El análisis de vibraciones se aplica con eficacia desde hace más de 30 años a la supervisión y diagnóstico de fallos mecánicos en máquinas rotativas entre otras. Con lo anterior el análisis de vibraciones se ha convertido en la principal técnica para supervisar y diagnosticar la maquinaria rotativa e implementar un buen plan de mantenimiento predictivo. Esta técnica permite diagnosticar la condición de los equipos de una forma no invasiva y no destructiva, siendo posible determinar la condición dinámica durante su ciclo de operación. Como en todo proceso de diagnóstico nos surgen interrogantes como son:
¿Qué es el diagnóstico de vibraciones?
El diagnóstico de vibraciones es un pilar importante de los programas de mantenimiento predictivo de máquinas rotativas entre otras. Las herramientas de diagnóstico de vibraciones surgen para ayudarnos a predecir los fallos de las máquinas. Cuando se aplica el mantenimiento predictivo y las máquinas se supervisan regularmente, los fallos de la máquina se pueden descubrir en una etapa temprana y se pueden tomar acciones preventivas con antelación. Al hacerlo se pueden evitar paros inesperados de la máquina y evitar la sustitución de piezas que todavía están en buenas condiciones.
¿Cómo funciona el análisis de vibraciones?
La práctica del análisis de vibraciones mecánicas requiere de la medición y el análisis de la rotación. Para ello se utilizan una serie de diferentes sensores de vibración, dentro de los cuales podemos enumerar los (acelerómetros, transductores de velocidad o sondas de desplazamiento). El sensor más común y más utilizado en la industria es el acelerómetro, dicho sensor mide la señal de vibración, le indica la gravedad y también los posibles fallos de la máquina. Dentro de los más frecuentes se destacan los defectos en rodamientos, desequilibrio, desalineación y holguras.
Beneficios del análisis de vibraciones mecánicas
- Al contar con equipos de rangos de operación optima logramos una reducción en el consumo de energía eléctrica hasta en un 12%.
- Mayor vida útil los elementos mecánicos.
- Reducción en los consumos de lubricantes.
- Reducción de paradas no programadas.
- Mejora e incremento de la confiabilidad y disponibilidad de sus equipos.
- Desarrollo de una programación efectiva de sus recursos.
Los sensores de medición de vibraciones y sus características
- Acelerómetros: Los acelerómetros son pequeños, fáciles de instalar y tienen una gran frecuencia (1-10.000 Hz), pero requieren la integración de herramientas de medición de velocidad para medir la aceleración y son susceptibles a los golpes y a los requisitos de potencia. Estos miden la vibración de la rotación y emiten un voltaje o una corriente proporcional a la vibración y relativa a una «g» (unidad de atracción gravitacional). Esta señal también puede ser integrada para proporcionar una medición de salida con base a la velocidad (pulgadas/segundo o mm/segundo).
Es muy importante elegir la opción correcta de acelerómetro, cable, conector y montaje para cada aplicación. Esto proporcionará mediciones de calidad y datos de vibración precisos para la identificación de fallos en máquinas rotativas.
Sensores de proximidad: Los sensores de proximidad se utilizan en la monitorización de vibraciones de máquinas para medir la variación de la distancia entre un eje y su cojinete de apoyo. Esto es común en grandes turbinas de vapor, compresores y motores que utilizan cojinetes tipo manguito.
Sensores de desplazamiento: En los sensores de desplazamiento, la punta de la sonda contiene una bobina de alambre encapsulada que irradia la alta frecuencia del transductor como un campo magnético. Estas sondas sin contacto miden la vibración del eje y el espacio entre el eje y el diámetro interior del rodamiento. Usando un remolino en el proceso actual, estas sondas proporcionarán una tensión de salida proporcional al desplazamiento (pulgadas o mm).
Sensores de velocidad: Los sensores de velocidad son más fáciles de instalar que los sensores de desplazamiento, pero son grandes, susceptibles a problemas de calibración y también tienen un rango de frecuencia limitado. El sensor de velocidad se utiliza principalmente para medir las operaciones de equilibrado y movimiento en máquinas rotativas. Estos sensores son ideales para detectar vibraciones de baja y media frecuencia.
- Vibrómetros: Los vibrómetros son instrumentos que reciben la señal eléctrica de un transductor y la procesan, aplicando filtración e integración, para obtener el valor total del nivel de vibración en velocidad. La mayoría de ellos están diseñados para tomar medidas de acuerdo a ciertos estándares de severidad de vibración. Por ejemplo, según ISO 2372, el valor de la vibración en velocidad RMS debe medirse en un rango de frecuencia entre 10 y 1000 Hz.7.
Analizadores de frecuencia: Los analizadores de frecuencia son, en esencia, ordenadores portátiles pequeños. Su principal virtud es la gran capacidad de diagnosticar problemas asociados a frecuencias características relacionadas con problemas mecánicos en elementos rotativos.
En la actualidad estos analizadores son equipos digitales con microprocesadores integrados para el cálculo del FFT (transformada rápida de Fourier). Son capaces de obtener el espectro en tiempo real y tienen una multitud de funciones para ayudar en el análisis.
Monitoreo de vibraciones online: El Monitoreo de vibraciones online ofrece una reducción drástica de los intervalos de recolección de datos. Ya que estos se toman continuamente. Permite detectar inmediatamente cualquier cambio en la vibración de la máquina. Así mismo, proporciona menores costes de operación. La adquisición automática de datos elimina los costes de mano de obra asociados a la recogida de los datos de vibración de la máquina y mayor calidad en la recolección de datos.
En resumen
La adquisición de datos de vibración en maquinaria industrial evoluciona hacia sistemas automatizados (sistemas continuos on-line) que en muchos casos ofrecen mayores beneficios que la adquisición de datos con colectores de datos portátiles no obstante la evaluación de los costos es fundamental para poder tomar las mejores decisiones al momento de monitorear nuestros activos e implementar un buen plan de mantenimiento predictivo.
Para realizar un análisis preciso de tus equipos, cuentas con el servicio de nuestra empresa, donde realizamos el diagnostico de fallas y evaluación de la condición de los equipos rotativos y estáticos mediante sensores de desplazamiento relativo con contacto, sensores de velocidad o velocímetro y/o sensor de aceleración o acelerómetro. CONTÁCTANOS
Referencias bibliográficas:
- https://www.skf.com/co/services/condition-based-maintenance/vibration-analysis-and-diagnostics
- https://predictiva21.com/vibraciones-mecanicas-herramienta-analisis/
- https://www.cursosaula21.com/que-es-el-analisis-de-vibraciones/
- https://www.iecingenieria.net/vibraciones-mecanicas/
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Ing. Jaime Herrera Benjumea
Director Técnico y de Operaciones
Transequipos S.A.
