mantenimiento predictivo en motores...

Mantenimiento Predictivo en Motores Eléctricos

Experiencia en el Canal de Panamá

Expositor: Ing. Carlos Felipe Landau Ruíz 2

• Licenciado en Ingeniería Electrónica. Postgrado en Alta Gerencia. Maestría en Finanzas. Auditor Líder ISO 9001 / ISO 17025. Reparador de Equipo Eléctrico. Analista de Vibraciones.

• Experiencia de 25 años en el Mantenimiento Preventivo y Predictivo de equipos rotativos embobinados.

• Supervisor del Taller de Embobinado de la Autoridad del Canal de Panamá.

Objetivo

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• La experiencia en el mantenimiento predictivo (PdM) en motores eléctricos

• Conceptos básicos de las técnicas utilizadas

• Ejemplos de casos reales en la ACP

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Temario

1. El mantenimiento predictivo (PdM) en el Taller de Embobinado

2. Tipos de Mantenimiento en los Motores Eléctricos

3. Técnicas de PdM en Motores Eléctricos

4. ¿Cómo saber si vale la pena hacer PdM?

5. Pruebas de Aislamiento

6. Análisis de Vibración

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PdM en el Taller de Embobinado - ACP

Referencia histórica…

• 1952 - IRD Mechanalysisprodujo el primer instrumento electrónico portátil para medir y analizar la vibración de la maquinaria rotativa y el equilibrio dinámico en el lugar.

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Referencia histórica…

• 1952 - IRD Mechanalysisprodujo el primer instrumento electrónico portátil para medir y analizar la vibración de la maquinaria rotativa y el equilibrio dinámico en el lugar.

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Servicio de mantenimiento predictivo brindado actualmente…

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Tipos de Mantenimiento en los Motores Eléctricos

Mantenimiento preventivo (PM)• Evaluar salud del motor por medio de inspecciones y

pruebas.• Restaurar a condiciones óptimas de operación.• A intervalos fijos.• Instalado: limpieza, lubricación ajuste de correas y

pernos.• En taller: limpieza, barnizado, balance dinámico del

rotor, verificación de niveles de corriente, ruido.

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Tipos de Mantenimiento en los Motores Eléctricos

Mantenimiento predictivo (PdM)• Pronosticar ocurrencia de fallo.

• Con el equipo operando.

• Analizar tendencias de parámetros que indiquen la condición del motor.

• Programar intervención.

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Motores Eléctricos: Sistemas típicos asociados 10

Técnicas predictivas para Motores Eléctricos 11

• Análisis de la Vibración

• Análisis de Variables Eléctricas (Firma de corriente)

• Ultrasonido

• Radiografía

• Termografía

• Presión

• Flujo

• Aceite

• Aislamiento (IR)

• Polarización (PI)

• Impulso (Surge)

• Inductancia

• Capacitancia

• Otros…

Parámetros fundamentales

Estado Mecánico Estado del Aislamiento

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13

Análisis de la Vibración Nivel de Aislamiento a Tierra (IR)



14

Análisis de la Vibración Nivel de Aislamiento a Tierra (IR)

Temperatura

¿Por qué la vibración? 15

Problema Temperatura Presión FlujoAnálisis de

aceite

Firma de

corrienteVibración

Desbalance X

Desalineamiento / eje doblado X X

Daño en rodamientos X X X

Daño en babitts X X X X X

Daño en engranajes X X

Soltura mecánica X

Ruido X

Roturas X

Problemas eléctricos RT/ST/Gap X X

Calidad de energía X

Roturas X

Árbol de Decisión Lógico PM/PDM 16

¿Se justifica

Redundancia?

Aceptar

riesgo

Instalar unidad

redundante

Definir tarea y

frecuencia de PM

Definir tarea y

frecuencia de PdM

NO

SI

BAJO

ALTO

NO

NO

SI

Impacto de falla

Costo

Evaluar PdM

Evaluar PM

BAJO

Mantenimiento Reactivo Preventivo (PM) Predictivo (PdM)

Árbol de Decisión Lógico PM/PDM 17

Reactivo

Mantenimiento Centrado en la

Confiabilidad (Riesgo)

• Equipos chicos

• No críticos

• Bajo impacto

• Baja probabilidad

de falla

• Redundante

Preventivo Predictivo Proactivo

• Sujeto a desgaste

• Remplazo de

consumibles

• Patrón de falla

conocido

• Patrones de falla

aleatorios

• No sujeto a

desgaste

• Fallas producto

del PM

• Análisis de causa

raíz (ACR)

• Exploración del

envejecimiento

• Análisis de Modos

y efectos de Falla

• Pruebas de

aceptación

Basado en: Fallas Tiempo Condición del Equipo Análisis/Probabilidad

Sistema de Aislamiento: Conceptos básicos 18

• Sistema de Aislamiento: Todos los materiales aislantes utilizados.


• Concepto fundamental de evaluación: Resistencia entre conductores y “tierra” - MΩ @ 1 minuto @ X temp


• Espectro de degradación del aislamiento

EQUIPO NUEVO EXCELENTE BUENO MANTENIMIENTO PELIGRO

> 1000 MΩ 1000 a 100 MΩ 100 a 10 MΩ 10 a 1 MΩ 1 a 0 MΩ


• Espectro de degradación del aislamiento

EQUIPO NUEVO EXCELENTE BUENO MANTENIMIENTO PELIGRO

> 1000 MΩ 1000 a 100 MΩ 100 a 10 MΩ 10 a 1 MΩ 1 a 0 MΩ

IR1min = 5 MΩIR1min = 100 MΩ


• Prueba volumétrica: todo componente es medido



Motor Cables Base Breaker

Sistema de Aislamiento: Tendencia 27

Lecturas de Resistencia de Aislamiento

1

10

100

1000

0 6 12 18 24 30 36 42 48 54 60 66

Tiempo, en Meses

Meg

ao

hm

ios

Sin corrección Corregidas

Análisis de Vibración: Conceptos básicos 28

• Puntos de lectura


• Lectura global Vs. espectro de frecuencias


• Unidades de medida de la magnitud



VELOCIDAD



DESPL VELOCIDAD



DESPL VELOCIDAD ACELERACIÓN



DESPL VELOCIDAD ACELERACIÓN

UHF

5k Hz


• Severidad: guía práctica

Duración pulg/seg (pico) mm/seg (rms)

Años 0.15 3.80

Meses 0.30 7.62

Días / Horas 0.45 11.43

Análisis de Vibración: Casos reales 36

• Caso 1: Motor Vertical AC, 100HP, Planta de Agua Fría


• Caso 1: Motor Vertical AC, 100HP, Planta de Agua Fría. Acoplado

• Hallazgos• Alta in/sec @ frecuencia de paso de aspas.

• Valores gSE arriba de lo norma, pos rel a lo anterior.

• Posible problema en la bomba.

• Recomendaciones• Tomar lectura al motor desacoplado.

• Confirmar estado de rodamientos.


• Caso 1: Motor Vertical AC, 100HP, Planta de Agua Fría. Desacoplado

• Conclusiones• Se confirma problema en la bomba.

• Recomendaciones• Cambio de rodamientos, ya afectados.


• Caso 2: Motor Horizontal AC, 800HP, 1775 RPM, Estación de bombeo de agua potable


• Caso 2: Motor Horizontal AC, 800HP, 1775 RPM

• Hallazgos• Alta g @ RBF.

• Posible barra floja (o con mal contacto) en el rotor.

• Recomendaciones• Monitoreo frecuente temp

rodamientos.

• Confirmar estado RT en próxima lectura.


• Motor Horizontal AC, 800HP, 1775 RPM

• Confirmación en taller

Conclusiones 47

• Toda decisión sobre el tipo de mantenimiento a aplicar debe pasar por un análisis de impacto-costo-beneficio.

• Las técnicas fundamentales para el Mantenimiento Predictivo a motores eléctricos son: Análisis de la Vibración y Medición de la Resistencia de Aislamiento.

• La aplicación del Mantenimiento Predictivo por ya casi cuatro décadas, ha sido un factor de éxito en las operaciones del Canal de Panamá, con un impacto económico favorable.

¿PREGUNTAS? 48

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