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24
May

Lubricación de Precisión con Ultrasonido Acústico

Por: Ing. Carlos E. Garza

Control de falta y exceso de Lubricación con Ultrasonido Acústico

¿Sabía que entre el 40-70% de fallas de rodamientos en la industria son atribuidos a malos procedimientos de lubricación?
¿Tiene   su   compañía   un   método   confiable   de   control  de lubricación para sus rodamientos? El instrumento UL101 en conjunto con la plataforma InCTRL le ofrece una solución.

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Lubricación de Precisión con InCTRL

CONTROL DE FALTA Y EXCESO DE LUBRICACIÓN CON ULTRASONIDO ACÚSTICO

El Dilema de la  Lubricación

Todos los años se invierte gran cantidad de dinero y esfuerzo en determinar que lubricantes son los que mejores prestaciones nos brindan para las diferentes aplicaciones que tenemos en la industria, se construyen cuartos de almacenamiento de lubricante y se implementan procedimientos de clase mundial para cuidar que en todo el proceso de compra, recepción, almacenaje y carga de lubricante se minimice el riesgo de contaminar el lubricante. Pero, a la hora de establecer las frecuencias de lubricación, es decir, ¿Cuándo voy a lubricar y cuánto lubricante voy a aplicar? hay un vacío de información con implicaciones severas en la confiabilidad de nuestros rodamientos.

Como en muchos otros aspectos cotidianos en el mundo industrial, entendemos que existen muchos métodos diferentes para lubricar. Desde engrasar hasta que bote grasa del otro lado hasta calcular matemáticamente las frecuencias de lubricación en base al tamaño del rodamiento y condiciones operativas, sin embargo siempre existe una mejor que otras. La lubricación de precisión basada en condición consiste en preguntarle, con un detector de ultrasonido, al rodamiento si necesita ser lubricado y que cantidad de lubricante necesita para ser un activo confiable.

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Figura 1: la plataforma InCTRL nos permite analizar la tendencia del índice de fricción de cada rodamiento además de permitirnos ver las formas de onda proporcionándonos la información necesaria para la toma de decisiones.

Ultrasonido Acústico

El ultrasonido propagado en aire/estructuras o mejor conocido como ultrasonido acústico, es una tecnología que le permite al usuario detectar frecuencias por encima del umbral de audición humano. La fricción generada por los rodamientos, sin importar su tipo, tamaño, velocidad o carga, genera una energía acústica de alta frecuencia. Esta energía acústica puede ser representada por medio de un valor  matemático conocido como Media Cuadrática (RMS por sus siglas en ingles). RMS es el nivel medio y constante de la potencia entregada por la emisión acústica generada por la fricción.  Viéndolo de una manera más simple,  es posible representar el índice de fricción de cada rodamiento, de una manera precisa y confiable, mediante la utilización de una tendencia basada en la escala linear del RMS, que a diferencia de una tendencia en decibeles (dB que utiliza una escala logarítmica), logra ser mucho más representativa tanto de la línea de base como de las desviaciones en el índice de fricción del rodamiento.

 

Instrumento Ultrasónico UL101 y  la  plataforma InCTRL

El detector de ultrasonido UL101 es por su robustez, peso y facilidad de uso, es la opción ideal para complementar a la plataforma InCTRL. Por medio de un arreglo simple de interconexión, este dispositivo lograra transmitir la señal ultrasónica del rodamiento con gran claridad de señal, garantizando que la información recolectada sea confiable y pueda ser considerada dentro del proceso de toma de decisiones.

La plataforma InCTRL está compuesta de dos partes. La primera es basada en un programa en un conjunto de servidores a los que puedes acceder a través de Internet (Cloud), en ella creamos rutas de inspección, puntos de medición, almacenamos la información recolectada en campo y analizamos espectralmente cada dato recolectado.

La segunda parte es una aplicación para teléfonos móvil con sistema operativo Android que permite conectar el UL101 para grabar sonidos, tomar notas, tomar fotografías y ver líneas de referencia.  Esta información  es transmitida en tiempo real mediante WiFi o red 4G a InCTRL.

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Figura 2: El UL101 y la plataforma InCtrl son herramientas que realmente impactan de manera positiva la confiabilidad operacional de las plantas industriales.

Establecimiento del Nivel de  Alarma

Por muchos años, la clave del éxito de los programas de lubricación basados en ultrasonido acústico ha sido la habilidad de establecer correctamente la línea de base y sus niveles de alarma. La norma ISO 29821-1 establece que el nivel de alarma deberá de estar basado en datos históricos que demuestren un incremento en el valor de la energía acústica detectada en el rodamiento. Basado en este criterio, podemos establecer un cambio en la tendencia que nos permita tomar las acciones necesarias para prolongar la vida de un rodamiento, en otras palabras, este cambio en la tendencia es el que determina el momento en el que el rodamiento debe ser lubricado.

Para establecer la línea de base, la plataforma InCTRL de CTRL Systems Inc. requiere que el usuario  recolecte por lo menos 5 lecturas de cada rodamiento. El sistema analiza no solo los valores de RMS sino la forma de onda de cada lectura, ya que en la forma de onda es donde se identifican los impactos generados por problemas no relacionados con lubricación, indicando que este rodamiento en particular es sospechoso a fallar.

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Figura 3: Ejemplo de 5 lecturas de un mismo rodamiento, el sistema analiza las lecturas de RMS y la forma de onda de cada lectura para recomendar el nivel de alarma (recommended treshold).

El usuario tiene la posibilidad de decidir si toma esa recomendación o modifica el nivel de alarma para continuar con el proceso de monitoreo, generando una tendencia de comportamiento que representa el índice de fricción de cada rodamiento. Si este se mantiene constante o por debajo del nivel de alarma establecido, no es necesario proceder a la lubricación.

Evitando la  Falta de Lubricación

Para resolver la pregunta ¿Cuándo voy a lubricar y cuánto lubricante voy a aplicar? Basta con establecer  una rutina de inspección con ultrasonido acústico de los elementos rotativos donde se desee implementar la lubricación de precisión basada en condición. Después de establecer la línea base, la plataforma InCTRL diferencia mediante una zona color rosa el límite de alarma establecido, dándonos la oportunidad de ver gráficamente el momento preciso en que el rodamiento nos indica que requiere ser lubricado.

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Figura 4: El rodamiento en cuestión muestra que durante un tiempo mantuvo su índice de fricción, sin embargo llego el momento en que ese nivel de fricción subió por encima del nivel recomendado, invitándonos a lubricar.

Posteriormente debemos decidir cuánto lubricante aplicar. Se deberá lubricar lo necesario para que  el  índice de fricción esté lo más cercano posible a su línea de base. Al aplicar el lubricante debe de hacerlo lentamente para dar tiempo a que la grasa se distribuya de manera uniforme y el instrumento sea capaz de registrar el nuevo índice de fricción. Una vez alcanzado el nivel adecuado, se debe continuar con el  monitoreo de acuerdo a las rutinas establecidas.

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Figura 5: La plataforma InCTRL permite registrar el valor de línea base para que sea visto por el técnico en el mismo momento que recolecte los datos de las inspecciones.

Evitando el  Exceso de Lubricación

Para evitar la sobre lubricación (que causa más problemas que la falta de lubricación), la plataforma InCTRL registra el valor de la línea base en la información que será transmitida al móvil utilizado para la recolección de datos, por lo que el usuario tendrá la posibilidad de comparar ese dato permanentemente.

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Figura 6: La forma de onda muestra un índice de fricción constante y por debajo del nivel de RMS establecido por lo que el técnico decide no lubricar.

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Figura 7: La forma de onda muestra un índice de fricción constante pero por encima del nivel de RMS establecido, por lo que el técnico decide proceder con la lubricación.

El técnico deberá de lubricar solo la cantidad necesaria para que el valor de RMS del rodamiento quede lo más cercano posible a la línea de base establecida.

Conclusiones

La norma ISO 29281-1 establece que cuando un instrumento de ultrasonido acústico detecta desviaciones con respecto a la línea base, estas variaciones deben de ser documentadas y la señal de audio modulada debe de ser analizada para determinar la severidad y acciones correctivas subsecuentes. El uso de la plataforma InCTRL le ayudara al usuario no solo a determinar la severidad de una anomalía, sino que al mismo tiempo provee una manera práctica de reportar los hallazgos de los rodamientos que están siendo inspeccionados rutinariamente.

Controlar las frecuencias de lubricación logrará que los índices de fallas de rodamientos bajen considerablemente. Este tipo de programas logra conservar los activos de la planta en las  óptimas condiciones operativas, al mismo tiempo que reduce los costos de operación y mantenimiento, incrementando el tiempo de disponibilidad de los procesos y disminuyendo los riesgos al personal y activos de la planta.

CTRL Systems Inc. tiene más de 25 años proveyendo a la industria civil y militar los más ligeros, sensitivos, robustos y amigables instrumentos de detección de ultrasonido acústico, si desea recibir más información o desea conocer más, no dude en contactarnos.

Ing. Carlos E. Garza Inspector de A&SB US bajo ISO 18436:8

CTRL Systems Inc.

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