¿Estaría mal decir que la mayoría del tiempo los motores funcionan bien? Porque realmente, como profesionales de mantenimiento, tenemos una buena noción del rendimiento esperado de nuestros sistemas mecánicos. Los comprobamos por una razón u otra de forma algo regular, somos más o menos conscientes de las cargas que están manejando y ponemos atención a su ciclo de vida útil, ya sea mediante ese piqueteo detrás de la cabeza o mediante un programa más formal de gestión de mantenimiento.
Entonces, si es tan fácil, ¿por qué nos contratan? La mayoría de las veces, son los cambios en el sistema lo que debilita a los componentes más antiguos. Además, las cosas se rompen sin más. Al contrario de lo que expresa el tono informal de esta nota, la mayoría de nosotros nos enorgullecemos de mantener las cosas listas y en funcionamiento Además, no nos gustan nada las sorpresas, especialmente las que hacen que nuestros teléfonos suenen a altas horas de la noche.
Es ahí donde entra la importancia de las medidas. Si hacemos todo lo que hemos dicho que incluye nuestro trabajo, de manera que tengamos muy buen conocimiento de la salud de nuestro equipo mecánico, solo quedan los datos físicos que confirman lo que creemos saber o nos sorprenden con problemas que no sabíamos que se estaban formando.
"Pueden ayudar a solucionar problemas de la causa fundamental de casi cualquier fallo del motor".
Las medidas térmicas, de vibración, de resistencia de aislamiento y eléctricas son todas bastante rápidas y fáciles de capturar con herramientas portátiles, y brindan mucha información acerca del rendimiento del sistema. Lo que es particularmente interesante es que estas cuatro pruebas proporcionan información sobre los diferentes aspectos del sistema. Las medidas se superponen y se relacionan de tal manera que, si se consideran en conjunto, pueden ayudarle a solucionar problemas de la causa fundamental de casi cualquier fallo del motor.
Además, las medidas se pueden guardar y almacenar centralmente para que todos en el equipo tengan acceso, lo que propicia que varias personas (no solo usted) respondan a esa llamada a altas horas de la noche.
Nunca salga de casa sin su teléfono
¿Sin pasar por alto qué? Su sentido común y su conocimiento de las medidas de seguridad eléctricas. En la medida de lo posible, apáguelo y después bloquee y etiquete. Los medidores inalámbricos ahora permiten apagar el sistema, bloquear, conectar un medidor, cerrar la puerta del panel, encender e iniciar las medidas de control. Aunque no todo puede apagarse.
Si se presenta una situación que requiera hacerlo funcionar con corriente, asegúrese de seguir estos pasos esenciales de seguridad. En primer lugar, identifique la categoría de arco eléctrico del entorno eléctrico. En segundo lugar, asegúrese de utilizar equipo de protección individual (EPI) adecuado para dicho entorno. En tercer lugar, utilice un instrumento de prueba que tenga categoría de seguridad para el entorno. Por último, utilice un medidor para verificar si hay corriente o no y posteriormente utilice el método de prueba de tres puntos para verificar que su medidor funciona de manera adecuada. Compruebe un circuito con corriente que conozca, compruebe el circuito de destino y compruebe de nuevo el circuito con corriente.
1. Térmico
Al hablar de seguridad, cuando maneje un equipo en funcionamiento, comience con una inspección termográfica. Aún necesitará utilizar EPI, referencia 70E para el equipo específico requerido en inspecciones sin contacto, pero es menos peligroso estar a varios metros de distancia y la imagen termográfica le muestra a primera vista qué tipo de marca de calor emite el sistema. ¿Esto es normal? Compárelo con un sistema similar o con una imagen previa para realizar dicha determinación. Las diferencias en la temperatura le ayudarán a crear una lista rápida de qué debe medir primero con sus otras herramientas de medida.
Las temperaturas altas no tienen por qué significar nada, pero un componente con una temperatura superior a los componentes similares o un aumento en la temperatura podría tener algún problema. Por ejemplo, un acoplamiento que se calienta podría indicar desajustes. La curva de calor de un motor le aportará mucha información sobre su calidad y estado. Si un motor se sobrecalienta, las bobinas se deterioran rápidamente. De hecho, cada incremento de 10 °C en las bobinas de un motor por encima de su temperatura de trabajo nominal acorta la vida del aislamiento en un 50 %, aunque el sobrecalentamiento sea solo temporal.
En el lado con electricidad, busque desequilibrios de fases, malas conexiones y temperaturas altas anómalas en el suministro eléctrico. En el lado mecánico, el infrarrojo puede detectar a menudo problemas en los rodamientos. Estos suelen calentarse durante varios días antes de fallar completamente. La temperatura de la caja del motor también puede ser un buen punto de medida. Sin embargo, para interpretar correctamente la temperatura de la caja del motor, primero debe saber cuál es el estándar. Cree el hábito de tomar medidas de temperatura de sus motores cuando tenga un buen funcionamiento, de manera que tenga una referencia para realizar la comparación.
Mientras que una cámara infrarroja es óptima para el trabajo de inspección, puesto que proporciona una vista infrarroja de todo el sistema electromecánico, un termómetro de infrarrojos funciona perfectamente para realizar comparaciones de temperatura rápidas y de fácil detección. Además, es mucho más fácil de transportar. Simplemente presione el activador para realizar la primera medida, guárdela, vuelva a enfocar y realice una segunda medida, y después compare. Un termómetro visual de infrarrojos proporciona una imagen digital con una superposición de imagen térmica para generar contexto, lo que le ayudará a buscar la ubicación exacta del exceso de calor.
2. Vibración
El sentido común en el mundo del mantenimiento dictamina que la mayoría de los fallos mecánicos en máquinas rotativas provienen de cuatro defectos: desequilibrio, desalineación, problemas en los rodamientos de rodillo y holgura.
- Los rodamientos de rodillos representan hasta el 60 % de los fallos en las máquinas.
- El desequilibrio representa hasta el 50 % de los fallos en las máquinas.
- La desalineación representa hasta el 45 % de los fallos en las máquinas.
¿Cómo pueden estos números constituir más del 100 %? Porque el desequilibrio y la desalineación pueden llevar al desgaste de los rodamientos de rodillos y fallos prematuros.
Lo que nadie sabe es que la vibración es uno de los indicadores más tempranos del estado de la máquina. Sí, las imágenes termográficas le mostrarán cuándo un problema es lo suficientemente negativo como para generar un sobrecalentamiento. La vibración, sin embargo, es aún más sensible y puede detectar un problema mucho antes que la inspección termográfica y mucho antes de que se dañen los componentes. Hoy en día, las personas también piensan en la eficiencia de las máquinas. Cuando la maquinaria está desalineada, se inicia la fricción para consumir no solo el equipo sino también el suministro eléctrico, lo que supone más de un motivo para tomar lecturas cada cierto tiempo.
Si se produce un fallo, en vez de reemplazar los rodamientos, tómese el tiempo necesario para determinar la causa fundamental de este. Una vez que la máquina esté correctamente alineada y se equilibren los ejes, los rodamientos tendrán menos tensión sobre ellos y durarán muchos años.
Los medidores y comprobadores de vibración portátiles hacen que todo esto sea más fácil y rápido de lo que solía ser. Las herramientas portátiles tienen una base de datos de lecturas buenas/malas, comparan de manera dinámica las señales de vibración e incluso ofrecen un diagnóstico en el momento, según la sofisticación de la herramienta. Este solía ser el único mantenimiento/fiabilidad predictiva en el que los especialistas realizaban un análisis de vibración. Ahora los técnicos pueden llevar un medidor de vibración al lugar de trabajo para comprobaciones puntuales buenas/malas y los técnicos superiores pueden instruir fácilmente sobre el uso de la versión de diagnóstico. Esto mejora de manera significativa la comprensión de un equipo de mantenimiento de la condición de toda la máquina y el estado del rodamiento; y una vez más, los datos se pueden compartir y almacenar.
3. Aislamiento
Los problemas de aislamiento en motores y variadores se deben normalmente a instalaciones realizadas de forma incorrecta, a la contaminación ambiental, al esfuerzo mecánico o a la antigüedad de las instalaciones. La comprobación de aislamiento se puede combinar fácilmente con el mantenimiento normal del motor (para así identificar la degradación antes de que se produzca un fallo) y con los procedimientos de instalación (para comprobar la seguridad y el rendimiento del sistema). Cuando se trata de localizar averías, la comprobación de resistencia de aislamiento puede ser el enlace final que permite volver a poner en funcionamiento el motor de forma sencilla, con la simple operación de cambiar un cable.
Un multímetro de aislamiento como el Fluke 1587 combina la función de comprobación de la resistencia de aislamiento con las funciones más comunes de un multímetro digital. Para un técnico con varios motores en su área asignada, esto la convierte en una herramienta referente para realizar la mayoría de las pruebas necesarias con el fin de solucionar problemas y realizar mantenimiento en los motores. Si un motor presenta problemas, compruebe la tensión de alimentación y después utilice la función de resistencia para medir la resistencia de la bobina del motor de fase a fase. A continuación, utilice la función de resistencia de aislamiento del medidor para medir los conductores de línea y carga a tierra, y las bobinas del motor a tierra.
Mediante la medida de la resistencia de aislamiento de las bobinas del motor, se puede detectar el deterioro causado por el calor, el tiempo, la corrosión, la suciedad, la humedad y la vibración excesiva antes del fallo del motor. Dado que la resistencia de aislamiento varía con la temperatura y la humedad, puede que deba realizar varias medidas de resistencia durante un período para obtener un resultado preciso. Las medidas periódicas de la resistencia de aislamiento le indicarán el estado de sus motores y cuándo es necesario sustituirlos o rebobinarlos.
4. Datos eléctricos
El desequilibrio de la corriente eléctrica es una causa fundamental de sobrecalentamiento del motor. El desequilibrio de la corriente puede estar causado por varios factores, incluidos los problemas de suministro de energía, baja tensión en un extremo o ruptura de la resistencia de aislamiento de los bobinados interiores del motor. El peor de los supuestos de un desequilibrio de la corriente monofásico es cuando se pierde una fase entera y el fusible se funde.
Para comprobar si hay un desequilibrio en la corriente, utilice una pinza amperimétrica de corriente de CA para comprobar el consumo de corriente en cada una de las tres fases. Para determinar la corriente promedio, sume la corriente de las tres fases y divida entre tres. Posteriormente, reste la corriente promedio a la medida más grande para encontrar la desviación en la corriente. Utilice la fórmula siguiente para determinar el desequilibrio de la corriente. El desequilibrio de la corriente no debe superar el 10 %.
(Iu = desequilibrio de la corriente en %; Id = desviación de la corriente en amperios; Ia = corriente promedio en amperios)
lu = (Id/la) * 100
La mejor herramienta de medida para detectar un funcionamiento monofásico es la pinza amperimétrica. Una medida de corriente igual a cero en una fase es un indicio claro de pérdida de energía. Sin embargo, una medida de tensión en la misma fase puede ser engañosa, debido a la corriente inducida de las otras dos fases de tensión. Una lectura de "tensión fantasma" en torno a dos circuitos con tensión no es algo raro.
Para verificar si un fusible está fundido, extraiga el fusible del circuito y utilice la función de resistencia de un multímetro digital (DMM) o una pinza amperimétrica para verificarlo. Una vez que el fusible se ha extraído del circuito, coloque el multímetro o la pinza amperimétrica en la función de ohmios (Ω). Coloque las sondas de prueba en cada extremo del fusible. Un buen fusible medirá con una resistencia muy baja (inferior a 10 ohmios). Un fusible abierto mostrará "OL" en la pantalla del medidor. Compruebe varias veces sus medidas: muchos responsables de la resolución de problemas estaban convencidos de saber la causa real. No llegue a ninguna conclusión antes de comprobar todos los elementos del circuito.
Por qué la medida es como un elefante
La combinación de la comprobación termográfica, la de vibración, la de aislamiento y la eléctrica es algo parecido a la alegoría sobre los hombres ciegos y el elefante. (Dependiendo de qué parte del elefante tocaron los hombres ciegos, pensaron que el mismo elefante era otro objeto). Debe obtener el panorama completo de funcionamiento. Con cuatro tipos de comprobación, utilizadas en conjunto, probablemente no solo tenga todo lo que necesita en ese momento, sino que usted, su equipo técnico y su equipo de maquinaria cuentan con los datos proactivos para funcionar de manera mucho más eficiente en los meses que vienen. Mantenga almacenadas y accesibles dichas medidas eléctricas, imágenes termográficas, lecturas de resistencia de aislamiento y pruebas de vibración, como referencia para el mantenimiento o la resolución de problemas en el futuro; tener algo por dónde empezar reduce el tiempo que se pasa realizando el trabajo de manera significativa.
Se tienen en cuenta muchos factores para la decisión de si reparar o reemplazar un motor: coste de la reparación, coste del nuevo motor, vida útil esperada, disponibilidad de un nuevo motor y eficiencia del motor existente. Si el coste de la reparación de un motor excede el 50 % de su coste de reemplazo, se compraría un nuevo motor. Con sus datos de medida, ahora cuenta con las partes de la ecuación en eficiencia y ciclo de vida.
Cuatro prácticas de medida obligatorias para el equipo de mantenimiento mecánico (.pdf)