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El proceso tomó semanas para algunos, meses para otros, y algunos todavía no se han recuperado completamente. La terrible experiencia ha requerido de procedimientos especiales de limpieza para motores contaminados por agua salada.

Aunque los problemas son enormes, las plantas afectadas pueden volver a la producción más rápidamente trabajando de cerca con profesionales de centro de reparaciones y siguiendo unos cuantos consejos que harán la limpieza general más manejable. Esto incluye a motores principales y generadores para reparación o reemplazo, almacenar las máquinas contaminadas apropiadamente, y utilizando los procedimientos especiales para limpiar la contaminación de agua salada. Construir hornos temporales en el sitio o en el centro de reparaciones puede agregar también capacidad para secar los sistemas de aislamiento de motores inundados.

Como proceder

Empiece priorizando los motores por el tamaño y la disponibilidad. Los motores más viejos son a menudo buenos candidatos para el reemplazo con modelos más eficientes de energía EPAct o NEMA Premium. El caballaje variará de planta en planta, dependiendo de la aplicación, el uso anual, los costos de energía, y otros factores. Pero, considerando la posibilidad real que sus vendedores regulares tendrán una gran acumulación de trabajo atrasado, algún lugar entre 100 y 200 hp puede ser un lugar razonable para trazar la línea de reparación/reemplazo. Reemplazando esos motores más pequeños con modelos energía-eficientes fácilmente disponibles, usted librará capacidad para su centro de reparaciones para concentrarse en los más grandes que tiene más sentido reparar.

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Comprendiendo el problema

El daño hecho a motores y generadores inundados se extiende más allá de ejes oxidados y cojinetes y lubricantes contaminados. Aun una breve intrusión de humedad puede comprometer el sistema eléctrico de aislamiento, haciendo al embobinado vulnerable para fallas a tierra. La inundación de agua salada posee problemas adicionales. A menos que quede completamente limpio el equipo antes de que seque, la sal residual se oxidará generalmente en las láminas de acero de los centros del estator y rotor. También puede corroer las bobinas de cobre y aluminio o las jaulas de rotor de cobre. El resultado, previsiblemente, será muchas fallas motrices.

Dos maneras de limpiar

Una vez que decida que motores salvar, pida que su centro de reparaciones procese ésos con cercos abiertos primero. En casos de contaminación de agua dulce, deje que desmonten el motor y limpien las bobinas del estator y rotor a presión. Si la resistencia del aislamiento es aceptable después de que las bobinas hayan sido secadas completamente, el centro de reparaciones debe aplicar una capa de barniz y procesar el motor como de costumbre (nuevos cojinetes, balanceo del rotor, etc.). Las bobinas que fallan la prueba de la resistencia de aislamiento deben ser limpiadas, secadas y probadas nuevamente. Los estatores que fallan la segunda prueba de la resistencia de aislamiento deben ser rebobinados.

La contaminación de agua salada requiere un proceso de limpieza más completo para reducir la posibilidad de que ese residuo salado oxide las láminas o corroerá las bobinas. Para alcanzar esto, pida a su centro de reparaciones que limpie las bobinas del estator y rotor y sistemas de aislamiento que utilizan "el procedimiento de purga de agua salada" descrito abajo. Para mejores resultados, deben sumergir el estator y los rotores en un tanque de agua dulce antes de que el agua salada se seque.

Por la misma razón, no desmonte TEFC contaminado ni motores a prueba de explosión hasta que exista el espacio para estos en el tanque de inmersión. Esto los mantendrá llenos de agua y prevendrá de sal por el secado en las partes internas. Si será un rato antes de que estos motores puedan ser limpiados, colóquelos de lado, con las aperturas principales arriba, y manténgalos llenos de agua.

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Procedimiento para la purga de agua salada

Este procedimiento ofrece la mejor oportunidad para quitar agua salada de bobinas contaminadas. Como se menciono antes, trabaja mejor si usted no permite que las bobinas se sequen primero. Mientras más pronto se sumerjan las bobinas en el tanque, mejores serán los resultados. El proceso es sin complicaciones:

  • Sumerja el estator y los rotores en agua dulce por 8 horas.
  • Agite el agua constantemente.
  • Cambie el agua del tanque con agua dulce a una tasa de por lo menos 20 * 50 galones por minuto.

Construcción del tanque. Escoja un contenedor que tendrá suficiente agua para sumergir completamente un buen número de estatores y rotores, taladre un hoyo de desagüe de por lo menos 2” de diámetro cerca de la cima. Suelde un niple al hoyo del desagüe y únalo a un desagüe de lluvia u otro lugar conveniente.

Después, dirija un tubo de 3/4” o de mayor tamaño a la parte superior del tanque (centrada), abajo de la pared interne, y a través de la longitud del fondo. Tape el extremo del tubo y entonces taladre varios orificios en un ángulo ligeramente hacia arriba por ambos lados del tubo para servir como jets de agua. El tamaño del hoyo debe ser apropiado para la presión del agua disponible, pero no más de 1/8” de diámetro. Mientras más hoyos taladre, más pequeños tendrán que ser (ver la Figura 1).

Procedimiento de purga. Coloque los estatores y los rotores en el tanque y llénelo con agua dulce. Procese cada lote por 8 horas, cambiando continuamente el agua en el tanque a razón de por lo menos 20 - 50 galones por minuto. Al final del ciclo, quite y lave a presión los estatores y los rotores, y después séquelos completamente en un horno temporal o de horneado (vea abajo).

Finalmente, prueba la resistencia del aislamiento a tierra. Si los resultados de la prueba son aceptables, permita que el centro de reparaciones aplique un tratamiento de sumersión y horneado de barniz antes de volver a montar el motor. Si el motor falla la prueba de la resistencia de aislamiento, hornéelo otra vez y repite la prueba de aislamiento. Los motores que fallan la prueba de resistencia de aislamiento por segunda vez deben ser rebobinados. Por IEEE Std. 43-2000, la resistencia mínima a tierra es 5 megohmios para bobinas aleatorias, o de 100 megohmios para bobinas en forma de serpentín.

El cuello de botella

Para la mayoría de los centros de reparación, el horno es el cuello de botella más grande. Aún el horno más grande sólo tendrá tantos motores, y el tiempo de secado para cada lote puede tomar 12 horas o más. ¡Imagínese los atrasos después de un desastre, cuando ellos tienen centenares de motores para procesar!

Por supuesto, es posible (pero no muy eficiente) secar las bobinas cubrir los motores más grande y aplicar fuentes externas de calor. Otra manera de secar las bobinas es energizarlas con un soldador u otra fuente de poder de DC. El inconveniente aquí está que alguien tiene que controlar la corriente y la temperatura y mover periódicamente el soldador para proveer de un calor uniforme en las tres fases. Las maquinas de soldar tienen también un ciclo de trabajo que es mucho más corto que el del tiempo que tardaría en secar un motor grande en dos o tres días.

Una mejor manera de aumentar la capacidad de horneado es de construir uno o más hornos temporales que pueden secar bobinas de motor y generadores segura y eficientemente. Este enfoque es especialmente útil para secar estatores grandes, que toma mucho tiempo para calentar a la temperatura requerida, ocupan el horno entero, y demora el procesamiento de otros motores. Si es necesario, hornos temporales se pueden construir en el sitio. Esto puede ahorrar tiempo y el trabajo requerido para quitar el motor de servicio, transportarlo, y luego volver a instalarlo.

Materiales. El protector de energía (el aislante de hule espuma duro que utilizan los constructores de casas que instalan entre el marco exterior y el ladrillo) y cinta de aluminio son ideales para construir hornos temporales – sin importar que tamaño o forma necesite. Un artículo de stock en la mayoría de las tiendas de suministros de construcción, el protector de energía tiene una capa de papel de aluminio en ambos lados y un valor aislante excepcionalmente bueno (R-29) para su espesor. Las hojas de 4' X 8' son ligeras y fáciles de cortar con un cuchillo. También son reutilizables mientras sean almacenadas donde no se dañen. 

Construcción del horno. Para motores con marcos muy grandes, encajone el motor colocando el protector de energía directamente en el marco, incluyendo la parte superior. Selle las coyunturas con la cinta de aluminio. Coloque el protector de energía directamente en el marco aminorando también el volumen de aire que debe ser calentado. Esto reduce también el tiempo de secado porque el aislamiento aminora la pérdida de calor.

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Fuentes de calor. Para calentar el horno temporal, fuerce el aire a través del horno con una fuente alterna de calor. Si usted utiliza un calentador de torpedo (ver la Figura 2), colóquelo para que sople el aire directamente en el centro del orificio. Los cálculos de energía para el diseño de horno, son complejos. Para este propósito, 100.000 BTU por 1200 pies cúbicos del volumen del horno serán adecuados para calentar el horno y el contenido dentro de un tiempo razonable.

Control de temperatura. Para un registro exacto de la temperatura de la bobina, monitoree directamente el RTD del motor, si los tiene. Si el RTD no está fácilmente disponible, utilice instrumentos HVAC o un termómetro de azúcar para monitorear la temperatura en cada cuadrante del horno. La llave es de mantener el calor uniforme dentro del motor, y no exceder las temperaturas de las partes a más de 250° F (121° C).

Porque el calor aumenta, quizás parezca razonable abrir puertos de escape por encima para dejarlo salir. Pero como aquellos que están familiarizados con estufas antiguas de madera le pueden decir, la mejor manera de controlar la temperatura del horno es de abrir o cerrar las compuertas (ventilas) cerca de las cuatro esquinas en ambos lados (ver la Figura 2).

Para incrementar la temperatura en una esquina, por ejemplo, abra más esa ventila. El aumento del flujo de aire caliente por esa área levantará la temperatura. La habilidad de regular la temperatura de esta manera mejora mucho el proceso del secado comparado con métodos tradicionales tales como una fuente de corriente DC.

¿Cuánto tiempo Hornear?

El ciclo de horneado debe ser suficiente para secar las bobinas completamente. Si es demasiado corto, usted necesitará repetir el proceso. Si es demasiado largo, usted malgastará tanto el tiempo como la energía. Si la bobina cuenta con RTDs, 6 - 8 horas en 200° F (93° C) debe ser suficiente. Para bobinas sin RTDs, aquí está una manera infalible para determinar cuán largo el ciclo de horneado debe ser.

Todo lo que usted necesita son dos pedazos de alambre de RTD o un alambre con puntas similar lo suficientemente largo para alcanzar el horno y un voltímetro de DC capaz de leer milivoltios. Con la bobina mojada dentro del horno, conecte una punta al marco del estator y el otro a una punta de la bobina. Finalmente, conecte la punta libre de cada punta al voltímetro DC. Usted puede estar seguro que las bobinas están completamente secas cuando el voltaje en la escala del milivoltio llegue a cero.

Este procedimiento es uno que muchos centros de reparación utilizan cuando tienen trabajos urgentes. A menudo elimina horas de espera en tiempos de secado, aún para trabajo normal. Reduce también la posibilidad de daño que quizás resulte de temperaturas excesivas.

Cómo trabaja. Como la puesta en marcha, el principio detrás de este procedimiento es bastante sencillo. El marco de hierro y las bobinas de cobre funcionan como dos platos de una batería cruda. La acción electrolítica a través de la corriente húmeda causa que la corriente fluya. Mientras la célula esta "mojada", produce voltaje. Cuándo la "célula" es seca, así lo estará el aislamiento.

Nota: Este procedimiento trabaja para todo menos en algunos sistemas de aislamiento VPI. Algunos de estas bobinas son sellados tan bien que pueden excluir la humedad del aislamiento, manteniendo la "célula mojada" de la batería de desarrollarse.

Conclusión

Nadie pudiera haber estado totalmente preparado para tratar con una serie continua de desastres como los huracanes Katrina, Rita y Wilma. Optimistamente, aunque, los procedimientos resumidos aquí apresurarán la recuperación para las plantas en áreas afectadas, así como para las poblaciones locales que dependen del empleo y los productos. En mejores tiempos, estos procedimientos pueden facilitar también sociedades con el servicio de planta y llevar al máximo el tiempo productivo.

Las Equivocaciones más comunes acerca de Cómo Secar los Motores

Dos ideas erróneas acerca de cómo secar bobinas han persistido por años. El primer es que calentando las bobinas con una máquina de soldadura es una manera de secar un motor eléctrico. Antes utilizar un soldador u otra fuente de poder DC para este fin, asegúrese de saber en lo que se esta metiendo.

Para los arrancadores, la mayoría de los motores eléctricos suficientemente grandes para justificar la consideración tienen tres puntas – una por fase. Internamente, son conectados o eye (Y) o delta (Δ), como se muestra en la Figura 3. (Casualmente, los términos eye y delta provienen de las letras griegas a las cuales se parecen).

Si usted aplica corriente DC a cualquier de las dos puntas delta de una bobina, dos fases estarán en serie, y la tercera estará en paralelo con ellos. Eso significa que una fase llevará dos veces tanta corriente como el par de serie, así que se calentara mucho más. Para la conexión de eye, sólo dos fases llevan corriente, dejando la tercera fase fría.

Ya sea que la bobina sea conectada en eye o delta, alguien debe monitorear la corriente y la temperatura, y mover periódicamente las puntas del soldador. De otro modo, las partes de la bobina no se pueden secar completamente, si es que secan. ¡Las maquinas de soldar tienen también un ciclo de trabajo que es mucho más corto que el del tiempo que tardaría en secar un motor grande en dos o tres días! Las maquinas de Soldar son útiles cuando ambas puntas de cada fase se obtienen seis puntas. Un ohmmeter confirmará tres circuitos separados. En ese caso, las tres fases pueden ser conectadas en paralelo o a la serie, dependiendo de la capacidad de la máquina de soldadura, y secar simultáneamente.

Otra equivocación que se tiene es que las bobinas no se deben de secar a temperaturas por encima de 180° F (82° C), por temor a que se atrape la humedad reventará el aislamiento. Eso quizás sea válido si ponemos a calentar de algún modo una bobina instantáneamente por encima de la temperatura de ebullición. La realidad es que la bobina, como todo lo demás que se colocar en un horno, calienta muy lentamente. La humedad saldrá de la misma manera que entró. Cuando la temperatura de la bobina aumenta lentamente, la humedad (lentamente) se evaporará. Aunque el Estándar de IEEE 43 (1974) incluyera un anexo con información que puede haber perpetuado esta creencia, se elimino en el próximo ciclo de revisión.

Cada día más de 2.000 centros de reparaciones de EASA limpian a vapor y después hornean bobinas de estator – en su mayor parte en temperaturas de 250 - 300° F (~ 120 - 150°C). Aunque muchos de ellos reparen millares de motores anualmente, no hay evidencia que este proceso ha dañado una sola bobina. El hecho de que se reviente el aislamiento debido a temperaturas por encima de 212° F (100° C) simplemente no es un problema.

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Figura 3 – Secando las bobinas con una soldadora u otra fuente de poder DC.

Con la soldadora aplicando la corriente de T1 a T3, solo dos fases de eye-conectado al motor hay calor. Si la conexión interna es delta, una fase es calentada con 4 veces más el wattaje de las otras dos fases. En ambos casos, las puntas de la soldadora se deben mover periódicamente para calentar por completo la bobina.

Chuck Yung es especialista técnico de apoyo en la Electrical Apparatus Service Association (EASA), St. Louis, MO; 314-993-2220 begin_of_the_skype_highlighting 314-993-2220 end_of_the_skype_highlighting; 314-993-1269 (fax); www.easa.com. EASA es una asociación de comercio internacional de más de 2.150 firmas en 50 países que venden y atienden aparatos eléctricos, electrónicos y mecánicos.

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