Tema III Pruebas No Destructiva

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Tipos de Pruebas no Destructivas INSPECCION BOROSCOPICA Universidad Técnica Federico Santa maría La inspección boroscopica es utilizada en programas de mantenimiento de aeronaves y motores. Los motores de turbina tienen puertos de acceso que son especialmente diseñados para los boroscopios. Estos a la vez, también son utilizados para determinar la aeronavegabilidad de los componentes para inspeccionar el interior de los cilindros hidráulicos y las válvulas por picaduras, porosidad, marcas de herramientas, reventaduras en los cilindros, inspeccionar las palas de la turbina de un motor turbojet, verificar la correcta colocación y ajuste de los sellos y partes en áreas de difícil acceso. La inspección boroscopica también es utilizada para localizar objetos extraños en el motor.

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INSPECCION BOROSCOPICA

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La inspección boroscopica es utilizada en programas de mantenimiento de aeronaves y motores. Los motores de turbina tienen puertos de acceso que son especialmente diseñados para los boroscopios. Estos a la vez, también son utilizados para determinar la aeronavegabilidad de los componentes para inspeccionar el interior de los cilindros hidráulicos y las válvulas por picaduras, porosidad, marcas de herramientas, reventaduras en los cilindros, inspeccionar las palas de la turbina de un motor turbojet, verificar la correcta colocación y ajuste de los sellos y partes en áreas de difícil acceso. La inspección boroscopica también es utilizada para localizar objetos extraños en el motor.

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INSPECCION BOROSCOPICA

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Los diseños típicos de los boroscopios son rígidos o flexibles para ajustarlos a cualquier necesidad según sea el objetivo.

La inspección ultrasónica es una técnica que permite inspeccionar en áreas inaccesibles. Consiste en un tubo largo y estrecho que contiene un sistema de telescopio con un número de lentes. Tiene un dispositivo de alta intensidad fuente de luz y óptica

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LÍQUIDOS PENETRANTES

El análisis no destructivo con líquidos penetrantes se empleageneralmente para evidenciar discontinuidades superficiales sobrecasi todos los materiales no porosos (o con excesiva rugosidad oescamado) como metales, cerámicos, vidrios, plásticos, etc.característica que lo hace utilizable en innumerables campos deaplicación.

El método de Líquidos Penetrantes (LP) se produjo en la industriaen los años que precedieron a la Segunda Guerra Mundial, la causaprincipal fue la necesidad de disponer de un control alternativo alas partículas magnéticas.

Esta técnica permite evidenciar rápidamente discontinuidadesabiertas a la superficie (fisuras, porosidad, pliegues, entre otros)sobre cualquier componente (ferroso y no ferroso) independientede la pieza.

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LÍQUIDOS PENETRANTES

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PARTÍCULAS MAGNÉTICAS

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El ensayo de Partículas Magnéticas es uno de los más antiguos que se conocen, encontrando en la actualidad, una gran variedad de aplicaciones en las diferentes industrias. Es aplicable únicamente para inspección de materiales con propiedades ferromagnéticas, ya que se utiliza fundamentalmente el flujo magnético dentro de la pieza, para la detección de discontinuidades.

Mediante este ensayo se puede lograr la detección de defectos superficiales y subsuperficiales, hasta 3 mm debajo de la superficie del material. El acondicionamiento previo de la superficie, al igual que en las Tintas Penetrantes, es muy importante, aunque no tan exigente y riguroso.

La aplicación del ensayo de Partículas Magnéticas consiste básicamente en magnetizar la pieza a inspeccionar, aplicar las partículas magnéticas (polvo fino de limaduras de hierro) y evaluar las indicaciones producidas por la agrupación de las partículas en ciertos puntos. Este proceso varía según los materiales que se usen, los defectos a buscar y las condiciones físicas del objeto de inspección.

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Para la magnetización se puede utilizar un banco estacionario, un yugo electromagnético, electrodos o un equipo portátil de bobina flexible, entre otros. Seutilizan los diferentes tipos de corrientes (alterna, directa, semi-rectificada, etc.), según las necesidades de cada inspección. El uso de imanes permanentes ha ido desapareciendo, ya que en éstos no es posible controlar la fuerza del campo y son muy difíciles de manipular.Para realizar la inspección por Partículas Magnéticas existen varios tipos de materiales que se pueden seleccionar según la sensibilidad deseada, las condiciones ambientales y los defectos que se quieren encontrar. Las partículas magnéticas pueden ser:

PARTÍCULAS MAGNÉTICAS

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PARTÍCULAS MAGNÉTICAS

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Termografía por InfrarrojosLa Termografía Infrarroja es una técnica que permite, a distancia y sin ningún contacto, medir y visualizar temperaturas de superficie con precisión.

La Física permite convertir las mediciones de la radiación infrarroja en medición de temperatura, esto se logra midiendo la radiación emitida en la porción infrarroja del espectro electromagnético desde la superficie del objeto, convirtiendo estas mediciones en señales eléctricas.

Los ojos humanos no son sensibles a la radiación infrarroja emitida por un objeto, perolas cámara termo gráficas, o de termovisión, son capaces de medir la energía con sensores infrarrojos, capacitados para "ver" en estas longitudes de onda. Esto nos permite medir la energía radiante emitida por objetos y, por consiguiente, determinar la temperatura de la superficie a distancia, en tiempo real y sin contacto.

La radiación infrarroja es la señal de entrada que la cámara termo gráfica necesita para generar una imagen de un espectro de colores, en el que cada uno de los colores, según una escala determinada, significa una temperatura distinta, de manera que la temperatura medida más elevada aparece en color blanco.

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La gran mayoría de los problemas y averías en el entorno industrial - ya sea de tipo mecánico, eléctrico y de fabricación - están precedidos por cambios de temperatura que pueden ser detectados mediante la monitorización de temperatura con sistema de Termovisión por Infrarrojos. La implementación de programas de inspecciones termografías en instalaciones, maquinaria, cuadros eléctricos, etc es posible minimizar el riesgo de un falla de equipos y sus consecuencias, a la vez que también ofrece una herramienta para el control de calidad de las reparaciones efectuadas.

El análisis mediante Termografía infrarroja debe complementarse con otras técnicas y sistemas de ensayo conocidos, como pueden ser el análisis de aceites lubricantes, el análisis de vibraciones, los ultrasonidos pasivos y el análisis predictivo en motores eléctricos. Pueden añadirse los ensayos no destructivos clásicos: ensayos radiográfico, el ultrasonido activo, partículas magnéticas, etc.

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La Termografía en el Mantenimiento Industrial Preventivo

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Aplicaciones de la Termografía en Mantenimiento Preventivo Industrial

El análisis mediante Cámaras Termográficas Infrarrojas, está recomendado para:

• Instalaciones y líneas eléctricas de Alta y Baja Tensión. • Cuadros, conexiones, bornes, transformadores, fusibles y empalmes eléctricos. • Motores eléctricos, generadores, bobinados, etc. • Reductores, frenos, rodamientos, acoplamientos y embragues mecánicos. • Hornos, calderas e intercambiadores de calor. • Instalaciones de Frío industrial y climatización. • Líneas de producción, corte, prensado, forja, tratamientos térmicos.

Ventajas del Mantenimiento Preventivo por Termovisión

• Método de análisis sin detención de procesos productivos, ahorra gastos. • Baja peligrosidad para el operario por evitar la necesidad de contacto con el

equipo. • Determinación exacta de puntos deficientes en una línea de proceso. • Reduce el tiempo de reparación por la localización precisa de la Falla. • Facilita informes muy precisos al personal de mantenimiento. • Ayuda al seguimiento de las reparaciones previas.

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INSPECCION VISUALLa técnica de Inspección Visual es una técnica de prueba no destructiva que detecta una variedad de defectos como: corrosión, contaminación, conexiones de soldadura y discontinuidades de superficies.

Es el método mas utilizado para detectar reventaduras de la superficie, el cual es particularmente importante por su relación con mecanismos de fallas estructurales.

La inspección visual y óptica es aquella que utiliza la energía de la porción visible del espectro electromagnético. Los cambios en las propiedades de la luz, después de entrar en contacto con el objeto inspeccionado, pueden ser detectados por el ojo humano o por un sistema de inspección visual. Es considerado el método de prueba no destructiva original, y más antiguo, y sus siglas en inglés son VT= visual testing.

La inspección visual es el primer paso de cualquier evaluación. En general, las Pruebas no Destructivas establecen como requisito previo realizar una inspección visual, normalmente lo primero que decimos es “déjame ver como está (la apariencia)”.

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Las inspecciones con energía luminosa son utilizadas primeramente para dos propósitos:

1) La inspección de superficies expuestas o accesibles de objetos opacos (incluyendo la mayoría de ensambles parciales o productos terminados)

2) La inspección del interior de objetos transparentes (tales como vidrio, cuarzo, algunos plásticos, líquidos y gases).

En la industria de la energía, petroquímica, transporte y de infraestructura, donde existen ambientes corrosivos, temperatura o donde es contenida presión, se requieren comprobaciones visuales.

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Radiográfica de Materiales

La radiografía es un proceso por el cuál rayos radioactivos son dirigidos hacia un objeto para pasar a través de él y la imagen es capturada en una película. Esta película es a su vez procesada y mostrada en imagen como una secuencia de sombras grises entre negro y el blanco.

La radiografía se vale de recursos tales como rayos X, rayos gama así como de métodos más modernos, como radiografía en tiempo real, radiografía computarizada y tomografía computarizada. No hay una fórmula que por sí misma pueda resolver todas las necesidades radiográficas. La opción adecuada depende de su aplicación. Se deben tomar en cuenta aspectos como las condiciones en la exposición se realiza, las necesidades de calidad de la imagen, la productividad así como los códigos, regulaciones y estándares de práctica internacionales relevantes a nuestra industria

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La radiografía convencional es un método no destructivo de análisis que utiliza rayos X y rayos gama del tipo Y para identificar imperfecciones internas, para medir espesor y para detectar corrosión. Con el análisis radiográfico el material se expone a un rayo homogéneo proveniente de un isótopo radiactivo o de un tubo de radiografía, y se coloca una película negativa detrás del material siendo examinado. Después del revelado de la película, las diferencias de grosor y de densidad (es decir imperfecciones) se mostrarán más claras o más oscuras. Los criterios particulares de aceptación definen si la indicación es no-aceptable (un defecto) o no.

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Análisis de aceite

El Análisis de aceite es un conjunto de procedimientos y mediciones aplicadas al aceite usado en las máquinas y equipos, que facilitan el control tanto del estado del lubricante, como de manera indirecta permiten establecer el estado de los componentes.

El objetivo primordial y final es suministrar información para adelantarse a tomar acciones y buscar la reducción de los costos de operación y mantenimiento a través de la preservación de las máquinas y la extracción de la mejor vida de los lubricantes.

Los procedimientos de análisis se pueden realizar en un laboratorio especializado, pero también pueden hacerse en el campo con ayuda de herramientas simples. Es la actividad de monitorear y reportar lo observado en las condiciones del lubricante para alcanzar las metas propuestas de mantenimiento a través de las buenas prácticas de lubricación.

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Es una herramienta que sirve para documentar los procesos de mantenimiento, siempre y cuando, se tenga un buen entrenamiento y conocimiento de la interpretación de los resultados de laboratorio.

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VISCOSIDAD

Es la resistencia de los fluidos para fluir o a cambiar de forma, el fluido de baja viscosidad tiene mayor fluidez, y el de mayor viscosidad tiene menor fluidez.

De acuerdo a la temperatura los fluidos también varían su viscosidad, a mayor temperatura menor viscosidad y a menor temperatura menor viscosidad.

Los aceites muy viscosos producen:

1. Baja transmisión de presión

2. Operación pesada y lenta

3. problemas de separa el aceite del aire en el estanque

4. calor generado por el rozamiento

5. Aumento de consumo de energía

6. Alta resistencia a fluir

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VISCOCIDAD DEL FLUIDO BAJA

1. Calor generado por las fugas o filtraciones

2. El desplazamiento del caudal de la bomba disminuye generando una operación lenta del actuador

3. origina desgaste prematuro

4. aumenta el desgaste interno de los componentes

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Presentación

Rápido y conveniente, el VISGAGE controla la viscosidad del aceite en sitio, sin termómetros o relojes de parada. El VISGAGE se puede utilizar para controlar aceites de distintas viscosidades. El principio de operación es simple. Se basa en comparar la viscosidad de una muestra de aceite con la viscosidad de una muestra conocida. Se usa el VISGAGE en diferentes sectores industriales: ferrocarriles, líneas de carro y de autobús, flotas marinas, centrales eléctricas, laboratorios, distribuidores del aceite, entre otros.

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Características o la lectura de la viscosidad se hace directamente en Centistokes (CTS) a 40 C, o en Saybolt Seconds Universal (SSU) a 100 F a la temperatura ambiente. No hay cálculos necesarios.

Centistokes Model0 #38 VISGAGEO Incluye la lectura de la viscosidad en CST @ 40 C. Recomendada para rangos entre 8 y 160 CTS. CentistokesModelo # 76 VISGAGE O Incluye la lectura de la viscosidad en CST @ 40 C. Recomendada para rangos entre 76 y 320 CTS.

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Tipos de análisis:� Físico - Químico e Infrarrojo

� Espectrofotometría de Absorción / Emisión Atómica

� Conteo de Partículas

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Medición a través del método Infrarrojo:Este método consiste en hacer vibrar las moléculas en respuesta a la estimulación con luz infrarroja la cual pasa a través de una celda que contiene la muestra a analizar.

La cantidad de radiación absorbida es directamente proporcional a la concentración de material presente, por lo que podemos cuantitativamente medir muchos componentes a través de la Absorbancia/cm y realizar una curva de su comportamiento.

� Viscosidad� Punto de Inflamación� Insolubles en Membrana� IR (Oxidación, Agua, Hollín, Nitración, Glicoles)� TBN y TAN

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Espectrofotómetro de Absorción Atómica o Plasma:

Este es un método de interpolación en el cual se ha medido previamente una muestra patrón o blanco (muestra con contenido de metales conocido), a continuación se coloca la muestra de aceite usado, se calienta a una temperatura de 8.000 a 10.000 °C, temperatura a la cual los metales se transforman en gas y luego en plasma, entregando a continuación una cantidad de luz con distintas longitudes de onda, las cuales son comparadas con el patrón, determinándose la cantidad de cada tipo de metal que contiene la muestra.

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Espectrofotometría de Absorción / Emisión Atómica:

� Desgaste� Contaminación� Aditivos

Conteo de Partículas

Se aplica preferentemente a aceites hidráulicos

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MEDICION DE VIBRACIONES

Métodos de mantenimiento de máquinas

Vibroanálisis

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Métodos de mantenimiento de

máquinas

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MANTENIMIENTO “PERIÓDICO PREVENTIVO”

En este método, que a veces es llamado "mantenimiento histórico”, se analizan las historias de cada máquina y se programan reparaciones periódicas, antes de que ocurran los problemas que estadísticamente se pueden esperar.

Se sabe desde hace mucho tiempo, que grupos de máquinas similares van a tener proporciones de fallas que se pueden predecir hasta cierto punto, si se toman promedios durante un tiempo largo.

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Al llevar a un gráfico esta información estadística, se produce unafigura conocida como "la curva de la bañera“, que relaciona laproporción de fallas con el tiempo de operación, de la manerasiguiente:

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Si esta curva es aplicable a todas las máquinas del grupo, y si la forma de la curva es conocida, se podría usar el mantenimiento preventivo de manera ventajosa, planificando en base al tiempo del calendario o a horas de operación de la máquina, cantidad de partes producidas etc.

Lamentablemente esta situación ideal no siempre se da en la práctica, ya que el mantenimiento preventivo también incluye actividades como el cambio del aceite y de los filtros, la limpieza e inspección periódica, y otros parámetros de operación que influyen significativamente en la vida de las máquinas, como ser sobrecargas, frecuencia de partidas y paradas, contaminación de lubricantes, cambios en el medio ambiente, fallas de operación, etc.

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En un estudio famoso acerca de mantenimiento preventivo, realizado por United y American Airlines, se encontró que para un gran tipo de máquinas giratorias, la proporción de fallas se incrementaba de manera importante inmediatamente después de los reacondicionamientos, en otras palabras, el reacondicionamiento provocaba una redución de la confiabilidad de las máquinas. Es como si la máquina regresara al inicio de la curva de la bañera.

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MANTENCIÓN “SINTOMÁTICA O PREDICTIVA”

La "mantención sintomática”, también denominada “por diagnóstico” o “predictiva”, tiene como objetivos fundamentales los siguientes:

� Aumentar la vida útil de las máquinas y sus componentes.� Evitar detenciones innecesarias de equipos y maquinaria.� Prevenir fallas costosas por mal funcionamiento continuado.

Este método se basa en la medición periódica de ciertos parámetros de operación de las máquinas, que entregan una idea del estado mecánico de ésta, como ser : consumos, temperatura, presión, caudales, rendimiento, ruido, vibraciones, etc.Mediante un registro de estas mediciones en el tiempo es posible efectuar un análisis de tendencias que permita diagnosticar la ocurrencia probable de una futura falla.

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Una de las técnicas más efectivas para una buena mantención predictiva es la medición periódica de las VIBRACIONESproducidas por las máquinas. Cada defecto mecánico genera una vibración característica, de manera que, efectuando mediciones adecuadas es factible diagnosticar la o las causas del problema.

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El conocimiento detallado del comportamiento de una máquina en funcionamiento, la medición periódica y metódica de las vibraciones, su interpretación y análisis, es lo que se conoce como la técnica del “vibroanálisis”, la que aún está en pleno desarrollo, y requiere para su aplicación exitosa de la experiencia y el criterio de quien la aplica, que es el “vibroanalista

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El conocimiento detallado del comportamiento de una máquina en funcionamiento, la medición periódica y metódica de las vibraciones, su interpretación y análisis, es lo que se conoce como la técnica del “vibroanálisis”, la que aún está en pleno desarrollo, y requiere para su aplicación exitosa de la experiencia y el criterio de quien la aplica, que es el “vibroanalista

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VIBROANÁLISIS

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¿En su forma más sencilla, una vibración se puede considerar como la oscilación o el movimiento repetitivo de un objeto alrededor de una posición de equilibrio.

El movimiento vibratorio de un cuerpo entero se puede describir completamente como una combinación de movimientos individuales de 6 tipos diferentes. Esos son traslaciones en las tres direcciones ortogonales x, y, z, y rotaciones alrededor de ellos.

Cualquier movimiento complejo que el cuerpo pueda efectuar, se puede descomponer en una combinación de esos seis movimientos. Se dice que dicho cuerpo posee seis grados de libertad.

¿Qué es vibración?

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Las vibraciones pueden ser simples o complejas:

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En la práctica las vibraciones de las máquinas son mucho más complejas y se manifiestan en los seis grados de libertad, lo que produce componentes en los tres ejes coordenados, X, Y, Z.

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Estos equipos permiten recolectar datos de vibración y desplegarlos en el dominio del tiempo y de las frecuencias, con lo que se podrá efectuar un diagnóstico del estado de la máquina recurriendo a la experiencia del vibroanalista. Para efectuar un análisis y diagnóstico más preciso, se requiere descargar estos datos en un PC que cuente con un Software adecuado.

La primera etapa para realizar un vibroanálisis es la recolección de datos de vibración desde la máquina en funcionamiento, lo que se realiza con un Equipo Recolector de Datos, como el que se muestra

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Los datos de vibración que se recolectan son:

Amplitud (Desplazamiento, Velocidad, Aceleración)

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Frecuencias

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Frecuencias

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Forma de la Onda

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El sensor del recolector es generalmente un acelerómetro, que mide la amplitud de la Aceleración. Por medio de integrar en el tiempo una vez, se obtiene la Velocidad, e integrando por segunda vez, se obtiene el Desplazamiento.

De estos tres parámetros, se prefiere analizar la Velocidad de la vibración (expresada en mm/s), ya que ésta presenta valores significativos tanto en bajas, medias y altas frecuencias, como se aprecia en la figura:

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EVALUACION DE LA SEVERIDAD VIBRATORIA:

Primero se evaluara la severidad vibratoria de la maquina, en valor RMS, midiendo los siguientes parámetros:

Desplazamiento, para vibraciones con frecuencias menores a 10 Hz o 600 CPM, lo más dañino, son los esfuerzos que la vibración genera.

Velocidad, para frecuencias entre 10 y 1000 Hz o 600 y 60000 CPM, lo más crítico es el problema por fatiga que la vibración genera.

Aceleración, para frecuencias mayores a 1000 Hz o 60000 CPM, lo más perjudicial es el problema de las fuerzas de inercia que generan las vibraciones

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¿COMO ANALIZAR UN ESPECTRO VIBRATORIO?

1) Antes de efectuar un análisis de vibraciones, se debe tener certeza de la velocidad que esta operando la máquina, la que se debe relacionar en forma precisa con la frecuencia de los peaks que muestra el espectro (frecuencias discretas).

2) Considerar que las vibraciones pueden provenir de:

a) Vibraciones propias del funcionamiento de la máquina: Componentes a la frecuencia de paso de los alabes en turbo maquinaria ( fp = numero de alabes x RPM), componentes a la frecuencia de engrane en cajas de engranaje (fe = numero de dientes x RPM), etc.

b) Vibraciones generadas por condiciones inapropiadas de funcionamiento: bombas centrífugas que trabajan a flujo distinto del nominal.

c) Vibraciones generadas por fallas propias en la máquina: desbalanceamientos, desalineamientos, solturas, rozamientos, rodamientos

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LO PRIMORDIAL A BUSCAR EN EL ESPECTRO ES LO SIGUIENTE:

Componentes a la velocidad de rotación de la máquina.

Armónicos de la velocidad de rotación.

Verificar subarmónicos de la velocidad de rotación (ejemplo. 0,5 x)

Verificar familiares de armónicos no relacionados con la frecuencia de rotación ejemplo. : fe, 2fe, (fe: Frecuencia de engranaje); BPFO, 2BPFO (Picadura pista externa rodamiento).

Identificación de bandas laterales.

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DEFINICIONES

COMPONENTE SINCRONICA:

Componente cuya frecuencia es igual a la velocidad de giro de la máquina (1x ó 1x RPM). Cuando el espectro sólo muestra un peak, ya sea a la velocidad de rotación u otro que tenga relación con algún componente de la máquina, se dice que la vibración es senoidal. La forma de onda en el tiempo es senoidal.

COMPONENTE SUBSINCRONICA :

Componente cuya frecuencia es menor que la velocidad de giro de La máquina ej : 0,48 x RPM ó 0,48 x.

COMPONENTE NO SINCRONICA :

Componente cuya frecuencia es mayor que la velocidad de giro de lamáquina y no es múltiplo entero de ella. Ej. 3,14 x RPM ó 3,14 x.

COMPONENTE ARMONICA:

Componente cuya frecuencia es un múltiplo entero de otra frecuencia ej. : 1X, 2X, 3X, son armónicos de la velocidad de rotación ó fe, 2fe, 3fe son armónicos de la frecuencia de engrane.

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COMPONENTE SUBARMONICA:

Componente cuya frecuencia es una fracción de otra frecuencia, ejemplo: X/2, X/3, X/4... son subarmónicos de la velocidad de rotación.

VIBRACION SENOIDAL:

Es aquella que el espectro en frecuencia presenta un solo peak el quenormalmente esta a 1X . La forma de onda en el tiempo es senoidal

RESONANCIA :

Es la condición para la cuál, las frecuencias de las fuerzas dinámicas que actúan en una máquina, coinciden con una frecuencia natural, produciendo fatiga. La resonancia sólo amplifica las vibraciones de otras fuentes de excitación, no las genera, sin embargo, esta amplificación puede ser severa y dañina para la máquina.

FRECUENCIA NATURAL:

Son las frecuencias a las que vibra libremente una máquina. Normalmente un sistema tiene varias frecuencias naturales, lo importante es que estas no coincidan con alguna frecuencia de excitación.

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VELOCIDAD CRITICA:

Son las velocidades de giro del rotor para las cuales se producen grandes deflexiones del eje. En este caso, el eje no se haya sometido a deflexiones alternativas, sino que sólo gira curvado, lo cuál no produce Fatiga en él.

ROTOR RIGIDO:

Es aquel en que las deflexiones generadas en el rotor son despreciables, cuando opera en todo su rango de velocidad. También se dice que es aquel rotor que gira bajo 0.7 veces la primera velocidad critica.

ROTOR FLEXIBLE:

Es aquel que trabaja flectado en el rango de operación de velocidad (deflexión elástica), no produce vibraciones

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NORMAS INTERNACIONALES

Internacionalmente se emplean, entre otras, las siguientes normas para la clasificación de máquinas y determinación de niveles de severidad de vibraciones:

ISO 10816 part. 3 de 1998: Industrial machines with nominal power above 15 Kw and speeds between 120 and 15.000 RPM.

ISO 2372 de 1972: Mechanical vibration in rotating machinery. ISO 8579-2 de 1993: Determination of mechanical vibrations of gear units during acceptance testing.

MILITARY STANDARD 2048 de 1993: Mechanical vibration of naval diesel generator sets.

ISO 10816 parte 6 de 1998: Reciprocating machines with power ratings above 100 KW.

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Parámetros a controlar durante proceso de aceptación

1. Desalineamiento2. Desbalance de sistemas3. Solturas mecánicas4. Holguras mecánicas5. Estados de rodamientos6. Estado cajas reductoras

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DESBALANCEAMIENTO:

EL DESBALANCEAMIENTO ES APP. EL 40% DE PROBLEMAS DEVIBRACIONES EN LOS EQUIPOS Y RESPECTO A LOS SISTEMAS PROPULSORES, SE PUEDEN PRODUCIR POR TRES FACTORESIMPORTANTES: 1.- DESBALANCEAMIENTO DE LA HÉLICE2.- DESBALANCEAMIENTO DEL CONJUNTO3.- EJE COMBADO

ESTA SITUACIÓN SE REFLEJA EN LOS ESPECTROS DE VIBRACIÓN MEDIDOS EN LOS DESCANSOS DE APOYO DE LOS EJES

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DESBALANCEAMIENTO:

Es la causa mas común que origina vibraciones en la maquinaria. Espectro:

Generalmente presenta una componente radial dominante a 1X ( velocidad de rotación del equipo). En maquinaria montada horizontalmente, en la dirección horizontal será mas demostrativo el desbalanceamiento. En maquinaria montada verticalmente, puede ser cualquiera de las mediciones radiales. La componente a 1x, debe ser a lo menos el 80 % del valor global ó 50 a 80 % si existen otros problemas. Las no linealidades generan, además pequeños componentes a 2X, 3X bajo el 5% del valor del 1X

Forma de onda: Senoidal y generalmente constante.

Relación de Fases:Para rotores rígidos, la diferencia de fase entre vibración horizontal y

vertical en un mismo descanso es 90º o 270º ( mas menos 20º). La diferencia de fase entre las vibraciones horizontales en dos descansos debe ser igual a la diferencia de fase en las vibraciones verticales en esos descansos.

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ESPECTRO TÍPICO DE UN DESBALANCEADO

1 X RPM

0.00 125.00 250.00 375.00 500.00 HZ

80

60

40

20

0

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Desalineamiento:El desalineamiento es muy común en los equipos que trabajan

acoplados y constituye app.un 50 % de las fallas y se pueden presentar de tres formas.1. Paralelo2. Angular3. Combinado

Finalizado las mediciones, se analiza el espectro vibratorio, verificando las amplitudes de acuerdo a las normas establecidas.

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DESALINEAMIENTO

Espectro : Presenta los primeros armónicos de la velocidad de rotación. Si el desalineamiento es severo, genera más cantidad de armónicos 4X, 5X.... A veces presenta armónicos del número de conexiones del acoplamiento por las RPM (pernos de amarre del machón de acoplamiento x RPM). La dirección de la vibración, presenta una componente axial significativa

(mayor que la mitad de la radial mas alta). Mayor vibración en dirección al desalineamiento.

Forma de onda:Repetitiva en cada período de rotación.

Relación de Fases: Diferencia de fase de 180º entre las vibraciones a cada lado del acoplamiento.

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Espectro típico de un desalineamiento

FRECUENCIA

A

M

P

L

I

T

U

D

1XRPM

2XRPM

3XRPM

RANGOS DE ACEPTACIÓN

• BUENO ACEPTABLE 8.9

• AÚN ACEPTABLE 11,51

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Page 59: Tema III Pruebas No Destructiva

DISTORSION DE LA CARCAZA

Causas : Montaje con un pie de la máquina fuera del plano basal. Patas de la máquina flectadas. Lainas de alineamiento inadecuadas (máximo 3 a 4 lainas por pata). Fuerzas externas a la máquina ( fuerzas de las cañerías o acoplamiento).

Espectro:Distintivos los tres primeros armónicos siendo la componente 1XRPM la mayor Vibración axial significativa.

Relación de fases: Desfase de 180º para las vibraciones axiales, entre descansos de la misma máquina.

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Page 60: Tema III Pruebas No Destructiva

SOLTURAS MECÁNICAS.

Las solturas mecánicas no generan vibraciones, salvo que estén acompañadas de alguna falla en la máquina (desbalanceamiento, desalineamiento, roce, etc.), lo que cambia el comportamiento del equipo de lineal a no lineal. Las solturas contemplan los siguientes casos:

• Pernos de sujeción del equipo a la base sueltos. • Juego radial excesivo en descansos hidrodinámicos o rodamientos. • Grieta en estructura o pedestal porta descanso. • Rotor suelto en el eje o con insuficiente ajuste por interferencia. • Componentes de la máquina sueltos • Insuficiente apriete de la camisa del descanso.

Espectro: Presenta gran cantidad de armónicos de la velocidad de rotación. En algunos casos, genera vibraciones subarmónicas a fracciones enteras de la velocidad de giro (1/2 X ó 1/3 X y múltiplos de ellos). Los descansos hidrodinámicos con camisa del descanso suelto generan vibraciones a 0,5 X RPM y múltiplos de ellas confundiéndose con “oil whirl” (giro de aceite). Vibración axial no significativa.

Forma de onda: Irregular.

Relación de fases: Inestables.

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Page 61: Tema III Pruebas No Destructiva

SOLTURAS MECÁNICAS

FRECUENCIA

A

M

P

L

I

T

U

D

1 x RPMPREDOMINA LA RADIAL EN LA SEGUNDA ARMÓNICA

2 X RPM

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Page 62: Tema III Pruebas No Destructiva

holgura de los descansos

Este defecto normalmente se produce por el largo tiempo de operación de las líneas propulsora.Es poco frecuente un desgaste prematuro. En caso que los claros de los descansos excedan los límites de tolerancia, durante la toma de vibraciones se presentarán en el espectro como altas amplitudes verticales comparadas con las horizontales.

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Page 63: Tema III Pruebas No Destructiva

ESPECTRO TÍPICO HOLGURA DE DESCANSO

80

60

40

20

0

1 X RPM

0.00 125.00 250.00 375.00 500.00 HZ

2 X RPM

3 X RPM

4 X RPM

AMPLITUDES RADIALES

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Page 64: Tema III Pruebas No Destructiva

NOTA : No se debe confundir con los espectros de un motores Diesel de 2 y 4 tiempos, donde es normal encontrar frecuencias armónicas del 1x ó de 1/2 x de la velocidad de rotación respectivamente, no siendo soltura, si no frecuencia de inyección.

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Page 65: Tema III Pruebas No Destructiva

ROZAMIENTOS

Puede ser roce parcial o total. Si el roce es sólo parcial ocurre lo siguiente:

Espectro: Lo más común son múltiplos a 1/3 de velocidad de rotación.

Puede generar espectro compuesto de armónicos de la velocidad de giro (1X, 2X, 3X, 4X, 5X) similar a un espectro de solturas mecánicas.

Se puede generar subarmónicos de la velocidad de giro X/2, X/3, X/4, X/5. Con mayor velocidad, fracciones más bajas de vibración subarmónica pueden ocurrir.

Componente axial no significativa.

Un roce parcial severo también puede excitar las frecuencias naturales de los elementos que rozan, obteniéndose componentes no relacionados con la velocidad de giro.

Forma de onda: Regular repitiéndose en cada vuelta.

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Page 66: Tema III Pruebas No Destructiva

TRANSMISION DE CORREAS

Espectro : (correa dañada) Vibración radial predominante en la dirección de la tensión de las correas. Vibraciones a frecuencias múltiplos de las RPM de la correa, los cuales son mas bajas que la velocidad de rotación de la máquina. Polea excéntrica: Vibraciones a 1X de la máquina, donde esta instalada la polea y diferencia de fase 0º o 180º (+/- 20º) entre la vibraciones horizontal y vertical en un mismo descanso. Correa o polea desalineada: vibración alta y predominante a 1X en dirección axial.

NOTA:Un equipo donde la transmisión de movimiento es por correas, el espectro

característico mostrará las siguientes frecuencias: Frecuencia del motor eléctrico (1X del motor) y la frecuencia del componente accionado (1X de bomba, ventilador, compresor, etc., si existe una reducción o aumento de la velocidad). Sólo cuando la correa esta dañada, se presentarán múltiplos de la frecuencia de rotación de la correa. Esta última frecuencia siempre va a ser inferior al 1X del motor y componente accionado.

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Page 67: Tema III Pruebas No Destructiva

TURBOMAQUINAS, VENTILADORES, BOMBAS Y COMPRESORES AXIALES.

Se generan vibraciones a la frecuencia de paso de los álabes o aspas y armónicos (Frecuencia paso alabes: fp = z x RPM , donde z = Número de álabes).

Causas :

Se generan altas vibraciones a la frecuencia de paso de los álabes (fp) si:

• Existe poco juego con cortaguas u otra parte estacionaria. • Flujo diferente al nominal. • Obstrucciones en ductos. • Rotor excéntrico o eje doblado. • Recirculación.

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Page 68: Tema III Pruebas No Destructiva

Se producen además altas vibraciones por:

Cavitación:

Se produce cuando la bomba trabaja bajo su capacidad de diseño ó con una inadecuada presión de succión. Esto produce burbujas en el líquido, las que al llegar a la zona de alta presión del impulsor, desaparecen bruscamente, produciendo ruido (similar como si arena circulara por una tubería) y vibraciones. La vibración generada es aleatoria y su espectro es continuo en un cierto rango de frecuencia. Las amplitudes son pequeñas, pero extremadamente dañina, produciendo erosión en diferentes componentes internos.

Flujo turbulento:

Se produce cuando el fluido es forzado a realizar cambios bruscos en su dirección, por diseños inadecuados de ductos y cañerías. Las amplitudes no son altas, a menos que entren en resonancia. El espectro es similar al mostrado por cavitación, pero su ancho de banda es menor.

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Page 69: Tema III Pruebas No Destructiva

Hambruna de la bomba:

Ocurre cuando el líquido no llena completamente cada alabe del impulsor en cada revolución, produciéndose un desbalanceamiento de masas del fluido en el rodete, lo que genera una vibración a 1 x bastante alta, confundible con desbalanceamiento. La amplitud varia en cada revolución.

OIL WHIRL (ACEITE EN GIRO, VIBRACIONES GENERADAS EN DESCANSOS HIDRODINÁMICOS) Se produce inestabilidad en la película de aceite. La diferencia de presión en ambos lados del espesor mínimo de la película produce fuerzas desestabilizadoras en la dirección de rotación.

Causas :Diseño incorrecto del descanso.

Excesivo desgaste en el descanso. Cambios de presión, viscosidad y temperatura del aceite.

Espectro : Vibraciones a 0,42 o 0,48 X RPM de la velocidad del eje

Soluciones : Usos de descansos con forma no cilíndrica (elíptica, de lóbulos, etc) o descansos

construídos de segmentos pivoteados.

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Page 70: Tema III Pruebas No Destructiva

RODAMIENTOS

Los rodamientos dañados generan vibraciones de tres tipos fundamentalmente: Vibraciones oscilatorias de alta frecuencia (sobre 1000 Hz o 60.000

cpm), descritas en anexo H. Vibraciones a las frecuencias naturales de los componentes del

rodamiento ( 500 a 2000 Hz ó 30.000 a 120.000 cpm). Frecuencias características de defectos en los rodamientos: BPFO:

frecuencia paso elementos rodantes por defecto en pista externa, BPFI: frecuencia paso elementos rodantes por defecto en pista interna, BSF: frecuencia de giro de elementos rodantes y FTF: frecuencia de porta elementos rodantes (jaula).

Espectro: Se obtiene una señal periódica no múltiplo de la velocidad de rotación. Ej. 3,6X ó 5,4X (3,6 o 5,4 veces la velocidad de rotación) que corresponde a la frecuencia de fallas de algún componente del rodamiento. Hay veces que la señal además se presenta con bandas laterales a 1x.

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Page 71: Tema III Pruebas No Destructiva

Espectro típico de picaduras en rodamiento

FRECUENCIA

A

M

P

L

I

T

U

D

1 x RPM

2 x RPM

3 X RPM

Z X RPM

1. BPFO , PISTA EXTERNA RODAMIENTO

2. BPFI, PISTA INTERNA DEL RODAMIENTOV

A

H

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Page 72: Tema III Pruebas No Destructiva

NOTA:

Cuando se están produciendo fallas incipientes en un rodamiento, es muy difícil detectarlos en un espectro, debido a que las amplitudes son muy bajas y se esconden en el ruido eléctrico propio producido en una cadena de medición. Sin embargo, esta falla incipiente puede ser detectada por las técnicas de alta frecuencia descritas en anexo H (método SPM o Spike de Energía). Cuando la falla se ha desarrollado es posible detectarlas en los espectros, de acuerdo a lo señalado anteriormente. Las Unidades que utilicen los equipos Microlog y el software PRISM4, es posible determinar las frecuencias de fallas de un rodamiento (BPFO, BPFI, BSF y FTF, ingresando los datos de éste al software. Se debe tener la precaución en el análisis, que por lo menos coincidan tres armónicos de alguna falla en rodamiento para que exista una falla, puede ocurrir, que por el ruido (pasto en espectro) coincida alguna frecuencia de falla de un rodamiento, lo que no es indicativo de falla en él.

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Page 73: Tema III Pruebas No Destructiva

RESONANCIAS

Causas: Se produce cuando alguna frecuencia de excitación coincide con alguna frecuencia natural de vibrar de algún elemento.

Espectro:

Presenta espectros frecuentemente a 1X. Se confunde con desbalanceamiento. Además, puede presentar frecuencias a la frecuencia que se esta produciendo la resonancia, que puede ser una diferente al 1X. Forma de onda: Es senoidal o pulsante para sistemas con poco amortiguamiento. Al aumentar o disminuir la velocidad de la máquina, las vibraciones disminuirán significativamente las vibraciones. Diferencia de amplitudes de hasta 1:5 entre la vertical y la horizontal, son indicativo de resonancia.

Relación de fases:Si existe un desbalanceamiento residual en resonancia, la diferencia de fase

será de 0º ó 180º.

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Page 74: Tema III Pruebas No Destructiva

PROBABLES DEFECTOS QUE SE PUEDEN ENCONTRAR

Fuerzas inherentes al funcionamiento de la máquina, producidas por equipos que operan cerca del área.Fuerzas generadas por fallas. Como rodamientos, deflexión del cigüeñal, soltura mecánicas. Fuerzas generadas por condición de operación fuera de valores nominales.Fallas producidas por defectos en las cajas reductoras:� Desgaste de flancos en los engranajes� Desalineamiento de los engranajes� Excesivo backlash� Engranajes excéntricos, sueltos o con eje flectado� Engranajes con dientes rotos o agrietados.

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Page 75: Tema III Pruebas No Destructiva

ESPECTRO TÍPICO DE CAJAS DE ENGRANAJES

FRECUENCIA

A

M

P

L

I

T

U

D

1 x fe

2 x fe

3 x fe

Fe = z * rpm

Fp

Zp

Fr

Zr

Piñon Rueda

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Page 76: Tema III Pruebas No Destructiva

MOTORES ELECTRICOS DE INDUCCION O ASINCRONICOS

Las vibraciones de origen eléctrico pueden ser generadas por las siguientes causas: Frecuencias de paso de las ranuras, las que son inherentes a él. Excentricidad del estator estática o entre hierro desigual. Esto sucede cuando los ejes del estator y rotor se encuentran desalineados paralelamente. Produce vibraciones a 2 x la frecuencia de la línea (en tierra 50 HZ, a bordo 60 HZ) independiente de la cantidad de polos. Rotor excéntrico o excentricidad dinámica, originado por un rotor no concéntrico con su línea de centros, produciendo un entre hierro desigual entre el rotor y el estator, en cada giro de rotor. Genera vibraciones a 1x debido al desbalanceamiento que ello genera. Genera armónicos de las RPM de giro con bandas laterales a la frecuencia de paso de los polos. Rotor con barras rotas, muestra vibraciones similares que un motor con rotor excéntrico, pero al aumentar la carga, la amplitud aumenta. Cuando se detecten barras rotas es importante tomar acción a la brevedad, ya que el daño será progresivo a barras adyacentes, produciendo eventuales roturas. Devanados abiertos o en corto circuito, produce calentamiento desigual del rotor, llegando a curvarlo produciendo desbalanceamiento Problemas de fase debido a conectores sueltos genera vibraciones a 2x frecuencia de la línea con bandas laterales a fL/3.

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Page 77: Tema III Pruebas No Destructiva

Cuando se sospeche de un problema eléctrico, se debe efectuar la siguiente prueba: Efectuando la medición de vibraciones con un instrumento que entregue la forma por la falla eléctrica ( 2x frecuencia de la línea, frecuencia de paso de los polos de onda, cortar el poder eléctrico al motor. Las vibraciones producidas, frecuencia de paso de las barras) desaparecen automáticamente en el instrumento, cambiando la forma de onda.

NOTA:Las características vibracionales en engranajes y máquinas

recíprocas (motores a combustión interna, compresores recíprocos, etc.) se encuentran en los anexos B y C respectivamente.

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Page 78: Tema III Pruebas No Destructiva

Existen equipos modernos que permiten realizar las dos etapas, sin requerir el apoyo de un PC (tienen mayor costo).

1. Recolectar los datos con la máquina fucionando, lo que se realiza con un equipo Recolector de Vibraciones.

2. Descargar los datos en un PC que cuente con un Software que efectúe el Análisis de Vibraciones y el Diagnóstico de Fallas.

Para efectuar un diagnóstico del estado de la máquina, es necesario realizar un análisis de los datos reclectados, lo que se lleva a cabo en dos etapas:

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Page 79: Tema III Pruebas No Destructiva

Técnicas de montaje del acelerómetro

Existen varias técnicas de montaje del acelerómetro sobre la máquina a medir, como se muestra en la figura:

Se usa el montaje con base magnética para superficies curvas (N°2). Pero en el futuro próximo se migrará al uso de tacos adheridos a los puntos de medición (N°5).

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Page 80: Tema III Pruebas No Destructiva

Ubicación típica de puntos de medición en una máquina

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Page 81: Tema III Pruebas No Destructiva

Espectro característico de algunas fallas

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Page 82: Tema III Pruebas No Destructiva

Espectro presentado en “cascada”

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Page 83: Tema III Pruebas No Destructiva

Equipamiento

•Dos Recolectores/Analizadores de vibraciones, marca DLI, modelo DCX-XRT, con sensor triaxial. Tienen incorporado el SW ExpertAlert pararealizar presentación de datos, diagnósticos y análisis de tendencias. Nonecesitan conectarse a un PC, tiene las características de un Note Bookindustrial.

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Page 84: Tema III Pruebas No Destructiva

Un Recolector de datos de vibraciones marca DLI, Modelo DCA-31, consensor uniaxial.

Requiere conectarse al DCX-XRT o a un PC con el SW ExpertAlert paraanálisis y diagnóstico.

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Page 85: Tema III Pruebas No Destructiva

Tres colectores de datos marca DLI, modelo DCA-50, consensor triaxial. C/u de ellos cuenta con un Note Book y SWExpertAlert que les permite realizar presentación de datos,diagnósticos y análisis de tendencias.

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Page 86: Tema III Pruebas No Destructiva

El calibramiento de los acelerómetros se realiza en el Laboratorio de Patrones , en un instrumento generador de movimiento vibratorio vertical, marca VTS, modelo 100, con amplitud y frecuencia controlada.

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Page 87: Tema III Pruebas No Destructiva

Normas y estándares aplicables

a) ISO 10816 - 6 “ 1-2-3-4-5” máquinas reciprocas sobre 100 kw (4080 KW)

b) Normas militares 2048, Sets de generadores diesel

c) ISO 8579-2 aceptación para cajas reductoras

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Page 88: Tema III Pruebas No Destructiva

VIBRACIONES EN MOTORES

ES DETERMINAR POR MEDIO DE LAS VIBRACIONES UNA IDEADEL ESTADO DE LOS COMPONENTES INTERNOS DE EQUIPO.

ES NECESARIO SEÑALAR QUE CONTROLANDO EL ESTADO VIBRACIONAL DEL EQUIPOS, EVITAREMOS DAÑOS DE LOS COMPONENTES PERIFERICOS MONTADOS SOBRE EL MOTOR COMO POR EJEMPLO : TURBOS, ENFRIADORES, BOMBAS DE ENFRIAMIENTO, COMBUSTIBLES, FILTROS Y SISTEMAS DE MONITOREO.

LA FRECUENCIA NORMAL UTILIZADA PARA LA MEDICIONES SON DE 600 A 60.000 CPM.

LOS LIMITES DE SEVERIDAD SON DE 0 A 28.2 MM/S BUENO / ACEPTABLE Y SOBRE 28,2 A 44,9 MM/S AÚN ACEPTABLE, RANGOS SUPERIORES EL EQUIPO DEBE QUEDAR DE BAJA Y SER SOMETIDO A REPARACIONES.

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Page 89: Tema III Pruebas No Destructiva

Sistema línea propulsoraPunto vertical

Motor

propulsor

Caja

reductora

Punto horizontal

axial

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Page 90: Tema III Pruebas No Destructiva

PUNTOS DE MEDICIÓN EN MOTORES PROPULSORES

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Page 91: Tema III Pruebas No Destructiva

PUNTOS DE MEDICIÓN EN MOTOR EN LÍNEA

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Page 92: Tema III Pruebas No Destructiva

MOTORGENERADOR

4

10

73 2

65

1

89

VERTICAL

RADIAL

AXIAL

GENERADORES

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Page 93: Tema III Pruebas No Destructiva

MONITOREO DE UN SISTEMA PROPULSIÓN

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Page 94: Tema III Pruebas No Destructiva

Normas y Estándares a Cumplir

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Page 95: Tema III Pruebas No Destructiva

Normas y estándares a cumplir Máquinas Rotatorias

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Page 96: Tema III Pruebas No Destructiva

Normas y estándares a cumplir máquinas Rotatorias

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Page 97: Tema III Pruebas No Destructiva

Normas y estándares a cumplir Máquinas Rotatorias

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Page 98: Tema III Pruebas No Destructiva

Normas y estándares a cumplir Máquinas Recíprocas

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Page 99: Tema III Pruebas No Destructiva

CONCLUSIONES

Es fundamental que una empresa generadora de bienes y servicios, tenga dentro de su organigrama un departamento directamente orientado a la calidad del producto, el cual deberá hacer cumplir los requerimientos estipulados en las especificaciones técnicas, empleando el control de los procesos a través de las inspecciones.

El departamento de mantención, le otorga una alta importancia al mantenimiento sintomático por medio de vibraciones. Mediantes los registros y análisis, se controla y determina la correcta ejecución de los trabajos realizados por el astillero, logrando satisfacer los requerimientos de nuestros cliente en forma plena.

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Page 100: Tema III Pruebas No Destructiva

METODO DE LOS IMPULSOS DE CHOQUE SPM ( SHOCK PULSE MEASUREMENT).

Este método se basa en la detección del ultrasonido producido por ondas dechoque, representada por la amplitud pico de la aceleración captada por elsensor expresada en decibeles. Tanto el método SPM como el método SE nodetectan problemas que generan vibraciones de bajas frecuencias, como lasproducidas por el desbalanceamiento, desalineamiento, excentricidades y/oresonancias entre otras, debido a que la señal captada por el sensor esfiltrada por un filtro pasa alto. La unidad de medida para los impulsos dechoques es el decibel normalizado y esta dividido en tres zonas deseveridad:

Ambas técnicas miden la amplitud pico de la vibración en el dominio deltiempo, nótese que ambas miden prácticamente lo mismo aunque poseendiferente nombre.

Los métodos IDF no son sensitivos a los problemas que generan vibracionesa frecuencias bajo 5.000 Hz

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Page 101: Tema III Pruebas No Destructiva

Región de respuesta de los métodos:

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Page 102: Tema III Pruebas No Destructiva

Este método, también es similar a los anteriores, en el sentido quedetecta vibraciones de alta frecuencia, pero tiene fundamentosdiferentes. Son efectuadas por los equipos de la línea SKF como losMicrolog y Marlin

La medición del método de HFD generalmente no es una mediciónultrasónica, sino que simplemente una medición de aceleración en unancho de banda de alta frecuencia. En un principio, HFD se medíanormalmente en un ancho de banda entre aproximadamente 5.000 y20.000 Hz ( 300.000 y 1.200.000 CPM). Actualmente los fabricantespermiten que sea el propio usuario quien defina el límite inferior delancho de banda a utilizar y han aumentado el límite superior hastaaproximadamente 30.000 Hz (1.800.000 CPM).

METODO DE LA DETECCION DE ALTA FRECUENCIA HFD ( HIGH FREQUENCY DETECTUM).

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Page 103: Tema III Pruebas No Destructiva

Evaluaciones que han realizado diferentes organizaciones con un gran número de usuarios, han demostrado que HFD no ha sido un método tan efectivo como los anteriores, debido a que se han obtenido grandes diferencias entre una medición y la próxima sin que exista un real cambio en la condición de la máquina que lo justifique.

Otro aspecto que incomoda en las mediciones del método HFD,al igual que las anteriores, es que es muy sensible a la presiónaplicada a la punta del transductor y muy sensible a la ubicacióndel punto de medición, por lo que pequeñas variaciones en laubicación del sensor pueden causar grandes diferencias en laslecturas obtenidas.

SPM – SE – HFD

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Page 104: Tema III Pruebas No Destructiva

El envolvente de aceleración (enveloping), es una técnica de detccionde fallas incipientes en rodamiento, la cuál ha sido creada por laempresa SKF Condition Monitoring, por lo tanto es aplicable solo conlos equipos Microlog.

Consiste en la aplicación de filtros utilizados en mediciones deacelerqación, los que actúan disipando los ruídos emitidos por las bajasfrecuencias, permitiendo resaltar las altas frecuencias que soncaracterísticas de las fallas de los rodamientos y de otros elementoscomo los engranajes.

METODO DE ENVOVENTE DE ACELERACION (ENVELOPING DE LA SKF).

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Page 105: Tema III Pruebas No Destructiva

La siguiente Tabla entrega una guía de niveles de severidad para mediciones efectuadas por el método SPM, HFD y SE. En general, note que los niveles para HFD tienden a ser aproximadamente el doble que aquellos para los destellos de energía SE. Esta debe ser usada cuando no se tengan las tablas de severidad del manual del instrumento que se utilizó para éste efecto.

EQUIVALENCIA ENTRE MEDICIONES EFECTUADAS POR DIFERENTES METODOS E INSTRUMENTOS

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Page 106: Tema III Pruebas No Destructiva

RANGO DE FRECUENCIAS:

Es la capacidad que tiene un sensor para medir altas y bajasfrecuencias sin atenuarlas considerablemente. Cada sensor tiene supropio rango de frecuencias. El límite de las bajas frecuencias es unacaracterística del sensor y están restringidos por un filtroamplificador. Las altas frecuencias están restringidas por lasfrecuencias naturales del sensor. En general existen sensores de altafrecuencia (sensibilidad de 100 mV/g ) y sensores de baja frecuencia(sensibilidad de 500 mV/g). Cada fabricante de sensores entrega unaficha técnica, donde viene un gráfico con la RESPUESTA DEFRECUENCIAS TIPICAS ( Typical frequency response), donde seobserva la atenuación de la señal a bajas frecuencias y un aumento odisminución a altas frecuencias, según sea el sensor. La líneahorizontal del grafico, indica que la respuesta de la señal es 1:1.

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Page 107: Tema III Pruebas No Destructiva

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Page 108: Tema III Pruebas No Destructiva

SENSIBILIDAD:

Es la razón entre el voltaje de salida del sensor y la vibración que esta siendo sensada por éste. Así, un acelerómetro de 100 mV/g, genera un voltaje de 100 mV por cada g de aceleración. Existen acelerómetros de alta y baja sensibilidad, siendo los de alta (500 mV/g) para efectuar mediciones de baja velocidad y los de baja sensibilidad (bajo 100 mV/g) para efectuar mediciones de alta velocidad. Los acelerómetros de uso en la Armada que trabajan con equipos Microlog, tienen una sensibilidad de 100 mV/g y 500 mV/g. Los sensores que trabajan con los equipos IRD tienen sensiblidades típicas de 50 mV/g o 1080 mV/pulg/seg.

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Page 109: Tema III Pruebas No Destructiva

Los siguientes valores deben ser considerados como orientación para diagnosticar la severidad de las mediciones HFD, SPM, y SE para el casode rodamientos.

SPM HFD Microlog SKF

SE Spikes de energía( IRD )

Nivel de Severidad (estado de alarma)

dB g g-SE Peligro (detener equipo)

> 50 > 50 > 30

40 - 49 3.0 – 4.99 1.5 – 2.99 Muy fuerte (alarma)

30 -39 1.5 – 2.99 0.8 – 1.49 Fuerte (alarma)

20 - 29 0.75 – 1.49 0.4 – 0.79 Aceptable

10 - 19 0.30 – 0.74 0.2 – 0.39 Bueno

1 – 9 .01 – 0.29 0.01 – 0.19 Muy suave

Page 110: Tema III Pruebas No Destructiva

Tipos de Pruebas no Destructivas

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Tipos de Pruebas no Destructivas

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Tipos de Pruebas no Destructivas

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Tipos de Pruebas no Destructivas

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