesidades de la gerencia de planta.
El interés principal en esta deberá ser la identificación de las vibraciones detectadas en la o las máquinas a estudiar, la determinación de las causas de la vibración y la corrección del problema, ya que las consecuencias de estas vibraciones son aumento de los esfuerzos y tensiones, pérdidas de energía, desgaste de los herramentales y de la materia con la que esté laborando, e inclusive pueden ser matriz de ruidos molestos que impiden un buen desarrollo laboral.
Etiquetas: Análisis de vibraciones, Monitoreo de maquinaria
RAZONES POR LAS QUE LA MAQUINARIA VIBRA
- Desequilibrios dinámicos de la maquinaria.
- Desequilibrios de paso de la maquinaria.
- Irregularidad del motor.
- Proceso tecnológico de producción o fabricación.
- Imprecisiones en cuanto al montaje.
- Desgaste de la maquinaria.
- Terremotos, oleaje y viento.
- Flujos de agua, vapor de agua, viento y gases.
- Fuerzas electromagnéticas periódicas.
- Desequilibrios térmicos constantes.
- Vibración debida a la falla de rodamientos y cojinetes.
- Vibración debida a problemas de engranajes y correas de transmisión.
Etiquetas: Analizadores y Balanceadores, Monitoreo de maquinaria, Razones
VENTAJAS DEL ANÁLISIS DE VIBRACIONES
- Reducción de los costos de mantenimiento correctivo.
- Reducción en inventarios en cuanto a repuestos.
- Reducción de tiempos extras para el área de mantenimiento.
- Mayor calidad en las reparaciones.
- Mejores condiciones de seguridad.
- Reducción de tiempos muertos inesperados.
- Extensión de la vida útil del equipo.
- Puede incrementar la velocidad de la producción y producir a buen tiempo las órdenes de producción.
- Reduce la pérdida de materia prima.
- Aumenta la probabilidad de calidad en los productos.
- La reducción de costos de mantenimiento pueden aumentar las ganancias de la empresa o la posibilidad de inversión.
Etiquetas: Análisis de vibraciones, Monitoreo de maquinaria, Ventajas
REALIZACIÓN DEL ANÁLISIS DE VIBRACIONES
El análisis de vibraciones no puede realizarse en cualquier parte de la maquinaria, ya que hay partes que pueden mostrar un dato más exacto y confiable. Primero deberán ubicarse los llamados puntos de prueba, y con ayuda del transductor (dispositivo capaz de transformar o convertir un determinado tipo de energía de entrada, en otra diferente de salida, por ejemplo un micrófono, altavoz, teclados, etc) que debe ser colocado lo más cerca posible de los puntos de rodamiento, con metal sólido entre el rodamiento y el transductor, ya que no debe utilizarse directamente sobre el rodamiento, pero tampoco deberá usarse las llamadas gorras de rodamiento, porque son hechas de metal delgado y conducen poco la energía de vibración.
Posterior a esto, se analizarán la orientación de los sensores de vibración, en donde no se deberán usar transductores manuales, ya que estos detectan grandes variaciones y no muestran una tendencia, los datos los más confiables se recopilan cuando el transductor está montado con botón en la superficie de la máquina.
Para ayudar en la determinación de problemas de máquinas es muy útil obtener datos de vibración de cada punto de medición en tres direcciones, estas direcciones se conocen como axial, radial y tangencial.
Los datos deberán ser recopilados con tres transductores en las direcciones antes indicadas. Los transductores están montados por medio de un tornillo en un cojín de montaje de bronce especialmente diseñado. Los canales 1, 2 y 3 correspondientes al transductor del sensor pueden estar a diferentes ejes de medición con respecto a la máquina.
Para orientar los ejes se siguen las siguientes recomendaciones: si el sensor está montado encima del rodamiento de una flecha horizontal, el canal 1 sería orientado verticalmente, el canal 2 podría ser orientado horizontalmente a 90 grados al eje de la flecha, y el canal 3 podría ser orientado horizontalmente paralelo al eje de la flecha. Esas direcciones se llaman Radial, Tangencial, y Axial, respectivamente. El archivo inicial de la máquina usa la abreviación RTA para este tipo de montaje. Si el sensor giraría 90 grados alrededor de su eje vertical, la orientación se llamaría RAT. Es muy importante que el programa conozca la orientación exacta del sensor para encontrar una medición más precisa.
Posterior a esto, se analizarán la orientación de los sensores de vibración, en donde no se deberán usar transductores manuales, ya que estos detectan grandes variaciones y no muestran una tendencia, los datos los más confiables se recopilan cuando el transductor está montado con botón en la superficie de la máquina.
Para ayudar en la determinación de problemas de máquinas es muy útil obtener datos de vibración de cada punto de medición en tres direcciones, estas direcciones se conocen como axial, radial y tangencial.
Los datos deberán ser recopilados con tres transductores en las direcciones antes indicadas. Los transductores están montados por medio de un tornillo en un cojín de montaje de bronce especialmente diseñado. Los canales 1, 2 y 3 correspondientes al transductor del sensor pueden estar a diferentes ejes de medición con respecto a la máquina.
Para orientar los ejes se siguen las siguientes recomendaciones: si el sensor está montado encima del rodamiento de una flecha horizontal, el canal 1 sería orientado verticalmente, el canal 2 podría ser orientado horizontalmente a 90 grados al eje de la flecha, y el canal 3 podría ser orientado horizontalmente paralelo al eje de la flecha. Esas direcciones se llaman Radial, Tangencial, y Axial, respectivamente. El archivo inicial de la máquina usa la abreviación RTA para este tipo de montaje. Si el sensor giraría 90 grados alrededor de su eje vertical, la orientación se llamaría RAT. Es muy importante que el programa conozca la orientación exacta del sensor para encontrar una medición más precisa.
Etiquetas: Análisis de vibraciones, Monitoreo de maquinaria, Realización
EJEMPLO DE EJES
BLOQUES DE MONTAJE PARA SENSORES
También debe mencionarse que es importante realizar el procedimiento denominado como Bloques de Montaje para Sensores o conocido simplemente como "Bloqueo", donde el cojín de montaje cilindrico o bloque, que es un disco de bronce con un agujero central cónico y un chavetero en la orilla, recibe una clavija del transductor mismo. El transductor, que es sensible en el eje del tornillo de montaje es el canal 1, el eje en la dirección del chavetero es el canal 2 y el eje perpendicular a eso es el canal 3. El cojín normalmente está sujetado a la máquina con un adhesivo duro y fuerte como el adhesivo estructural. Es muy importante que la orientación del cojín sea conocida por el software y si el cojín es reemplazado el nuevo deberá estar orientado en la misma dirección.
Etiquetas: Análisis de vibraciones, Bloques de montaje para sensores, Monitoreo de maquinaria
RECOMENDACIÓN PARA EL ANÁLISIS DE VIBRACIONES
Para la realización del análisis de vibraciones deben seguirse ciertas recomendaciones, para que no existan errores durante el estudio. Debe decirse que la vibración de una máquina depende en gran parte de sus parámetros de operación, que incluyen factores como la velocidad de operación, la carga a la que trabaja, la presión de la bomba, compresor, el tiempo de proceso, voltajes recibidos, entre otras.
La máquina a la que se está analizando deberá estar en condiciones de operación normal, debido a que si no lo estuviere así, los resultados serían bastante irreales o con un error, además que no podría identificarse si existe una tendencia. Posiblemente existan niveles de vibración que no procedan de la máquina a estudiar, sino de máquinas vecinas; es por ello que deberán también estar en funcionamiento los equipos, es decir, repetir las operaciones habituales para encontrar resultados más exactos, sin modificar nada.
Si se trabaja con válvulas, no se recomienda probar las bombas con las válvulas de descarga cerradas, pero si se tuviera que analizar una bomba en una situación de recirculación, se puede cerrar parcialmente la válvula de recirculación para llegar a una presión de descarga normal.
Todas las máquinas deben ser probadas totalmente calentadas, ya que una máquina fria tendrá una firma de vibración diferente de una máquina caliente y esas pueden a veces ser totalmente diferentes.
Es muy importante realizar la inspección visual de una máquina en operación mientras que se está probando la vibración, ya que se pueden descubrir indicaciones valuables acerca del estado de la máquina. Para realizar esta inspección, podría ser útil esta guía de preguntas:
· ¿Hay algunos ruidos fuera de lo “común”?
· ¿Algunos rodamientos se sienten más calientes que otros?
· ¿Se puede sentir un nivel de vibración excesivo?
· ¿Hay algo distinto en la operación de la máquina?
· ¿Hay algunas fugas de vapor o de fluidos aparentes?
· ¿Los valores que indican los instrumentos de medición parecen normales?
· ¿El operador de la máquina hace algunos comentarios acerca del estado de la máquina?
Se le pueden anexar otras preguntas, dependiendo de la empresa y las situaciones o experiencias anteriores.
La máquina a la que se está analizando deberá estar en condiciones de operación normal, debido a que si no lo estuviere así, los resultados serían bastante irreales o con un error, además que no podría identificarse si existe una tendencia. Posiblemente existan niveles de vibración que no procedan de la máquina a estudiar, sino de máquinas vecinas; es por ello que deberán también estar en funcionamiento los equipos, es decir, repetir las operaciones habituales para encontrar resultados más exactos, sin modificar nada.
Si se trabaja con válvulas, no se recomienda probar las bombas con las válvulas de descarga cerradas, pero si se tuviera que analizar una bomba en una situación de recirculación, se puede cerrar parcialmente la válvula de recirculación para llegar a una presión de descarga normal.
Todas las máquinas deben ser probadas totalmente calentadas, ya que una máquina fria tendrá una firma de vibración diferente de una máquina caliente y esas pueden a veces ser totalmente diferentes.
Es muy importante realizar la inspección visual de una máquina en operación mientras que se está probando la vibración, ya que se pueden descubrir indicaciones valuables acerca del estado de la máquina. Para realizar esta inspección, podría ser útil esta guía de preguntas:
· ¿Hay algunos ruidos fuera de lo “común”?
· ¿Algunos rodamientos se sienten más calientes que otros?
· ¿Se puede sentir un nivel de vibración excesivo?
· ¿Hay algo distinto en la operación de la máquina?
· ¿Hay algunas fugas de vapor o de fluidos aparentes?
· ¿Los valores que indican los instrumentos de medición parecen normales?
· ¿El operador de la máquina hace algunos comentarios acerca del estado de la máquina?
Se le pueden anexar otras preguntas, dependiendo de la empresa y las situaciones o experiencias anteriores.
Etiquetas: Análisis de vibraciones, Monitoreo de maquinaria, Recomendaciones
DIAGNÓSTICO DE FALLAS.
Los ingenieros y los técnicos deben de estar capacitados para diagnosticar y, de ser posible, también estar capacitados para reparar fallas que se lleguen a presentar en la maquinaria.
El Diagnóstico Inteligente de Fallas es aplicable a diverso segmentos donde la disponibilidad de los equipos y/o sistemas es crítica y la complejidad de la manutención es alta, entre ellos: industria aeronáutica, transporte metro-ferroviario, industria naval, industria de petróleo, siderurgias, hidroeléctricas, distribución de energía, automatización industrial en diversas áreas como automovilística, petroquímica, bienes de consumo, etc.
Existen básicamente dos categorías de equipos defectuosos:
1) Equipos que fueron recién construidos y/o adquiridos y no parecen funcionar de acuerdo a lo esperado.
2) Equipos que han estado operando de forma normal durante algún tiempo y actualmente presentan fallas durante su funcionamiento.
La solución del diagnóstico de fallas, tiene como objetivo principal, detectar de forma rápida y precisa el origen de algún defecto, ahorrar dinero, disminuir los costos por roturas imprevistas y mejorar la confiabilidad de plantas industriales.
En muchos ambientes operativos, la pérdida de pieza crítica de equipo puede significar la interrupción de un proceso productivo costoso, por lo cual la velocidad es un parámetro esencial en la reparación del equipo.
Las operaciones de diagnostico y de reparación de fallas requieren que la persona lleve a cabo posea los conocimientos y experiencia necesarios. Lo anterior incluye conocer los modos usuales de fallas de los equipos de prueba que pueden resultar de utilidad en una situación particular, además de los procedimientos normales para efectuar las reparaciones necesarias.
Etiquetas: Diagnóstico de Fallas, Monitoreo de maquinaria
PRINCIPALES CAUSAS DE FALLA.
+Problemas de Operario: Ocurren debido al uso incorrecto por parte de la persona que utiliza el equipo. Uno de los motivos es la falta de conocimiento adecuado del funcionamiento del equipo, que en ocasiones lleva a suponer que opera incorrectamente; cuando en realidad no existe problema alguno de funcionamiento como tal. Tales situaciones son de ocurrencia frecuente y deben ser una de las primeras instancias que se verifiquen.
+Errores en la construcción: Problemas relacionados con el diseño y la implementación de la primera unidad o prototipo.
+Fallas en el suministro de potencia: Es una de las fallas más comunes, proviene de la fuente de potencia. En esta parte se manejan corrientes y voltaje apreciables, además de temperaturas elevadas, los componentes de la fuente están sujetos a esfuerzos eléctricos y térmicos que pueden conducir a fallas en sus componentes. Cuando la fuente de potencia esta averiada, el equipo deja de operar por completo.
Éstos problemas son de fácil diagnostico y reparación. Por lo general, deben buscarse primero en los reguladores de voltaje defectuoso, diodos rectificadores abiertos o en corto, condensadores de filtrado dañados y por último, en el transformador defectuoso.
+Problemas de temporización: Es uno de los problemas más difíciles de diagnosticar, se relacionan con la correcta temporización de los circuitos. Parámetros como la frecuencia del reloj, los retrasos de propagación y otras características relacionadas, son de mucha importancia para la adecuada operación de los equipos digitales.
+Problemas debidos al Ruido: Ruido: Es toda señal extraña que dentro del equipo puede ser causa de operación incorrecta. Las señales de ruido pueden provenir de transitorios en las líneas de corriente alterna o de campo magnético o eléctrico originados en equipos aledaños, así como de interferencias debidas a transmisiones de radio o de televisión.
También es factible que exista ruido generado internamente, el cual puede provenir de suministros de potencia mal filtrados o de componentes mecánicos defectuosos que ocasionen contactos deficientes o intermitentes.
+Efectos ambientales: A esta clase pertenecen todos aquellos problemas derivados del efecto ambiental en el que opera el equipo. Por ejemplo, es posible que la temperatura del recinto o sitio donde se ubica el equipo exceda los límites permisibles fijados por el fabricante. Por otra parte, la acumulación de grasas, polvo, químicos o abrasivos en el aire puede ocasionar fallas de funcionamiento. Las vibraciones excesivas también puede ser causa frecuente de problemas. Todo lo anterior puede introducir defectos mecánicos tales como corrosión de conectores, alambres quebrados o contactos de interruptores con exceso de acumuladores que impiden su funcionamiento normal.
+Problemas mecánicos: Son todos aquellos que surgen debido a desperfectos en componentes de tipo mecánico tales como: Interruptores, conectores, relevos y otros. Por lo general, son mucho más susceptibles de aparecer que la falla misma de componentes electrónicos, tales como los circuitos integrados.
Etiquetas: Causas de falla, Monitoreo de maquinaria
PROCEDIMIENTOS PARA LA SOLUCIÓN DE PROBLEMAS
La reparación de los equipos puede resumirse cuatro sencillos pasos:
1. Recolección de Datos.
2. Localizar el problema.
3. Efectuar la reparación.
4. Probar para la verificación la operación correcta.
Recolección de Datos: Es aquella en la cual se hace acopio de toda la información pertinente al equipo bajo observación. Por ejemplo, lo primero que debe hacerse es obtener la documentación, en la cual se incluye tanto los diagramas esquemáticos del circuito así como los manuales de servicio, información de calibración y similares.
Localizar el problema: Por lo general es lo mas difícil, el grado de dificultad y la cantidad de tiempo que ésta fase del problema consuma, dependen de la complejidad del equipo y la naturaleza del daño. Los siguientes pasos pueden ayudar a desarrollar un método sistemático para localizar la falla:
a. Verificar lo obvio y lo sencillo primero; como fusibles, tomas, interruptores, etc.
b. Correr los programas de diagnóstico si es que los hay.
c. Utilizar los sentidos; mirando, oliendo y tocando en busca de temperaturas anormales, elementos quemados, etc.
d. Verificar que los niveles de AC y DC sean los correctos.
e. Cerciorase de la existencia del reloj.
f. Utilizar los métodos de rastreo de señal.
g. Ensayar sustituciones sencillas de componentes o de tarjetas en cuanto sea posible.
h. Llevar a cabo pruebas y verificaciones, estáticas o dinámicas. La prueba estática requiere de la deshabilitación del reloj del sistema, con lo cual todos los niveles lógicos se estabilizan a un valor constante.
A partir de ésto es posible, utilizando puntas lógicas o un voltímetro, observar los niveles lógicos presentes en el circuito. Algunos sistemas permiten, no solamente deshabilitar el reloj, sino también la sustitución de este por un pulsador manual para obligar al sistema a operar paso a paso. Las pruebas dinámicas, por su parte se llevan a cabo con el reloj en operación normal y requieren del uso de un osciloscopio, de una punta lógica o de un analizador lógico.
Etiquetas: Monitoreo de maquinaria, Solución de problemas
MODELOS UTILIZADOS PARA LA REPRESENTACIÓN DE LOS SISTEMAS ANALIZADOS.A
La eficacia de la solución se debe fundamentalmente a la estrategia de modelado utilizado para la representación de los sistemas analizados. Esta estrategia incluye árboles de fallo estructurados, modelos estadísticos y probabilísticos, Raciocinio Basados en Casos (RBC), y el concepto de aprendizaje continuado desde el registro de nuevos casos generados durante la utilización del sistema. La solución utiliza una arquitectura flexible lo que permite su integración con sistemas de supervisión y control ya existentes, de forma que su implantación sea complementaria.
A continuación se muestran 2 métodos efectivos para llevar a cabo un diagnóstico de fallas:
1. Análisis por árbol de fallas.
2. Análisis FMECA
Etiquetas: Análisis FMEA, Análisis por Árbol de Fallas, Monitoreo de maquinaria, Representación de sistemas
Análisis por Árbol de Fallas (AAF)
El Análisis por Árbol de Fallas (AAF), es una técnica deductiva que se centra en un suceso accidental particular (accidente) y proporciona un método para determinar las causas que han producido dicho accidente. Nació en la década de los años 60 para la verificación de la fiabilidad de diseño del cohete Minuteman y ha sido ampliamente utilizado en el campo nuclear y químico. El hecho de su gran utilización se basa en que puede proporcionar resultados tanto cualitativos mediante la búsqueda de caminos críticos, como cuantitativos, en términos de probabilidad de fallas de componentes.
Para el tratamiento del problema se utiliza un modelo gráfico que muestra las distintas combinaciones de fallas de componentes y/o errores humanos cuya ocurrencia simultánea es suficiente para desembocar en un suceso accidental.
La técnica consiste en un proceso deductivo basado en las leyes del Álgebra de Boole, que permite determinar la expresión de sucesos complejos estudiados en función de las fallas básicas de los elementos que intervienen en la misma.
Consiste en descomponer sistemáticamente un suceso complejo (por ejemplo rotura de un depósito de almacenamiento de amoniaco) en sucesos intermedios hasta llegar a sucesos básicos, ligados normalmente a fallos de componentes, errores humanos, errores operativos, etc. Este proceso se realiza enlazando dichos tipos de sucesos mediante lo que se denomina puertas lógicas que representan los operadores del álgebra de sucesos.
Cada uno de estos aspectos se representa gráficamente durante la elaboración del árbol mediante diferentes símbolos que representan los tipos de sucesos, las puertas lógicas y las transferencias o desarrollos posteriores del árbol.
Etiquetas: Análisis por Árbol de Fallas, Monitoreo de maquinaria, Representación de sistemas
Análisis FMEA
Otra útil técnica para la eliminación de las características de diseño deficientes es el análisis de los modos y efectos de fallas (FMEA); o análisis de modos de fallas y efectos críticos (FMECA)
La intención es identificar las áreas o ensambles que es más probable que den lugar a fallas del conjunto.
La intención es identificar las áreas o ensambles que es más probable que den lugar a fallas del conjunto.
El FMEA define la función como la tarea que realiza un componente --por ejemplo, la función de una válvula es abrir y cerrar-- y los modos de falla son las formas en las que el componente puede fallar. La válvula fallará en la apertura si se rompe su resorte, pero también puede tropezar en su guía o mantenerse en posición de abierta por la leva debido a una rotura en la correa de árbol de levas.
La técnica consiste en evaluar tres aspectos del sistema y su operación:
1.- Condiciones anticipadas de operación, y la falla más probable.
2.- Efecto de falla en el rendimiento.
3.- Severidad de la falla en el mecanismo.
La probabilidad de fallas se evalúa generalmente en una escala de 1 a 10, con la criticidad aumentando con el valor del número.
Esta técnica es útil para evaluar soluciones alternativas a un problema pero no es fácil de usar con precisión en nuevos diseños.
El FMEA es útil para evaluar si hay, en un ensamble, un número innecesario de componentes puesto que la interacción de un ensamble con otro multiplicará los efectos de una falla. Es igualmente útil para analizar el producto y el equipo que se utiliza para producirlo.
El FMEA, ayuda en la identificación de los modos de falla que es probable que causen problemas de uso del producto. Ayuda también a eliminar debilidades o complicaciones excesivas del diseño, y a identificar los componentes que pueden fallar con mayor probabilidad. Puede también usarse eficazmente para evaluar las causas de parada en las máquinas de producción antes de completar el diseño.
Etiquetas: Análisis FMEA, Monitoreo de maquinaria, Representación de sistemas
INSTRUMENTOS Y EQUIPÓS UTILIZADOS
Los instrumentos y equipos utilizados para el análisis de vibraciones son esenciales para el mantenimiento predictivo. Permiten detectar fallas incipientes, ahorrar dinero, disminuir los costos por roturas imprevistas y mejorar la confiabilidad de plantas industriales.
Es importante mencionar que las vibraciones se definen como el movimiento oscilante que hace una partícula alrededor de un cuerpo fijo se miden por lo general en centímetros por segundo (Cm/Seg) mediante un acelerómetro; un dispositivo que genera una tensión eléctrica proporcional al gradiente de vibración. Usualmente el acelerómetro responde a la vibración proveniente de un determinado eje. Si necesitamos analizar las vibraciones en más de un eje debemos emplear un montaje con acelerómetros individuales para cada eje.
Este acelerómetro va incluido dentro de un instrumento que indique en unidades relativas el nivel de la vibración para ver si los ajustes nos llevan por buen camino. Para instalar los instrumentos y equipos, se debe elegir una ubicación solidaria a la maquina, motor o pieza a analizar.
Los instrumentos ideales deben proteger la maquina de la forma mas efectiva y confiable, con protecciones flexibles y con mediciones de calidad, en virtud de la tecnología digital empleada. Dentro de instrumentos mencionaremos los siguientes:
Etiquetas: Instrumentos, Monitoreo de maquinaria
VibraSPEC
Es un instrumento útil para proteger máquinas críticas y diagnosticar fallas a distancia.
Se instala en proximidad de la máquina que protege. Así se minimiza el cableado desde los sensores y se transmiten todas las señales por un único cable de red Ethernet o de manera inalámbrica por WiFi.
Se aplica en bombas, ventiladores, compresores, reductores, motores y todo tipo de máquina rotativa.
Los niveles de alarma se ajustan desde el teclado para adaptarlo a las condiciones particulares de cada máquina.
Se instala en proximidad de la máquina que protege. Así se minimiza el cableado desde los sensores y se transmiten todas las señales por un único cable de red Ethernet o de manera inalámbrica por WiFi.
Se aplica en bombas, ventiladores, compresores, reductores, motores y todo tipo de máquina rotativa.
Los niveles de alarma se ajustan desde el teclado para adaptarlo a las condiciones particulares de cada máquina.
Etiquetas: Instrumentos, Monitoreo de maquinaria
VibraSTOP
Es una protección mecánica para ventiladores, bombas centrífugas, motores eléctricos y otras máquinas rotativas. También algunas maquinas de detección de fallas como esta; permiten detectar problemas de lubricación, desbalanceo, desalineación o solturas mecánicas, para lograr detener la máquina a tiempo y evitando una rotura mayor.
Los niveles de alarma pueden ser ajustados desde el teclado para adaptarlo a las condiciones particulares de cada máquina.
Está diseñado para ser instalado en proximidad de la máquina que protege. Así se minimiza el cableado desde los sensores y se transmiten todas las señales por un único cable de red RS485 con protocolo Modbus.
Los niveles de alarma pueden ser ajustados desde el teclado para adaptarlo a las condiciones particulares de cada máquina.
Está diseñado para ser instalado en proximidad de la máquina que protege. Así se minimiza el cableado desde los sensores y se transmiten todas las señales por un único cable de red RS485 con protocolo Modbus.
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TV420
Es un transmisor que permite vibraciones desde un PLC utilizando acelerómetros.
Este trasmisor posee DOS salidas 4-20 mA proporcionales a la aceleración y a la velocidad medida, detectando fallas que generan altas o bajas frecuencias.
Es especialmente útil para el monitoreo desde PLC de máquinas que tengan rodamientos como por ejemplo, motores, ventiladores y bombas.
Con un solo acelerómetro por apoyo, la máquina queda protegida contra fallas de rodamientos, deficiencias en la lubricación, desbalanceos, desalineaciones y solturas mecánicas.
La salida BNC permite conectar un analizador de vibraciones mecánicas portátil.
Etiquetas: Instrumentos, Monitoreo de maquinaria
SOFTWARES PARA MONITOREO CONTINUO: MAIN Traq
Software para mantenimiento predictivo.El software MAINTraq es una herramienta especialmente diseñada para que el sector de mantenimiento. MainTraq permite configurar las mediciones requeridas, controlar que se realicen periódicamente y diagnosticar fallas.
La organización de las mediciones, los diagnósticos y los mantenimientos, permiten mantener ordenada a la historia de cada máquina.
MAINTraq OnLine, que está compuesto por servidores para monitoreo de máquinas y una aplicación cliente para la operación desde cualquier computadora de la red local o Internet.
Etiquetas: MAINTraq, Monitoreo continuo, Monitoreo de maquinaria, Softwares
Servidor de monitoreo continuo MAINTraq OnLine Server
MAINTraq OnLine Server es un software servidor de monitoreo continuo encargado de evaluar a las maquinas permanentemente, midiendo vibraciones y otras variables.
Cada maquina es especialmente observada mediante un plan de análisis y mediciones definido en función de sus posibles fallas.
El monitoreo espectral permite detectar los cambios en bandas o componentes de frecuencia y así detectar anomalías cuando todavía quede tiempo para programar la reparación.
Monitorea un gran conjunto de maquinas simultáneamente.
Permite el análisis de vibraciones desde cualquier punto de la red o Internet.
Mide vibraciones, temperatura y cualquier variable de proceso.
Evalúa las mediciones en las condiciones del proceso que sean mas convenientes.
Envía mediciones y alarmas hacia las pantallas del sistema de control de procesos (SCADA).
Notifica las alarmas por correo electrónico o por mensaje de texto a teléfono celular (SMS) a las personas responsables.
Cada maquina es especialmente observada mediante un plan de análisis y mediciones definido en función de sus posibles fallas.
El monitoreo espectral permite detectar los cambios en bandas o componentes de frecuencia y así detectar anomalías cuando todavía quede tiempo para programar la reparación.
Monitorea un gran conjunto de maquinas simultáneamente.
Permite el análisis de vibraciones desde cualquier punto de la red o Internet.
Mide vibraciones, temperatura y cualquier variable de proceso.
Evalúa las mediciones en las condiciones del proceso que sean mas convenientes.
Envía mediciones y alarmas hacia las pantallas del sistema de control de procesos (SCADA).
Notifica las alarmas por correo electrónico o por mensaje de texto a teléfono celular (SMS) a las personas responsables.
Etiquetas: MAINTraq Online, Monitoreo de maquinaria
Operación del sistema de monitoreo continuo MAINTraq Online
Se instala normalmente en las oficinas de mantenimiento predictivo para que el personal se notifique rápidamente de cualquier anormalidad y analice cada situación.
Con MAINTraq OnLine, es posible ver a las alarmas, las tendencias y analizar vibraciones como si se estuviese al lado de la máquina.
Muestra y permite reconocer alarmas.
Muestra los históricos de mediciones.
Se conecta a múltiples servidores de monitoreo continuo ubicados en distintos lugares.
Permite el análisis espectral y de formas de onda.
Con MAINTraq OnLine, es posible ver a las alarmas, las tendencias y analizar vibraciones como si se estuviese al lado de la máquina.
Muestra y permite reconocer alarmas.
Muestra los históricos de mediciones.
Se conecta a múltiples servidores de monitoreo continuo ubicados en distintos lugares.
Permite el análisis espectral y de formas de onda.
Etiquetas: MAINTraq Online, Monitoreo de maquinaria
Supervisión del sistema de monitoreo continuo MAINTraq RealTime
Muestra el estado de máquinas, alarmas y variables desde cualquier computadora de la red.
Muestra niveles de vibraciones, armónicas, temperatura, RPM y otras variables.
Puede funcionar en la misma PC que el software de supervisión.
No requiere programación en el sistema SCADA.
Muestra niveles de vibraciones, armónicas, temperatura, RPM y otras variables.
Puede funcionar en la misma PC que el software de supervisión.
No requiere programación en el sistema SCADA.
Etiquetas: Monitoreo de maquinaria, RealTime
TRANSFER
Software para transferencia de datos con VibraCHECK.Este software es una herramienta que permite hacer mediciones en distintas ciudades sin tener que viajar. En su lugar, los que se transmitirán desde las máquinas hacia la computadora del especialista que debe interpretarlos.
De este modo, los ingenieros pueden aplicar su experiencia en fábricas lejanas evitando así los costosos viajes y haciendo un uso más eficiente de su tiempo y especialidad.
Las mediciones tienen que ser realizadas por inspectores capacitados únicamente para medir con VibraCHECK.
Todo lo que el analista tiene que hacer, es exportar las rutas desde MAINTraq hacia archivos .VCR enviarlos por correo electrónico.
El inspector, usa el programa TRANSFER para cargar el archivo .VCR recibido en VibraCHECK y para descargar las mediciones realizadas en archivos .VCD que enviara como respuesta por correo electrónico.
Finalmente, el analista puede importar al archivo .VCD en MAINTraq para recibir los espectros, formas de onda y valores globales de vibraciones medidos.
APLICACIONES
Máquinas de bajas RPM
Monitoreo de compresores desde el panel de control
Monitoreo inalámbrico
Máquinas automatizadas
Torres de enfriamiento
Ventiladores con carga constante
Ventiladores con carga variable
Bombas centrífugas a RPM constante
Bombas centrífugas a RPM variable
Compresores
Turbinas hidráulicas
Turbinas de gas
Cintas transportadoras
Puentes grúa
Zarandas
Generadores eléctricos
Reductores
Osciladores de colada continua
Etiquetas: Monitoreo de maquinaria, Transfer
ANALIZADORES Y BALANCEADORES
Son medidores de valores globales y analizadores de vibraciones mecánicas para fábricas que deseen implementar un programa de mantenimiento predictivo organizado.
Sus operaciones son extremadamente simples y requieren mínima capacitación.
Miden aceleración, velocidad, desplazamiento y envolvente.
Miden espectros de hasta 800 líneas de resolución.
Graban hasta 6000 puntos de medición y hasta 6000 espectros.
Poseen salida para auriculares que permiten escuchar a las vibraciones durante la medición.
Se comunican con PC por USB.
Pueden convertirse en analizadores de vibraciones de hasta 3200 líneas de resolución actualizando el software del instrumento.
Balancean rotores en uno y dos planos.
Muestran espectros o formas de onda fuera de ruta.
Pesan solamente 450 gramos y es muy fácil transportarlo.
Son compatibles con el software MAINTraq. para organización del programa de mantenimiento predictivo y análisis de vibraciones
Etiquetas: Analizadores y Balanceadores, Monitoreo de maquinaria
RODACheck
Es un medidor de vibraciones mecánicas portátil que verifica la condición de rodamientos y el estado vibratorio de máquinas.Ha sido especialmente diseñado para personas que deseen tener un control de sus equipos rotantes y no posean conocimientos sobre análisis de vibraciones.
Indica la condición de rodamientos.
Determina el estado vibratorio de máquinas según norma ISO 10816.
Detecta fallas en rodamientos, deficiencias en la lubricación, cavitación, desbalanceos, desalineaciones, solturas mecánicas y otros problemas.
Mide aceleración, velocidad y envolvente.
Funciona como estetoscopio permitiendo la conexión de auriculares Standard para escuchar rodamientos.
Utiliza un acelerómetro piezoeléctrico que se pega a la máquina con una base magnética.
Ejecuta rutas de mediciones generadas en el software MAINTraq (versión M).
Etiquetas: Ejemplos, Monitoreo de maquinaria
BIBLIOGRAFÍA
BIBLIOGRAFÍA.
Aspectos Prácticos en la Medición de Vibración, en “DLI Engineering”, http://www.dliengineering.com/vibmanspanish/aspectospracticosenlamedicindevibracin.htm
Curso de Extensión sobre Mantenimiento Industrial, en “El otro lado del Ingeniero” http://elotroladodelingeniero.20m.com/falla.htm
http://www.hangar57.com/MedidorDeVibraciones.htm
http://www.idearnet.com.ar/
ISO Standard Handbook “Mechanical Vibration and Shock” Genéve: ISO, 1990
Rodriguez, Luis. Electrónica digital Moderna. Compañía Editorial Tecnológica CEKIT.
Tersek Rodriguez¸ Irlenys. Instrumentación y Diagnóstico de Fallas, en “Monografias.com”
http://www.monografias.com/trabajos19/diagnostico-de-fallas/diagnostico-de-fallas.html?monosearch
Santamarina Pol, Pastor y Santamarina Ciurana, María Cristina. Vibraciones Mecánicas en Ingeniería. España: Servicio de Publicaciones, Universidad Politécnica de Valencia, 2007.
Seto, W. W. Mechanical Vibrations. USA: Mc Graw-Hill, 1978.
Aspectos Prácticos en la Medición de Vibración, en “DLI Engineering”, http://www.dliengineering.com/vibmanspanish/aspectospracticosenlamedicindevibracin.htm
Curso de Extensión sobre Mantenimiento Industrial, en “El otro lado del Ingeniero” http://elotroladodelingeniero.20m.com/falla.htm
http://www.hangar57.com/MedidorDeVibraciones.htm
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Rodriguez, Luis. Electrónica digital Moderna. Compañía Editorial Tecnológica CEKIT.
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Santamarina Pol, Pastor y Santamarina Ciurana, María Cristina. Vibraciones Mecánicas en Ingeniería. España: Servicio de Publicaciones, Universidad Politécnica de Valencia, 2007.
Seto, W. W. Mechanical Vibrations. USA: Mc Graw-Hill, 1978.
Etiquetas: Bibliografía, Monitoreo de maquinaria
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