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Ultrasonido como Herramienta del

Mantenimiento

Guayaquil, Agosto 14, 2006 Gus Velásquez SDT North America

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Ingenios azucareros

Que tienen en común las siguientes industrias?Cementeras Termoeléctricas Gases

Manufactura de botellasRefinerías

CorrugadorasEstaciones

bombeo Cerveceras Plásticos Alcohol Fundición

Papeleras

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Para ser viables deben generar utilidades

Utilidades

=

Ingresos (Ventas) Egresos (Gastos)

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Para ser viables deben generar utilidadesGastos

=

+ +

Mano de obra Materias Primas Servicios

+

Repuestos e insumos

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Puede mantenimiento incrementar las utilidades?

AbsolutamenteOptimice el uso de la mano de obraRacionalice el consumo de lubricanteDisminuya el consumo de energíaIncremente disponibilidad de los equipos

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Optimice la mano de obra

Cambie lubricadorespor

Inspectores

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Racionalice el consumo de lubricante

Costos asociados a la lubricación• Costo del lubricante• Costo de la mano de obra

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Disminuya el consumo de energía

Lugar

1. Rodamientos

2. Sala compresores

3. Uso del vapor

Como

1. No sobre lubrique

2. No desperdicie aire

3. No desperdicie vapor

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Disminuya el consumo de energía

Rodamientos No sobre lubriqueLa sobre lubricación causa:

1. Incremento de la temperatura operacional

2. Desperdicio de energía como calor

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Disminuya el consumo de energía

Sala Compresores No desperdicie aire 1. Use el aire de manera

adecuada

2. Utilice la presión mínima requerida

3. Detecte y elimine fugas de aire

Entre el 20 y 30 % del airecomprimido se desperdicia

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Disminuya el consumo de energía

Uso del vapor No desperdicie vapor• Detecte y cambie trampas

de vapor funcionando mal

Alrededor del 40% de las trampasno funcionan de manera optima

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Cuanto cuesta la energía?

Fuga de aire a través de orificio de 1.5 mm 500 $ / año

Trampa de vapor 3/16” a 5 psig pasando 729 $ / año

Motores sobre lubricados $$$$$

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Como le ayuda la tecnologia del Ultrasonido a lograr esto?

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Ultrasonido Fundamentos y Aplicación

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Es la sensación que se produce cuando la vibración de las ondas que viajan por el aire u otro medio alcanzan el

órgano de la audiciónEs un fenómeno ondulatorio

Que es el sonido?

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• Longitudinales – Las ondas se mueven adelante y atrás pero el medio permanece estático

• Mecánicas – Requieren un medio elástico para propagarse

• Son ondas de presión• Transportan energía pero no materia

Características de las ondas de sonido

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– Infrasonido– Sonido audible– Ultrasonido

Sonido audible

20 Hz 20 KHz

Infrasonido Ultrasonido

sonido

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Se refiere a ondas de sonido con frecuencias por encima del umbral de audición humano, el cual es 20,000 ciclos por segundo (20 Khz..)

No tiene limite superior definido Son ondas de sonido de corta longitud, baja energía

que no se alejan mucho de la fuente

Que es el Ultrasonido?

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Baja Frecuencia (Audible) Longitud de onda grande

– ¾” → 56’

Fuerte

Omni direccional

Alta Frecuencia (Ultrasónica) Longitud de onda pequeña

1/8” → 5/8”

Baja energía

Direccional

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Tipos de Ultrasonido

Activo• Eco – Pulso

– Pruebas no destructivas– Diagnostico medico– Sonar

• Potencia– Limpieza– Soldadura

Pasivo• Fricción• Turbulencia• Electricidad

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• Fricción– Rodamientos– Engranajes– Acoples– Poleas y bandas

• Turbulencia– Fugas

• Internas - Externas

• Electricidad– Corona - Arco

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A través de la estructura sólida(structure borne)

Como es transportada la onda ultrasónica

A través del aire(No Contacto)

Picture courtesy Sew Euro drivers

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• Cristales piezoeléctricos transforman ondas presión en señales eléctricas

• Convierte inaudible a audible con circuito heterodino

• Mantiene la representación del ultrasonido

• Mide la intensidad del ultrasonido para hacer tendencia (dBµV)

Características de los equipos

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Carga de la batería , fechahora capacidad de memoria

Unidades de medida dBµV

Nivel de ganancia 10 a 80 Valor de la lectura en dBµV

Oprimir una vez: acceso a menú y sub. menúsOprimir segunda vez: Retornoa menú anterior o pantalla ppal.

Reduce nivel de ganancia onavegar en los menús

Mientras esta oprimido muestra valor máximoIncrementa valor de la frecuencia (Discovery freq.)

Tecla de encendido Luz pantalla

Tecla “enter” paraconfirmar datos

Almacena los valores leídos en la memoriaDisminuye valor frecuencia

Incrementa nivel de ganancianavegar en el menú o sub menús

Grafico de barras. Línea verticalmuestra valor máximo (2 seg.).

Indica si hay que ajustar laganancia (incrementar/decrecer)

Tipo de sensor en uso

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• Sensores de no contacto– Sensor Interno (viene en todos los modelos)– Externo

• Flexible• Disco Parabólico

• Sensores de Contacto– Lubricación acústica NF– Inspección Mecánica 3F – Magnético– Roscado

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Detección fugas de aire Cavitacion bombas

Válvulas - compresores

Intercambiadores calor

Sistemas hidráulicos

Control de hermeticidadSistemas de vapor

Inspección Eléctrica

Lubricación acústica

Monitoreo de condición

Aplicaciones

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Detección fugas de aire

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Fugas in SCFM según el tamaño del orificio y la presión

PSI 1/64” 1/16” 1/4 “ 3/8 “ 1/2 “ 5/8 “ 3/4 “ 7/8 “

5 0.062 0.99 15.9 35.7 63.5 99 143 195

40 0.194 3.1 49.6 112 198 310 446 607

100 0.406 6.49 104 234 415 649 394 1,272

120 0.476 7.62 122 274 488 762 1,097 1,494

El aire no cuesta, comprimirlo es costoso

Cuanto aire se pierde en las fugas

La energía para comprimir 1 SCFM cuesta USD 107 al año

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Monitoreo de condición

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Phase I Phase II Phase III

Baseline

25dB Oil Analysis

18 dB Temperature

15 dB Vibration

12 dB Bearing Failure

3 dB Ultrasound

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Condición Sonido dBµV Ejemplo

Buen estado Suave y parejo 0 – 35

Problemas de Lubricación

Sonido regular pero áspero 35 - 60

Entrando en estado de falla

Sonido irregular > 50

Rodamiento en falla

Sonido irregular 60>

Intensidad y calidad del sonido

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Rodamientos Cajas de Engranajes

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Lubricación acústica

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Picture courtesy SKF

Picture courtesy PETRO CANADA

Cantidad : 7 gramosFrecuencia 3 meses

Cantidad : 34 gramosFrecuencia 1 meses

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Antes de lubricar Después de lubricar

38 dBµV 25 dBµV

El Ultrasonido nos dice cuando parar

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Optimizar la mano de obra

Cambie lubricadorespor

Inspectores

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Lubricadores Puntuales Tarea de Mantenimiento

Controlar que estén aplicandolubricante

La intensidad en dBµV debepermanecer constante

Sistemas de Spray Tarea de MantenimientoDetectar fugas de aire enel sistema de operación

Sistemas CentralizadosTarea de Mantenimiento

Controlar que el ciclode inyección este entregandoLubricante. La lectura dBµV

en el inyector aumenta

Picture courtesy FarvalPicture courtesy Linconl

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Inspección Eléctrica

•Descarga de Corona

•Arco

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Espectro de la descarga de corona

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Espectro del Arco

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Sistemas de vapor

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Válvulas compresores

El espectro en el dominio deltiempo muestra las válvulas en

un compresor alternativo

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Sistemas hidráulicos

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SDT 170 TT Chequeo Ultrasónico de Tanques

Subterráneos

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Es el método mas rápido, económico y eficiente para detectar fugas en tanques de combustible

subterráneos y sus respectivas tuberías

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1 23 4 5

6

7

8 9

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1. SDT 170 TT (Tank Test)2. Dos sensores3. Conmutador - interfase4. Manguito Conexión5. Cam lock6. Manguera succión7. Manguera drenaje8. Pasta identificar agua9. Bomba a prueba fuego10. Juego de tapones 11. Medidor nivel

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SDT 150 TT SDT 170 TT

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Escuchar es entender 

Utilizando un sensor muy sensible, el SDT 170 detecta las frecuencias que emite el flujo turbulento en las fugas de

tanques subterráneos, bien sea por encima o por debajo del nivel del liquido.

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CAM LO C K

SW ITC H BO X

SD T 170

HEADPH O N E

VACU U M PU M P

ULTRASO N IC TRAN SD U CER S

FLEXIBLE SEN SO R

CO N N EC TIO N TU BE

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Integrando las técnicas Principal

Complementaria

Vibraciones(Diagnostico)

Ultrasonido(Monitoreo)

Termografía (Monitoreo)

Análisis Aceites(Diagnostico/Mo.)

Vibraciones• Diagnostico de

problemas mecánicos• Cavitación

• Confirmar causas de puntos calientes en maquinaria rotativa

• Confirmar desgastes en rodamientos

Ultrasonido• Detección rápida de

rodamientos sospechosos

• Detección a bajas rpm

• Detección de corona, interferencia electromagnética y arcos incipientes

• Confirma problemas de viscosidad inadecuada del lubricante

Termografía• Complementa

detección de problemas de alineamiento

• Confirmación de incremento temperatura por sobre o sub lubricación.

• Confirmar altas temperaturas localizadas que están degradando el lubricante

Análisis Aceites• Detección de partículas

causadas por desgastes

• Calidad del lubricante en viscosidad y aditivos antidesgaste

• Nivel de oxidación del lubricante