Procedimeinentro Para Monitoreo de Vibraciones Amp

8/17/2019 Procedimeinentro Para Monitoreo de Vibraciones Amp

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SISTEMA DE GESTIÓN INTEGRADOPROCEDIMIENTO PARA MONITOREO DE VIBRACIONES EN

EQUIPOS ROTATIVOS

Código: GO-P-04Fecha: 01-12-2014Versión: 01Aprobó: Gerente Técnico

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INDICE

INDICE ....................................................................................................................................................................... 1

1. OBJETO. ............................................................................................................................................................ 2

2. ALCANCE. ......................................................................................................................................................... 2

3. PERSONAL. ....................................................................................................................................................... 2

4. RECURSOS. ...................................................................................................................................................... 3

4.1. Equipos. ..................................................................................................................................................... 3

4.2. Elementos de protección personal. ............................................................................................................ 3

4.3. Otros recursos. ........................................................................................................................................... 3

5. DESCRIPCIÓN DE LA TÉCNICA ...................................................................................................................... 4

6. SEGURIDAD Y MEDIO AMBIENTE. ................................................................................................................. 4

7. DESARROLLO DEL MONITOREO. .................................................................................................................. 5

7.1. Preparación ................................................................................................................................................ 5

7.2. Medición de datos. ..................................................................................................................................... 6

7.3. Análisis. ...................................................................................................................................................... 7

8. DOCUMENTOS DE REFERENCIA. ................................................................................................................ 18


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1. OBJETO.

Establecer los pasos y requerimientos necesarios para desarrollar la medición y el análisis de vibracionesmecánicas a los equipos que a monitorear por parte de AMP SOLUTIONS S.A.S., con el fin de realizar unacompleta evaluación de la condición mecánica de las máquinas, identificando la posible existencia de fallasproducidas por desalineamiento, distribuciones asimétricas de masa en partes rotantes, desajuste decomponentes o problemas derivados de deficiencias en el ensamble o en el montaje, entre otros.

2. ALCANCE.

Los requisitos y recomendaciones establecidos en este documento aplican para las mediciones y análisis devibraciones mecánicas a realizar a equipos rotativos.

3. PERSONAL.

Ingeniero o Técnico en análisis de vibracionesOperador o Técnico de la planta objeto del análisis (cliente)


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4. RECURSOS.

4.1. Equipos. Equipo colector de vibraciones mecánicas Acelerómetros de baja y alta frecuencia Destornilladores de pala y estrella Paño seco

Desengrasante Termómetro infrarrojo Cámara fotográfica Software para análisis de vibraciones

4.2. Elementos de protección personal. Casco Guantes de cuero Botas de seguridad dieléctricas

Gafas de seguridad Protectores auditivos

4.3. Otros recursos. Manual del fabricante. P&ID´s y Diagramas de Flujo. Rutas de monitoreo. Datos históricos


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5. DESCRIPCIÓN DE LA TÉCNICA

Se registran los valores de vibración en un colector de datos por medio de un acelerómetro, el cual debe serubicado lo más cercano posible a los apoyos (rodamientos y cojinetes) del equipo. Los valores de vibración sonmedidos en sentido radial horizontal, radial vertical y axial con el fin de tener la información necesaria paraefectuar un completo análisis de la condición dinámica de la máquina. Posteriormente los datos del colector son

descargados en un software para su análisis.

6. SEGURIDAD Y MEDIO AMBIENTE.

Previamente al desarrollo de la adquisición de datos, diligencie el permiso de trabajo correspondiente establecidopor EL CLIENTE. En caso de que este no cuente con uno, diligencie el formato de AMP SOLUTIONS S.A.S. Paraeste fin.

Tenga en cuenta las recomendaciones de seguridad del fabricante, relacionadas en el manual de mantenimiento yoperación del equipo.

Verifique que los aislamientos del equipo (si aplica) se encuentren en su sitio y debidamente apernados a la base.Tenga en cuenta que los equipos a inspeccionar pueden presentar alta temperatura, por lo cual debe evitar elcontacto directo con cualquier parte del cuerpo.

Tenga especial cuidado en los puntos en los cuales el sensor estará cerca de las partes en movimiento del equipo.No utilice anillos, reloj, pulseras y/o cadenas que pongan en riesgo su integridad física. Mantenga el overol detrabajo bien abotonado y no deje que nada cuelgue de su cuerpo.


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Verifique que el área se encuentre libre de obstáculos, que impidan una evacuación segura en caso deemergencia.

Este procedimiento y el manejo de los equipos deben ser ejecutados por personal calificado y el nivel decompetencias requerido para el manejo de los mismos.

7. DESARROLLO DEL MONITOREO.

7.1. Preparación

Prepare las herramientas necesarias para llevar a cabo la labor.

Verificar que el nivel de la batería del colector de datos esté en buen estado.

Verificar que la ruta a realizar esté cargada con todos sus puntos en el colector de datos; para ello, observe en elmenú RUTAS (puede variar de acuerdo al equipo que se esté utilizando) de la pantalla principal que el nombre de

la ruta cargada aparezca; si aparece, selecciónela y repásela rápidamente punto por punto. En caso de que noaparezca, o que aparezca incompleta, proceda a cargarla nuevamente.Informe al Operador la labor a realizar, indicando sitio, hora y duración aproximada de la operación de trabajo aejecutar.

Al momento de efectuar las pruebas, verificar que preferiblemente, el equipo se encuentre operando en modomanual; de lo contrario, si el equipo está operando en modo automático, asegurarse de que el tiempo destinado aefectuar las mediciones es suficiente para llevarlas a cabo en su totalidad y preferiblemente a condiciones establesde operación.


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7.2. Medición de datos.

Conecte el sensor que corresponda de acuerdo a la variable a monitorear en el puerto del colector. Por ningúnmotivo golpee los sensores durante la operación de medición de datos, ya que esto afecta los resultados ydeteriora los equipos.

Si necesita reemplazar el sensor, no es necesario apagar el equipo; solo asegúrese de que en el momento decambiarlo, no se esté realizando alguna medición.

Identifique los puntos de medición de acuerdo a la ruta cargada.

Limpie bien las superficies de los puntos de medición con el paño y el desengrasante.

Efectúe las mediciones en el orden indicado en la ruta. En cada punto, espere hasta que el colector de datos tomela medida definitiva y la indique mediante el aviso DONE localizado al frente de cada punto monitorizado.

Evite golpear la tubería o equipo, con el fin de no generar perturbaciones a la medición.

En ese momento pulse la tecla ENTER; de este modo el dato quedará grabado y se pasará inmediatamente alsiguiente punto.

Al finalizar la ruta, apague el equipo y desconecte el sensor utilizado.

Informe al operador que ha finalizado la toma de datos.


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Descargue la ruta realizada en el software especializado, y proceda con los análisis y diagnósticos de los equiposa partir de la información colectada.

7.3. Análisis.

No obstante las guías aquí planteadas, el análisis deberá ser realizado por personal con las competencias

específicas en análisis de vibraciones. Análisis específicos, deberán realizarse de acuerdo a la experiencia delespecialista y características de cada equipo en particular.

La condición de una máquina se determina mejor por una serie de mediciones de vibración realizadas durante unlargo periodo de tiempo (análisis de tendencias). Sin embargo, normas absolutas se pueden usar como guía si nohay datos históricos.

La norma ISO 10816-1 es la guía general para la medición y evaluación de vibraciones mecánicas en equiposindustriales típicos. Cabe señalar que, aunque las guías se limiten a la clasificación listada abajo, representan unpunto de partida para la evaluación de cualquier tipo de maquinaria. Una vez identificada la clase general de lamaquinaria, la aplicación, técnicas de montaje, y condiciones de operación deben encuadrarse también dentro deun rango considerado para aplicar el criterio de evaluación. Para instalaciones específicas, esta guía deberá sermodificada de acuerdo con los requerimientos del caso particular.

Para mediciones de velocidad se puede usar la siguiente clasificación:

Clase I: Máquinas pequeñas, especialmente con motores eléctricos de hasta 15 kW (20 HP). Clase II: Máquinas de tamaño medio, especialmente con motores eléctricos entre 15 y 75 kW (20-100 HP),

sin cimentación especial o máquinas hasta 300kW (400hp) montadas sobre fundaciones especiales


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Clase III: Grandes máquinas con cimentaciones rígidas.

Clase IV: Las máquinas más grandes y turbo máquinas con cimentaciones especiales. (ej., turbinasgeneradoras y turbinas de gas mayores a 10MW (aprox. 13500hp) de generación.

Los límites relativos de alerta y peligro se listan a continuación:

La Envolvente de Aceleración (gE) no ha sido categorizada aún por ISO 10816-1, sin embargo, representa unavaliosa herramienta para el monitoreo de la condición de rodamientos y puede ser utilizada en conjunto con las


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guías para velocidad indicadas arriba. Las máquinas se clasifican según su tamaño de eje (in o mm) y velocidadde rotación, los cuales son parámetros de diseño del sistema rotante.

Una guía general que puede ser tenida en cuenta es la siguiente:

VIBRACI N TOTAL(VELOCIDAD)

CLASIFICACION INTERPRETACION

0.6 o más *15 o más **

MUY SEVERA

Vibración critica. Hacer análisis inmediatopara identificar problema. Considerarparada para evitar daño en servicio.

0.3 a 0.6 * SEVERA Vibración potencialmente dañina. Hacer


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8 a 15 ** análisis para identificar problema. Hacerchequeos más frecuentes. Programarcorrección.

0.2 a 0.3 *5 a 8 **

LIGERAMENTE SEVERAPosibles fallas. Hacer análisis. Continuarchequeos periódicos. Programarcorrección.

0.1 a 0.2 *3 a 5 **

NORMALFallas menores. Continuar chequeo derutina. Vigilar tendencia al aumento.

0.05 a 0.1 *1 a 3 ** SUAVE

Típico de un equipo bien balanceado ybien alineado. Hacer chequeos de rutina.

0 a 0.05 *0 a 1 **

MUY SUAVEExcepcionalmente bien balanceado y bienalineado. Hacer chequeos de rutina.

*medidas de VIBRACIÓN TOTAL (in/s)**medidas de VIBRACIÓN TOTAL (mm/s)

Las siguientes tablas proporcionan un resumen de la mayoría de las informaciones y modos en que las fallas semanifiestan en un espectro de vibraciones.

DESBALANCE

Fuente deVibración

Frecuenciade excitación

Planodominante

AmplitudCarácter espec. del

EnvolventeComentarios

Desbalance demasa.

1X radial*Uniforme Banda Angosta

Flexión debida tensiones estáticas puedencausar un incremento de la amplitud conla temperatura.

DesbalanceDinámico

1X radialPor lo general algunosarmónicos 1X

Forma más común de desbalance.

Par de fuerzas 1X radial, axial


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Rotorsobresaliente

1X axial, radial

*El plano radial incluye la dirección tangencial en todas las tablas.

DESALINEACIÓN

Fuente deVibración


Planodominante



Desalineaciónangular

1X, 2X axial Uniforme Banda Angosta La mayoría de las desalineaciones sonuna combinación de paralelo y angular.

Desalineaciónparalela

1X, 2X radial UniformeBanda Angosta En largos acoplamientos, 1X será más

alto.Combinación deparalela yangular

1X,2X radial, axial UniformeBanda Angosta Desalineación también se ven múltiplos

de 2X.

Rodamientochueco

2X, 1Xincrementados

y tonos derodamiento

radial, axial Alta

Uniforme

Banda Angosta Generalmente acompañada decomponentes axiales.

Impulsora

desalineada

2X, incrementoen armónicos

de ritmo dealabes

radial Uniforme

Banda Angosta Generalmente acompañada de amplitudesbajas axiales.

Desalineamientode engranes

Fuerte ritmo deengranaje

radial, axial UniformeGeneralmente bandaslaterales alrededor delritmo del engranaje.

Armónicos del engranaje son comunes.

EJE CON FLEXIÓN

Fuente deVibración


Planodominante




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Eje con flexiónligera

1X, 2X radial, axial UniformeBanda Angosta Movimiento céntrico en el acoplamiento,

parece desbalanceEje con flexión alacoplamiento 1X, 2X radial, axial Uniforme

Banda AngostaQuizás armónicos de2X, 3X.

Movimiento céntrico en el acoplamiento,parece desalineación

PROBLEMAS DE RODAMIENTOS

ftf: frecuencia fundamental de canastilla (aprox 0.38 hasta 0.42)bsf: frecuencia de rotación de bola (aprox 1.5X hasta 3Xbpfi: frecuencia de paso de bola, anillo interior (aprox. 4X hasta 10X)bpfo: frecuencia de paso de bola, anillo exterior (aprox. 2X hasta 7X)

Fuente deVibración


Planodominante



Anillo interiordefectuoso.Defectopequeño

bpfi, armónicosde bpfi

Radial Uniforme Picos síncronos Carga Radial

Defectointeriordefectuoso.Un defectomoderado

bpfi conarmónicos y

bandaslaterales de 1X

RadialModulado

en AmplitudPicos no síncronos conbandas laterales de 1X.

Niveles de carga radial incrementados

Anillo interiordefectuoso.Dos o tres

bpfi yarmónicos.

RadialRadial

Alta,Uniforme

Banda Ancha El ruido de banda ancha incrementa


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defectospequeños.

prominentes

Anillo interiordefectuoso.Múltiplesdefectospequeños.

bpfi yarmónicos

prominentesRadial

Alto,Uniforme

Picos no Síncronos El ruido de banda ancha incrementa

Anillo exteriordefectuoso.Un pequeñodefecto.

bpfo yarmónicos

Radial Uniforme Picos no SíncronosLos armónicos tienen un nivel más altoque la frecuencia fundamental.

Anillo exteriordefectuosoUn solodefectomoderado

bpfo yarmónicos

Radial Uniforme Picos no Síncronos El ruido de banda ancha incrementa

Bolasdefectuosas(varias)

bsf y armónicos Radial Uniforme Banda Angosta El ruido de banda ancha incrementado

Jauladefectuosa.Rota en unlugar.

Ruido de bandaancha

Radial Uniforme Banda ancha Nivel de ruido bajo

Jaula rota enpedazos

Ruido de bandaancha

Radial Uniforme Banda Ancha Ruido causado por los pedazos de la jaula en el rodamiento

Precarga olubricacióninadecuada

Ruido de altofrecuencia"montón de

heno"

Radial Banda Ancha El ruido de banda ancha se incrementa

Holguraextrema o falla

0.5X y Armónicos

RadialLínea de base del ruido de bajafrecuencia se va elevando.

Juegoexcesivo en unrodamiento

Armónicos0.5X, 1X

Radial 4X hasta 8X o 7X hasta 15X


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RodamientoChueco

1X, 2X, Tonosde rodamiento

Axial, RadialElevadoUniforme

Banda AngostaDiferencia de fase de 180 grados enmedidas axiales en cada lado delalojamiento del rodamiento.

HOLGURA MECÁNICA

Fuente de VibraciónFrecuencia de

excitaciónPlano

dominanteAmplitud

Carácter espec. delEnvolvente

Comentarios

Holgura de la base Armónicos 1X Generalmentetangencial

Uniforme Banda Angosta Indicado por flexibilidad de la base

Holgura en Rodamiento Armónicos 1X Radial Uniforme Banda Angosta Los armónicos se pueden extender hasta 10X.Holgura extrema de rodamiento Armónicos 0.5X Radial Uniforme Ocasionalmente también hay armónicos 0.25X.

PROBLEMAS EN MOTORES ELÉCTRICOS


excitaciónPlano

dominanteAmplitud

Carácterespec. delEnvolvente

Comentarios

Barras de rotor rotas2 Veces la

frecuencia de redRadial

Banda Angosta

Presencia de bandas laterales en la frecuencia de excitación a lafrecuencia de paso de polos (F. deslizamiento X número de polos).

Paso de ranuras demotor a inducción

Radial

S = frecuencia de paso de ranuras del rotor en HzB = número de barras del rotorX = velocidad del rotor (RPM)120 = doble de la frecuencia de red en Hz.


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PROBLEMAS EN BOMBAS

V = número de alabes de la bombaT = número de dientes del engraneS = número de hilos en la rosca


excitaciónPlano

dominanteAmplitud

Carácter espec.del Envolvente

Comentarios

Holgura no rotativa 1X, 2X, 3X Radial Uniforme Banda Angosta Armónicos hasta 10 X

Holgura rotativa(rotores, impulsores,etc.)

Paso de alabes,= V

RadialVaría de

arranque aarranque

Banda Angosta A veces también armónicos 0.5X

Bombas centrífugascon V alabes

Paso de alabes RadialRitmo dealabes

fluctuando

Armónicos de labomba

En bombas largas la amplitud másfuerte ocurre al ritmo de los alabes.En bombas más pequeñas, laamplitud más fuerte ocurre a losarmónicos del ritmo de los alabes.

Bombas conengranes de T dientes

Engranaje = Tx RadialMás que una voluta de descarga(como en bombas con rotores


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múltiples) creará armónicos de lafrecuencia de engranaje

Rotor Rozando 0.5X, 1X Radial Uniforme Banda angosta Puede excitar el rotor críticamenteBombas a Husillo SX Radial Número de hilos en la roscaCavitación

Aleatorio Radial FluctúaBanda Ancha A veces ruido aleatorio, hasta 20

kHz

PROBLEMAS EN TURBINAS

Fuente deVibración

Frecuencia deexcitación

Planodominante



Problema de juego de rotor

Frecuencia depaso de alabes

rotorRadial Uniforme Banda Angosta

Los Armónicos por logeneral son más altosen nivel que 1X. Bandaslaterales alrededor delpaso de alabes en 1X.

PROBLEMAS EN VENTILADORES

Fuente deVibración


Planodominante



Problema de juegode aspa

Frecuencia depaso de aspas =Xveces el número

aspas

Radial Uniforme

Banda Angosta En ocasiones armónicos alpaso de aspas.

Desbalance del 1X Radial Uniforme Banda Angosta


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ventilador

Problema de paso 1X Axial Uniforme Banda Angosta

Velocidad de airedesigual

Paso de Aspas Radial UniformeBanda Angosta

PROBLEMAS EN COMPRESORES

Fuente de

Vibración

Frecuencia de

excitación

Plano

dominante


Envolente

Comentarios

Tipo Difusor Paso de alabes Radial Uniforme Banda Angosta

Tipo Pistón2X Radial, Axial Uniforme Banda Angosta

Por lo general armónicos1X

PROBLEMAS EN TRANSMISIÓN POR CORREAS

Fuente deVibración


Planodominante

AmplitudCarácter espec.del Envolvente

Comentarios

Correasdesgastadas o

estiradas

Múltiplos de lafrecuencia de

correa (B).

Radial enlínea con

las correas

B siempre es inferior a 1X

Poleas excéntricaso desbalanceadas

1X Radial UniformeSe confunde fácil condesbalance.

Desalineación depoleas o de la carade polea

1X de la poleaconductora

Axial Uniforme

Resonancia de lascorreas

Variable Radial Puede fluctuarResonancia de las correas sinrelación con la velocidad derotación

Tensión incorrecta Puede producir resonancia en la


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de las correas correas. (Ver arriba) Puedeincrementar el desgaste de losrodamientos

PROBLEMAS EN ENGRANAJES


excitaciónPlano

dominanteAmplitud

Carácterespec. del

Envolvente

Comentarios

Contacto de dientesincorrecto (Piñones)

Frecuencia De Engrane(X veces número dedientes del piñón)

Radial,

Axial

Uniforme Banda Angosta Muchas veces con 1X de las bandaslaterales de cualquiera de los dosengranajes

Excentricidad del engranaje 1X engranaje Radial Banda Angosta

Desalineación de engranes 2X engranaje Axial Uniforme Banda Angosta Bandas laterales 1X alrededor del engranaje

Problemas de engranesplanetarios

Dependen en granparte de la geometríade la caja

Radial Uniforme Banda Angosta Es común encontrar bandas lateralesalrededor del engranaje a la frecuencia de laórbita del engrane planeta.

8. DOCUMENTOS DE REFERENCIA.

RC-HSEQ-041 Formato de Permiso de Trabajo en Caliente ISO/DIS 10816. Mechanical Vibrations. Evaluation Of Machine Vibration by Measurements on non-rotating

parts.

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