1 Ultrasonido como Herramienta del MantenimientoGuayaquil, Agosto 14, 2006 Gus Velásquez SDT North America

2 Que tienen en común las siguientes industrias?Ingenios azucareros Gases Cementeras Termoeléctricas Que tienen en común las siguientes industrias? Estaciones bombeo Corrugadoras Cerveceras Plásticos Alcohol Fundición Papeleras Refinerías Manufactura de botellas

3 Para ser viables deben generar utilidadesIngresos (Ventas) Egresos (Gastos) =

4 Para ser viables deben generar utilidadesGastos Mano de obra Materias Primas Servicios + + = + Repuestos e insumos

5 Puede mantenimiento incrementar las utilidades?Absolutamente Optimice el uso de la mano de obra Racionalice el consumo de lubricante Disminuya el consumo de energía Incremente disponibilidad de los equipos

6 Optimice la mano de obraCambie lubricadores por Inspectores

7 Racionalice el consumo de lubricanteCostos asociados a la lubricación Costo del lubricante Costo de la mano de obra

8 Disminuya el consumo de energíaLugar Rodamientos Sala compresores Uso del vapor Como No sobre lubrique No desperdicie aire No desperdicie vapor

9 Disminuya el consumo de energíaRodamientos No sobre lubrique La sobre lubricación causa: Incremento de la temperatura operacional Desperdicio de energía como calor

10 Disminuya el consumo de energíaSala Compresores No desperdicie aire Use el aire de manera adecuada Utilice la presión mínima requerida Detecte y elimine fugas de aire Entre el 20 y 30 % del aire comprimido se desperdicia

11 Disminuya el consumo de energíaUso del vapor No desperdicie vapor Detecte y cambie trampas de vapor funcionando mal Alrededor del 40% de las trampas no funcionan de manera optima

12 Cuanto cuesta la energía?500 $ / año Fuga de aire a través de orificio de 1.5 mm 729 $ / año Trampa de vapor 3/16” a 5 psig pasando $$$$$ Motores sobre lubricados

13 Como le ayuda la tecnologia del Ultrasonido a lograr esto?

14 Ultrasonido Fundamentos y Aplicación

15 Es un fenómeno ondulatorioQue es el sonido? 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 audición Es un fenómeno ondulatorio

16 Características de las ondas de sonidoLongitudinales – 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

17 Infrasonido Sonido audible Ultrasonido Ultrasonido Sonido audible20 Hz 20 KHz Infrasonido Ultrasonido sonido

18 Que es el Ultrasonido? 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

19 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

20 Tipos de Ultrasonido Activo Pasivo Eco – Pulso Fricción TurbulenciaPruebas no destructivas Diagnostico medico Sonar Potencia Limpieza Soldadura Pasivo Fricción Turbulencia Electricidad

21 Fricción Turbulencia Electricidad Rodamientos Engranajes AcoplesPoleas y bandas Turbulencia Fugas Internas - Externas Electricidad Corona - Arco

22 Como es transportada la onda ultrasónicaPicture courtesy Sew Euro drivers A través de la estructura sólida (structure borne) A través del aire (No Contacto)

23 Características de los equiposCristales 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)

24 Carga de la batería , fecha hora capacidad de memoria Tipo de sensor en uso Unidades de medida dBµV Indica si hay que ajustar la ganancia (incrementar/decrecer) Nivel de ganancia 10 a 80 Valor de la lectura en dBµV Grafico de barras. Línea vertical muestra valor máximo (2 seg.). Oprimir una vez: acceso a menú y sub. menús Oprimir segunda vez: Retorno a menú anterior o pantalla ppal. Incrementa nivel de ganancia navegar en el menú o sub menús Reduce nivel de ganancia o navegar en los menús Almacena los valores leídos en la memoria Disminuye valor frecuencia Mientras esta oprimido muestra valor máximo Incrementa valor de la frecuencia (Discovery freq.) Tecla “enter” para confirmar datos Luz pantalla Tecla de encendido

25 Sensores de no contactoSensor Interno (viene en todos los modelos) Externo Flexible Disco Parabólico Sensores de Contacto Lubricación acústica NF Inspección Mecánica 3F Magnético Roscado

26 Aplicaciones Cavitacion bombas Detección fugas de aireMonitoreo de condición Válvulas - compresores Lubricación acústica Intercambiadores calor Muchos problemas relacionados con el mantenimiento encontrados en su planta pueden ser descubiertos en una etapa inicial a través de la implementación de un programa de Ultrasonido. Tradicionalmente la vibración excesiva y el incremento de la temperatura fueron señal segura de una falla mecánica en un horizonte muy cercano. Pero ahora nosotros sabemos que cambios microscópicos en las fuerzas de fricción detectables con análisis de ultrasonido mucho antes que la maquina entre en estado de falla critica, provee la oportunidad de una ventana muy grande para programar el mantenimiento. Escuchando los problemas en una etapa muy temprana se minimiza los daños y los requerimientos de mantenimiento se disminuyen. De una mirada a algunos de las aplicaciones mas comunes del ultrasonido en mantenimiento que puede usar en su planta Inspección Eléctrica Sistemas hidráulicos Sistemas de vapor Control de hermeticidad

27 Detección fugas de aire

28 Cuanto aire se pierde en las fugasFugas 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 La energía para comprimir 1 SCFM cuesta USD 107 al año

29 Monitoreo de condición

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31 Intensidad y calidad del sonidoCondición Sonido dBµV Ejemplo Buen estado Suave y parejo 0 – 35 Problemas de Lubricación Sonido regular pero áspero Entrando en estado de falla Sonido irregular > 50 Rodamiento en falla 60>

32 Rodamientos Cajas de Engranajes

33 Lubricación acústica

34 Cantidad : 7 gramos Cantidad : 34 gramos Frecuencia 3 mesesPicture courtesy PETRO CANADA Picture courtesy SKF Cantidad : 7 gramos Frecuencia 3 meses Cantidad : 34 gramos Frecuencia 1 meses

35 El Ultrasonido nos dice cuando pararAntes de lubricar Después de lubricar 38 dBµV 25 dBµV

36 Optimizar la mano de obraCambie lubricadores por Inspectores

37 Lubricadores Puntuales Tarea de Mantenimiento Controlar que estén aplicando lubricante La intensidad en dBµV debe permanecer constante Sistemas de Spray Tarea de Mantenimiento Detectar fugas de aire en el sistema de operación Sistemas Centralizados Tarea de Mantenimiento Controlar que el ciclo de inyección este entregando Lubricante. La lectura dBµV en el inyector aumenta Picture courtesy Linconl Picture courtesy Farval

38 Inspección Eléctrica Descarga de Corona Arco

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40 Espectro de la descarga de corona

41 Espectro del Arco

42 Sistemas de vapor

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45 Válvulas compresores El espectro en el dominio delLas válvulas en los compresores alternativos permiten “respirar” al compresor. Los desgastes y/o las suciedades pueden interferir con el cierre hermético de las válvulas. Los resortes rotos o deficientes también afectan la operación de abrir y cerrar las válvulas para una compresión eficiente. La condición de las válvulas se inspecciona con ultrasonido y con un software para el análisis de los espectros. La señal demodulada del detector se alimenta directamente al analizador o se archiva como una onda. El espectro permite visualizar las válvulas del compresor cuando ellas abren y cierran permitiendo la entrada y salida del aire o gas. El espectro en el dominio del tiempo muestra las válvulas en un compresor alternativo

46 Sistemas hidráulicos Con el tiempo pequeñas fugas, bloqueos y by pases se manifiestan dentro del sistema hidráulico. La fuente de estas fallas es detectable con la inspección ultrasónica. El aceite hidráulico forma pequeñas burbujas que explotan al ser forzadas a través de los sellos. Con el sensor magnético o de contacto colocado en las válvulas, bombas o actuadores, con la sensibilidad al máximo se pueden escuchar las pequeñas explosiones. Una válvula hidráulica dejando pasar fluido presenta un sonido de flujo constante o un gorgoteo intermitente. Comparando areas similares en el sistema se pueden descubrir válvulas bloqueadas o pasando fluido de una manera rápida evitándose horas de inspección visual o tiempo de desarmar el sistema.

47 SDT 170 TT Chequeo Ultrasónico de Tanques Subterráneos

48 Es el método mas rápido, económico y eficiente para detectar fugas en tanques de combustible subterráneos y sus respectivas tuberías

49 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 SDT 170 TT (Tank Test) Dos sensoresConmutador - interfase Manguito Conexión Cam lock Manguera succión Manguera drenaje Pasta identificar agua Bomba a prueba fuego Juego de tapones Medidor nivel

50 SDT 150 TT SDT 170 TT

51 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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54 Integrando las técnicasPrincipal Complementaria Vibraciones (Diagnostico) Ultrasonido (Monitoreo) Termografía Análisis Aceites (Diagnostico/Mo.) Diagnostico de problemas mecánicos Cavitación Confirmar causas de puntos calientes en maquinaria rotativa Confirmar desgastes en rodamientos Detección rápida de rodamientos sospechosos Detección a bajas rpm Detección de corona, interferencia electromagnética y arcos incipientes Confirma problemas de viscosidad inadecuada del lubricante Complementa detección de problemas de alineamiento Confirmación de incremento temperatura por sobre o sub lubricación. Confirmar altas temperaturas localizadas que están degradando el lubricante Detección de partículas causadas por desgastes Calidad del lubricante en viscosidad y aditivos antidesgaste Nivel de oxidación del lubricante