Este problema de alta vibración ocurrió después de reparar tanto el motor eléctrico del enfriador del aceite lubricante y la válvula del termostato. La turbina de gas opera a 15000 RPM, el generador a 1500 RPM, y la caja de engranajes es utilizada para reducir la velocidad de la turbina de gas al generador. El generador es valorado en 2100 kW de salida. Hay tres generadores de turbina, pero normalmente sólo dos de los generadores de turbina operan y uno es mantenido para que permanezca en modo de espera.
Empezamos tomando los datos de la vibración en los cojinetes del alternador, la caja de cambios, y los motores. Después analizamos el espectro de vibración buscando cualquier patrón anormal o pico de amplitud. Encontramos amplitud alta de vibración en 8804 Hz y sus bandas laterales en la caja de cambios en la dirección axial. Había dos bandas laterales con pico de amplitud en la frecuencia de entrada del dentado del piñón en 8804.3 Hz, y la amplitud de entrada de vibración del piñón para la frecuencia de entrada del dentado del piñón también era más alta de lo normal.
Basado en los gráficos de frecuencia de vibración del fabricante de la caja de cambios, la Figura 3 y la Figura 4, y el análisis del patrón de espectro de la vibración axial de la caja de cambios, Fig. 5, sospechamos que la causa era un problema en el engrane de entrada del piñón de la caja de cambios.
El generador de la turbina fue cerrado para que la caja pudiera ser reemplazada. Durante el proceso de desmantelar la caja, encontramos que todos los pernos estaban doblados (ver Figura 7). Para desmantelarlos del cople, tuvimos que cortarlos todos. Ninguna sobrecarga fue registrada. De nuestros datos históricos, descubrimos que, durante la instalación de la caja, siempre se reutilizaban los viejos pernos porque no había de repuesto. El fabricante recomienda que se instalen nuevos pernos para cada nueva instalación de caja. Por lo tanto, la conclusión obvia fue la de sospechar fatiga como la causa de que todos los pernos estuvieran doblados. Esta teoría también fue apoyada por los datos que muestran un número alto de arranques y paradas del motor. Anteriormente, este mismo generador de turbina tuvo un problema con respecto al aceite lubricante, y durante la localización de fallas de este problema, hubo muchos arranques.
Después durante el desmontaje de la caja, encontramos que los engranajes de entrada del piñón se oponían y había muchas marcas de corrosión (ver Figura 8). Entonces, sospechamos que la corrosión causaba la oposición. Las marcas de corrosión fueron formadas por aire húmedo atrapado en una trampa en las burbujas del aceite lubricante o espumas durante los tiempos en los cuales el motor se apagaba. El motor había sido reemplazado, y se encontró que había una fuga del sello de aire a la línea del aceite lubricante.
Después del reemplazo de la caja, la vibración general axial de la caja disminuyo de 4.038 a 2.677 RMS G RPM (ver Figura 9). Pero, el valor de la entrada del dentaje de la vibración del piñón fue de 0.4 G RMS, y había todavía un banda lateral. Por lo tanto, todavía teníamos un problema significativo, y todavía teníamos bastante trabajo por hacer para encontrar el problema.
Encontramos que la vibración aumentaba en el cojinete dentro del generado en dirección horizontal (Figura 10). Antes del reemplazo de la caja, no había este problema y su vibración era normal. Con estos nuevos datos, nosotros ahora predijimos que la vibración interior del cojinete era debido a una desalineación del cojinete, el cual es un cojinete tipo manga.
Por lo tanto, decidimos desmontar la caja acoplada al generador y verificar la alineación. Lo que encontramos fue que las lecturas de cara estaban completamente fuera de las especificaciones, el valor de cara de TIR era de 5 miles. Así que realineamos para cumplir con las especificaciones. La vibración de la caja, Figura 11, y del generador interior, Figura 12, ambas redujeron apreciablemente.
La lección que aprendimos es que un buen análisis de vibración, un buen conocimiento del producto, y una buena biblioteca (los datos gráficos de vibración) pueden prevenir un daño innecesario al equipo y un problema a la producción causado por una pérdida de energía eléctrica.
Eira Patriansyah Arief ha sido el Ingeniero de Equipo Rotación para VICO Indonesia, Campo de Badak, un centro de fabricación de gas natural, desde 1998. El es responsable de mantener la integridad de todo el equipo de rotación para VICO y él lo logra mediante un programa de monitoreo de condición que incluye el monitoreo de vibración, aceite lubricante, borescopio, y vigilancia de desempeño. En 1997, Eira obtuvo su licenciatura como Ingeniero Mecánico de la Universidad de Indonesia, Depok-Indonesia, y esta certificado como un Especialista de Vibración Nivel III por el Instituto de Vibración. El ganó los Premios de Excelencia de VICO en 2003 y 2005, y ha publicado numerosos artículos. Eira está felizmente casado y tiene una hija. El disfruta del bádminton, el squash, el ciclismo y la lectura en su tiempo libre.
