APLICACIÓN DEL ANALISIS DE VIBRACIONES COMO HERRAMIENTA PARA EL DIAGNOSTICO DE FALLAS EN MOTOCOMPRESORES A GAS NATURAL. José Luis Rattia & Jorge Alberto Guipe González PONENCIA VIII CONGRESO DE INGENIRIA DE MANTENIMIENTO – La Habana CUBA.
1. Evolución del Mantenimiento en América Latina. Se plantea ante la nueva realidad Latinoamérica con el surgimiento de nuevos mecanismos de integración surgidos en los albores de realidades sociales de perfiles comunes, pero con especificidades afines a las realidades de cada país, crear una visión que permita aprovechar bajo un ambiente de complementariedad, potenciar las economías productivas, a partir de las propias capacidades del capital proveniente de recursos materiales, humanos y financieros. Es así como el Mantenimiento se plantea retos interesantes a acometer, ante una realidad latinoamericana que necesita desarrollar estructuras operativas fundamentadas en equipos y maquinarias cuyo funcionamiento este en concordancia con las necesidades de desarrollo de los pueblos. Es importante considerar conceptos que en el área de mantenimiento están presentes en el ámbito de las economías denominadas de “primer mundo”, mantenimiento centrado en confiabilidad, mantenimiento predictivo, gestión de los activos, son elementos que no se pueden poner a un lado, al momento de plantear planes y programas de mantenimiento en nuestros equipos y maquinarias . Es importante hacer notar la necesidad de construir una “gerencia de mantenimiento para nuestros tiempos”, una gerencia que no esté anquilosada, al simple beneficio personal. Se requiere de modo urgente capacidades gerenciales que permitan conducir los planes de mantenimiento de los equipos y maquinarias, considerando el ciclo de vida útil del equipo, y los recursos necesarios para maximizar su funcionamiento, obteniendo a partir de ello una confiabilidad operacional, que involucre de modo activo al personal de operaciones y mantenimiento, en un solo objetivo, maximizar el funcionamiento del equipo, bajo un ambiente de ergonomía y equilibrio, tomando en cuenta los cambios climáticos que de modo drásticos han afectado nuestras economías latinoamericanas. Es por ello, el Mantenimiento representa una de las actividades de urgente necesidad de potenciar en aras de darle soporte al funcionamiento de nuestras economías productivas de modo estable y confiable.
1.1 Elementos que Integran los Motocompresores a Gas Natural. Los Motocompresores a Gas Natural, están concebidos para el incremento de la energía de presión en el volumen de gas natural, que requiere ser comprimido diariamente desde la planta compresora, hasta los centros de procesamiento para la obtención de productos derivados de tan importante materia prima. Para ello se requiere un elemento motriz, comúnmente empleado el motor de combustión interna a gas natural, y como medio para incrementar la energía de presión, se emplea el compresor reciprocante de doble acción. Para efectuar el trabajo de conversión de energía química en energía mecánica dentro del motor, se emplea un espacio cerrado denominado cilindro de fuerza con características volumétricas definidas. Utilizando para la compresión de la mezcla, un mecanismo biela-pistón que permite disminuir el volumen del fluido de trabajo empleado, ocasionando proporcionalmente un incremento de la presión, y con él la temperatura de la mezcla aire-gas, produciendo un rápido encendido de esta mezcla, dando cabida a la conversión de la energía química en energía de movimiento, el cual a su vez le es transmitido al cigüeñal, a fin de poder accionar el compresor.
Fig. 1. Pistón de un Motor de Combustión Interna. El proceso de compresión de gas se inicia con la admisión de un volumen definido de gas dentro del cilindro, ocasionado esto por la diferencia de presión existente entre el interior del cilindro y la botella de pulsaciones donde se encuentra contenido el volumen de gas disponible para cada carrera de compresión efectuada por el conjunto barra-pistón. La capacidad de manejo estará determinada por las dimensiones geométricas del cilindro compresor, en este caso: el área y la carrera o longitud recorrida por el pistón entre los dos extremos, así como el espacio disponible al final de la carrera de compresión efectuada por el pistón compresor. Elementos del Compresor: 1. Cigüeñal 2. Cruceta 3. Barra Compresora 4. Piston 5. Válvula de Succión 6. Válvula de Descarga 7. Cilindro Compresor
Fig. 2. Pistón de Compresor.
Todos los procesos empleados tanto en el motor como en el compresor, requieren de mecanismos de disipación del calor generado en los procesos de conversión de energía química en energía mecánica en el motor, así como el proceso de compresión de un volumen de gas definido, en el compresor de acción reciproca. Es por ello necesario, la utilización de enfriadores que emplean el mecanismo de transferencia de calor por convección, los cuales pueden ser accionados mediante motores eléctricos, o en su defecto toman un porcentaje de la potencia disponible en el eje motor, para cumplir su función. Veamos en la figura 3, los elementos de un Motocompresor a Gas Natural. Descripción: 1. Botella Pulsación Succión 2. Botella Pulsación Descarga 3. Cilindros Compresores 4. Fundación 5. Depurador de Líquidos 6. Frame - Compresor 7. Motor de Combustión 8. Serpentín Enfriamiento 9. Sistema de Escape. Fig. 3. Componentes de un Motocompresor. La fricción, es la condición de naturaleza opuesta al movimiento, la cual genera calor debido al roce entre dos cuerpos. Las partes en movimiento como: el pistón dentro del cilindro de fuerza en el motor, Los anillos del pistón compresor dentro del cilindro, para comprimir un determinado volumen de gas, nos muestran ejemplos claros de fricción. Es entonces necesario, a fin de minimizar el desgaste en las superficies en movimiento, seleccionar lubricantes que posean propiedades: antidesgastes, extrema presión, anti-herrumbres, con buena capacidad frente a la oxidación ante la presencia de altas temperaturas de operación en el motor de combustión interna. El régimen de lubricación en el motor es del tipo hidrodinámico, debido a la necesidad de suministrar aceite a presión, mediante bombas rotativas, de tipo engranajes. Las partes susceptibles a roce en el compresor, se encuentran bajo régimen mixto de lubricación. Por un lado; los cojinetes principales y de bielas, se encuentran presurizados bajo régimen de lubricación hidrodinámica, en tanto en los cilindros compresores, la lubricación forzada de tipo intermitente supone un régimen de lubricación mixta. Un elemento importante donde la lubricación cumple un papel fundamental es la cruceta; la cual se encuentra interconectada a la biela compresora por medio de un pasador, el cual reversa su posición, dependiendo de la carga de gas e inercia en cada posición extrema donde se encuentra. La cruceta es el medio de conversión del movimiento rotatorio del cigüeñal en movimiento reciprocante del pistón compresor, La falta de adecuada lubricación en el pasador de la cruceta, favorece la perdida de la función, conduciendo a una falla inminente durante su funcionamiento.
1.2 .0 Fuerzas en Componentes Los esfuerzos en partes y componentes en los Motocompresores, se encuentran asociados a las condiciones de carga presentes en el compresor de tipo reciprocante. Estas varían desde el funcionamiento en vacío, donde las cargas de inercia son las representativas, hasta el momento donde la carga del volumen de gas requerido para ser manejado, se hace presente. Existen otras condiciones inherentes al funcionamiento del equipo, las cuales han de ser consideradas como factores que inciden en los esfuerzos tales como; alineación, balance de masas, tensiones en líneas y tuberías. Mostraremos a continuación las diferentes fuerzas generadoras de condiciones de vibraciones en el Motocompresor. 1.2.1 Fuerzas presentes en zona Pistón - Camisa El proceso de conversión de energía química en energía mecánica en un motor de combustión interna, representa el propósito fundamental de su diseño. La energía de movimiento obtenida en el eje o cigüeñal con valores en unidades de potencia que varían con la aplicación, son el producto de procesos continuos, derivados de la ignición de una mezcla combustible de aire y gas, la cual produce una fuerza de empuje en la cabeza del pistón, comunicándole un movimiento descendente, que produce un torque determinado en el cigüeñal. Esto permite accionar bajo régimen de operación continua el compresor, haciendo frente a las condiciones de carga variable, que permita su desempeño. La figura 4, mostrada nos indica el efecto de la presión de combustión en la corona del pistón, esta presión genera fuerzas, las cuales han de ser controladas, dentro de condiciones de combustión controladas, sin presencias de eventos tales como; detonación, pre-ignición.
Fig. 4. Incidencia de Presión en Cilindro de Fuerza. A medida que la fuga en las ranuras del pistón se hacen presentes a consecuencia de los desgaste en los anillos del pistón, se hace mas evidente el impacto del pistón contra las paredes de la camisa, este impacto genera “scuffing”, termino cuyo significado indica la abrasión de las paredes de la camisa producto del contacto metal-metal entre el pistón y la camisa. Condiciones de lubricación inciden de modo relevante en la aceleración del proceso de desgaste, en ocasiones por emulsión de la película de lubricante a causa de fugas de refrigerante en cámaras de fuerza, producto de fatigas térmicas, o combustiones bajo condiciones de energía no controlada, ocasionando esfuerzos elevados en componentes.
1.2.2 Fuerzas presentes en Trenes de Válvulas. Los esfuerzos presentes en trenes de válvulas, se originan a causa de la interacción entre componentes que lo integran; balancines, válvulas de admisión, y escape, varillas de empujes, asientos de válvulas. La combustión representa condiciones de desgaste, debido al esfuerzo ejercido por la cabeza de la válvula, contra el asiento durante el evento de cierre, a causa de los “picos de presiones máximos”, alcanzados durante la carrera de potencia, en el movimiento descendente, mientras ocurre la entrega de potencia al cigüeñal. Esto causa deterioro progresivo bajo condiciones de desgaste adhesivo, debido al deslizamiento de las superficies en movimiento relativo entre el asiento y la cabeza de la válvula. Este deterioro se hace más evidente, en la válvula de escape debido al elevado régimen de temperatura, alrededor de 900ºf a 1000ºf, bajo condiciones normales.
Fig. 5. Tren de Válvulas de Fuerza. El enfriamiento de las válvulas, de modo principal las de escape, han de lograrse manteniendo la mayor área de transferencia de calor entre el asiento, y el perfil de la válvulas. Esta área de transferencia de calor decrece, a medida que la superficie de contacto se hace menor. Esto ocurre gradualmente durante el desarrollo de la “recesión”, del perfil de la válvula, en su asiento. Generando grietas, que son caminos seguros, para la presencia de fugas de gases de escapes, lo cual conduce a fracturas de la cabeza de la válvula, ocasionando una falla, que produce la parada de la unidad motriz. Las tolerancias de operación en las zonas de contacto indicadas por el color rojo, deben mantenerse bajo condiciones de tolerancias límites permisibles, debido a que la apertura y cierre de las válvulas de admisión y escape, requieren mantener un área de paso constante, a fin de garantizar el volumen de mezcla necesaria para la producción de potencia en cada ciclo de fuerza. El nivel de fricción entre las partes que interactúan dependerá de la adecuada lubricación, y las tolerancias. La presencia de fallas en trenes de válvulas, se hacen más evidente, cuando condiciones de ensamblajes en partes y componentes; presentan mayor sensibilidad a esfuerzos, debido a defectos de fabricación y ensamblaje. Procesos de colocación de insertos, cumpliendo funciones de sellos durante el cierre de las válvulas, han de ser de especial cuidado, en razón a los continuos impactos durante el cierre de las válvulas, tanto admisión como escape. Siendo atenuados estos impactos, por la capacidad de diseño establecida en los resortes dispuestos para tal fin.
1.2.3 Cojinetes de Biela. Los cojinetes de bielas, cumplen la función especifica de ser parte del mecanismo, que permite comunicar la energía mecánica en forma de movimiento al cigüeñal denominado; biela. Estos cojinetes de biela, comúnmente fabricados en materiales blandos tales como; estaño, plomo, antimonio, cobre, los cuales en proporciones adecuadas sirven como limites de trabajo de la película de aceite, y el muñón del cigüeñal. Esta película bajo régimen hidrodinámico, desarrolla un perfil de presión el cual dependerá de las presiones de aceite lubricante bajo las cuales opera, asi como las condiciones operacionales, en los cilindros de fuerza. En el desempeño de los cojinetes de bielas, es de vital importancia parámetros tales como; la temperatura máxima, y el espesor mínimo (e), tal como se muestra en el grafico inferior,
Fig. 6. Mínimo espesor de Película en Cojinete. Los diseñadores de cojinetes, han establecido como criterio a seguir en el diseño de cojinetes; el espesor mínimo (e), ha de ser mayor a la suma de las asperezas de superficies del; muñón y el cojinete de biela, por ejemplo; si los valores correspondientes derivados de las asperezas de las superficies referidas anteriormente, arrojan el valor de 1µ, entonces el espesor mínimo requerido, ha de estar entre; 10 - 100µ, como espesor minmo de película lubricante. Una desventaja de la aplicación del régimen hidrodinámico, en la operación de los cojinetes de biela, es la necesidad de mantener un cierto valor de velocidad para mantener la película lubricante. Bajo condiciones de arranques existen riesgo de existir el contacto metal-metal entre la superficie del cojinete y el muñón del cigüeñal. Las fuerzas actuantes sobre la película del lubricante, responden a las condiciones de carga provenientes de las presiones alcanzadas, por los picos máximos sobre la superficie del pistón generado durante los ciclos de encendido de la mezcla aire-gas. El proceso de ignición de la mezcla amerita ser un proceso bajo condiciones de combustión controlada, con el propósito de minimizar el efecto de fuerzas, que afecten el espesor de película lubricante, y en consecuencia la falla del cojinete de biela.
1.2.4 Cojinetes Principales. Las fuerzas presentes en los cojinetes principales responden a condiciones similares desde el punto de vista del diseño, sin embargo de naturaleza diferente. El efecto principal bajo el cual el cojinete principal es sometido a partícula esfuerzo provienen de; la posición del eje cigüeñal respecto al cojinete de bancada que lo ha de contener, y sirve de superficie de retención de la película de lubricante necesaria para la generación del perfil de presión requerido, a fin de minimizar la fricción entre las superficies en funcionamiento.
Fig. 7. Perfil de Presión en Cojinetes. Las practicas comunes de monitoreo de condiciónes, bajo el enfoque de análisis de vibraciones; considera a los cojinetes principales como elementos prioritarios en la evaluación predictiva en Motocompresores a Gas Natural. Es necesario tener en cuenta que el valor de “e” en condiciones normales de operación deberá tender a cero, teniendo en cuenta el crecimiento térmico en ambos componentes acoplados; motor y compresor.
Fig. 8. Planos de Evaluación en Cojinetes. La fig 8, muestra los planos “X” e “Y” a monitorear mediante análisis de vibraciones, identificando condiciones de alineación angular y paralela entre los ejes conductor y conducido, representados por el motor y compresor.
1.2.5 Fuerzas Axiales Estas se presentan debido a procesos de arranque y parada. Para ello se disponen arandelas de empujes, que permiten limitar el efecto de las fuerzas axiales a tolerancias permisibles. Un elemento a considerar en la generación de fuerzas axiales, que conduzcan a condiciones de desgaste evidentes, es la Alineación. El análisis de vibración considera la identificación de espectros en el dominio de la frecuencia, los cuales se encuentran asociados a desalineación del eje conductor y el eje conducido.
Fig. 9. Fuerzas Axiales. Son las fuerzas axiales, tal como las mostradas en la figura 9, las que se hacen representativas bajo condiciones de desalineación angular, dado que el eje del cigüeñal A-A, sufre una variación respecto a las condiciones normales definidas por las coordenadas A’ – A’’, posición determinada por condiciones de alineación permisibles, durante la instalación del grupo Motor-Compresor. 1.2.6 Fuerzas incidentes en Crucetas. La cruceta es el mecanismo, que permite la conversión del movimiento rotativo del cigüeñal, en movimiento alternativo, lo cual a su vez transmite este tipo de movimiento al pistón compresor. Veamos en la figura 10, el esquema de funcionamiento de este importante mecanismo;
Componentes X, e Y: Componente X; se genera a causa de la carga de gas, y la inercia de los componentes. Componente Y; se hace presente en las posiciones extremas alrededor de los cambios de movimientos.
Y X
Fig. 10. Cigüeñal – Cruceta – barra.
La cruceta, genera en la componente “X”, condiciones de carga, donde los factores incidentes se derivan de : la carga de gas a causa de la presión en la cara del piston; como se muestra en la figura 11, esta presión dependerá del Área del pistón “A”, la cual comúnmente, es de dimensiones mayores, en las etapas de entrada al Motocompresor, a medida que se le incrementa la presión, con el fin de incrementar la energía de presión en el gas y poder transportarlo hasta los sitios de procesamiento, las áreas de los cilindros compresores son de menor diámetros, pero con espesores de pared de mayor resistencia, a los valores de presión alcanzados.
Área Pistón
A
Fig. 11. Fuerzas en pistón. Las inercias presentes en el grupo reciprocante se refieren a los pesos de elementos como; barra compresora, tuerca de ajuste, pistón. Las relaciones de compresión, a fin de mantener una operación confiable se limitan a 3, con el propósito de mantener temperaturas de operación, que no impliquen daños al funcionamiento de los componentes de las válvulas compresores, como; resortes, platos de válvulas, empacaduras de sello, asientos de válvulas. Los esfuerzos generados en la componente “Y”, en la cruceta derivan del cambio en la dirección del movimiento reciproco, cuando comienza el proceso de compresión de un lado, en tanto del otro la carrera de expansión, inicia la admisión del volumen de gas a ser comprimido. El esfuerzo en el muñón de la biela tiende a generar el mayor valor posible en “Y”, cuando se alcanzan valores angulares de 90º y 270º, durante el recorrido de la cruceta entre los extremos lado cabeza, y el extremo lado culata, ubicado hacia el bastidor del compresor. Esto ocurre cuando el valor angular entre los ejes Y y X’, se hace igual a Ø = 90º. La posición en este punto en la cruceta el valor máximo para; la componente “Y”. El esfuerzo es representativo en la cruceta, si las tolerancias permisibles exceden sus valores normales, en caso contrario, el efecto se aprecia de modo visible en el muñón de biela. La fig 12, muestra el comportamiento de la componente vertical “Y”, en la cruceta.
Fig. 12. Fuerzas en Crucetas.
1.2.7 Esfuerzos en la Barra Compresora. La acción necesaria para comprimir el gas desde una presión de succión dada, hasta el valor de presión de descarga requerida en el gasoducto, requiere un elemento resistente para efectuar este trabajo. Es la barra compresora, un elemento de sección transversal circular, cuya razón tecnológica de la geometría es poder desplazarse, atraves de empaquetaduras, cuya función es minimizar las fugas de gas, desde el espacio donde se efectúa la acción de compresión del gas natural. La figura 13, muestra la carga en la barra, con los esfuerzos a tensión, y compresión, mostrados.
Fig. 13. Esfuerzos en Barra Compresora.
Los esfuerzos presentes en la barra compresora derivan las siguientes ecuaciones, Fuerza Compresión = PD x AHE – PS x ACE ;
Ec (1)
Fuerza a Tensión = PS x AHE – PD x ACE.
Ec (2)
;
Descripción de Términos: PD: Presión de Descarga PS: Presión de Succión AHE: Área del lado Cabeza; AHE = Área Pistón = π.Dp^2/4, D = diámetro de Pistón. Ec (3) ACE: Área del lado Bastidor; ACE = Área de Pistón – Área de Barra; Ec (4) Donde; Área de Barra = π.Dbarra^2/4 Estos esfuerzos consideran la; presión “P”, y el área “A”, como elementos fundamentales para la presencia de los esfuerzos a tensión y compresión, productos de las fuerzas que se generan a consecuencia de la incidencia de la presión del gas sobre la superficie o área del pistón en el lado cabeza, y sobre el área compuesta por la diferencia de área entre el pistón, y la barra, en el lado bastidor. La carga en la barra debe presentarse de modo alterno con el propósito, de que exista lubricación en el pasador de la cruceta, de lo contrario los esfuerzos presentes en el pasador, se incrementaran a causa de la ausencia de lubricante, de un lado del pasador, esto conduce a condiciones de “No Inversión de Carga”, con consecuente averías en la zona Pasador-Bocina de cruceta.
1.2.8 Fuerzas que generan Torsión en Cigüeñal del Compresor. La condición de torsión se presenta en el cigüeñal y sus elementos que lo integran, a causa del movimiento rotativo, y sus partes sometidas a movimiento reciproco. El cigüeñal, se encuentra conformado por; muñones principales, en los cuales se acoplan los cojinetes principales, así como por muñones de biela, donde se encuentran alojados las bielas, las cuales a su vez le dan movimiento a los cilindros compresores, luego de ser convertido el movimiento rotativo en alternativo a través de la cruceta. Como se muestra en la figura 14, el eje B – B’ al intersectarse, con la línea de eje X, define el punto de pívot de color “verde”, el cual servirá como punto de referencia para iniciar la torsión del eje B – B’, cuando se presenta el cambio de movimiento de la biela al encontrarse en los extremos; en el lado cabeza o lado exterior, o bien en el lado bastidor, también identificado como lado interno.
Fig. 14. Esfuerzos de Torsión en Muñón. La fig 15, nos muestra la línea de referencia como línea de centro, la cual se ubica a una distancia “D”, de igual valor con respecto al eje del muñón de la biela, y valor semejante de la línea de centro al eje de los flancos de lados del muñón de biela. Esta distancia “D”, servirá como brazo, para la aplicación de las fuerzas inerciales, las cuales provienen de los pesos de las masas reciprocantes; cruceta, tuerca de ajuste de cruceta, pistón, barra compresora. Estas fuerzas se traducen en movimientos torsionales, cada vez que el brazo de la biela compresora cambia de movimiento. La magnitud del par torsor, viene dado por; M=F x D, el valor de la Fuerza; “F”, proviene de las fuerzas inerciales.
Fig. 15. Punto D como Brazo de Pivot. Es por ello, de relevante importancia, que los brazos de bielas opuestos, se encuentren en balance adecuado de masas, de tal forma de minimizar el efecto del torsional derivado de los cambios de velocidad y aceleración, en los extremos durante el cambio de dirección de las bielas compresoras.
En la figura 16, se muestra el efecto del par torsional, cuya magnitud viene del producto de “F”, derivado de las fuerzas de inercias de acción reciprocas, y con distancia “D”, como palanca de aplicación.
Fig. 16. Par Torsional en Muñón de Biela Compresor. Las reacciones de los pares torsionales han de ser suficientemente soportados por el diseño de las fundaciones, las cuales han de poseer suficiente rigidez, para contrarrestar el efecto de la inercia de los elementos reciprocantes. Veamos en la fig 17, los elementos de las fundaciones.
Fig. 17. Elementos de las Fundaciones. Las Fundaciones del Compresor, deben poseer las especificaciones referentes a las inercias de las masas de acción reciproca, de tal modo que su diseño y construcción, minimice el efecto a causa de los pares torsionales generados.
1.2.9 Fuerzas generadas en la interface Camisa-Pistón. La interface Camisa-Pistón, es la zona donde se generan los esfuerzos, producto de la disminución del volumen e incremento de la presión. Sin embargo la mayor o menor incidencia en términos de la eficiencia con que los anillos trabajan sobre la superficie de la camisa, depende de factores tales como; lubricación, tolerancias en zonas de trabajo de anillos compresores en ranura de pistón, tolerancias de anillos respecto a camisa. Veamos en la siguiente figura 18, como la presión ejerce esfuerzos contra los anillos compresores;
Fig. 18. Esfuerzos en Paredes de Cilindros Compresores. El material comúnmente empleado para la fabricación de anillos de pistón compresores es a base de teflón, este material posee un bajo coeficiente de fricción, alrededor de; 0,1. Este material seleccionado para funcionar a la par con la camisa, se adapta muy eficientemente para camisas con rugosidades de; 0.25 – 0.5 µm, que es el acabado normalmente empleado en las superficies de las camisas para cilindros compresores. Las fuerzas en las camisas del pistón se derivan de la presión en cada carrera bajo los efectos de las presiones alternas de: succión y descarga en cada ciclo de compresión, bien para un cilindro de acción sencilla o de acción doble. El efecto de las fuerzas dentro del cilindro compresor han de depender de elementos tales como; resortes de válvulas de succión, descarga, lift o espacio que se levantan los resortes de válvulas para permitir la salida del volumen da gas, describiendo así un área de paso. La selección adecuada de estos componentes permitirá determinar; la fuerza incidente del gas sobre la superficie del pistón, y en consecuencia en las áreas de las secciones de; los anillos compresores. La lubricación es un factor determinante en las condiciones de fricción en la interface; anillo-pistón. En razón a ello es importante mantener las superficies lubricadas, con el propósito de minimizar las condiciones de desgaste adhesivo entre las superficies en movimiento. Las condiciones de vibraciones en los cilindros compresores se incrementan a medida que el desgaste avanza en las superficies; del cilindro, anillos, pistón. Es por ello de vital importancia mantener un régimen adecuado de lubricación, así como presiones operacionales bajo condiciones normales, afín de minimizar el efecto de las fuerzas en la zona anillos, pistón, camisa.
2. Aplicación de Monitoreo de Condiciones mediante Análisis de Vibraciones en Motocompresores a Gas Natural. La inspección de equipos y maquinarias de los diferentes procesos industriales, que integran las actividades económicas mas representativas de nuestra América Latina, han mostrado avances en su implementación que van desde la simple inspección visual de un parámetro de funcionamiento; presión, temperatura, hasta el registro de vibraciones debido a fuerzas en partes y componentes. El efecto de estas fuerzas actuantes, no representan riesgo, cuando se comportan dentro de ciertos limites, sin embargo fuera de estos, pueden ocasionan interrupciones al proceso productivo y causar efectos perjudiciales a la salud del personal de operaciones y mantenimiento. El empleo de novedosas estrategias de mantenimiento, en la búsqueda continua de aplicar procedimientos para mejorar el desempeño de los equipos, ha de complementarse con el desarrollo en el campo de la electrónica para obtener resultados que permitan identificar la condición de la maquinaria. Se hace necesario plantearse acciones de mantenimiento que tengan como razón de ser para su aplicación, información proveniente de parámetros como; tiempo medio entre fallas, confiabilidad de los equipos, así como registros de la condición de la maquinaria, validados estos por limites de aceptación establecidos. La falla en un componente afecta la función para la cual bajo condiciones de diseño fue especificado. Es por ello necesario, mantener el equipo funcionando dentro de límites permisibles. Los esfuerzos en partes y componentes con valores superiores a lo establecido conducirán a operaciones menos confiables y seguras. El ciclo de vida del Motocompresor a Gas Natural, esta referido al tiempo desde su instalación, hasta el momento que es desincorporado a causa de efectuarle mantenimiento de tipo general, o en las circunstancias mas criticas, bajo condiciones de falla mayor en; componentes importantes, como; cigüeñales, bastidores, fundaciones. Es por ello, el funcionamiento de un Motocompresor a Gas Natural, representa un caso particular en la aplicación del análisis de vibraciones como herramienta para el monitoreo de condiciones. La presencia de movimientos rotativos, y alternativos sugieren el uso de procedimientos que permiten conocer, si un componente esta cumpliendo la función, en el tiempo establecido, bajo condiciones de esfuerzos permisibles, que no afectan su integridad mecánica, y el riesgo operacional durante su funcionamiento. Así como el número de veces que un evento ocurre en el Motocompresor; como la apertura y cierre de las válvulas compresoras, las veces que una válvula de admisión es aperturada para admitir la cantidad de mezcla necesaria para la conversión de energía química en energía mecánica en forma de movimiento, puede ser monitoreado en el dominio de la frecuencia determinando la amplitud con que el evento ocurre. Es así como la información obtenida mediante colectores de datos, y sensores de vibración, reflejara de modo real el comportamiento de los componentes internos del Motocompresor de modo confiable. El Análisis de vibraciones es la herramienta bajo el enfoque de monitoreo de condiciones, que permite desde la instalación en su fase inicial del Motocompresor a gas natural, construir la línea de tendencia del comportamiento de los esfuerzos en partes y componentes, en referencia a un valor limite. Para ello se requiere monitorear; el efecto de la fuerza, sobre la masa de los cuerpos, moderada esta interacción, por la rigidez, amortiguamiento y la rapidez de cambio con que la fuerza actúa sobre los cuerpos. Es así como surge el monitoreo de condiciones, como la practica del mantenimiento que permite identificar el estado de funcionamiento del Motocompresor a Gas Natural. Determinando el nivel de la acción de mantenimiento a aplicar, por las tendencias registradas en sus parámetros de comportamiento. Se requiere para ello, conocer la maquinaria a evaluar; velocidad de operación, carga de trabajo permisible, tiempo de funcionamiento, con el propósito de establecer los rangos de medición permisibles, siendo estos representados por los valores configurados en los colectores de datos utilizados para el registro de información. El propósito es ofrecer un canal de comunicación valido, de tal modo que los cambios en los esfuerzos presentes entre las partes que interactúan puedan ser visualizados, generándose acciones correctivas tempranas de modo efectivas.
3.0 Monitoreo de Fuerzas en Componentes mediante Análisis de Vibraciones. Los mecanismos y su funcionamiento se encuentran asociadas a fuerzas de diferentes magnitudes las cuales, requieren de una eficiente medición y registro con el propósito especifico, de determinar su alcance en el lugar donde desarrollan su efecto, en adecuada interacción con partes y componentes. Para alcanzar un efectivo entendimiento de las unidades empleadas para el monitoreo de fuerzas mediante análisis de vibraciones en motocompresores, se requiere conocer como se desarrolla una onda senoidal, tomada como referencia. Partiremos de dos ondas senoidales A, y B. Las cuales se encuentran desfasadas en 90º una respecto de la otra. La onda B adelanta a la onda A, en 90º. Esto significa que cruza primero el eje de coordenadas respecto la onda A. Es importante hacer referencia a este modelo, solo bajo condiciones de una una onda senoidal pura. El comportamiento de la onda senoidal, nos permitirá acercarnos a conceptos aplicados al campo vibracional, los cuales nos permiten identificar las magnitudes bajo las cuales se evalúan las vibraciones en los Motocompresores a Gas Natural.
Fig. 19. Elemento de la Onda Senoidal. Parámetros de Referencia: 1. P : Periodo de tiempo entre valores máximos de la onda 2. Pico: Amplitud de la Onda desde el eje de referencia tiempo “t”. 3. Pico-Pico: Amplitud de la Onda entre valores máximos positivos y negativos. 4. Valor RMS : valor de la cantidad de potencia efectiva en la onda ; 0.707valor pico 5. Avg: Valor promedio de la onda; tiene un valor de 0.637 valor pico. 6. Amplitud : valor alcanzado por la onda vibratoria 7. Fase: Diferencia en grados de una onda con respecto a otra.
Los Términos antes mostrados nos indican el comportamiento de la onda, en el eje de coordenadas, entre valores de -1 y 1, si tomamos referencia de su comportamiento como función. Son inherentes a este comportamiento, el valor RMS, este parámetro define desde el punto de vista de las vibraciones, la cantidad de energía presente en el movimiento ondulatorio de una onda vibratoria. El valor RMS; se refiere al valor de la raíz media cuadrática “root mean square”, de la onda . Posee un valor de 1.707 veces el valor pico máximo de la onda. Es un parámetro que muestra el índice de cuanta energía esta contenida en el valor de la vibración colectada. Amplitud de la Onda Vibratoria: es el máximo valor alcanzado por la onda desde el eje de referencia hasta un valor “pico”. La Amplitud de vibración puede ser evaluada mediante la siguiente formula. para una onda senoidal pura; donde “X” , se define como el desplazamiento de la onda vibratoria . X = A.Sen (wt)
Ec (5)
Si procedemos a derivar esta ecuación encontraremos la velocidad con que se desplaza la onda Donde: X = desplazamiento que posee la onda senoidal A = Amplitud de Vibración W = Velocidad angular con que se desplaza la onda Senoidal T = tiempo “t”. Al proceder a derivar la Ec (5), se obtiene la velocidad, dada esta por; X’ = A. W. Coseno (wt)
Ec (6)
Donde; X’ = Velocidad de la onda senoidal, si se vuelve a derivar (6) Se obtiene: X’’ = - A.W^2. Sen (wt)
Ec (7)
Hemos así obtenido; los términos que nos permiten definir la amplitud de una onda vibratoria senoidal pura, sin embargo el campo industrial donde se desempeñan las maquinarias, no siempre la onda vibratoria se asemejan a una onda senoidal “pura”, sin embargo podemos tomarla como referencia para el comportamiento de muchos fenómenos vibratorios, que se hacen presentes en el comportamiento de los equipos que se desempeñan aportando la energía para el funcionamiento de las actividades industriales . 3.1 Forma de Medir la Amplitud de Vibraciones. La amplitud alcanzada en el movimiento vibratorio, puede medirse dependiendo de la frecuencia con que esta onda se desplace en el tiempo veamos; Desplazamiento; define la amplitud alcanzada por un cuerpo en movimiento vibratorio, se emplea para medir las oscilaciones que presenta un equipo durante su funcionamiento. Es empleado para registrar la amplitud de vibración a bajas frecuencias, comúnmente a frecuencias inferiores a; 1200 CPM. Velocidad ; se tiene como la rapidez, con que cambia el desplazamiento en el tiempo “t”, se relaciona con la “fatiga”, que se genera producto de los cambios continuos que se presentan en el movimiento del cuerpo. La velocidad de la vibración, comúnmente se emplea como parámetro de medición de la severidad con que las vibraciones se hacen presente durante el funcionamiento del equipo. Su rango se remita desde 600 CPM hasta 60000 cpm.
Aceleración; la aceleración define la razón de cambio de la velocidad, y en consecuencia de los esfuerzos presentes en el componente, es una forma de medir la amplitud de la vibración a altas frecuencias como se hacen presentes en los componentes. Se emplea este parámetro en frecuencias mayores a 60000 CPM. 3.2 Interpretación de la razón del Empleo de las Frecuencias en relación al Parámetro de Medición de la Amplitud de Vibración; Veamos el siguiente sencillo modelo de una onda senoidal, y el ciclo descrito esta.
Fig. 20. Periodo de una Onda Senoidal. La onda senoidal de la figura descrita, describe un ciclo al iniciar el movimiento en 0º, describir un movimiento ondulatorio, y culminar en 360º, o 2π. Diremos luego de haber finalizado en 360º, que ha cruzado el eje “0”, tal donde se encontraba al iniciar su movimiento. Esto permite concluir, que; CICLO: Es todo proceso que finaliza un recorrido al pasar por el punto donde inicio el movimiento, luego de transcurrido un tiempo “t” determinado P=1/F
PERIODO El instante de tiempo “t” que existe entre los valores máximos positivos de una onda senoidal
FRECUENCIA Razón Inversa Del Periodo
Criterio 1 ; a medida que tengamos “periodos” de tiempo mas elevado, el tiempo invertido para dar un ciclo se hace mucho mayor, en consecuencia el numero de ciclos por unidad de tiempo será menor . Por esta razón al monitorear equipos de bajos CPM, se emplean unidades de bajas frecuencias.
3.3 Selección de parámetros para Muestrear la señal de vibración. La señal de vibración, es el elemento que requiere el mas limpio camino para ser visualizado, con el propósito de permitir un mejor análisis, y en consecuencia un diagnostico acertivo.El muestreo de la señal de vibración requiere entender los conceptos de, señal continua, y señal discreta. Señal analógica continua; esta señal varia en función de los valores con que la misma se comporta en el tiempo, un ejemplo de ello, cuando registramos los valores de temperatura en un termómetro. Observamos que la temperatura cambia de modo gradual de un valor a otro. Señal discreta; es la señal que esta representada por un conjunto de valores de señales discretas. Una variable discreta puede ser el “muestreo” de señales de tipo continuas. Registro de Tiempo; se refiere a “N” muestras tomadas de modo consecutivo, equiespaciadas entre ellas. El cálculo de modo computacional de estas muestras las considera como una potencia de dos; 1024, 2048, o bien 4096. La transformada rápida de Fourier, es el método que permite mediante la creación de registros de tiempo obtener un espectro de N/2 líneas. La obtención de la mitad de las líneas se debe a que se obtienen dos informaciones; la Amplitud y la Fase. 3.3.1 Relación del registro de Tiempo con la señal muestreada. Para poder monitorear una señal que posee un; periodo y un frecuencia; la longitud de su registro de tiempo debe contener el periodo de la señal muestreada, y en consecuencia la frecuencia correspondiente a la señal muestreada, podemos ver este efecto en la fig 21, donde se muestre la longitud de registro de tiempo.
Fig. 21. Registro de Tiempo. Criterio 2: La solución para que el la longitud del registro del tiempo pueda contener la señal de la onda a muestrear, consiste en; seleccionar un numero especifico de muestras afectando la longitud del registro de tiempo. Si reduce el registro de tiempo, las muestras deben ser tomadas más rápido, con un rango de frecuencia más alto.
Con el propósito de determinar la tasa de muestreo de una señal de un componente, se establece que;
“EL NUMERO DE LINEAS PARA MONITOREAR UNA SEÑAL ES IGUAL AL NUMERO DE MUESTRAS EN EL REGISTRO DE TIEMPO DIVIDIDO POR 2.56”
Nº Lineas = Nº Muestras / 2.56
Ec (8)
Esto nos permite tabular, MUESTRAS VS Nº LINEAS en los colectores de vibración, Tabla 1 – Nº de MUESTRAS VS Nº LINEAS MUESTRAS
Nº LINEAS
512
200
1024
400
2048
800
4096
1600
8192
3200
La tabla antes mostrada, se deriva del criterio establecido por Harry Nyquist en 1928, y demostrado por Claude E, Shannon en 1949.
CRITERIO DE NYQUIST: LA TASA DE MUESTREO DEBE SER MÁS GRANDE QUE EL DOBLE DE LA FRECUENCIA DE INTERES MÁS ALTA.
Es por ello de vital importancia conocer las tasas de muestreo. Pues ello permite seleccionar estrategias para colectar la data de forma más rápida. Significando ello, al seleccionar una tasa de muestreos mas altas se invierte menos tiempo en colectar la data. La razón no debe ser únicamente el tiempo empleado en colectar la data. La evaluación de componentes críticos como los cojinetes de bancadas del Motocompresor ameritan seleccionar tasas de muestreos que permitan reflejar de modo confiable las condiciones de funcionamiento del eje del cigüeñal dentro de los cojinetes.
3.4 Criterios para la selección de los Parámetros de Amplitud a medir. El siguiente grafico 1, describe las relaciones entre las diferentes medidas para medir la amplitud de vibración; y su relación con la frecuencia.
La selección de parámetros de vibración para un monitoreo efectivo de las fuerzas en partes y componentes de motocompresores, han de tomar en cuenta dos variables importantes; la frecuencia, y la amplitud. Se entiende de acuerdo al grafico mostrado; Se han de considerar los siguientes Rangos: 1. Motores Alta Velocidad : se consideran aquellos con RPM > 1000 2. Motores Baja Velocidad ; se estiman los que funcionan con RPM < 600 Criterio 3: Amplitudes sugeridas para monitorear vibraciones en motocompresores MOTOCOMPRESORES ALTA VELOCIDAD; Seleccione Amplitudes medidas en VELOCIDAD (Pulg/seg-pico). MOTOCOMPRESORES BAJA VELOCIDAD; DESPLAZAMIENTO (Mils Pico-Pico)
Seleccione
Amplitudes
tomadas
Unidades Empleadas para Monitorear las Vibraciones: a) Velocidad = π. D. F / 60.000
DESCRIPCION
b) Desplazamiento = 60,000. V / π. F
A = Aceleración-Pico(G’S)
c) Velocidad = 3690. A / F
V = Velocidad – Pico(IPS)
d) Aceleración = V. F /3690
D = Desplazamiento Pico-Pico(mils)
e) Aceleración = D. F^2 / 70,470,910
F = Frecuencia (CPM)
f) Desplazamiento = 70, 470,910. A / F^2
en
4.0 Modos de Fallas Comunes en Motocompresores. Un modo de falla se define; como un evento que cause una falla funcional de un componente. En la tabla 2 Tabla 2 . Modos de Fallas Comunes en Motocompresor. FUNCION
FALLA FUNCIONAL
-Daño en Anillos -Desgaste en Camisa COMPRIMIR GAS
CONVERSION DE MOVIMIENTO ALTERNATIVO EN RECIPROCANTE
INCAPACIDAD DE COMPRIMIR GAS
PROBLEMA EN CONVERSION DE MOVIMIENTO ALTERNATIVO EN RECIPROCANTE
-Vibraciones en el Cilindro Compresor
-Daños en Válvulas Compresoras
-Incremento de la Carga en la Barra
-Solturas de Pernos de sujeccion de crucetas
-Vibraciones en la Cruceta
-Falla de lubricación
-Baja Capacidad de Compresión
-Soltura de Tuerca de la Barra Compresora
-Alta temperatura en el Acople PERDIDA DE ALINEACION ENTRE EJES
-Perdida de Compresión
-Desgaste en Pistón
-Desalineación
ACOPLAMIENTO DEL MOTOCOMPRESOR
EFECTO DE FALLAS
MODOS DE FALLAS
-Soltura en Pernos de Acoplamientos
-Trabamiento del Mecanismo BielaCruceta-Cigüeñal - Vibraciones en Bancadas - Rotura de líneas y tuberías -Baja Capacidad de Compresión -Vibraciones en Cojinetes
-Oscilaciones RPM CONVERSION DE ENERGIA QUIMICA EN ENERGIA MECANICA
PERDIDA DE POTENCIA
-Incremento de Presion de Manifold.
-Alta Temperatura de Combustión de Cilindros de Fuerza -Alta Temperatura del Agua de Enfriamiento -
4.1 Importancia de la Determinación de los Modos de Fallas; Las estrategias de mantenimiento aplicadas a equipos Motocompresores, requieren de dotarse de procedimientos que permitan conocer los posibles escenarios de fallas, previendo de esta forma las actividades y recursos necesarios para minimizar el impacto de las acciones correctivas. Son los modos de fallas un metodología de probada efectividad para la identificación de posibles fallas potenciales que afecten la confiabilidad del componente durante su ciclo de vida útil. 5.0 Estrategias Proactivas para Minimizar el Efecto de las Fuerzas en Componentes en Motocompresores a Gas Natural.
La aplicación de acciones de mantenimiento proactivas se refieren al conjunto de actividades necesarias de implementar con el propósito de minimizar el efecto de las fuerzas incidentes en componentes en el Motocompresor, de tal modo de mantener un funcionamiento confiable durante su vida útil. Entre estas tenemos; 5.1 La Alineación de Ejes. La gran mayoría de equipos que funcionan bajo la modalidad de; acoplamiento, donde un eje conductor comúnmente; motor a combustión interna, o de tipo eléctrico, suministrar la energía motriz a un eje conducido, presentan condiciones de desalineación que puede ser; desde una bomba centrifuga de pocos caballos de fuerza, hasta un compresor reciprocante capaz de movilizar millones de pies cúbicos de gas por día. Las causas que originan desalineación provienen de diversa naturaleza, que van desde la instalación, montaje, hasta la presencia de condiciones de operación que generan fuerzas excitadoras, que coadyuvan a la presencia de la no colinealidad de los ejes que funcionan acoplados. Es por ello, de suma importancia ejercer acciones que permitan mantener los equipos operando, sin condiciones de desalineación presentes. El efecto ejercido sobre los cojinetes a causa de una desalineación presente, derivan en fallas tempranas debido a irregular película de aceite entre el eje y la superficie del cojinete, esta variación se presenta en los planos; x, y, z.
Fig. 22. Planos de alineación. Los efectos, generados por la desalineación se traducen en los siguientes efectos; a. Desgaste a corto plazo, luego de su instalación en cojinetes, sellos de aceite. b. Fallas recurrentes en acoplamientos, daños en shinnes de acoplamiento. c. Temperaturas superior al valor normal de operación en Cojinetes d. Tensión en plano del Carter del cigüeñal, ocasionando solturas de pernos. e. Temperatura superior al límite permisible en zona de acoplamiento 5.2 Monitoreo de Desgaste de Metales mediante Análisis de Aceite.
El Análisis de aceite representa una de las estrategias que permiten de modo proactivo identificar las condiciones de desgaste presentes en los componentes internos del motor. Un motor sometido a un régimen de funcionamiento con elevadas vibraciones es más propenso a generar condiciones de desgaste que incidan en la vida útil de sus componentes. Los departamentos de mantenimiento, necesitan implementar programas de monitoreo de muestras de aceite en motocompresores a gas natural, en razón de mantener tendencias de comportamientos de elementos tales como; cobre, aluminio, hierro, plomo, cromo, etc., entre otros. Esto, como índices de desgaste en componentes tales como; trenes de válvulas, camisas, pistones, cojinetes de deslizamiento, serpentines de enfriamiento, anillos de fuerza. Para ello se emplean procedimientos que identifican en partes por millón el porcentaje del elemento de desgaste presentes; la espectroscopia de absorción atómica es una de ellas , la cual mediante el bombardeo con rayos infrarrojos de un muestra de aceite se permite determinar;
Metales de Desgastes
Aditivos
Contaminantes
La ferrografia ofrece otra alternativa para identificar el porcentaje de materiales ferrosos presentes en la muestra de aceite. Para obtener información se deben seguir ciertos procedimientos, que faciliten de modo confiable una información que pueda servir de base para establecer tendencias de comportamiento; Buenas Prácticas para la Toma de Muestras de Aceite 1. Extraer la muestra en zonas con fluidos en movimientos 2. Tomar la muestra en zonas de fluidos turbulentos, tal como codos. 3. Seleccionar zonas de tomas de muestras en corriente Aguas Abajo de; rodamientos, engranajes, bombas, cilindros de trabajos. 4. Efectuar Tomas de muestras de aceite a condiciones de funcionamiento límites. Frecuencias de Tomas de Muestras de Aceite; La frecuencia estará determinada por; los regímenes de funcionamiento bajo los cuales se desempeñan los equipos reciprocantes. Un criterio valido es tomar en cuenta las; velocidades de operación, así como la carga a las cuales se encuentran sometidas las unidades motocompresoras. Estas variables son tomadas en cuenta por el fabricante para determinar las frecuencias de las tomas de muestras de aceite. Es una condición valida, verificar la información obtenida mediante las tendencias de metales de desgaste, con el propósito de determinar frecuencias reales adaptadas a condiciones particulares de operación. Ello permite maximizar la frecuencia de cambio de aceite, representando un factor de ahorro esta estrategia.
5.3 Caso de Estudio:
PROBLEMAS EN CONJUNTOS DE FUERZA: PISTON SLAP Unidad K6 - Waukesha L7042GSI. Planta Acema Oritupano. El Tigre. Edo. Anzoátegui. Venezuela A continuación, se reseñará la detección de un problema puntual localizado el 29 de Agosto de 2006 en un cilindro de fuerza de un motor Waukesha L7042 GSI. En la figura A, se pueden visualizar las señales de Raw Vibration colectadas en las cámaras de dicho motor de combustión, específicamente en el lado R. Se observan principalmente los eventos de cierre de válvulas de admisión (IC) y escape (EC), así como también los eventos de apertura de la válvula de escape (EO). Del mismo modo, se observa la presencia de un impacto de considerable magnitud en el cilindro 4R, alrededor de los 45 grados, señal que refleja claramente la presencia de un posible problema de PISTON SLAP. Adicionalmente se observa una señal atípica alrededor de los 500 grados en el cilindro 5R. Grafica muestra condición detectada antes de la corrección;
Fig. A. Vibración Raw en cámaras lado R. Señales en fase a cada TDC de los cilindros de fuerza. Es importante recordar que el sistema presenta las señales de cada uno de los cilindros en fase con una referencia denominada TDC de manera de facilitar la identificación de problemas en los cilindros. Luego de verificar la unidad se encontraron daños en camisas; y pistones
Fig B. Camisas y Pistones dañados
Procediendo seguidamente a verificar condiciones luego de las correcciones efectuadas en la unidad se procedió a tomar data nuevamente el 30-11-2006, obteniendo la siguiente información; según fig C. Se puede observar ausencia del impacto antes observado a 45º, en cilindro de fuerza 4R.
Fig C, Se evidencia ausencia de Impactos a 45º en Cilindro de Fuerza 4R. De los resultados obtenidos anteriormente, se concluye que la aplicación efectiva de acciones de mantenimiento de tipo predictivo, de la mano de oportunas intervenciones, permiten minimizar el impacto generado por las fallas identificadas durante rutinas de inspección bajo enfoques de monitoreo de condiciones mediante Análisis de Vibraciones.
6.0 Sugerencias y recomendaciones: Con el propósito de lograr una efectiva aplicación de tecnologías predictivas fundamentadas en Análisis de Vibraciones. He aquí ciertas recomendaciones con el propósito de obtener una mayor efectividad en su implementación; Como estrategia para mejorar los planes de mantenimiento predictivo en las plantas compresoras se debe llevar un registro histórico del análisis de vibraciones que se realizan a los motocompresores a través de reportes de inspecciones dinámicas, que con el tiempo mediante la aplicación de métodos estadísticos, se pueden establecer niveles propios de alarma y advertencia de acuerdo a las tendencias registradas. La efectividad en el desarrollo de un plan de mantenimiento predictivo aplicando el análisis de vibraciones radica en darle un seguimiento a la información emitida, en forma de Reporte Predictivo donde se indican las condiciones de funcionamiento del equipo. Este seguimiento se sugiere realizarlo antes y después de que se presente la falla en el equipo, como también durante la realización de la respectiva corrección, de esta manera se confirma la causa que provoco el daño en el equipo a través de la retroalimentación. Mantener un canal de comunicación fluido, entre personal de operaciones, y mantenimiento con el propósito de darle control y seguimiento a las condiciones operacionales detectadas durante las inspecciones predictivas. Se deben establecer frecuencias de monitoreo de vibraciones en los motocompresores de acuerdo a su comportamiento en el tiempo, con el propósito de lograr la reducción al máximo de las paradas inesperadas y definir periodos acertados de inspección. Los equipos utilizados para medir la vibraciones e inspeccionar a los motocompresores, es decir: colectores de datos, software para interpretación de espectros, entre otros; deben contener la capacidad técnica requerida y adecuada para el correcto análisis de la maquinaria, tales como: capacidades en rangos de frecuencia del analizador, capacidad de monitoreo en tiempo real, capacidad de obtención de fase, capacidad de memoria del colector, entre otros. El personal analista de vibraciones juega un papel de suma importancia dentro del programa de mantenimiento de una planta compresora, por lo que debe ser capacitado y adiestrado constantemente, ya que de él depende la correcta interpretación de los espectros para el diagnostico del Motocompresor y las recomendaciones a seguir para las correcciones a las que hubiere lugar. La Información derivada de los reportes predictivos debe ser discutida entre los departamentos involucrados, a fin de hacer mas cualitativas las decisiones en relación a las actividades a ejecutar.
7.0 Beneficios: La implementación del Análisis de Vibraciones permite mediante la detección de condiciones hacer más confiables el funcionamiento de los equipos. Disminuye la Implementación de actividades correctivas, cambiando a mas preventivos menos correctivos. Reduce los costos asociados al Mantenimiento. Incrementa la confiabilidad operacional. Disminuye las cargas de trabajo, derivadas de acometer actividades “no programadas” Hace mas confiable el proceso Incrementa la motivación del personal, derivado de “Lo hago Bien, Funciona Bien”.
Autores: José Luis Rattia, Venezuela, Técnico Superior Universitario en Mecánica Térmica, Tesista de Ingeniería de Mantenimiento, Universidad Gran Mariscal de Ayacucho, Analista de Equipos Dinámicos - Petróleos de Venezuela, S.A. Teléfono: 058-4264128707, Correo: jrpowersupply@gmail.com. Jorge Alberto Guipe González, Venezuela, Tesista de Ingeniería Mecánica, Universidad de Oriente, Teléfono: 058-4168949055, Correo: j_guipe@hotmail.com, jorgeguipe@gmail.com.
CONTACTO VIA SKYPE: Para Contactos y Asesorías enviar solicitud al CORREO: JRPOWERSUPPLY@GMAIL.COM