2. Tema 8 Sistemas de Lubricación
LUBRICACIÓN
El propósito principal de la lubricación es proveer una película de
separación entre superficies que están en movimiento relativo, evitando su
contacto y fusión por efecto de las cargas.
Reduce la fricción entre las partes en movimiento, previene el desgaste y la
corrosión de los elementos rodantes.
La película lubricante no excede los 20 micrones, por lo tanto las superficies
a lubricar deben estar limpias y con acabados suaves para evitar su
rompimiento.
3. Tema 8 Sistemas de Lubricación
FACTORES QUE AFECTAN EL ESPESOR DE LA PELICULA
LUBRICANTE
•Velocidad de giro: Al aumentar velocidad, se genera la presión
hidrodinámica, incrementando el espesor de la película lubricante. A
velocidades bajas es necesario usar lubricantes con mayor viscosidad a
objeto de garantizar una buena separación entre las superficies.
•Temperatura de operación: Viscosidad del aceite se reduce con incremento
de temperatura, lo cual reduce el espesor de la película de aceite.
•Cargas: Tienen un efecto directo sobre las presiones de las áreas en
contacto que tienden a disminuir el espesor de película. Factor a considerar
en la selección del lubricante.
4. Tema 8 Sistemas de Lubricación
La lubricación es esencial para lograr el máximo desempeño de los
cojinetes. 50% de las fallas en equipos rotativos están asociadas a
problemas de lubricación.
Una lubricación deficiente puede estar asociada a:
• Uso de lubricante inadecuado.
• Contaminación del lubricante.
• Método de lubricación inadecuado.
• Rutinas de relubricación inadecuadas.
5. Tema 8 Sistemas de Lubricación
TIPOS DE LUBRICANTES
Básicamente se utilizan dos tipos: Grasas y Aceites.
Grasas: Productos semisólidos de consistencia blanda, se fabrican a partir
de aceites de base mineral o sintética. Según su aplicación, se utilizan
aditivos para mejorar las propiedades antidesgaste y anticontaminantes.
La limitante de las grasas puras (sin aditivos) es el bajo punto de goteo, el
cual se define como la temperatura a la cual la grasa comienza a fluir.
Mejorado a través de la preparación de grasas a base de jabón de litio cuyo
punto de goteo es 185ºC y temperatura de aplicación hasta 140ºC.
6. Tema 8 Sistemas de Lubricación
Existen grasas de base sintética que permiten operaciones de hasta 260ºC,
con puntos de goteo por encima de los 300ºC
Las grasas tienen un amplio campo de aplicación en la industria, sin
embargo su uso está limitado por la velocidad de operación del equipo.
Como lubricante, las grasas son menos efectivas que los aceites.
7. Tema 8 Sistemas de Lubricación
Aceites Lubricantes: Fabricados a partir de bases minerales o sintéticas.
Utilizan aditivos para mejorar propiedades como resistencia al desgaste,
oxidación, antiespumantes, etc.
La propiedad mas importante del aceite es la viscosidad. Se ha establecido
como norma que el grado de viscosidad sea indicado a 40ºC (Grado de
viscosidad ISO)
Una característica importante de los aceites es el índice de viscosidad, que
se define como el cambio de viscosidad cinemática con la temperatura. Un
mayor índice de viscosidad indica menor cambio de viscosidad con la
temperatura.
8. Tema 8 Sistemas de Lubricación
Clasificación Viscosidad ISO
para lubricantes Industriales
9. Tema 8 Sistemas de Lubricación
SELECTION DEL TIPO DE LUBRICANTE
Consideraciones básicas para la selección del lubricante:
• Características y condición operacional de la máquina.
• Costo del lubricante.
• Costo de aplicación.
• Consecuencias de una falla.
• Propiedades del lubricante.
10. Tema 8 Sistemas de Lubricación
LUBRICANTES EN SERVICIO
Grasas:
Con el uso sufren deterioro progresivo razón por la cual se debe disponer
de planes de reengrase. Los intervalos de reengrase están determinados
por:
• Propiedades de la grasa.
• Condición operacional de la máquina.
• Tipo de rodamiento.
De acuerdo con API 610, no se debe utilizar lubricación por grasa si la vida
de la misma es menor a las 2000 h.
11. Tema 8 Sistemas de Lubricación
Grasas:
Si la vida está entre 2000 h y 25000 h, se debe disponer de dispositivos que
permitan el reengrase de los rodamientos en servicio y el desalojo efectivo
de la grasa usada y/o excedente.
Intervalos de reengrase deben estimarse usando métodos recomendados
por el fabricante del cojinete.
Para la mayoría de las aplicaciones Industriales y Refinería, los intervalos
están entre 4 y 6 meses. Estos intervalos de tiempo están influenciados
por:
• Condiciones ambientales.
• Grado de protección de las cajeras de cojinetes.
12. Tema 8 Sistemas de Lubricación
Aceites:
Razones principales para cambiar un aceite lubricante:
• Degradación
• Contaminación.
Para una vida razonable del aceite lubricante se recomienda:
• Mantener la temperatura del reservorio menor a 60ºC.
• Evitar contaminación con agua, impurezas.
13. Tema 8 Sistemas de Lubricación
Análisis de Aceites:
• Visual
• Laboratorios
Análisis de laboratorios son costosos, se justifican cuando la cantidad de
lubricante es mayor a 200 lts. Sistemas con cantidades menores a 200 lts,
rara vez se monitorean.
14. Tema 8 Sistemas de Lubricación
Aceites:
Sistemas con cantidades menores a 200 lts, la mejor practica es reemplazar
el aceite a intervalos basados en experiencia. Estos pueden ir desde uno a
dos años, dependiendo de la severidad del servicio.
Pruebas de Laboratorio: Parámetros mas comunes de monitoreo son:
PARAMETRO LIMITE
Viscosidad @ 40 ºC +/- 15% de Valor original
Acidez (Aceite sin aditivos) 2 mg KOH/g
Acidez (Aceite tipo turbinas e hid) 1 mg KOH/g
Agua 200 ppm
15. Tema 8 Sistemas de Lubricación
METODOS DE LUBRICACION
Existen dos métodos básicos: Auto contenido y Forzado.
Método Auto contenido: Lubricante confinado en la caja de cojinetes.
Criterios para su uso:
• Calor generado por cojinetes puede ser disipado sin uso de
elementos externos.
• Relación velocidad/carga baja.
16. Tema 8 Sistemas de Lubricación
METODOS DE LUBRICACION
Método Forzado: Lubricante suministrado por un sistema externo a
condiciones de presión y temperatura requeridas por los cojinetes. Criterios
para su uso:
• Calor generado por cojinetes muy alto.
• Relación velocidad/carga alta.
17. Tema 8 Sistemas de Lubricación
METODOS DE LUBRICACION
Lubricación Auto contenida tenemos:
• Nivel de aceite.
• Anillos lubricantes.
• Discos lubricantes
• Neblina pura y neblina – purga.
NORMAS PARA SISTEMAS DE LUBRICACION DE BOMBAS
API 610, 9 Ed. Centrifugal Pumps for Petroleum, Petrochemical and Natural
Gas Industries.
18. Tema 8 Sistemas de Lubricación
Lubricación por baño de aceite.
Nivel 1/3 – 1/2 de la bola inferior
Lubricación por anillo
Nivel 1/8 del diámetro del anillo
19. Tema 8 Sistemas de Lubricación
Sistema típico de generación de neblina
20. Tema 8 Sistemas de Lubricación
Lubricación por niebla pura Lubricación Niebla - Purga
23. Tema 9 Inspección de Rutina
GENERALIDADES
Básicamente existen dos tipos de mantenimiento que se aplican a los
equipos durante su operación normal. Estos son:
Mantenimiento Predictivo: Basado en el seguimiento de las condiciones
mecánica, usando equipos especializados de monitoreo, para detectar
fallas incipientes. Se pueden planificar actividades ya que trabaja bajo la
premisa de la condición del equipo. Se reducen costos de mantenimiento al
evitar fallas imprevistas. Su aplicación depende del tipo de Industria y los
equipos existentes. Para aplicar este plan, el equipo se mantiene en
operación.
Mantenimiento Preventivo: Basado en tiempo. Se establecen períodos para
la ejecución de actividades, sin importar la condicione del equipo y/o
componentes. Para aplicar este plan, el equipo debe estar fuera de
operación.
24. Tema 9 Inspección de Rutina
Plan de mantenimiento predictivo:
• Niveles de vibración.
• Temperatura de cojinetes.
• Inspección visual o análisis de laboratorio del lubricante.
• Variables operacionales (Presion, Flujo, Temperatura, etc)
Plan de mantenimiento preventivo:
• Reemplazo de lubricante.
• Revisión de alineación y acoplamiento.
• Limpieza filtro de succión.
• Reemplazo de componentes (Según fabricante)
• Inspección de planes auxiliares (Sellado, lubricación, etc)
26. Tema 10 Inspección de Componentes
GENERALIDADES
Durante el mantenimiento preventivo/correctivo de cualquier equipo, se
genera un reporte de las condiciones en la cual se encuentra el equipo.
Este tipo de inspecciones nos permiten:
• Llevar historial de reparaciones del equipo.
• Determinar, en forma sistemática, el mecanismo de falla del
componente(s) aplicando correcciones necesarias, evitando su
recurrencia.
Estándares de calidad exigen disponer de formatos o reportes de
inspección en los cuales se reflejen las condiciones en la cual se
encontraron los componentes de un equipo durante su desarme.
27. Tema 10 Inspección de Componentes
Inspeccionar condición de componentes en desarme de bomba centrifuga:
• Cojinetes (Desgaste, contaminantes, holguras, tipo, etc)
• Eje en la zona contacto con los cojinetes (Rayas, holguras)
• Tambor o disco de balance (Desgaste, holguras)
• Disco de empuje (Desgaste, rayas)
• Camisas (Desgaste, rayas, holguras)
• Bujes (Desgaste, holguras)
• Cajas de cojinetes (Holguras)
• Anillos de lubricación (Desgaste, excentricidad)
• Anillos de desgaste (Holguras)
• Voluta y/o difusor (Desgaste, erosión)
• Impulsor (Desgaste, erosión, diámetro)
• Sello mecánico (Desgaste, contaminantes, etc).
29. Tema 11 Reparación. Balanceo, Ensamblaje
GENERALIDADES
Durante la reparación de una bomba centrifuga es necesario realizar un
reporte, en formato preestablecido, donde se detallen las características de
los componentes utilizados para la reparación (nuevos, fabricados,
reparados) y sus respectivas holguras, estas según lo indicado por el
fabricante.
Puntos de atención antes de reparar una bomba centrifuga:
• Disponer de la información del fabricante (Dibujos, holguras, etc).
• Disponer de herramientas apropiadas para el ensamblaje. Algunos
casos, requieren herramientas especiales.
36. Tema 11 Reparación. Balanceo, Ensamblaje
LISTA DE VERIFICACION
Se harán según recomendación del fabricante (OEM):
• Rectitud o deflexión del eje.
• Holgura de muñón – cojinete.
• Tipo de cojinetes.
• Holgura de las cajeras de cojinetes.
• Alineación cajeras cojinetes (concentricidad con carcaza).
• Superficie de contacto entre carcaza y tapa (Planitud, suciedad, etc)
• Holgura entre anillos de desgaste.
• Ensamble del rotor (Impulsor y eje) y balanceo dinámico.
• Holgura de bujes (Garganta, inter-etapas, etc)
• Espesor de empacaduras del cuerpo.
• Posicionamiento axial del rotor respecto a la voluta.
• Juego axial final del rotor.
• Girar ensamble para verificar que no exista roce interno
38. Tema 11 Reparación. Balanceo, Ensamblaje
BALANCEO
Es la reubicación del eje de inercia de manera que coincida con el eje de
rotación. Se añade o se retira masa del rotor para desplazar la carga
centrifuga.
Dependiendo de la configuración del rotor (ensamble eje, impulsor, anillos,
etc) se debe revisar la condición de balance del mismo. Este puede ser de
dos tipos: Estático y Dinámico.
39. Tema 11 Reparación. Balanceo, Ensamblaje
0.001=1 MIL
=1000 MICROINCHES
50 LBS = 800 oz
W
e
U = Masa x Desplazamiento
U = (800 oz) x (0.001 in) = 0.8 oz-in
40. Tema 11 Reparación. Balanceo, Ensamblaje
FUERZA GENERADA POR DESBALANCE
w
F
F = W e w²
U = W e
F = U w²
donde:
F: Fuerza
W: Masa Total
e: Excentricidad
U: Desblanceo
w: Veloc. Angular
41. Tema 11 Reparación. Balanceo, Ensamblaje
FUERZA GENERADA POR DESBALANCE
F = U w²
2000 4000
RPM
25
100
200
FORCE
N
Fuerza generada por desbalance es proporcional al cuadrado de la
velocidad
42. Tema 11 Reparación. Balanceo, Ensamblaje
BALANCEO
Balanceo Estático: Se realiza cuando la relación D/B es mayor a 6. El rotor
descansa sobre puntos de apoyo permitiéndole girar libremente por su
propio peso. El punto pesado siempre reposará en la parte inferior. Verifica
un solo plano.
43. Tema 11 Reparación. Balanceo, Ensamblaje
r
M
w
e
O
G
Mr = We
B
BALANCEO EN UN SOLO PLANO O ESTATICO
44. Tema 11 Reparación. Balanceo, Ensamblaje
Balanceo Dinámico: Más aplicado en la industria. Realizado en una
máquina especial de balanceo la cual permite girar el rotor a una velocidad
determinada. La máquina registra la vibración del rotor debido al
desequilibrio de masas existente y la traduce en un valor de peso y ángulo
para un determinado plano de corrección.
Se realizan correcciones hasta obtener un valor residual por debajo del
máximo establecido.
45. Tema 11 Reparación. Balanceo, Ensamblaje
BALANCEO DINAMICO O EN DOS PLANOS
r2
r1
W1 g
W2 g
50. Tema 12 Instalación, Alineación y Puesta en Servicio
INSTALACIÓN DE BOMBAS CENTRIFUGAS
Puntos de verificación durante la instalación:
• Ajuste de pernos de sujeción de la bomba.
• Alineación y paralelismo de bridas (Esfuerzo en boquillas)
• Conexión sistema auxiliar sellos.
• Conexión sistema de lubricación (Si aplica)
• Sentido de giro del elemento motriz.
• Alineación bomba - elemento motriz.
51. Tema 12 Instalación, Alineación y Puesta en Servicio
ALINEACIÓN:
Interna: Existe cuando componentes tales como cojinetes, anillos,
diafragmas, sellos, etc. están ubicados en una misma línea y esta coincide
con la línea de centro de la máquina.
52. Tema 12 Instalación, Alineación y Puesta en Servicio
Externa: Existe cuando los ejes de dos máquinas están en la misma línea
53. Tema 12 Instalación, Alineación y Puesta en Servicio
Siempre existe cierto grado de desalineación el cual pudiera ser absorbido
por el acoplamiento, en caso contrario se manifiesta la desalineación.
Tipos de Desalineación:
• Angular: Línea de centro de los ejes tienen diferente posición angular
• Paralela: Línea de centro de los ejes tienen el mismo ángulo pero
separados uno del otro.
56. Tema 12 Instalación, Alineación y Puesta en Servicio
Causas de Desalineación:
• Crecimiento térmico (Máquina y/o base)
• Fuerzas externas (Tensión en líneas)
• Problemas en fundaciones (Grietas, asentamiento, etc)
• Pata coja.
57. Tema 12 Instalación, Alineación y Puesta en Servicio
Midiendo la Desalineación:
• Las maquinas están designadas como estacionaria y móvil
58. Tema 12 Instalación, Alineación y Puesta en Servicio
Midiendo la Desalineación:
• El centro de rotación de la maquina estacionaria se toma como punto
o línea de referencia.
59. Tema 12 Instalación, Alineación y Puesta en Servicio
Midiendo la Desalineación:
• La desalineación se determina encontrando el eje rotacional del
elemento móvil con respecto al del elemento estacionario, en dos
planos
60. Tema 12 Instalación, Alineación y Puesta en Servicio
Midiendo la Desalineación:
• Vista en elevación (Desde arriba) - Desalineación Horizontal
61. Tema 12 Instalación, Alineación y Puesta en Servicio
Midiendo la Desalineación:
• Vista de lado - Desalineación Vertical
62. Tema 12 Instalación, Alineación y Puesta en Servicio
Métodos de Alineación de Ejes:
63. Tema 12 Instalación, Alineación y Puesta en Servicio
Métodos de Alineación de Ejes:
BORDE Y CARA
Indicador de borde mide
desalineación paralela
Indicador de cara mide
desalineación angular
64. Tema 12 Instalación, Alineación y Puesta en Servicio
Métodos de Alineación de Ejes:
REVERSA
• Método Tradicional
• Ambos Indicadores miden
desalineación paralela de
los bordes.
Desalineación Paralela (Diferencia
entre las dos lecturas)
Desalineación Angular (Pendiente
entre las dos lecturas)
66. Tema 12 Instalación, Alineación y Puesta en Servicio
Métodos de Alineación de Ejes:
SISTEMA LASER
Láser simple – Simple/Doble reflector Doble láser – Doble reflector
67. Tema 12 Instalación, Alineación y Puesta en Servicio
Beneficios de la Alineación:
• Reducción de esfuerzos sobre el acople.
• Reducción de las vibraciones.
• Reducción del consumo de energía.
• Aumento de confiabilidad.
• Reducción de fallas y costos.
68. Tema 12 Instalación, Alineación y Puesta en Servicio
CARGA EN BOQUILLAS:
Causan desalineación y deformación de la carcaza.
69. Tema 12 Instalación, Alineación y Puesta en Servicio
PUESTA EN SERVICIO:
Antes del arranque se recomienda realizar una inspección visual de los
componentes y accesorios de la bomba.
Si alguno de los componentes no se encuentra en buena condición debe
ser reemplazado.
70. Tema 12 Instalación, Alineación y Puesta en Servicio
1 Bomba
2 Conductor
3 Fundación
4 Tubería de Succión
5 Junta de
Expansión
6 Válvula de Succión
7 Tubería de
Descarga
8 Válvula de
Descarga
9 Soporte de Tubería
de piso
10 Soporte de Tubería
de Techo
11 Reservorio
12 Guarda del Acople
71. Tema 12 Instalación, Alineación y Puesta en Servicio
ARRANQUE DE BOMBA CENTRIFUGA
72. Procedimientos de Arranque
Puntos a verificar:
1. Bomba instalada correctamente (Pernos de sujeción)
2. Tuberías correctamente instaladas y sin discos ciegos.
3. Válvulas de succión y descarga cerradas.
4. Sistemas auxiliares correctamente instalados.
5. Elemento conductor.
a. En motores eléctricos las conexiones eléctricas y las líneas de tierra.
b. En turbina de vapor las líneas de vapor.
6. Nivel de lubricante de cojinetes. Las bombas son trasladadas
usualmente sin lubricantes desde Fabrica o Taller.
Tipo de lubricante, consultar el manual del fabricante.
Tema 12 Instalación, Alineación y Puesta en Servicio
73. Procedimientos de Arranque
7. Nivel de aceite controlado por un dispensador de aceite de nivel constante:
a. Altura del dispensador se ajusta para el modelo y tamaño de bomba
(Consultar el manual del fabricante de la bomba)
b. Remover reservorio del dispensador.
c. Remover tapa de venteo de caja de cojinete.
d. Suministrar aceite en la caja de cojinete. Llenar hasta que se observe aceite
en la base del dispensador.
e. Reinstalar tapa de venteo de caja de cojinete.
f. Llenar reservorio del dispensador y ajustar altura de manera que el tubo de
alimentación coincida con el nivel recomendado.
g. Colocar el bulbo en la base del indicador.
h. Ajustar contratuerca o tuerca de seguridad.
Tema 12 Instalación, Alineación y Puesta en Servicio
75. Procedimientos de Arranque
8. Cojinetes lubricados con grasa:
a. Suministrar grasa (cantidad y tipo) de acuerdo a recomendaciones del
fabricante. Si hay un puerto de salida inyectar grasa hasta que salga
una pequeña cantidad. No sobrecargar de grasa los rodamientos
9. Sistema de lubricación externo en operación, si aplica.
10. Sistema auxiliar de sellado en operación (Niveles, presiones, flujos, etc)
11. Roces internos a través de giro manual del rotor.
12. Cerrar drenajes y venteos del cuerpo de la bomba.
13. Válvula succión abierta completamente para llenado de bomba.
14. Ventear cuerpo de la bomba y cavidad del sello, donde aplique.
15. En servicios calientes, aplicar procedimiento de calentamiento de acuerdo
al fabricante.
Tema 12 Instalación, Alineación y Puesta en Servicio
76. Procedimientos de Arranque
16. Sistema de enfriamiento alineado.
17. En bombas movida por turbina a vapor (Consultar manual del fabricante):
a. Aplicar procedimiento de calentamiento y drenaje de líneas de
entrada/salida de vapor.
b. Abrir drenajes del cuerpo de la turbina.
b. Abrir válvula en línea de salida de vapor.
c. Drenar todo el condensado, luego cerrar parcialmente los drenajes.
d. Abrir desvío de la válvula de suministro de vapor.
18. Abrir 10% válvula en línea de descarga.
19. Poner bomba en operación. Abrir 100% válvula de descarga.
20. Ruidos, vibraciones o fugas. Parar si es necesario.
21. Presion de succión y descarga, flujo, amperaje del motor.
Tema 12 Instalación, Alineación y Puesta en Servicio
77. Procedimientos de Arranque
22. Medir niveles de vibración y temperatura de cojinetes. Reportar cualquier
anomalía.
Tema 12 Instalación, Alineación y Puesta en Servicio
79. Tema 13 Problemas Hidráulicos y Mecánicos
PROBLEMAS HIDRÁULICOS:
• Cavitación.
• Desequilibrio debido a cargas hidráulicas.
• Pulsaciones de presión.
• Recirculación interna.
• Problemas de distribución de flujo.
• Golpe de ariete.
• Excitación inducida por flujo (Turbulencia)
80. Tema 13 Problemas Hidráulicos y Mecánicos
PROBLEMAS HIDRÁULICOS:
CAVITACIÓN:
• Ocurre cuando hay insuficiente presión de succión para llenar la
bomba.
• Formación y subsecuente colapso de burbujas de vapor (cavidades)
en un liquido causado por variaciones de presión dinámica cercanas a
la presión de vapor.
• Causa ruido y vibraciones.
• Una caída de 3% de cabezal se acepta como presencia de cavitación.
Prevención:
• Mantener NPSHd – NPSHr = 1 m
• Evitar grandes cambios en la temperatura del fluido.
81. Tema 13 Problemas Hidráulicos y Mecánicos
PROBLEMAS HIDRÁULICOS:
La operación a altos o bajos regímenes de flujo genera desequilibrios de
fuerzas sobre el impulsor y/o carcaza lo cual ocasiona:
• Altas vibraciones y ruidos.
• Altas cargas sobre cojinetes.
• Reducción de la confiabilidad de la bomba.
82. Tema 13 Problemas Hidráulicos y Mecánicos
1. Pérdidas.
2. Recirculación (Flujo secundario)
3. Circulación.
4. Fugas.
5. Fluctuaciones debido a flujo
inestable.
6. Vortices.
7. Turbulencias.
8. Cavitación
Patrones de flujo secundario (Operación fuera de diseño)
84. Tema 13 Problemas Hidráulicos y Mecánicos
PROBLEMAS MECANICOS:
INSTALACION / MANTENIMIENTO
• Desequilibrio.
• Desalineación.
• Daños en cojinetes.
• Distorsión de carcaza debido a esfuerzos de tuberías.
• Respuesta dinámica del sistema de tuberías.
• Estructuras / Fundaciones.
• Ensamblaje inadecuado.
85. Tema 13 Problemas Hidráulicos y Mecánicos
PROBLEMAS MECANICOS:
DISEÑO / CONSTRUCCION
• Velocidades criticas (Lateral, Torsional).
• Cojinetes / sellos inadecuados.
• Inestabilidad del rotor.
• Desalineación interna (Cajas de cojinetes, anillos, etc).
• Resonancia en pedestales / cajeras.
86. Tema 13 Problemas Hidráulicos y Mecánicos
PROBLEMAS MECANICOS:
Problemas Típicos en Rodamientos:
• Desalineación.
• Incorrecto ajuste entre eje y caja.
• Lubricación inadecuada.
• Montaje inadecuado.
• Paso de corriente a través del rodamiento.
• Defecto de manufactura.
87. Tema 13 Problemas Hidráulicos y Mecánicos
Modos y causas típicas de
fallas en rodamientos
92. Tema 13 Problemas Hidráulicos y Mecánicos
PROBLEMAS MECANICOS:
Problemas Típicos en Cojinetes de Fricción:
• Ralladuras de superficie debido a sucio.
• Lubricación inadecuada.
• Fracturas por fatiga debido a sobrecargas dinámicas, sobrevelocidad.
• Defectos de manufactura.
• Cavitación-erosión causado por la formación y colapso de burbujas de
vapor en la película de aceite.
• Sobrecalentamiento.
• Deformación de pivotes (fatiga)
• Corrosión debido a contaminación con agua.
• Picaduras por corrientes eléctricas.
93. Tema 13 Problemas Hidráulicos y Mecánicos
Modos y causas típicas de
fallas en cojinetes de fricción
94. Tema 14 Posibles Soluciones
Tema 14
Posibles Soluciones
(Troubleshooting)
95. Tema 14 Posibles Soluciones
POSIBLES SOLUCIONES (TROUBLESHOOTING)
97. Tema 15 Fundamentos Básicos
GENERALIDADES
El análisis de vibraciones es usado extensivamente para diagnosticar
problemas en maquinas rotativas.
Fallas severas en maquinas rotativas pueden ser prevenidas a través del
uso de técnicas adecuadas de análisis de vibraciones.
98. Tema 15 Fundamentos Básicos
SISTEMA MASA RESORTE
Todos los sistemas que vibran pueden ser representados a través del
sistema masa resorte.
M
0
2
1
1 ciclo
Tiempo “t”
Desplazamiento
“d”
99. Tema 15 Fundamentos Básicos
En cualquier forma de onda, es posible medir:
• Desplazamiento.
• Velocidad.
• Aceleración
Relación Desplazamiento
Aceleración a Velocidad
constante
100. Tema 15 Fundamentos Básicos
VARIABLE A MEDIR:
• Desplazamiento: Detectar problemas a bajas frecuencias.
• Aceleración: Detectar problemas a altas frecuencias.
• Velocidad: Detectar problemas a frecuencias medias.
En la mayoría de las bombas centrifugas medimos velocidad debido a:
• Carcazas y rotores que tienden a ser relativamente flexibles.
• Utilizan cojinetes antifricción (rodamientos).
Bombas o equipos con cojinetes de fricción (película de aceite), por lo
general medimos desplazamiento.
101. Tema 15 Fundamentos Básicos
UNIDADES DE MEDICIÓN:
• Desplazamiento: micrones, milésimas de pulgadas.
Escala: 0 – Pico, Pico - Pico
• Velocidad: mm/s, plg/s
Escala: 0 – Pico, RMS (Root Mean Square)
RMS = 0.707 x Valor 0 - Pico
• Aceleración: relativo a la gravedad, g’s.
Escala: 0 – Pico, RMS
102. Tema 15 Fundamentos Básicos
RESONANCIA Y EXCITACIÓN:
Toda estructura tiene al menos una frecuencia natural (wn). En el sistema
masa/resorte, se calcula con la siguiente relación:
Cuando la frecuencia de excitación es igual a la frecuencia natural, el
sistema entra en resonancia. En esta condición, pequeñas fuerzas de
excitación producen altas o bajas vibraciones, de acuerdo a la capacidad de
amortiguamiento existente.
donde:
K: Constante de rigidez del resorte
M: Masa
103. Tema 15 Fundamentos Básicos
VELOCIDAD CRITICA:
Velocidad que corresponde con la frecuencia natural del rotor.
Velocidad critica (rpm) = Frecuencia de resonancia (CPS o Hz) x 60
Por lo general los rotores de las bombas centrifugas operan por debajo de
la velocidad critica ya que diseñan con alto amortiguamiento y baja
sensibilidad a la acción de fuerzas.
106. Tema 15 Fundamentos Básicos
ESPECTRO DE VIBRACIÓN:
Se obtiene aplicando la Transformada de Fourier a una señal de onda.
Presenta amplitudes de todos los componentes de frecuencia de la señal
versus respectivas frecuencias.
107. Tema 15 Fundamentos Básicos
ELEMENTOS DE MEDICIÓN:
Transductores de proximidad:
• Dispositivo de no-contacto
• Mide desplazamiento del eje respecto al cojinete o carcaza.
• Utilizado en maquinas con cojinetes de fricción (película de aceite)
• Se instalan en parejas y en dirección ortogonal
108. Tema 15 Fundamentos Básicos
ELEMENTOS DE MEDICIÓN:
Transductores sísmicos:
• Dispositivo de contacto
• Mide vibración absoluta (velocidad o aceleración) de un objeto.
• Utilizado en maquinas con cojinetes antifricción (rodamientos)
• Puede instalarse solo o en pareja (ortogonalmente)