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“La apertura como clave de éxito”

N° 32 Setiembre 2.008

El Autor 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.

TERMOGRAFIA INFRARROJA En esta ocasión compartiremos una experiencia de detección anticipada de falla que nos enviaran Anuestros inicios compañeros del presente de año, y luego de transitar el proceso respectivo Mantenimiento Predictivo de Planta Pisco en Perú. de gestiones necesarias, hemos adquirido e incorporado un moderno “Próximo numero” instrumental de última generación para la detección anticipada de ULTRASONIDOS fallas. Se trata de una Cámara Termográfica de alta resolución, la cual cuenta con un importante avance tecnológico de mucha utilidad VIBRACIONES Compartiremos una en el campo conocido como “Tecnología IR-FUSION” nueva experiencia dentro de la técnica en la PLANTA detección de pasaje de flujo interno y diagnóstico TOPPING de estado de todas las válvulas del Mànifoold INFORME ESPECIAL No 3 principal de Batería en un Yacimiento vecino.

MANTENIMIENTO PREDICTIVO PISCO

EMAC 1275-EAL 4570 A-1

OBJETO: Determinar causa alto nivel vibratorio y frecuentes averías. Reunión de Capacitación

Prácticas en Campo

La propuesta de provisión contemplaba la inclusión de un Software AVANSADO para realizar transferencias y análisis de las imágenes y generación de reportes en la PC; como así también, la realización de un curso de instrucción en Termografía de nivel básico y operativo del modelo adquirido, dictado por personal técnico capacitado (Termógrafo Nivel I), el cual se realizó íntegramente en nuestras instalaciones. Hoy, nos encontramos trabajando en la configuración de las ruta, y esperamos en breve comenzar con la rutina de medición en nuestras Plantas; No obstante a priori, ya realizamos algunas mediciones de pruebas y otras a pedido, en las que pudimos empezar a sorprendernos con nuestras propias detecciones. ¡Excelente! Yac. Ramos, Salta, Arg. Año VI, N° 32, Setiembre 2.008

Edición / Public.: M. Sánchez

NUESTRO CASO DE ANALISIS Los extremos son malos. www.clubdemantenimiento.com.ar Predictivo / Proactivo

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CASO: Motor Eléctrico de Equipo K-401-C RODAMIENTO ANALIZADO: 6317 C3 DIAGNOSTICO: Falla en la Lubricación debido a Sobrecarga Axial Compartiremos en esta ocasión una experiencia propia muy interesante en la detección de una falla ocurrida en el rodamiento de un motor eléctrico de 400 HP, cuyos datos de placa y esquema de máquina se listan mas abajo.

ESQUEMA DE MAQUINA ELECTROCOMPRESOR PROPANO K-401-C

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MOTOR

UNIDAD CONDUCTORA: MARCA: MODELO: SERIE N°: POTENCIA: RODAMIENTO: RODAMIENTO:

( MOTOR ELECTRICO )

ACEC KN-400-LRRR 21/A 217688 400 CV @ 2.955 R.P.M ATAQUE 6317 C3 O/ATAQUE 6317 C3

UNIDAD CONDUCIDA: MARCA: MODELO: SERIE N°: POTENCIA: RODAMIENTO: RODAMIENTO:

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( COMPRESOR TORNILLO )

FRICK RWB 11-177 TDSH-233S2086E ATAQUE O/ATAQUE

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NU-2316 E TVP2 #2, QJ-316 N2 #2 NU-2315 ECP #2

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El equipo en cuestión se encuentra incluido dentro de la ruta de Mantenimiento Predictivo y venía siendo monitoreado periódicamente, habiendo superado cómodamente las expectativas de vida prevista por el fabricante con 50.065 Hs. de servicio. Al tiempo de la última medición de rutina, el recorredor de Planta dio informe de un zumbido anormal que era percibido en la zona cercana al motor eléctrico, por lo que luego de confirmar el mismo se decide realizar una nueva medición en el equipo. El análisis de la gráfica de tendencia para el parámetro de Aceleración en el punto 2 (Motor eléctrico) develó un incremento repentino en sus niveles de amplitud (Fig.1).

Incremento de Amplitud

Tránsito Normal

Falla Corregida

(Fig. Nª1) Gráfica de Tendencia de Ac. Pto. 2H Motor eléctrico El espectro de Aceleración mostró la componente de banda ancha en la región de los 2.500 Hz. Aprox. típica de deficiencia de lubricación, más la presencia de componentes de falla de elementos (Fig. N°2)

Componentes Frecuencias de falla

Comp. Banda ancha Deficiencia lubricación

(Fig. Nª2) Espectro de Ac. Pto. 2H Motor eléctrico Yac. Ramos, Salta, Arg. Año VI, N° 32, Setiembre 2.008

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Al ver presentes en el espectro de Aceleración algunas componentes de falla, nos preguntamos que comportamiento habría tenido la Envolvente de Aceleración para el mismo punto de medición. Dado que al ser este un parámetro más sensible a los cambios y variaciones de fuerzas presentes en los componentes de la máquina, como era de esperar, este nos indico una tendencia igual al anterior con una amplitud más importante (Fig. Nª3)

Incremento de Amplitud

Tránsito Normal

Falla Corregida

(Fig. Nª3) Gráfica de Tendencia de Env. Ac. Pto. 2H Motor eléctrico

En el espectro de Evolvente de Aceleración nos mostró sobre el origen de las componentes de falla moduladoras presentes, indicando a las mismas como provenientes de los componentes rodantes y jaula en menor medida (Fig. Nª4).

(Fig. Nª4) Espectro de Env. Ac. Pto. 2H Motor eléctrico Yac. Ramos, Salta, Arg. Año VI, N° 32, Setiembre 2.008

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Se realizó también la consulta al Historial de Mantenimiento en busca de algún evento anterior que pudiera haber producido un cambio en el estado de la máquina, pudiendo detectar que en la misma se habrían realizado a posterior de su evento más importante (Over Haull de 30.000 Hs.), una intervención para cambio de sello mecánico y al menos dos alineaciones con movimientos del Motor eléctrico. Con los elementos reunidos hasta ahora, más las horas de marcha, es tomada la dedición de cambio de los rodamientos en la máquina conductora.

Tareas de desmontaje para cambio de rodamientos

Rodamiento reemplazado

Luego de realizado el reemplazo de los rodamientos en el Motor eléctrico, se procedió al estudio de los componentes a fin de determinar la causante de la falla. Pudo observarse que los elementos componentes pistas exterior e interior, presentaban su marca característica del camino de rodadura esperado para las horas de marcha, pero sensiblemente desplazada lateralmente, debido probablemente a influencia de fuerzas axiales; También llamó la atención la presencia en todos los componentes rodantes de una marcada coloración concéntrica, con mayor definición en unos que en otros.

Rodamiento desarmado para su estudio

Marcada coloración en las bolas

Fueron realizadas varias consultas al fabricante por experiencias anteriores similares que hubieran producido los mismos efectos, quien sugirió el envío de los elementos para ser evaluados por un experto propio en un laboratorio con microscopio. Luego del envío, el experto concluyo: Los elementos rodantes presentan una coloración oscura producto de la polimerización del lubricante por acción de temperaturas elevadas. Este polímero se adhiere a la superficie del metal y lo colorea. En caso de existir condiciones de rozamiento metal – metal, esta película se remueve dejando descubierto el metal. Daría la impresión de que este es el caso en el elemento rotante en cuestión, se observa además que alrededor de la marca oscura hay rastros de rozamientos que se copian en el interior de los alvéolos. Yac. Ramos, Salta, Arg. Año VI, N° 32, Setiembre 2.008

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La pregunta entonces es, ¿por qué se rompió la película de lubricante en la zona de deslizamiento del elemento rodante / jaula?

Elemento rodante con evidencia de rozamiento

Marca en interior de alvéolos

Conjeturas Arribadas: Con todos los elementos reunidos, consultas de historiales y análisis realizadas, pudimos armar un escenario propio imaginario del evento ocurrido con anterioridad que pudo haber llevado a la falla del rodamiento, arribando a las siguientes conjeturas: Analizamos las fuerzas actuantes en la máquina conductora concluyendo que la misma carecía de fuerzas radiales, con predominio de fuerzas axiales puramente aportadas por la máquina conducida (compresor de tornillos axiales). Según el Historial de Mantenimiento hubieron al menos dos intervenciones en los meses anteriores a la falla para alineación donde fue necesario realizar movimientos en la máquina conductora, más otra intervención para realizar cambio del sello mecánico, tarea esta que requiere de maniobras de desmontaje provisorio de la brida de acople para poder acceder al desmontaje y montaje del sello a reemplazar. Entonces, pudo ser factible que al realizar estos movimientos se vieran modificadas las distancias (huelgos) entre ejes, o cruce entre bridas, limitando el juego axial y produciendo por ende el empuje a través del eje de los elementos rodante contra su propia jaula de contención, y a su ves, de esta contra el lubricante y tapas laterales, en una posición definida y por un período de tiempo. Esto agregado a las temperaturas presentes producida por el contacto pudo ser determinante para producir la polimerización y rotura del filme lubricante desencadenando la falla. Ahora bien, pensamos, toda esta condición (de alguna manera magnificada para poder ser explicada y entendida), debió presentarse en periodos de tiempo intermitentes con mayor o menor fuerza dependiendo de las constantes variaciones de carga del compresor hasta llegar gradualmente a una etapa donde la falla se acentuara y pudiera ser audible como un zumbido. Para confirmar esto, realizamos una nueva consulta al Software sobre el comportamiento que habría tenido el mismo punto (P2) pero en la dirección Axial, pudiendo comprobar que componentes de 1X (RPM Motor) y 4X Frecuencia de paso de lóbulos del compresor estaban presentes con mayor o menor amplitud desde las intervenciones anteriores, confirmando entonces influencias de fuerzas Axiales que eran percibidas por el Motor. Las mismas características también eran observadas en el punto 4 (Axial Compresor), por supuesto con mayor energía, dado que este punto es el más cercano al origen de estas frecuencias y la posición del sensor era coincidente con el sentido de las fuerzas. Las figuras que se muestran a continuación (Fig. N° 5, 6 y 7) corresponden a tendencia, cascada y espectro del parámetro de Velocidad respectivamente del punto 2 Axial del Motor eléctrico. Yac. Ramos, Salta, Arg. Año VI, N° 32, Setiembre 2.008

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1° Evento (Over-Haull)

Cambio sello y alineaciones

Cambio rodamiento motor

(Fig. Nª5) Gráfica de tendencia de Velocidad. Pto. 2A Motor eléctrico

Fc. 1X y 4X presentes

(Fig. Nª6) Gráfica de cascada de Velocidad. Pto. 2A Motor eléctrico

1X (RPM Motor) 4X FREC. Paso lóbulos

(Fig. Nª7) Espectro de Velocidad. Pto. 2A Motor eléctrico Yac. Ramos, Salta, Arg. Año VI, N° 32, Setiembre 2.008

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Imagen de pistas exterior e interior con marcas del camino de rodadura y componentes rodantes con coloración y marcas de rozamientos descriptos.

Carlos M. Sánchez Predictive Maintenance Vibration Analyst Certified: Category II Vibration Institute USA: ISO 14836-2 Certified Ultrasonic Testing - Level I - ISO-9712 Ruta Nac. N° 34, Km. 1431, Gral. Mosconi C/P 4560 Salta, Argentina TEL: 054-03875-4-23333 int.: 680 E. Mail: [email protected] www.clubdemantenimiento.com.ar

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