El intercambio es muy interesante y pensamos que valía la pena publicarlo para impulsar el debate en más de un foro abierto.

Brian Roy:

Mr. Piotrowski,  Interesante artículo. Esta prueba complejo se podría haber hecho de una manera mucho más rápida y fácil, con mejores resultados. El aumento térmico se determina fácilmente mediante la instalación de indicadores de tipo dial en posiciones estratégicas en el tren de la máquina y midiendo el aumento en relación a un punto fijo fuera de la máquina directamente en el arranque y la estabilización de la temperatura. El punto fijo puede ser seleccionado en algo cercano, si tienes suerte, o puede ser creado simplemente soldando una placa con una tachuela a una viga o algún otro objeto no conectado al tren de la máquina. Después de la realineación inicial es realizada basada en estas compensaciones de dilatación térmica, un análisis de la forma deflectora operacional (ODS) se realiza para determinar cómo la máquina se mueve y dónde concentrar los esfuerzos adicionales. El ODS se puede hacer incluso antes de que las mediciones de dilatación térmica a efectos de comparación posterior. Todo esto se puede hacer en un turno de 8 horas con una preparación previa y que daría resultados muy superiores de una manera más costo-efectiva. La regla de oro para todos los esfuerzos de solución de problemas es comenzar con las pruebas más simples y soluciones y trabajar en pro de los más complejos. En otra nota, la compensación del aumento térmico proporcionado por OEM NUNCA es correcto y siempre debe ser verificado y nunca darse por asentado.

John Piotrowski:

Brian,

Gracias por leer y responder al artículo en la edición de marzo de 2007 de Uptime Magazine. Me gustaría responder a cada uno de los puntos que mencionas.

En el punto no. 1, tu sugerencia sobre el uso de indicadores para medir el crecimiento térmico es más intrigante. ¿Alguna vez has intentado esto? Si es así, ¿cuáles fueron tus resultados?

Curioso que menciones esto, ya que he hecho dos intentos de utilizar los indicadores para medir como dices "el crecimiento térmico". Nunca he sido muy aficionado a la expresión "crecimiento térmico" ya que implica que todo el movimiento que se produce en la maquinaria de rotación se debe a los cambios de temperatura en el caso de la máquina y que las máquinas siempre crece o se mueven hacia arriba. Ninguno de lo que siempre es cierto. Vivimos en un mundo de tres dimensiones por lo tanto las máquinas se moverán en las tres direcciones, no sólo hacia arriba. De hecho algunas maquinas "térmicamente se reducirán", por ejemplo, compresores de refrigeración. El término "crecimiento térmico" también tiene en cuenta el movimiento lateral o axial de las máquinas.

Alrededor de 1977, mientras trabajaba en una planta química, estábamos teniendo algunos problemas con una turbina de vapor de 32.000 caballos de conducción de tres compresores de barril. Ya sospechábamos que el sistema de tracción operaba en una condición de desalineación y se sospecha que los ejes se movían después de que la unidad se ponía en marcha y trabajaba a plena carga. Acabábamos de sustituir uno de los compresores que tenía una falla de cojinetes y quería ver si la turbina de vapor y los compresores se movían, así que pregunté si podía soldar algunas piezas de un ángulo de hierro a la placa cerca de cada cojinete con lo que podía colocar un indicador dial en la parte superior de cada rodamiento para observar qué tan lejos, rápido, y que tanto los cojinetes se movían hacia arriba. No se permitió nada de soldadura porque el departamento de producción quería conseguir que la planta volviera a funcionar y no podía conseguir la documentación necesaria a tiempo para obtener los permisos de soldadura. Por lo tanto, soldé una placa de 1/2" de espesor a la parte inferior de cada pieza de ángulo de hierro y sujete con pinzas tipo C a cada plato a la placa, a continuación, configure los indicadores en cada cojinete. Pensé que era suficientemente bueno para una prueba rápida. Tomó cerca de 24 horas para que el proceso pasara a las condiciones de plena carga, y este sistema impulsor fue uno de los cuatro sistemas fundamental en el proceso de enlace. Recuerdo estar afuera en la cubierta del compresor cuando la turbina de vapor comenzó a girar los tres compresores, con impaciencia corriendo de atrás hacia adelante para mirar los ocho indicadores en busca de cualquier movimiento. No pasó mucho durante las pruebas de rotación lenta utilizadas para que la producción pudiera asegurarse de que el compresor reconstruido no iba en el modo de inclinación de una vibración o punto de vista de la temperatura. Después de una retención de 30 minutos a 500 rpm, con todos los sistemas viéndose bien, Producción comenzó a abrir la válvula de vapor hasta la velocidad de funcionamiento final de 11.000 rpm. Pasaron quince minutos y ninguno de los indicadores se movieron, y después de unos 30 minutos, cada indicador comenzó a moverse. La mayoría mostró un movimiento hacia arriba, pero dos de ellos se movieron hacia abajo. ¿Qué? Decidí mantener la calma y simplemente ver como se desarrollaba el experimento y averiguar qué sucedería más adelante. Ahora a 2500 rpm, Producción tuvo un problema en otra parte del proceso de manera que pusieron todo en forma de retención temporal con el compresor y la turbina conducidas establemente en 2500 rpm. Me di cuenta de que los alojamientos del cojinete estaban comenzando a vibrar un poco y las agujas del indicador se movían adelante y atrás.

No hay problema, sólo podía ver visualmente la aguja de barrido y obtener una posición media. Pasó otra hora y la velocidad de la unidad del compresor se encontraba todavía en 2500 rpm cuando miré el tacómetro en la turbina de vapor. Pensé, ¿qué está pasando? Así que fui a la sala de control a nivel del suelo para obtener algo de información de primera mano cuando iban a aumentar la velocidad. Pasaron dos horas más y el problema en el otro extremo del proceso implicaba una válvula de control estancada que acababa de liberarse y ahora parecía estar funcionando correctamente. Así que Producción decidió continuar aumentando la tasa de flujo a través del sistema lo que significaba que el compresor que estaba viendo estaba en camino para aumentar la velocidad. Volví hasta la cubierta del compresor y me abatió el descubrir que las agujas en cuatro de los ocho indicadores habían dejado de vibrar y ahora eran inútiles. Por fortuna los indicadores aún trabajaban en los dos cojinetes de la turbina y ambos cojinetes en el compresor recién reconstruido! Decidí que debía comenzar a registrar lo que los indicadores estaban midiendo, así que tome papel y mire uno por uno de los indicadores. La aguja del indicador de línea al final del escape de la turbina de vapor aleteaba de nuevo 4-6 mils, pero el barrido promedio parecía ser de 2 mils mayor que cuando comencé. La aguja del indicador al final del suministro de la turbina de vapor (el extremo más caliente) también aleteo de ida y vuelta 4-6 mils y para mi sorpresa, mostró que había caído 15 mils! Las posiciones promedio del indicador en los extremos internos y externos del compresor parecían tener una lectura promedio de 4 y 6 mils, respectivamente. Al aumentar la velocidad de la unidad del sistema, también lo hizo el aleteo de las agujas del indicador. Después de 8 horas, cada aguja vibraba fuera, pero aún registre las posiciones del indicador con la medida más sorprendente de 28 mils de movimiento hacia abajo en el cojinete del extremo flexible de la turbina de vapor. Puesto que todas las agujas habían caído en ese momento, decidí eliminar el apoyo del ángulo de hierro.

Todavía recuerdo lo que pasó cuando quité el apoyo del ángulo de hierro en el extremo de la turbina de vapor. Me acerqué y tome el ángulo de hierro alrededor de la mitad hacia arriba y me queme la palma de mi mano. El calor de la turbina transferida al ángulo de hierro en la prueba de ocho horas. No podía ver el calor, pero sí que lo sentí. Mi conjetura fue que la temperatura era de alrededor de 180 ° F cuando tontamente lo agarre. Al día siguiente comente los resultados de mi experimento con mi gerente de ingeniería que se percató de las ampollas en mi mano. Avergonzado, le dije lo que pasó. No se rió, pero pensó por un minuto y luego dijo:

"¿Cómo sabes que lo que mediste no fue la dilatación térmica del ángulo de hierro?" En ese momento, me di cuenta que mi posición de referencia(es decir, el ángulo de hierro o cualquier otro objeto como una columna de un edificio) no era realmente un punto de referencia térmicamente estable "arreglado". La única forma de que algo como esto funcionaría sería asegurar que la plataforma de sostenimiento para un sensor de medición tuviera que ser térmicamente estable. Charlie Jackson de Monsanto también se dio cuenta de esto por lo que su referencia es agua enfriada, como estoy seguro de que tienes conocimiento. También me di cuenta que un indicador tiene una duración limitada cuando son sometidos a vibraciones. Un sensor mucho más fiable se debe utilizar, uno que todavía pueda medir la distancia, pero no tenga que hacer contacto físico con el objeto que está observando. Algo así como una sonda de proximidad tal vez? EL agua enfriada se encuentra a la par con las sondas de proximidad y se discute en el capítulo 16 de la tercera edición del Manual de la alineación de ejes.

Estaría muy interesado en saber cómo asegurar la estabilidad térmica en "El punto que puede ser seleccionado a partir de algo cercano, si tienes suerte o puede ser creado simplemente por soldar una tachuela a alguna placa a una viga o algún otro objeto no conectado al tren de la máquina". Además, con tu experiencia en el campo, ¿cómo mantienes las agujas de los indicadores sin que vibren?

Por cierto, la segunda vez que trate esto para otro señor que sugirió que este método funcionaria. Le hablé de mi experimento, pero él me convenció de que el colocar un pedazo de goma entre la punta del indicador y el soporte del cojinete se haría cargo del problema de la aguja vibrante. Los resultados terminaron de la misma manera sólo que esta vez me puse unos guantes de cuero grueso.

En el punto no. 2 usted dijo: Después de la realineación inicial se realiza sobre la base de estas compensaciones de dilatación térmica, el análisis de funcionamiento de deflexión forma (ODS por sus siglas en ingles) se realiza para determinar cómo la máquina se mueve y dónde concentrar los esfuerzos. El ODS se puede hacer incluso antes de las mediciones de dilatación térmica a efectos de comparación posterior. Todo esto se puede hacer en un turno de 8 horas con una preparación previa y que daría resultados muy superiores de una forma mucho más costo efectiva. La regla de oro para todos los esfuerzos de solución de problemas es comenzar con el análisis y las soluciones más simples y trabajar en pro de las más complejas.

Estoy realmente confundido. Pensé que el ODS era el proceso de medición de vibraciones y fase en varios puntos de un objeto vibrante (por ejemplo, un sistema de tracción) y luego de ingresar los datos de amplitud y ángulo de fase en un programa de software en el que se dibuja una "estructura metálica" simulación de los objetos que se miden. Después el software toma estos datos y ejecuta una animación del movimiento vibratorio del objeto mostrando cuán lejos y hacia qué lugar cada punto del modelo se mueve.

¿Qué tiene esto que ver con un cambio de posición de los ejes de estar apagado a condiciones de operación? Si usted observa que el cojinete interno de una bomba se mueve hacia arriba 25 milis, está usted dando a entender que ¿está vibrando arriba y abajo 25 milims? ¿Está insinuando que el desalineamiento del eje siempre mostrará una fase de 180 grados a través del acoplamiento? ¿Está diciendo que en el turno de ocho horas, usted puede:

1. Seleccionar varios puntos de medición en un sistema de impulsión para desarrollar un modelo para el programa de software de ODS.

2. Operar el sistema de impulsión y recoger los datos de ODS.

3. Ingresar los datos en el software para observar la simulación.

4. Cerrar la unidad, soldar referencias en vigas o algunos otros objetos no conectados al tren de máquina, y colocar varios indicadores tipo dial.

5. Arrancar la unidad de nuevo y capturar las mediciones del indicador para obtener la "compensación de crecimiento térmico".

6. Cerrar la unidad y alinear el tren impulsor basado en la "compensación de crecimiento térmico".

7. Arrancar la unidad de nuevo y capturar los mismos puntos de medición ahora con la situación corregida de alineación e ingresar estos puntos en el programa de software de ODA y comparar los resultados de antes y después.

Tendría que verlo para creerlo. Además, si aumenta la vibración después de e la alineación se ha corregido, en donde se "enfocarían los esfuerzos"?

En el punto final donde menciona que la compensación del aumento térmico proporcionado por OEM NUNCA es correcta: Estoy de acuerdo con una advertencia. Esto asume que alguien que trabaja para el OEM en realidad sabe lo que es "el crecimiento térmico" y que se han realizado varias inspecciones precisas de los movimientos de la maquinaria de apagada a operando en su equipo y lo que está conectado. ¡Buena suerte encontrándolos. El principal motivo por el cual el sistema de Barra de Essinger se utilizó para el estudio fue porque la planta tenía uno y quería usarlo. También deseaban una técnica secundaria para verificar los resultados del sistema de la barra de Essinger por lo que el sistema BRTC fue seleccionado ya que tenían puntas de proximidad de repuesto y suministros de energía. Una vez más, agradezco su respuesta y en serio quiero que responda a las preguntas que le he solicitado. Además, una vez terminada nuestra correspondencia, que me permita enviar toda la correspondencia a Uptime Magazine para su publicación futura, para el beneficio de sus lectores. Si prefiere, podría indicar que su nombre no aparezca.

Brian Roy:

Hola John,

Gracias por los comentarios, muy interesante. Permítame aclarar algunos de mis puntos y que pueden ayudar con algunas de las confusiones. Vamos a empezar con el análisis de ODS. Lo que usted describe es correcto, excepto que usted no mencionó el componente de la amplitud de ODS que es muy importante de considerar o sólo estás buscando en una parte de la información. La desalineación puede ser diagnosticada de varias maneras. De manera rápida, puede tomar un espectro de vibración y, normalmente, podrá ver el 2 º y 3 º armónicos de la velocidad de giro. Esta es la firma espectral típica, pero no se aplica a cada caso de desalineación. Otra forma es la adquisición de formas de onda en los puntos más cercanos a ambos extremos del acoplamiento. La forma de onda debe mostrar 5 o 6 ciclos de rotación. La Desalineación por lo general aparece muy claramente en el análisis basado en tiempo. Una manera más eficiente para diagnosticar esto, es tomar las lecturas de fase en todas las direcciones en cada extremo del acoplamiento. Ya que los fasores clave rara vez están presentes a menos que pueda parar la máquina y aplicar uno, la fase de canal cruzado es la mejor opción. Aquí es donde fase relativa se mide entre 2 acelerómetros. La Desalineación siempre provoca un desplazamiento de fase a través del acoplamiento, rara vez es de 180 grados, pero es significativo. De la misma manera, un ODS lo mostrara de una manera gráfica. Las amplitudes son muy exageradas y esto permite visualizar el movimiento de la máquina en la frecuencia de la animación. Los cojinetes no tienen nada que ver con esto. A pesar de que son exageradas las amplitudes, son exactas en términos relativos. Verá el ángulo en el punto en el modelo en el que las dos máquinas se encuentran basándose en la extrapolación de las lecturas de fase cercana. Además, podría haber otros problemas que una simple desalineación. ODS le puede dar consejos de gran alcance en cuanto a lo que podría ser el problema especialmente si usted es bueno en la visualización de movimientos dinámicos. He utilizado este método durante años con gran éxito.

Ahora, por el método de indicador tipo dial para medir el crecimiento térmico. Por cierto, crecimiento térmico es el término aceptado y se refiere tanto al aumento en la dimensión causada por una entrada de energía en la forma de calor o en la disminución en las dimensiones causado por la eliminación de la energía por el frío. Lo sopladores, por ejemplo, normalmente trabajan fríos en un extremo y calientes en el otro. Consideraciones de dilatación térmica son fundamentales en estas aplicaciones. Los indicadores tipo dial son un método ampliamente utilizado y aceptado. En mis 23 años de consultor, habré utilizado este método con éxito docenas de veces, si no más. Como usted ha dicho, vivimos en un mundo en 3D y que ha de tenerse en cuenta en cualquier prueba que se realiza. Las esferas (dial) tienen que ser instalados en las 3 direcciones (horizontal, vertical y axial) en cada extremo de la máquina que se mide. A continuación, deben ponerse en cero en el punto medio del recorrido. De esta manera usted puede ver el verdadero movimiento no importa en qué dirección. Si la máquina está vibrando demasiado para obtener lecturas apropiadas de los indicadores, entonces usted tiene un problema importante con el equipo que tiene que resolverse primero. En este caso, yo apagaría la máquina, si es posible, y realizaría una alineación láser inicial para acercarme y esperamos que esto permita la instalación de los indicadores. Al mismo tiempo, me gustaría realizar una prueba de respuesta, ya que la vibración era así de significativa, para asegurar que no se encuentra en una condición de resonancia. Si no puede apagar la máquina, es cuando el ODS le dará buenos valores como una prueba inicial, ya que ayudará a determinar, junto con los datos de vibración básicos, cuál es el problema que está causando esta vibración excesiva. Habrá un cambio de fase en el acoplamiento si hay des alineamiento, rara vez es exactamente 180 grados, pero suele ser importante, y es fácil de ver en el ODS. Las amplitudes son exageradas para propósitos visuales, pero son muy exactas en términos relativos. El ODS muestra que los componentes de fase de una manera gráfica que es fácil de interpretar. Un ODS en un motor y una bomba me lleva unas dos o tres horas para ver los resultados e imágenes en el software. Es una prueba sencilla, la parte más larga es dibujar el diagrama en el software pero lo harás más rápido después de utilizarlo un par de veces. Todo esto puede hacerse en un turno de 8 a 12 horas, pero que, obviamente, depende de los técnicos con los que cuentes y las condiciones del entorno.

Por último, el propósito de mi respuesta fue simplemente para proporcionar otro método, que creo que es más simple y más eficaz. He sido consultor de Confiabilidad 23 años. He brindado consultoría en todo el mundo y he resuelto muchos problemas complejos. También he impartido cursos en toda América del Norte. Todo lo que he hablado aquí, está probado en el campo muchas veces. En cuanto a la publicación, no me importa pero yo pediría que el nombre de la empresa se mantenga anónimo ya que estas son mis opiniones y sería presuntuoso por mi parte decir que es la opinión de la empresa en este asunto en particular. De todos modos, espero que esto ayude a aclarar mis pensamientos en este asunto, y buena suerte en sus tareas futuras.

John Piotrowski:

Brian,

Muchas gracias por responder a mi correspondencia. ¡Qué placer es saber que alguien está realmente tratando de medir los movimientos de apagado (off-line) a operando de la maquinaria además de mí y tratar de relacionar el comportamiento dinámico de los equipos desalineados con los patrones de vibración que se exhiben en la maquinaria de rotación cuando se ve obligado a operar en este modo destructivo . Creo que esta correspondencia es muy importante porque sé que muchas personas que están confundidos acerca del diagnóstico de la desalineación del eje utilizando el análisis de vibraciones u ODS o de cualquier otro tipo de técnica NDT y alguien tiene que aclarar esta ataxia de una vez por todas. Una vez más, me gustaría responder a cada una de las secciones de su correspondencia más reciente.

En la primera parte de su primer párrafo dice: Vamos a comenzar con el análisis de funcionamiento de deflexión de forma (ODS). Lo que usted describe es correcto, excepto que usted no mencionó el componente de la amplitud de ODS que es muy importante tener en cuenta o sólo estás buscando en una parte de la información.

Pensé que mencionaba que tanto los datos de la amplitud y de la fase fueron introducidos en la base de datos de ODS.

En la segunda parte de su primer párrafo dice: La desalineación puede ser diagnosticada de varias maneras. En la operación, se puede tomar un espectro de vibración y, normalmente, podrá ver el 2 º y 3 º armónicos de la velocidad de giro. Esta es la firma espectral TÍPICA, pero no se aplica a cada caso de desalineación.

Estoy de acuerdo con algunas salvedades. He tomado los datos del espectro de vibración en máquinas desalineadas. A veces solamente hay componentes de la velocidad operacional, a veces hay el doble de velocidad solamente, a veces hay 3X, 4X, y múltiplos más altos de la velocidad operacional y, a veces hay una mezcla de todo lo anterior.

Pregunta 1. ¿Por qué las firmas de vibración de la desalineación tan variadas? ¿Por qué no siempre la desalineación se presenta en 1X, 2X, y 3x?

Pregunta 2. Si fuera a medir la vibración en una máquina bien alineada, apáguela y deliberadamente desalinéela, enciéndela y mida la vibración de nuevo, ¿qué sucedería con la cantidad (es decir, la amplitud total) de vibración que usted ve? ¿La vibración total aumentaria, disminuiria, o se mantendría igual? Si es posible, explicar por qué habría de aumentar, disminuir o permanecer igual.

En la tercera parte de su primer párrafo dice: Otra forma es la adquisición de formas de onda en los puntos más cercanos a ambos extremos del acoplamiento. La forma de onda debe mostrar 5 o 6 ciclos de rotación. La Desalineación por lo general aparece muy claramente en el análisis basado en el tiempo.

Pregunta 3. Los "puntos más cercanos a ambos extremos del acoplamiento" se tomaran en ... los rodamientos internos en la dirección radial o la dirección axial?

Pregunta 4: ¿Cómo se muestra por lo general la desalineación muy claramente en el dominio del tiempo? ¿A qué parece la señal de dominio de tiempo?

En la cuarta parte de su primer párrafo dice: Una manera más potente para diagnosticar esto, es tomar las lecturas de fase en todas las direcciones en cada extremo del acoplamiento.

En este caso estoy asumiendo que una vez al dispositivo de revoluciones por tiempo ya está instalado en la máquina que usted está monitoreando (por ejemplo, un pedazo de cinta reflejante y un fototacometro o una sonda de proximidad observando una ranura o una muesca). Si es así, no me queda clara su declaración "... la toma de lecturas de fase en todas las direcciones en cada extremo del acoplamiento".

Pregunta 5: ¿Puedo poner un sensor de vibraciones (supongo que un sismómetro o acelerómetro) en las dos cajas hacia el interior del cojinete (es decir, en los rodamientos de ambos lados del acoplamiento flexible) en sentido vertical, lateral y axial?

En la quinta parte de su primer párrafo dice: Ya que los fasores clave rara vez están presentes a menos que pueda detenerse la máquina y aplicar uno, la fase de canal cruzado es la mejor opción. Aquí es donde fase relativa se mide entre 2 acelerómetros.

No me queda del todo claro su declaración "... donde la fase relativa se mide entre 2 acelerómetros”.

Pregunta 6: ¿Dónde están los acelerómetros colocados? En la dirección axial, 180 grados (es decir, en posición de 3 y 9 horas) apartados en un cojinete en una de las máquinas y luego de nuevo en la dirección axial, 180 grados aparte (es decir, 3 y 9 horas) en el otro cojinete en la otra máquina? ¿O es que en la dirección axial, 180 grados aparte(es decir, 12 y 6) en un cojinete en una de las máquinas y luego de nuevo en la dirección axial, 180 grados aparte (es decir, 12 y 6) en el otro cojinete en la otra máquina? ¿O es que en la dirección radial (es decir, 3 y 9 horas), 180 grados de separación en un rodamiento en una de las máquinas luego de nuevo en la dirección radial (es decir, 3 y 9 horas), 180 grados aparte en el otro cojinete en otra de la máquina? ¿O es que en la dirección radial (es decir, 12 y 6 horas), 180 grados aparte en un cojinete en una de las maquinas y luego de nuevo en la dirección radial (es decir, 12 y 6 horas), 180 grados aparte en el otro cojinete en la otra máquina? ¿O ninguno de los anteriores?

En la sexta parte de su primer párrafo dice: La desalineación siempre provoca un desplazamiento de fase a través del acoplamiento, rara vez es de 180 grados, pero es significante. De la misma manera, un ODS muestra esa fase de una manera gráfica. Las amplitudes son muy exageradas y esto le permite visualizar el movimiento de la máquina en la frecuencia de animación. Los cojinetes no tienen nada que ver con esto. A pesar de que son exageradas las amplitudes, son exactas en términos relativos.

No me queda totalmente claro su declaración "la desalineación siempre provoca un desplazamiento de fase en el acoplamiento, rara vez es de 180 grados, pero es importante." En este caso, vuelvo a suponer que existe algún tipo de señal de una vez por revolución introducida a un analizador de vibraciones. También supongo que el analista coloque el sensor en una máquina, obtenga la amplitud y ángulo de fase a continuación, coloque el sensor en la otra máquina y obtenga la amplitud y ángulo de fase de allí. Mi comprensión por fase es que se una referencia de tiempo una vez por revolución. No estoy seguro pero creo que la manera en que funciona fase es como sigue:

1. El analizador de vibraciones observa y recuerda el período de tiempo entre cada pulso uno por rev.

2. El analizador de vibraciones luego divide este periodo en 360 partes (es decir, los grados de rotación).

3. El analizador de vibraciones a continuación mira a la propia senal de vibración (es decir, la forma de onda) y busca el voltaje que cruza de un voltaje positivo a uno negativo (o viceversa).

4. El analizador de vibraciones a continuación mide el período de tiempo desde cuando ve el pulso de una vez por REV hasta cuando el voltaje pasa de positivo a negativo, divide ese período de tiempo por el período comprendido entre los pulsos de una vez por rev y los múltiplos de 360. Por ejemplo, si un eje gira a 3600 rpm, el período de tiempo para una revolución es de 16.6 milisegundos. Si el período de tiempo desde cuando se ve el pulso de una vez por REV hasta cuando el voltaje pasa de positivo a negativo es de 8.3 milisegundos, el ángulo de fase sería de 180 grados.

Pregunta 7: ¿Dónde se coloca el sensor de vibraciones en cada máquina? En el sentido axial o radial y en que cojinete(s) o la posición de la carcasa donde se coloca el sensor?

Pregunta 8: Si la vibración de la desalineación del eje se presenta en 2 o 3 veces la velocidad operacional, ¿qué significa la fase si está relacionada a una señal de una vez por rev?

En la séptima parte de su primer párrafo dice: Verá la flexión en el punto en el modelo en el que las dos máquinas se encuentran sobre la base de la extrapolación de las lecturas de fase cercana. Además, podría haber otros problemas de desalineación simple. El ODS le puede dar consejos de gran alcance en cuanto a lo que podría ser el problema especialmente si usted es bueno en la visualización de movimientos dinámicos. He utilizado este método durante años con gran éxito.

Pregunta 9: No comprendo que quiere decir con “...la flexión en el punto en el modelo en el que las dos máquinas se encuentran”. Podría explicarlo más claramente?

En la primera parte de su párrafo segundo dice: Ahora para el método de indicador dial para medir el crecimiento térmico. Por cierto, el crecimiento térmico es el término aceptado y se refiere al aumento tanto en el ámbito de dimensión causado por una entrada de energía en forma de calor o de una disminución en las dimensiones causado por la eliminación de la energía por el frío. Los sopladores, por ejemplo, normalmente trabajan en frio en un extremo y caliente en el otro. Las consideraciones de dilatación térmica son fundamentales en estas aplicaciones. Los indicadores son un método ampliamente utilizado y aceptado. En mis 23 años de consultoría, habré utilizado este método con éxito docenas de veces, si no más. Como usted ha dicho, vivimos en un mundo en 3D y que ha de tenerse en cuenta en cualquier prueba que se realiza. Los indicadores tienen que ser instalados en las 3 direcciones (horizontal, vertical y axial) en cada extremo de la máquina que se mide. A continuación, debe ponerse en cero en el punto medio del recorrido de los indicadores. De esta manera usted puede ver el verdadero movimiento no importa en qué dirección.

Me doy cuenta de que el crecimiento térmico es el término generalmente aceptado. Estoy tratando de conseguir que la gente deje de usarlo y comience a utilizar un término más preciso... movimiento de la maquinaria de apagado (off-line) a operado (a menudo abreviado como OL2R por sus siglas en ingles). Los mecanismos para el movimiento OL2R no siempre son térmicos y la dirección para el movimiento no siempre es el crecimiento. Espero sinceramente que los indicadores no sean muy utilizados y el método generalmente aceptado para medir el movimiento OL2R. Cada vez que he intentado, ha fracasado miserablemente. Recuerda lo que dije en mi primera correspondencia, sobre mi jefe de mantenimiento que me pregunto, después de haberme quemado las manos, si estaba seguro de que mi punto de referencia “arreglado” en realidad estaba arreglado.

Pregunta 10: ¿Aún tiene los resultados de las docenas de veces que utilizo este método? Si es así, ¿estaría dispuesto a compartir los resultados de algunos, si es que no son todos, de sus datos?

Pregunta 11: Su declaración "Los indicadores tienen que ser instalados en los 3 lados (horizontal, vertical y axial) en cada extremo de la máquina que se mide." ¿Quieres decir que ambos extremos o sólo uno de los extremos. Si es así, en cual extremo los indicadores se colocan, en el extremo interior o exterior?

Pregunta 12: Cuando utiliza los indicadores y las referencias de plataforma, ¿cómo sabe que lo que se mide no es la dilatación térmica de la plataforma de referencia en sí?

En la segunda parte del Segundo párrafo dice:

Si la máquina está vibrando demasiado para obtener lecturas propias de los indicadores, entonces usted tiene un problema importante con el equipo que tiene que atenderse primero. En tal caso, yo apagaría la máquina, si es posible, y realizaría una alineación láser inicial para llegar más cerca y esperamos que esto permita la instalación de los indicadores.

Esto es realmente interesante. Yo habría hecho exactamente lo opuesto, es decir, habría utilizado los indicadores para hacer la alineación y el láser para hacer la inspección OL2R.

Pregunta 13: Si está utilizando los indicadores para hacer inspecciones OL2R ¿Por qué no utilizarlos para hacer la alineación off-line?

Creo que todos tenemos que tomar nuestras medidas en un patrón constante para que nuestros resultados están de acuerdo. Si estoy tomando las medidas de una manera y usted las está tomando de otra manera entonces nunca estaremos de acuerdo.

Por favor, perdóname por estas 13 preguntas, pero creo que esto es muy importante porque si estoy confundido, creo que hay posibilidades de que otras personas también estén confundidas. De hecho, creo que cientos de analistas de vibraciones están confundidos.

Ejemplo de ello. En el mismo número de Uptime Magazine, Jason Trantler menciona acerca de la desalineación y fase. Lo que él describe parece ser diferente de lo que usted está describiendo. Otro caso que nos ocupa, en la edición de febrero de 2007 de la revista “Pumps&Systems, el Dr. Lev Nelik presentó un artículo titulado “Pumpto-Motor Alignment: Why 0.002-in and Not 0.020-in?”.. En el habla de preguntar a un grupo de sesenta ingenieros que asistieron a una presentación que dio en el Instituto de vibraciones la siguiente pregunta:

"¿Una bomba alineada con un indicador dial dura 10 veces más que una alineada de borde recto? Será su vibración 10 veces menor? 5 veces menor? "

Nadie en la audiencia pudo responder a la pregunta. Más adelante, en el artículo, el describe un experimento que hizo en el que deliberadamente alineo mal una pieza de maquinaria y midió la vibración antes y después. Los resultados que vio fueron similares a lo que he visto cuando he hecho varios experimentos similares. Si es así, envíe su respuesta a la pregunta 2 antes de ver lo que pasó con él.

Voy a esperar sus respuestas. Por favor, hágame saber si usted estaría de acuerdo con el envío de esta conversación escrita a Uptime Magazine y ver si estarían interesadas en su publicación.

Brian Roy:

Grandes temas de debate, John, y estoy totalmente de acuerdo con sus declaraciones sobre la alineación y cómo se diagnostica y, a veces mal entendido. Sus preguntas son muy pertinentes, de modo que responderé de una en una.

Pregunta 1. ¿Por qué las firmas de vibración de la desalineación tan variadas? ¿Por qué no siempre la desalineación se presenta en 1X, 2X, y 3x?

Brian Roy:

La razón de que no siempre se presenta de la manera típica tiene que ver con el hecho de que la desalineación no es necesariamente la única fuente de vibración en el sistema. Esta es la razón exacta por la cual yo siempre alerto a los estudiantes de que a ciegas utilicen las tablas de diagnóstico (la principal es la de Técnicos Asociados de Charlotte, una por Jim Berry) para determinar las fallas. Estos gráficos se basan en la premisa de que sólo hay un componente que falla en el sistema a la vez, que rara vez es el caso. Otra cosa que puede influir en la firma espectral es la construcción de la máquina en sí. Las condiciones ambientales, la masa, rigidez y el amortiguamiento, mientras que los componentes de las frecuencias naturales también pueden afectar la forma de cómo la vibración se propaga y se disipa a través del sistema. Los problemas de acoplamiento también pueden cambiar la firma espectral, como también lo pueden hacer las condiciones de la base. ¿Qué pasa si la base en la que se encuentra sentado el motor tiene rotos los pernos de anclaje y que no son visibles? La soltura de base puede aparecer como 1x, 2x, 3x velocidad de giro, lo que haría que una persona pensara que esta era la desalineación. Sin embargo, las lecturas de fase a través del acoplamiento eliminarían a la desalineación como el verdadero culpable ya que no habría ningún cambio de fase importante en este caso. Además, el ruido de fondo por debajo de los múltiplos de velocidad de giro en el espectro que tienden a tener un ruido de fondo planteado en el caso de soltura. La forma de onda también se ve diferente, más al azar. Provocada por las vibraciones de las máquinas de las inmediaciones también puede enturbiar su espectro. Hay muchas razones por las cual la desalineación no siempre aparecen en la forma típica, este es uno de nuestros principales retos como especialistas en diagnóstico de maquinaria. Tenemos que aportar más a nuestra especialidad y utilizar las pruebas en las que podemos pensar para conseguir más información para ayudarnos a tomar la mejor determinación.

John Piotrowski:

Estoy de acuerdo en que puede haber más de un problema ocurriendo al mismo tiempo en un sistema de impulsión. No creo que Jim Berry, de Técnicos Asociados de Charlotte implicaba que sus tablas se interpretaran de la premisa de que sólo puede existir un problema en una máquina. Jim ha hecho un trabajo ejemplar con sus tablas y los veo por todas partes. El primer intento de este tipo de tablas de diagnóstico de vibración que recuerdo haber visto fue compuesta por John Sohre varias décadas atrás. Jim Berry amplio sobre esta idea y creo que ha sido muy útil para mí y para mucha gente.

Como yo, y la mayoría de los analistas de vibraciones experimentados, comprender es que los problemas se pueden presentar que podrían explicar los múltiplos de la velocidad operacional, tales como la soltura, pero el consenso general de la mayoría de analistas de vibración que conozco es que la desalineación del eje aparecerá en el espectro como la velocidad operacional o sus múltiplos. A continuación, vas a reiterar que el análisis de fase es el mejor indicador de desalineación pero nunca respondió por qué la desalineación se presenta en la velocidad operacional o sus múltiplos.

En el capítulo 2 de la 3 ª edición del Manual de la alineación de ejes, titulado "Detección de desalineación en maquinaria de rotación", en la sección 2.2.10 hay varios ejemplos de firmas de vibración conocidos de la maquinaria de rotación desalineada con diferentes acoplamientos flexibles, como se muestra en las figuras 2.34 a la 2.39. Los patrones espectrales de vibración que se muestran en estas figuras se obtuvieron de los casos históricos e información de otras personas que habían realizado estudios de desalineacion (Jerry Lorence, Daniel Nower, David Dewell, y Steve Chancey).

Aunque el autor del Manual de la alineación de ejes no explicó por qué los patrones espectrales de vibración fueron diferentes, aquí es mi posición sobre esto...

La vibración que se produce en las máquinas de rotación desalineadas es posiblemente causada por la acción mecánica que está ocurriendo en el acoplamiento flexible, mientras intenta acomodarse a la condición de desalineación. Ya que los diferentes tipos de acoplamientos flexibles están diseñados para adaptarse a la desalineación de manera diferente, las fuerzas dinámicas que se producen serán distintivas, produciendo las diferentes respuestas que se ven.

En todos los años que he estado estudiando el análisis de vibración, muy pocos han mencionado algo sobre las fuerzas dinámicas que se producen en un acoplamiento flexible intentando dar cabida a una condición de alineación. Sin embargo, escucho continuamente que el desbalance es causado por una fuerza dinámica que se produce por un punto fuerte mientras gira alrededor una vez cada revolución. También he oído acerca de las fuerzas dinámicas de los dientes de engranaje al engranarse o cuando un balín rueda sobre una astilla en la carrera de un cojinete produciendo un pulso/fuerza a medida que cae en el agujero y regresa rebotando fuera. He hecho la misma pregunta a cientos de personas en los últimos años y ellos, igual que usted, todavía tienen que darme una explicación científica de por qué sucede esto. Olvídese de la fase, responda la pregunta, alguien, quien sea, por favor. La respuesta ... "Lo he oído de un experto en vibración o en un curso de vibración." No cuenta.

Sé que esto es un hecho de la física: la vibración sólo puede ser causado por las fuerzas dinámicas. Una máquina que no está girando, no produce vibraciones a pesar de que pueda estar desbalanceada y ha dañado los engranajes o cojinetes. No hasta que comience la rotación las fuerzas dinámicas se hacen presentes. Entonces, y sólo entonces, la vibración se producen.

También sé que esto es un hecho de la física: Hay dos tipos básicos de fuerzas, las fuerzas dinámicas y las fuerzas estáticas, las cuales están presentes en cada sistema impulsor. Algunas de las fuerzas que actúan en nuestros rodamientos y rotores son dinámicas y algunas son estáticas. La cantidad total de fuerza en nuestros rodamientos y rotores es una combinación de fuerzas estáticas y dinámicas.

Si veo una señal de vibración presente en un componente a 3X la velocidad operacional, para mí, para que eso suceda, tres fuerzas deben ocurrir cada vez que el eje gira en torno a una revolución. Por ejemplo, un cople tipo mordaza por ejemplo, un Lovejoy) generalmente se manifiesta una condición de desalineación con componentes a 3 y 6 veces la velocidad operacional como se muestra en la figura 2.34 (en el manual). ¿No es curioso que hay tres "dedos" en cada uno de los dos centros de acoplamiento. En una condición de desalineación, cada vez que el eje gira alrededor de una vez, cada "dedo" en cada centro de acoplamiento produce un pulso que lleva a través de los ejes de la carcasa de la máquina y las cajas de los cojinetes donde medimos la vibración con un sensor. Tres dedos, tres pulsos, tres veces la velocidad operacional. ¿Es esto una coincidencia? Pero ¿por qué existe el componente de una velocidad de seis veces la velocidad operacional? Supongo que porque hay seis "dedos" en total(tres en un cubo y tres más en el otro concentrador), donde cada dedo esta alternado por 60 grados de separación. Seis veces es igual a 360, grados, es decir, en una rotación. Otros tipos de acoplamientos flexibles (por ejemplo, engranaje, neumáticos de caucho, disco flexible) muestran patrones de vibración espectral diferente y podría seguir sobre cómo creo que cada diseño emana las fuerzas dinámicas que hacen que los patrones de vibración, pero este diálogo se extendería demasiado así que mejor me detendré aquí.

Brian Roy:

Pregunta 2. Si fuera a medir la vibración en una máquina bien alineada, apáguela y deliberadamente desalinéela, enciéndela y mida la vibración de nuevo, ¿qué sucedería con la cantidad (es decir, la amplitud total) de vibración que usted ve? ¿La vibración total aumentaría, disminuiría, o se mantendría igual? Si es posible, explicar por qué habría de aumentar, disminuir o permanecer igual.

Si la máquina estaba funcionando bien y usted induce una desalineación, pensaría que la vibración general subiría a medida que usted genera los múltiplos de velocidad operacional que antes no estaban presentes y causando que las fuerzas sean ejercidas en el acoplamiento. Es absolutamente imposible de adivinar, que al desalinear la máquina que la vibración global subirá en un X%, o que el segundo múltiplo aparecerá, pero no el tercero, etc. Hay técnicas de modelado y conocidos casos de estudio que pueden ayudarle a tomar una conjetura, pero nunca se puede prever exactamente lo que sucederá. Si la misma cosa sucede en la misma forma cada vez que un error es inducido en una máquina, estaríamos fuera del negocio ya que un sistema en línea podría hacer nuestro trabajo más eficiente de lo que nosotros podríamos.

John Piotrowski:

Hago esta pregunta en cada uno de mis cursos de Capacitación de alineación de ejes y también la he hecho en varias presentaciones en conferencias donde me han pedido que hable sobre este tema. Aunque no tengo una cuenta exacta, mi sensación es que el 70% de la gente cree que la vibración subirá en un sistema de impulsión si uno la desalinea.

He aquí mi respuesta a esta pregunta: Si uno desalinea un sistema impulsor, la vibración puede subir, bajar o permanecer igual, pero en la mayoría de los casos los niveles de vibración bajarán.

Así es, exactamente lo contrario de lo que la mayoría de la gente dice que va a suceder. En el capítulo 2 del Manual de la alineación de ejes, las secciones 2.2.7 y 2.2.8 muestran ejemplos de las pruebas de control donde los datos de vibración se tomaron en condiciones de desalineación y luego otra vez después de que la alineación se corrigió a los niveles de tolerancia aceptable. Estas pruebas demuestran que la vibración bajará si uno desalinea una máquina.

Estoy en el proceso de publicación de un libro electrónico titulado provisionalmente "Los Archivos del Servicio de Campo de Turvac" donde tengo 12 ejemplos de casos históricos reales donde esto es cierto. En este momento hay 50 casos históricos en el libro tomados de un 60% de mis informes de servicio en el campo del 2000 al 2007 y el número de páginas actual es apenas por debajo de 800 páginas. Si remonto a 1979 e incluyo todos mis informes de servicios de campo de este libro, pudiera llegar a más de 3,000 páginas. Literalmente tengo al menos un historial de cien casos en que la amplitud de los niveles de vibración fueron inferiores en un sistema de impulsión bajo una condición de desalineación, entonces después de apagar la unidad, corregir la desalineación, arrancar la máquina de nuevo y medir las vibraciones de nuevo, la vibración aumentó (haciendo que se vea como que hice mal el trabajo). Encontraba extremadamente difícil de creer que yo era la única persona en ver esto, hasta que me di cuenta de que la mayoría de las personas que tomas las medidas de vibración en máquinas rotativas no son las mismas personas que alinean el equipo. Hablando de una desconexión en la comunicación, aquí hay una grande. Varios mecánicos de primer nivel que conozco piensan que sus analistas de vibraciones son excéntricos por esta y muchas otras razones. Espera un minuto aquí, ¿por qué la vibración disminuye al aumentar la desalineación?

El autor me permitió reimprimir una sección del Capítulo 2, para explicar este fenómeno:

Cuando dos o más ejes están conectados entre sí por algún elemento rígido o flexible, donde las líneas centrales de cada máquina no están colineales, las fuerzas transferidas de eje a eje actúan en una sola dirección. Estas fuerzas no cambian su dirección como una condición de desbalance. Si el eje del motor esta más alto que el eje de la bomba por 50 mils, el eje del motor está tratando de empujar hacia arriba el eje de la bomba para entrar en línea con la posición del eje del motor. Por el contrario, el eje de la bomba está tratando de empujar el eje del motor hacia abajo para entrar en línea con la posición del eje de la bomba. Las fuerzas de desalineación comenzarán a doblar los ejes, no a revolotear alrededor como la cola de un pez.

Las fuerzas estáticas producidas por la desalineación actúan en una sola dirección que es bastante diferente de las fuerzas dinámicas que generan las vibraciones. Bajo este pretexto, ¿cómo la desalineación podría causar que la vibración se produzca? En todo caso, la desalineación debe disminuir la capacidad para el movimiento que se produzca en un sistema de rotación/cojinetes/apoyo.

Lo comprende? Si usted toma un demostrador de entrenamiento de balanceo y lo coloca sobre una mesa y lo pone en marcha con una gran cantidad de desequilibrio en él, el demostrador en realidad podría comenzar a saltar arriba y abajo sobre la mesa. Antes de que vibre fuera de la mesa y se estrella en el suelo, si tomas y detienes la unidad y empujas con fuerza suficiente, la unidad dejara de rebotar. Si, durante este experimento, resulta que un sensor de vibración está tomando una medida en sentido vertical en uno de los rodamientos, la amplitud de la vibración caerá en el instante en que lo empujes evitando que se caiga de la mesa. ¿Por qué la vibración disminuyo? Debido a que las fuerzas dinámicas de desbalance se fueron? Absolutamente no. Sin embargo, aplicando una fuerza estática para el sistema impulsor, uno disminuye su capacidad de moverse libremente. Si usted piensa que estoy mintiendo, haga el experimento y me informa lo que pasa.

Sé que esto es un hecho de la física: los sensores de vibración miden el movimiento, no la fuerza. Somos totalmente incapaces de medir la cantidad de fuerza generada en un rodamiento utilizando cualquier tipo de sensor de vibraciones. El mejor sensor electrónico que conozco para medir directamente la fuerza es un indicador de tensión. ¿Conoces a alguien que haya medido res de tensión enterrado dentro de su máquina en o cerca de los rodamientos para medir la fuerza? Yo. Pregúntele al Dr. Wes Hines en la Universidad de Tennessee, quien dirigió un experimento en 1997 en el que dos sistemas desalineados unidad diferente utilizando cuatro diferentes tipos de acoplamientos flexibles someter a cada uno a quince diferentes condiciones de desalineación. Un estudio sin precedentes que no fue muy bien recibido por los fabricantes de analizador de vibraciones y algunos distribuidores de alineación del sistema de láser. Tanto por decir la verdad.

He aquí algo para reflexionar, si la cantidad total de fuerza en un rodamiento proviene tanto de las fuerzas estáticas y dinámicas, para todas las máquinas rotativas de nuestro planeta, ¿qué porcentaje promedio de la fuerza total es debido a fuerzas dinámicas y qué porcentaje se debe a las fuerzas estáticas ? ¿Es 50% dinámico y estático el otro 50%, o 20% estático y dinámico el 80%, o es dinámico el 80% y estática el 20%? Yo no creo que nadie pueda contestar a esta pregunta, pero en mi humilde opinión, si se trata de la tercera opción, entonces estamos buscando algo equivocado si estamos utilizando la vibración como el determinante único para la detección de la desalineación o de cualquier otro mecanismo destructivo que está dañando nuestra maquinaria rotatoria.

Brian Roy:

Pregunta 3. Los "puntos más cercanos a ambos extremos del acoplamiento" se tomaran en ... los rodamientos internos en la dirección radial o la dirección axial?

Exactamente. En los rodamientos instalados tanto en dirección radial como en dirección axial. Al hacer cualquier diagnóstico en una máquina, soy un firme creyente en la toma de todos los datos en todas las direcciones cuando sea posible. No hay tal cosa como demasiados datos, siempre que las limitaciones de tiempo sean respetadas.

John Piotrowski:

OK, eso lo aclara, creo yo.

Recuerde, este debate informativo y de entretenimiento continúa en línea, con varios estudios de casos y algunas risas. Por favor vaya al siguiente enlace en nuestra página web: (Inglés)

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