El presente documento tiene por objeto registrar y difundir internamente los casos, novedades y experiencias

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1 1 N 19 Agosto El presente documento tiene por objeto registrar y difundir internamente los casos, novedades y experiencias propias dentro del Mantenimiento Predictivo /Proactivo y ponerlos a disposición del Mantenedor de Planta para conocimiento y discusión de causas que producen fallas. Próximo Número Ultrasonidos Conoceremos otra utilidad dentro de la Técnica de Ultrasonidos, esta vez aplicada a la Identificación de Líneas de conducción de Gas (Flow Lines) en campo. Del 13 al 17 de Junio 05 se realizó el curso de capacitación en Ultrasonidos (U.S) Nivel I dentro del programa de cursos de Ensayos no Destructivos previstos para el corriente año por el Instituto Nacional de Tecnología Industrial INTI. El mismo tuvo una nutrida participación de diferentes sectores de la Industria donde pudimos conocer, además de buenos amigos, las numerosas ventajas que brindan los ensayos Ultrasónicos para la detección de fallas en los distintos materiales. Estos cursos, en los que se cuentan también Líquidos penetrantes, partículas magnetizables, corrientes inducidas, radiografiado industrial, etc. Se dictan de acuerdo a los requisitos de la Norma IRAM-ISO Para mas detalle dirigirse a Centro de Investigación y Desarrollo en Mecánica, Edif. 9, Unidad Técnica END, Tel , end@inti.gov.ar

2 Dentro del método de Ensayos No Destructivos se destaca la Técnica de Ultrasonidos (U.S), en cuyo proceso se transmiten ondas sónicas de alta frecuencia en el material a ensayar. La reflexión del sonido es causado por las discontinuidades en el material y que se manifiestan en una pantalla en forma de señales (ecos). Este método de ensayo permite la detección de discontinuidades dentro del material. Una serie de pulsos eléctricos, son aplicados a un transductor que posee un material piezoeléctrico (cristal) que oscila con la frecuencia de la tensión aplicada. Es decir que transforma pulsos eléctricos en vibraciones mecánicas de alta frecuencia. Estos cristales vienen montados en lo que se llama Palpador, que es la unidad de auscultación. La vibración mecánica es transmitida del palpador al material examinado a través de un medio de transmisión (agua, grasa, vaselina, otros) En el caso de un palpador emisor-receptor simultaneo, este emite un pulso que se transmite por el material. El impulso se refleja en una superficie límite de la pieza, o parte no homogénea de la misma, y vuelve al palpador. Ahora el palpador trabaja como receptor enviando al instrumento de medición la tensión de impulso recibida. Las reflexiones son amplificadas en un tubo de rayos catódicos (TRC) de tal forma que indican la diferencia de tiempo entre el impulso de emisión y el reflejado. Si el eco procede de cualquier punto situado entre la superficie y la pared posterior del objeto, se habla de eco intermedio. La distancia entre el impulso de emisión y el eco de fondo corresponde al espesor de la pieza, y la distancia entre el impulso de emisión y el eco intermedio determina la posición del defecto o parte no heterogénea. Después de obtenida e interpretada una indicación, se debe evaluar. La evaluación consiste en hallar la relación entre la heterogeneidad detectada, la característica determinada o la dimensión medida, con su efecto posterior en las propiedades del material o producto. De manera general se puede decir que cuando se aplica una técnica del método Ultrasónico de acuerdo a un procedimiento en un medio determinado, se establece un resultado interpretando la imagen de la pantalla de un equipo, que resulta del comportamiento de una onda de características mecánicas-elástica y frecuencias superiores a 20 Khz. Como ejemplo de medios se pueden citar a los metálicos (acero, aluminio, etc.), no metálicos (concreto, piedra, madera, plásticos, cerámicos, etc.), humanos, animales, alimentos, etc. Las frecuencia que se utilizan están relacionadas al medio donde se propaga la onda por ejemplo en materiales no metálicos de 1 a 25 MHz. Aprox., en concreto, piedras y maderas de 50 KHz. A 1 MHz aprox., en humanos de 2 a 6 MHz. Aprox., en plásticos, siendo estos valores orientativos. La longitud de onda está relacionada a la velocidad acústica del medio y al modo de onda (longitudinal, transversal, superficial, guiadas, serpenteantes) La propagación de la onda se basa en vibraciones mecánicas, es decir vibraciones en la que intervienen fracciones de masa (moléculas de aire, agua o de un cuerpo sólido) que se mueven periódicamente alrededor de su posición cero. Básicamente la aplicación del método consiste en: Preparar la superficie para poder realizar los barridos, calibrar en distancias, calibrar en sensibilidad, realizar barridos, registrar, interpretar y evaluar reflectividades. 2

3 3 Fatiga: Generalmente, un rodamiento no puede girar eternamente. A menos que las condiciones de funcionamiento sean ideales y no se alcance la carga límite de fatiga, antes o después se producirá la fatiga del material. El período hasta que aparece el primer signo de fatiga es función del número de revoluciones a que es sometido el rodamiento y de la magnitud de la carga. La fatiga es el resultado del esfuerzo de cortadura que surge cíclicamente, inmediatamente debajo de la superficie que soporta la carga. Después de algún tiempo, estos esfuerzos causan grietas que se extienden gradualmente hasta la superficie. Conforme los elementos rodantes alcanzan los fragmentos agrietados del material, rompen, y esto es conocido como flaking o spalling (desconchado o descascarillado) El desconchado se incrementa progresivamente en extensión y finalmente deja al rodamiento inservible. La vida de un rodamiento se define como el número de revoluciones que el rodamiento puede efectuar, antes de que se produzca el desconchado incipiente. Esto no significa que el rodamiento no pueda ser utilizado después. El descascarillado es un proceso continuo y relativamente prolongado y anuncia su presencia por el incremento de ruido y vibración en el rodamiento. En consecuencia, y por regla general, hay mucho tiempo para preparar un cambio de rodamientos. NUESTRO CASO DE ANALISIS UNIDAD CONDUCTORA UNIDAD CONDUCIDA Motor eléctrico: 3 x 6.6 Kv. Compresor de Tornillo Marca: ACEC Marca: FRICK Modelo: KN-400-LRRR 21/A Modelo: RWB Serie N : Serie N : TDSH-233S2085E Potencia: RPM Lóbulos = 4 (Rotor macho) ESQUEMA DE MAQUINA ELECTROCOMPRESOR PROPANO K-401-A 1 MOTOR

4 4 CASO: Rodamiento Motor Eléctrico 400 HP (Electro Compresor K-401-A) DIAGNOSTICO: Fatiga RODAMIENTO: 6317 C3 Hs.DE SERVICIO: Hs. Se trata de un equipo Electro Compresor de Propano (K-401-A), que presta servicio dentro del sistema de Frió de Planta, y cuyos datos de placa y esquema de máquina figuran más arriba. El equipo en cuestión se encuentra incluido dentro de la Ruta de medición de Vibraciones y monitoreos periódicos, por lo que favoreció al análisis de su estado al momento de la toma de decisiones de acciones de Mantenimiento en su reparación. Trataremos de transmitir con esta experiencia el comportamiento Vibratorio observado, en este caso en la unidad conductora Motor Eléctrico. Como pudimos ver, lo que resulta ser el mejor método para identificar los problemas en los rodamientos en sus primeras etapas no es un incremento en la vibración a la frecuencia característica sino a frecuencias mucho mayores. Hemos encontrado que los niveles de señales de Hz. Hasta Hz. Aumentarán significativamente debido a la fricción que envuelve a la fatiga en el rodamiento. Para el caso particular, vamos a analizar paso a paso todos los registros de valores y espectros observados en componente motor eléctrico, hasta arribar al diagnostico final y reparación de la falla. Esta vez, la atención estuvo centrada principalmente en el espectro mismo más que en la tendencia del valor global, pues se habría detectado actividad vibratoria a altas frecuencias con componente de banda ancha en el rango de los Hz. aprox. Se monitoreaba su evolución con el paso del tiempo manteniéndose controlada hasta alcanzar un valor donde es tomada la decisión de acción correctiva. Pudo ser observado un incremento gradual con el paso del tiempo de la componente de banda ancha en los puntos 1 y 2 (Motor eléctrico), los cuales experimentaron una clara inestabilidad con mayor amplitud en el transcurso de los últimos meses antes de la reparación. (Véase Fig. 1 Gráfica cascada) Evolución de la falla Inicio de la falla (Fig. 1) Gráfica de Cascada Aceleración para el punto 2 (Motor)

5 Se realizó consulta de espectros de igual plano, dirección y parámetro correspondientes a otras máquinas de iguales características con poco menos cantidad de Hs. de servicio, que trabajan a la par de esta en paralelo. Pudo claramente observarse la diferencia de componente de alta frecuencia. 5 Pico a Fc. Paso de barras con bandas vecinas a 2x FL. Maquina C Pico a Fc. Paso de barras con bandas vecinas a 2x FL. Maquina B Pico a Fc. Paso de barras con bandas vecinas a 2x FL. Solamente en la maquina A se observa componente banda ancha a alta Fc. relacionada con fatiga ( Hs.) Maquina A

6 Se consulto también el parámetro de Envolvente de Ac. para el mismo punto, que mostró picos característicos coincidentes con frecuencias 1X y 2X de falla de Bolas. (Fig. 2) 6 El espectro de Env. Ac. mostró picos a Fc. Falla de Bolas (BSF) (Fig. 2) Espectro de Envolvente de Ac. Punto 2 (Motor) Con todos los datos disponibles analizados es tomada la decisión de acción correctiva y se programa una intervención para realizar reemplazo de los rodamientos en motor eléctrico.

7 Luego de realizar el reemplazo de los rodamientos en el motor eléctrico se efectuó una nueva medición de Vibraciones a fin de verificar los cambios y lograr un registro con la nueva condición. Pudo observarse la desaparición de la componente de banda ancha en altas frecuencia. (Fig. 3) 7 Corrección falla Evolución de la falla A posterior, en nuestros talleres se realizó estudio de estado de los componentes de rodamientos reemplazados, observándose una marcada superficie en la zona de contacto y rodadura de los elementos rodantes, como así también pudo detectarse la presencia de un Pit en una de las bolas.

8 RESUMEN FINAL Y CONCLUSIONES: De la presente experiencia rescato lo siguiente: Normalmente, de no haber contado con un sistema de monitoreo predictivo, seguramente el reemplazo de este componente se hubiere realizado preventivamente en conjunto con la reparación mayor del equipo a las Hs. (según fabricante). Mediante el sistema Predictivo puede ser posible la detección de una falla desde su aparición, manteniendo el monitoreo y control de su evolución, logrando obtener una mayor cantidad de Hs. de servicio y disponibilidad del equipo y permitiendo planificar con el tiempo suficiente una intervención programada. 8 Pitt encontrado en una de las bolas Pista exterior con marcado canal de rodaje Carlos M. Sánchez Predictive Maintenance Vibration Analyst Certified: Category II Vibration Institute USA: ISO Ruta Nac. N 34, Km. 1431, Gral. Mosconi C/P 4560 Salta, Argentina Tel: Int: 680 E. Mail: msanchez@pluspetrol.com.ar