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Los motores eléctricos son esenciales para las operaciones de numerosas plantas, sin importar la industria, por lo que comprender sus 50 modos de falla puede ayudarlo a desarrollar un mejor programa de mantenimiento en su planta.
Los motores eléctricos son esenciales para garantizar que las plantas funcionen sin problemas y de manera efectiva. Si uno falla, puede significar un tiempo de inactividad costoso para la planta y crear diversos riesgos de seguridad. Existen varios modos de falla diferentes, por lo que, al comprenderlos, la vida útil de un motor puede extenderse de dos a quince años.
La clave está en moverse de la categoría reactiva de la curva PF a la fase predictiva. Al utilizar la tecnología de ultrasonido, como el Ultraprobe 15,000, puede detectar problemas antes de que comiencen a crear un daño grave en el motor. Debido a que hay tantos componentes diferentes dentro de un motor, un modo de falla puede surgir en diversos sitios. Hay entre 8 y 10 componentes dentro de un motor, cada uno con sus propios modos de falla, lo que hace un total de alrededor de 50, por lo que, al abordarlos adecuadamente, puede extender la vida útil de su motor.
Carcasa
Las fallas en la carcasa del motor pueden surgir de una instalación incorrecta, daños físicos, corrosión y acumulación de partículas. Si bien la carcasa del motor puede no parecer un verdadero componente de desempeño, estas deficiencias pueden afectar la forma en que otros se desempeñan.
Por ejemplo, un desequilibrio en las calzas del motor podría provocar fallas en los rodamientos, doblado del eje y calzas rotas o agrietadas. Esto surge si un motor, cuando se coloca en una superficie plana, no tiene todas sus calzas planas sobre la superficie. La acumulación de suciedad puede aumentar la temperatura de funcionamiento del motor, lo que en última instancia puede provocar daños en otras partes del motor, como los rodamientos.
Estator
Los modos de falla del estator del motor emergen de daños físicos, contaminación, corrosión, alta temperatura, desequilibrio de voltaje, soportes rotos y sobrecalentamiento del embobinado. Muchas veces, estos pueden surgir de los talleres de reparación de motores.
Las fallas del estator ocurren debido al sobrecalentamiento del embobinado de los devanados. Esto sucede a menudo antes de que se pueda rebobinar el motor requiriendo reparaciones de emergencia. Pero debido a que la planta necesitará que se le devuelva el motor lo antes posible, las reparaciones apresuradas pueden terminar dañando los estatores al calentar incorrectamente la carcasa y el estator. Esto también puede conducir a ineficiencias del motor.
Rotores
Los rotores están compuestos por numerosas capas de acero laminado y los devanados del rotor están compuestos por barras de aleación de cobre o aluminio que están cortocircuitadas en ambos lados con anillos de cortocircuito. Estos componentes pueden fallar por estrés térmico, daño físico, desbalance, ruptura de la barra del rotor, contaminación e instalación inadecuada.
Se pueden producir daños físicos en los rotores después de ciertas tareas de mantenimiento de emergencia, incluyendo el cambio de rodamientos, reconstrucción del motor y durante un proceso de desmontaje y montaje. En términos generales, los cojinetes del motor no deben cambiarse en las ubicaciones de la planta.
Especialmente en equipos críticos.
Es común tener rotores de motor desbalanceados, pero esto puede poner mucho estrés en los rodamientos. Esto conducirá en última instancia a que el rotor haga contacto con un estator y cree otro punto de falla. Una vez más, las tácticas de reconstrucción inadecuadas, como el sobrecalentamiento, también pueden dañar los componentes del rotor.
Al establecer estándares de balanceo de precisión, puede estar seguro de que está evitando este tipo de fallas de desbalanceo.
Rodamientos
Los rodamientos dentro de un motor eléctrico pueden presentar problemas por manipulación y almacenamiento incorrectos, instalación incorrecta, desalineamiento, lubricación inadecuada, procesos de arranque / parada, contaminación, cargas suspendidas y desbalanceo del ventilador.
La contaminación es una de las mayores razones para los modos de falla de los rodamientos. Esto ocurre cuando entran en los rodamientos contaminantes extraños o humedad, generalmente durante el proceso de lubricación. Puede tomar medidas para evitar que ingrese contaminación durante el proceso de reengrase.
También es importante que su motor esté adecuadamente equipado para la tarea para la cual fue seleccionado. Esto significa utilizar los rodamientos adecuados para su aplicación. Los motores que tienen poleas o ruedas dentadas montadas en el eje necesitarán rodamientos de rodillos en el motor, los cuáles son comunes entre la mayoría de los motores estándar.
La lubricación siempre puede ser una de las principales causas de fallas debido a que hay muchos lugares diferentes donde se puede aplicar una lubricación inadecuada. Demasiada o muy poca lubricación, aunado a un método de lubricación inadecuado, puede provocar un desgaste prematuro. Todas las grasas para motores deben ser a base de poliurea, y no grasas de multipropósito. Siempre se debe sacar el tapón de purga para que la grasa vieja se pueda drenar correctamente. Además, las válvulas de alivio de presión pueden ayudar a prevenir el engrase excesivo.
El UE Grease Caddy puede ser una gran herramienta para escuchar mientras se lubrica un motor.
Los sellos de los rodamientos pueden fallar debido a una mala instalación o lubricación inadecuada.
Ventilador
Los ventiladores tienden a fallar por daños físicos, acumulación de hielo, materiales extraños y corrosión. Los ventiladores ayudan a mantener baja la temperatura en un motor, lo cual es esencial para asegurarse de que el resto de los componentes estén funcionando bien.
Las fallas de la cubierta del ventilador también pueden conducir a una falla mayor del motor. Esto suele suceder por daños físicos y por obstrucciones. Al tomarse el tiempo para mantenerlos limpios, puede hacer mucho para evitar fallas en la cubierta del ventilador.
Aislamiento y devanados
Cuando se trata de aislamiento y devanados del motor, existen varios problemas potenciales. La contaminación y la humedad pueden conducir a fallas de embobinado. Muchas veces, esto se debe a que no se almacenan en áreas bien acondicionadas. El sobrecalentamiento es otro problema que puede causar una falla del motor. La ruptura del aislamiento, los ciclos y la flexión, junto con la tensión de la unidad de CA, completan los posibles modos de falla para esta categoría.
La vida útil del aislamiento en un motor eléctrico estándar se basa en la temperatura a la que opera el motor. Esto significa que para un motor eléctrico que funciona a una temperatura particularmente alta, podría reducir su vida útil. De hecho, por cada incremento de 10°C, la vida útil del aislamiento se reduce a la mitad. Si bien un mejor aislamiento puede extender la vida útil, la temperatura es fácilmente uno de los factores más importantes en este caso. Esto significa introducir aire más fresco.
La ruptura del aislamiento puede ser un gran problema, ya que hará que los devanados entren en corto circuito. Estos problemas pueden ser detectados a través de pruebas de evaluación de circuitos eléctricos (MCE por sus siglas en inglés) y termografía. Los cortocircuitos de los devanados de un giro a otro pueden surgir por contaminantes, vibraciones o sobrecargas de voltaje.
Otro problema que generalmente se produce es por los frecuentes arranques y paradas del motor. Estos ciclo de operación puede ocasionar frecuente calentamiento y enfriamiento de los devanados y el aislamiento, lo que puede ocasionar desgaste, como agujeros, lo que en última instancia lleva al motor a cortocircuito y falla.
Eje
Los modos de falla del eje del motor ocurren debido a daños físicos, fabricación inadecuada, instalación incorrecta y corrosión. Por ejemplo, la instalación incorrecta de un motor puede causar que ciertos componentes, como la carcasa del motor, se corroan y creen desbalanceo.
Cómo hacer que su motor dure
Ahora que conocemos los distintos tipos de modos de falla de motor, podemos tomar mejores medidas para crear un plan de mantenimiento preventivo.
Muchas tareas de mantenimiento pueden abordarse a través de una inspección semanal. Asegúrese de engrasar los motores según sea necesario con la grasa adecuada para motores. Agregue grasa o aceite solo cuando sea necesario. La incorporación de un programa de lubricación asistida por ultrasonido puede hacer mucho para prevenir la falla de los rodamientos.
Hay una serie de tareas diarias que puede hacer para garantizar que los motores se encuentren en sus mejores condiciones de desempeño. Mantenga sus motores limpios y a la temperatura adecuada con un flujo de aire constante, y almacene los motores adecuadamente para evitar que la humedad los contamine. Además, mantenga la humedad y los productos químicos alejados del motor para evitar que se contamine.
También hay una serie de pasos de mantenimiento de precisión que puede tomar para mejorar el desempeño de sus motores y reducir el desgaste. Alinee siempre sus motores a menos de 0.003 pulgadas en los tres planos, y también tenga cuidado de eliminar calzas desequilibradas. Especifique el balanceo de precisión del rotor a 0.05 pulgadas por segundo. Finalmente, solo use talleres certificados de reconstrucción de motores, ya que, como vimos anteriormente, la reparación incorrectas pueden llevar a un mayor daño en otros componentes.
En términos de medidas de mantenimiento predictivo, use la evaluación de circuitos de motor para detectar todas las fallas del motor. El análisis de vibraciones se puede utilizar para otras fallas, mientras que los ultrasonidos mecánicos se pueden usar para rodamientos, barras del rotor y fallas eléctricas. También utilice análisis de aceite en cojinetes deslizantes lubricados por aceite.
También hay una serie de otras aplicaciones de ultrasonido. Las fallas tienden a aparecer primero en los rodamientos, lo que significa que el Ultraprobe 15,000 puede ser una excelente manera de detectar fallas de la Etapa 1. El dispositivo también es excelente para detectar lubricación excesiva o insuficiente. A medida que el ultrasonido se convierte en una parte cada vez más integral de las operaciones de mantenimiento, también lo son sus aplicaciones. Se puede usar para detectar fallas eléctricas como arcos eléctricos, problemas con las barras del rotor y desbalanceo del rotor, junto con problemas de alineación y calzas desequilibradas.
En general, cuando un motor falla, debe decidir si vale la pena reconstruirlo o comprar un motor nuevo. El uso de un diagrama de flujo de decisiones puede ayudar a guiar esta decisión. Hable con un profesional certificado en confiabilidad y mantenimiento (CMRP por sus siglas en inglés) para diseñar un diagrama de flujo de decisiones para sus operaciones.
Finalmente, puede sacar mucho más provecho de sus motores si efectúa pasos de mantenimiento proactivo. Compre motores de precisión para todas sus aplicaciones críticas y use siempre el mantenimiento de precisión para la instalación, alineación, balanceo y lubricación.
Al seguir estos pasos, puede extender la vida útil de sus motores y limitar el tiempo de inactividad en su planta, acelerando las operaciones, limitando los costos y mejorando el desempeño.
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