Informe Analisis Vibracional Acople Bomba

INFORME FINAL – ANÁLISIS VIBRACIONA L El presente informe tiene como fin realizar un diagnostico de falla de un sistema motor-bomba centrifuga mediante un análisis de espectros.

ANÁLISIS VIBRACION AL MOTORBOMBA

INFORME FINAL – ANÁLISIS VIBRACIONAL ÍNDICE INTRODUCCIÓN................................................................................................... 3 1. MARCO TEÓRICO............................................................................................. 4 1.1. DIAGNÓSTICO DE FALLAS............................................................................. 4 1.2. TÉCNICAS DE DIAGNÓSTICO DE FALLAS.......................................................4 1.2.1. ANÁLISIS ESPECTRAL................................................................................ 4 1.2.2. RODAMIENTOS.......................................................................................... 8 1.2.2.1. FRECUENCIAS DE RODAMIENTOS........................................................... 8 1.2.2.2. DEFECTOS Y SÍNTOMAS......................................................................... 9 1.2.3. MOTORES ELÉCTRICOS............................................................................. 9 1.2.3.1. IDENTIFICACIÓN Y CORRECCIÓN DE FALLAS..........................................9 1.2.4. BOMBAS CENTRÍFUGAS........................................................................... 10 1.2.4.1. FALLAS COMUNES................................................................................ 10 2. DESARROLLO DEL DIAGNÓSTICO.................................................................. 11 2.1. PRE-DIAGNÓSTICO..................................................................................... 11 2.2. DIAGNÓSTICO DE MOTOR.......................................................................... 12 2.2.1. PUNTO #1-VERTICAL............................................................................... 12 2.2.2. PUNTO #1-HORIZONTAL......................................................................... 13 2.2.2. PUNTO #1-AXIAL..................................................................................... 14 2.2.2. PUNTO #2-VERTICAL............................................................................... 15 2.2.2. PUNTO #2-HORIZONTAL......................................................................... 16 2.2.2. PUNTO #2-AXIAL..................................................................................... 17 2.3. DIAGNÓSTICO DE LA BOMBA..................................................................... 18 2.3.1. PUNTO #3-VERTICAL............................................................................... 18 2.3.1. PUNTO #3-HORIZONTAL......................................................................... 19 2.3.1. PUNTO #3-AXIAL..................................................................................... 20 2.4. SÍNTESIS..................................................................................................... 21 3. CONCLUSIONES............................................................................................. 21 4. BIBLIOGRAFÍA................................................................................................ 21

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INTRODUCCIÓN El presente informe tiene como fin realizar un diagnostico de falla de un sistema motor-bomba centrifuga mediante un análisis vibracional. Para esto se trabajó con un software especializado, Omnitrend, con el que se pudo observar los espectros de vibración de cada punto de muestra del sistema (2 puntos de medición en el motor y 1 en la bomba).

INFORME FINAL – ANÁLISIS VIBRACIONAL

1. MARCO TEÓRICO 1.1. DIAGNÓSTICO DE FALLAS Las frecuencias medidas en los alojamientos de cojinetes y ejes de las máquinas son utilizadas para orientar el diagnóstico de fallas, estas vibraciones son causadas por fuerzas vibratorias (excitadoras). Las frecuencias aumentan por desgaste de la maquina, instalación, fallas o por modificación del diseño. La facilidad con el cual una falla puede ser identificada a partir de unos datos de prueba confiables es directamente proporcional a la información disponible acerca del diseño de la máquina y sus mecanismos, especialmente cuando la misma frecuencia es utilizada para identificar las diferentes fallas de las máquinas; por ejemplo, desbalance de masas, soltura y desalineamiento

1.2. TÉCNICAS DE DIAGNÓSTICO DE FALLAS Las técnicas más importantes para el diagnostico de fallas son: Forma de tiempo de onda, órbita, espectro y fase. Las frecuencias que se adquieren por desplazamiento del eje y por transductores instalados en la carcasa se relacionan con frecuencias conocidas por la máquina, como se observa en la siguiente tabla,

1.2.1. ANÁLISIS ESPECTRAL Un espectro puede ser analizado rápidamente con el siguiente procedimiento: 

Identificar la velocidad de operación y sus armónicas (órdenes). Los datos se pueden presentar en formatos de frecuencias o de órdenes (ver figura) .

• Identificar las frecuencias dominantes que son múltiplos de la velocidad de operación, incluir las frecuencias de paso de alabe, electromagnéticas y de frecuencias de engrane (ver figura).

• Identificar las frecuencias no sincrónicas y sus múltiplos, tales como; frecuencias de fallas de rodamientos (ver figura)

• Identificar las frecuencias de pulsación, dos componentes de frecuencia cercanas una de otra, sus amplitudes se suman y se restan durante un ciclo de pulsación (ver figura).

• Identificar las frecuencias que no dependen directamente de la velocidad de operación; tales como las frecuencias naturales o frecuencias de vibración de maquinas vecinas (ver figura).

• Identificar las bandas vecinas (ver figura) eso se relaciona a un componente de baja frecuencia de vibración que modula (los cambios) la amplitud de una vibración de alta frecuencia. Las bandas vecinas son componentes de frecuencia que aparecen en el espectro además de una frecuencia dominante tal como la frecuencia de engrane. La modificación de la vibración de la frecuencia de engrane de una caja de engranajes por desgaste desigual (ver figura 4.6) es un ejemplo bueno. Una banda vecina identifica la posición de la falla si la frecuencia se empareja con la velocidad de un componente de la máquina.

1.2.2. RODAMIENTOS Cuando las billas o rodillos pasan sobre un defecto en las pistas o canastillas, se generan pulsos como resultado de una combinación de las frecuencias de los rodamientos. El diseño de la máquina determina la magnitud de la vibración obtenida en la caja de cojinetes.

1.2.2.1. FRECUENCIAS DE RODAMIENTOS Los elementos de los rodamientos generan frecuencias únicas que dependen de su geometría y de su velocidad de operación [4.1]. Cuatro frecuencias básicas pueden ser generadas por rodamientos defectuosos. • Frecuencia de paso de las billas por la pista exterior (BPFO); que es generado por las billas o rodillos que pasan sobre los defectos de la pista. • Frecuencia de paso de las billas por la pista interior (BPFI); que es generado por las billas o rodillos que pasan sobre los defectos de la pista. • Frecuencia de giro de la billa o rodillo (BSF); generado por los defectos de la billa o rodillo. • Frecuencia fundamental del tren (FTF); generada por defectos en la jaula o canastilla o por movimientos inadecuados.

1.2.2.2. DEFECTOS Y SÍNTOMAS La siguiente tabla resume los defectos y síntomas de rodamientos.

1.2.3. MOTORES ELÉCTRICOS El motor de inducción es accionado por un voltaje a la frecuencia de la línea de 60 Hz (en el Perú) directamente del terminal de fuerza o por un controlador que reforma la potencia a una frecuencia de línea diferente eso proporciona velocidades variables. Los motores de inducción se diseñan para operar a un número fijo de velocidades por el número de polos

1.2.3.1. IDENTIFICACIÓN Y CORRECCIÓN DE FALLAS El siguiente cuadro resume los problemas y su corrección de manera precisa,

1.2.4. BOMBAS CENTRÍFUGAS Una bomba centrífuga consiste de elementos rotativos (eje e impulsor) y los elementos estacionarios (carcasa, rodamientos y prensaestopas). Los anillos de desgaste son utilizados en bombas de varias etapas para aumentar la eficiencia. El líquido para ser bombeado es forzado dentro de las paletas rotativas por la presión atmosférica u otra.

1.2.4.1. FALLAS COMUNES        

Resonancias Estructurales (principalmente en bombas verticales) Resonancia Acústica (Diseño de tuberías) Excentricidad del Impulsor (mecanizando excéntrico, deflexión del impulsor debido al eje.) Balanceo del Impulsor Tolerancia entre Impulsor / difusor (espacio o luz) Recirculación (bajo flujo) Cavitación (baja succión) Giro del aceite (Cojinetes con excesiva tolerancia)

2. DESARROLLO DEL DIAGNÓSTICO 2.1. PRE-DIAGNÓSTICO Primero observaremos los datos necesarios para poder realizar el diagnóstico de nuestro equipo, siguiendo los pasos nombrados en el ítem 1.2.1. ANALISIS ESPECTRAL. Datos motor y bomba:  

RPM=1500 # ALAVES=5

Puntos de medición:

3

2

1

2.2. DIAGNÓSTICO DE MOTOR 2.2.1. PUNTO #1- VERT I CAL

Observaciones:

INFORME FINAL – ANÁLISIS VIBRACIONAL 2.2. 2. PUNTO #1-HORIZONTAL

Observaciones:

INFORME FINAL – ANÁLISIS VIBRACIONAL 2.2. 2. PUNTO #1-AXIAL

Observaciones:

INFORME FINAL – ANÁLISIS VIBRACIONAL 2.2.2. PUNTO #2- VERT I CAL

Observaciones:

INFORME FINAL – ANÁLISIS VIBRACIONAL 2.2. 2. PUNTO #2-HORIZONTAL

Observaciones:

INFORME FINAL – ANÁLISIS VIBRACIONAL 2.2. 2. PUNTO #2-AXIAL

Observaciones:

INFORME FINAL – ANÁLISIS VIBRACIONAL 2.3. D IAGNÓST ICO DE LA BOMBA 2.3.1. PUNTO #3- VERT I CAL

Observaciones:    

Se observa que hay un ligero desalineamiento paralelo, 2X es mayor que 1X. Se observa una soltura mecánica Tipo B por el comportamiento de 1X,2X y 3X. No se observa roces del eje, no hay subarmónicos. No se observa cavitación.

INFORME FINAL – ANÁLISIS VIBRACIONAL 2.3. 1. PUNTO #3-HORIZONTAL

Observaciones:  

No se observa roces del eje, no hay subarmónicos. No se observa cavitación.

INFORME FINAL – ANÁLISIS VIBRACIONAL 2.3. 1. PUNTO #3-AXIAL

Observaciones:  

No se observa desalineación angular. No hay una frecuencia dominante dentro de 1X,2X y 3X, además 1X tiene un valor bajo. El eje no parece estar doblado, no hay una vibración dominante en 1X ni 2X.

INFORME FINAL – ANÁLISIS VIBRACIONAL 2.4. SÍNTESIS Componente

Observaciones

Recomendaciones

Motor

Estado Bueno

Bomba -Ligero desalineamiento paralelo. -Pequeña soltura mecánica tipo B.

-Revisar ajuste de pernos de apoyo y estado de acople. -Revisar fisuras en la carcasa.

Bueno

3. CONCLUSIONES  

El uso de un software ayuda de gran manera al diagnóstico de problemas en equipos. Las tablas de Charlotte sirven de guía para un análisis de espectros, pero como se mencionó en la teoría. También es necesario conocer la maquina, sus parámetros de diseño, historial, etc. para realizar un diagnostico adecuado.

4. BIBLIOGRAFÍA    

Apuntes en aula. Tablas de Charlotte Manual de análisis vibracional – Aldemisac. Análisis de vibraciones - TECSUP