Diagnóstico de vibraciones excesivas en equipos rotativos: del análisis del espectro a la determinación de la causa

1. Descripción y alcance del problema.

Este consejo está dedicado a diagnosticar vibraciones excesivas en equipos giratorios. La vibración puede ser de diferente naturaleza: armónica, pulsada o cortante. Puede ocurrir en equipos de varios tipos: motores eléctricos, bombas, compresores, turbinas. La vibración se determina mediante un vibrómetro o una cámara térmica. Dependiendo del nivel de vibración, se clasifica en crítica (más de 12 mm/s), media (5-12 mm/s) o pequeña (hasta 5 mm/s). La vibración crítica puede provocar un rápido desgaste de los rodamientos, astillamiento de la carcasa o fallas del equipo.

2. Medidas de seguridad preliminares

Detenga el equipo antes del diagnóstico. Utilice un sistema de bloqueo y cierre de sesión (LOTO) para eliminar una conexión eléctrica peligrosa. Desconecte el cableado, abra los conjuntos de cojinetes y acceda a las partes internas del equipo. Utilice equipo de protección especial: guantes, gafas, manicura, medios para protegerse contra altas temperaturas y alta presión.

3. Herramientas de diagnóstico necesarias

4. Revisión preliminar

5. Esquema de diagnóstico sistemático

1. Mida la vibración en tres planos (X, Y, Z) a una distancia de 10 a 20 mm del rodamiento.
   1. Si la vibración es superior a 12 mm/s:
      1. Mida el espectro de vibración.
         1. Si se detecta la frecuencia armónica:
            1. Equilibrio diagnóstico.
               1. Compruebe el saldo de nivel.
                  1. Si el saldo es incorrecto:
                     1. Realice el equilibrio.
                     2. Verifique la vibración después de la reparación.

6. Matriz de determinación de causas

7. Análisis de motivos

7.1. negligencia

Motivo: Negligencia al equilibrar equipos giratorios. Durante el equilibrio, el momento central debe ser inferior al 0,1% de la masa del elemento giratorio. El descuido conduce a vibraciones armónicas en la frecuencia correspondiente.

Diagnóstico: Utilice el análisis del espectro de vibración para detectar frecuencias armónicas. Si la vibración aumenta de 1 a 10 kHz, puede ser un signo de descuido.

Posibles daños: El descuido provoca un rápido desgaste de los rodamientos, fallos del equipo y pérdida de energía.

7.2. Centrado incorrecto

Motivo: La excentricidad entre los ejes del equipo giratorio no cumple con los estándares permitidos (hasta 0,1 mm). Esto da como resultado una vibración a una frecuencia que es un múltiplo de la frecuencia de rotación.

Diagnóstico: Mida el descentramiento con una herramienta de medición. Si la excentricidad es superior a 0,1 mm, puede ser la causa de la vibración.

Posibles daños: Una centrifugación inadecuada provoca un rápido desgaste de los rodamientos, fallos del equipo y pérdida de energía.

7.3. Violación de rodamientos

Motivo: Los rodamientos pierden sus propiedades de desgaste o se producen defectos internos. Pueden producirse vibraciones debido a superficies irregulares o grietas.

Diagnóstico: Mide la temperatura de los rodamientos con una cámara térmica. Si la temperatura es superior a 40°C, esto puede ser un signo de un defecto.

Posibles daños: La falla de los rodamientos provoca fallas en el equipo, desgaste de los rodamientos y pérdida de energía.

7.4. Resonancia

Razón: La resonancia se produce cuando la frecuencia de rotación del equipo coincide con la frecuencia equivalente de los elementos del equipo. Esto da como resultado vibraciones a diferentes frecuencias, lo que aumenta la vibración.

Diagnóstico: Utilice el análisis del espectro de vibración para identificar frecuencias resonantes. Si la vibración se produce a una frecuencia que coincide con la frecuencia de rotación, esto puede ser un signo de resonancia.

Posibles daños: La resonancia provoca fallos en el equipo, desgaste de los rodamientos y pérdida de energía.

8. Procedimientos de solución paso a paso

8.1. Equilibrio

1. Equilibre el equipo giratorio con una herramienta de equilibrio.
2. Mida la vibración nuevamente después del equilibrio.
3. Comprobar que la vibración no supera los 5 mm/s.

8.2. Centrar

1. Mida la excentricidad del equipo giratorio.
2. Centre el eje en el plano apropiado.
3. Mida la vibración nuevamente después de la centrifugación.

8.3. Reparación de rodamientos

1. Mida la temperatura de los rodamientos.
2. Suelte los cojinetes viejos e instale los nuevos.
3. Mida la vibración nuevamente después de la corrección.

8.4. Corrección de resonancia

1. Utilice el análisis del espectro de vibración para identificar la frecuencia de resonancia.
2. Cambiar la frecuencia de rotación del equipo o eliminar los nodos que causan resonancia.
3. Mida la vibración nuevamente después de la corrección.

9. Medidas preventivas

10. Piezas y componentes de repuesto

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11. Enlaces

• Certificados: CE, UkrSEPRO
• Estándares: DSTU 3109-96, EN 13445, ISO 10816
• Enlaces adicionales: Manual de reparación de equipos rotativos, Guías de mantenimiento UNITEC-D