Desmitificando el monitoreo de vibraciones Parte 3: Identificación e interpretación de patrones generales de vibración y fallas

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Parte 1: Por qué es importante el monitoreo de vibraciones y cómo funciona
Parte 2: Principios de análisis de vibraciones en máquinas rotatorias
Parte 3: Identificación e interpretación de patrones generales de vibración y fallas
Parte 4: Diagnóstico de desequilibrio, desalineación, holgura y desgaste de los rodamientos

Análisis de vibración general (OV)

El análisis general de vibraciones, a diferencia del análisis espectral, es mucho más sencillo. Los datos del dominio temporal se utilizan para calcular un único valor de vibración general, que representa la energía promedio de la muestra de vibración. Este valor único puede utilizarse como indicador del estado general de la máquina. (Nota: existen varios métodos para calcular el valor de vibración general). La ventaja del análisis general de vibraciones es su simplicidad: solo se necesita examinar un número.

Algunos principios al trabajar con el nivel OV incluyen:

• Una máquina “sin fallas” debe tener un nivel de vibración general bajo.
• Una vibración general alta puede indicar que hay otro problema con la máquina, como resonancia, excitación externa de una máquina cercana, cimentación, problema de proceso, etc. Es posible que se justifiquen más pruebas.

Análisis de datos espectrales de máquinas rotatorias: tres sencillos pasos

Se necesitan años para que alguien se capacite para ser un buen analista de vibraciones, pero solo necesitamos mirar los puntos más destacados para revisar datos como los que se muestran en la Figura 1 a continuación:

Analizar esos datos es un proceso de tres pasos:

1. Identifique los picos de vibración en relación con un componente fuente de la máquina. El pico más grande suele provenir del eje. Cada rotación del eje produce cuatro vibraciones provenientes de cuatro álabes del impulsor.
   • Observe los ecos del pico 1X en 2X, 3X, 4X y 6X.
   • Estos “armónicos” son normales en todas las máquinas rotatorias.
2. Busque patrones en datos basados ​​en reglas de vibración
3. Mida la amplitud del pico de vibración y el patrón para determinar la gravedad de la falla.

Cómo se muestran los datos de vibración para su revisión

Un eje giratorio se mueve verticalmente, hacia adelante y hacia atrás, y axialmente. El comprobador de vibraciones toma mediciones en tres direcciones de movimiento del eje y dos rangos de frecuencia. Esto permite comparar datos entre ejes para determinar patrones y diagnosticar fallas en la maquinaria, lo que proporciona una visión completa para el diagnóstico, como se muestra en la Figura 3.

Análisis de datos espectrales de máquinas rotatorias típicas

Vamos a comprender mejor el análisis de datos de espectro de tres configuraciones diferentes de máquinas rotatorias, lo que da como resultado diferentes modelos de análisis.

Máquinas acopladas

En máquinas acopladas, mida dos rodamientos del motor y dos rodamientos de la bomba. En máquinas pequeñas, mida solo un rodamiento del motor y uno de la bomba, como se muestra en la Figura 1.

Máquinas de un solo eje — Acoplamiento cerrado 

Para máquinas con un solo eje, mida solo dos rodamientos del motor. Para motores pequeños, mida solo un rodamiento, como se muestra en la Figura 4 (abajo). Aspectos a tener en cuenta:

• Medir únicamente desde los cojinetes (SÓLO motor)
• El impulsor de la bomba está montado sobre un eje de motor extendido. La bomba no tiene cojinetes.
• No se han obtenido datos de la bomba (solo del motor). Aún se observan picos de 4X y 8X en los álabes del impulsor de la bomba. 

Máquinas accionadas por correa (las máquinas con caja de cambios son similares)

En máquinas accionadas por correa, mida dos cojinetes del motor y dos de la bomba. En máquinas pequeñas, mida solo un cojinete del motor y uno de la bomba, como se muestra en la Figura 5.

Cosas a tener en cuenta:

• Se observan armónicos de 1X motor y 1X bomba en los datos del motor y de la bomba (la vibración se transmite a través de la base).
• Mismo rango de frecuencia para ambas ubicaciones. Superponga y compare los datos de ambas ubicaciones.
• Armónicos de motor más fuertes en los datos del motor y armónicos de bomba más fuertes en los datos de la bomba. 
• La vibración de la bomba (cuatro álabes del impulsor) se encuentra en el eje de la bomba: 4 X 1.1 = 4.4X; 8 X 1.1 = 8.8X.

Conclusión

Comprender las tendencias generales de vibración y cómo los patrones espectrales se relacionan con la configuración de la máquina brinda a los equipos de mantenimiento la base para diagnosticar problemas de manera eficiente, especialmente las cuatro fallas que se observan más comúnmente en los equipos rotativos.

Línea Lea la Parte 4 → Diagnóstico de desequilibrio, desalineación, holgura y desgaste de los rodamientos

Autor Bio: John Bernet es Especialista en Aplicaciones Mecánicas y Productos en Fluke Corporation. Con más de 30 años de experiencia en mantenimiento y operación de centrales nucleares y maquinaria en plantas comerciales, John ha colaborado con clientes de todos los sectores en la implementación de programas de confiabilidad. Es Analista de Vibraciones Certificado de Categoría II y Profesional Certificado en Confiabilidad de Mantenimiento (CMRP), con más de 20 años de experiencia en el diagnóstico de fallas de maquinaria.