Datos

Aug 02, 2023

Las instalaciones de fabricación han recorrido un largo camino en la medición y el archivo de datos de procesos históricos. A pesar de la sólida recopilación de datos, muchas instalaciones no utilizan completamente esta información en el mantenimiento. Desde la identificación de tendencias hasta la predicción de fallas, los beneficios de integrar adecuadamente los datos en un programa de confiabilidad de bombas son cruciales. Por esta razón, es importante comprender las variables críticas que contribuyen a la falla de la bomba y los peligros potenciales que pueden impedir que una organización se beneficie de los sistemas basados ​​en datos existentes.

Los métodos de mantenimiento tradicionales se basan principalmente en técnicas mecánicas para identificar la causa raíz de la falla y prescribir lo que se requiere para la revisión del equipo. Se han integrado sólidos sistemas de datos en los sistemas de fabricación y se utilizan para optimizar las tasas de producción, las adiciones de ingredientes y la configuración de la máquina. En menor grado, algunos programas de mantenimiento han capitalizado programas basados ​​en datos. Es difícil decir por qué los procedimientos modernos de mantenimiento de bombas han tardado en ponerse de moda.

Dicho esto, la industria ha reconocido la brecha y el mantenimiento basado en datos ha sido un tema candente. Puede ser abrumador con todas las metodologías y sistemas analíticos ampliamente definidos, por lo que es importante mirar más allá de los acrónimos y comprender la física detrás de las fallas de las bombas. La medición precisa de la presión, la temperatura y el flujo, combinada con un conocimiento de "dónde, cuándo y qué", son esenciales para comprender las condiciones alteradas y los problemas de diseño del proceso. Al monitorear estos parámetros e identificar problemas antes de que provoquen fallas, es posible evitar el tiempo de inactividad y prolongar la vida útil del equipo.

La presión es un parámetro fundamental en muchos procesos, y las variaciones pueden indicar un problema. Sin embargo, es igualmente crítico comprender dónde se mide cada variable de presión. Las mediciones de presión generalmente se toman en varios puntos, como el lado de succión y descarga, así como en la entrada y la salida del sistema. Las mediciones de presión en el lado de succión y descarga de la bomba brindan información sobre el rendimiento de la bomba, como el caudal, la cabeza total y la eficiencia. Las mediciones en la entrada y salida del sistema proporcionan información sobre el sistema.

El caudal de la bomba es otro parámetro crítico para predecir, resolver y solucionar problemas de confiabilidad de la bomba. Un gran ejemplo es medir el caudal por rotaciones por minuto (rpm). Cuando se instala una bomba, el caudal a unas rpm dadas está en su valor máximo. A medida que se desgastan los componentes internos, disminuye el caudal por rpm. Comprender las limitaciones de la bomba y la velocidad del sistema puede permitir un programa de mantenimiento predictivo.

El caudal también es una herramienta eficaz para diagnosticar problemas con las bombas centrífugas. Cuando hay una desviación de una curva de rendimiento, puede indicar un problema de succión o una falla mecánica permanente. Por ejemplo, si la presión de descarga es baja y el flujo está por debajo de su tasa de flujo esperada, entonces puede ser una indicación de que algo anda mal con la succión o que el impulsor o la voluta están dañados. Saber que un caudal es demasiado bajo para la presión dada debería ser una señal de alerta inmediata.

Otra variable esencial es la temperatura. La temperatura es útil para fallas mecánicas y de procesos. Ejemplos de indicadores mecánicos de temperatura son:

Cuando se trata de análisis de temperatura mecánica, la conclusión es que la fricción crea calor y es el principal factor limitante de muchos sistemas mecánicos. Es importante comprender y medir las temperaturas mecánicas cuando sea posible.

Las temperaturas también pueden explicar problemas en los sistemas de proceso. Por ejemplo:

DÓNDE: la ubicación en la que se miden los datos determina cómo deben interpretarse los datos. Si un sensor de presión está ubicado aguas arriba de una válvula moduladora, lo más cerca posible de la descarga de una bomba centrífuga, entonces el valor de la presión sería inversamente proporcional al caudal (mayor presión = menor caudal). Si la medición de la presión se realiza aguas abajo de una válvula moduladora y todas las demás variables se mantienen constantes, la presión se volvería directamente proporcional. El punto es que la ubicación del mismo tipo de variable puede mostrar resultados opuestos o no correlacionables dependiendo de dónde se mida la información.

CUÁNDO: La correlación de tiempo es un requisito previo para identificar cuando se miden condiciones alteradas. Esto puede parecer obvio, pero puede matizarse más cuando se considera la frecuencia de la recopilación de datos, la compensación de retrasos en el control de procesos o la vinculación de causa y efecto.

QUÉ: Comprender las propiedades del fluido del proceso es primordial para comprender las limitaciones de la aplicación. Un gran ejemplo es comprender la presión de vapor de un fluido para identificar los límites de temperatura, presión y flujo necesarios para evitar la cavitación. Imagine que una cervecería decide lanzar un producto con una mayor concentración de etanol. Los niveles más altos de etanol pueden provocar cavitación a temperaturas más bajas y presiones más altas; por lo tanto, se deben establecer nuevos límites para evitar fallas.

El tipo de bomba en cada ubicación también es fundamental. Vuelva a revisar el ejemplo sobre dónde se mide la presión. Si la misma condición es cierta para una bomba de desplazamiento positivo con un desplazamiento volumétrico del 100 %, la presión aguas arriba o aguas abajo de la válvula de mariposa no afectaría el flujo. Sin embargo, la potencia continuaría aumentando a medida que aumentaba la presión aguas arriba de la válvula de mariposa. La potencia se vería inversamente afectada en la bomba de desplazamiento positivo, ya que continuaría aumentando hasta alcanzar el límite del equipo. Por el contrario, una bomba centrífuga experimentaría un menor consumo de energía a medida que aumenta la presión.

Las variables secundarias, como la viscosidad, el pH, la conductividad, los sólidos en suspensión, la consistencia, el tamaño de las partículas y la lubricidad, a menudo se pasan por alto, pero son valiosas para diagnosticar y resolver problemas de confiabilidad del equipo. Estas variables proporcionan una comprensión más subjetiva del proceso y pueden dar una idea de la causa raíz de las fallas del equipo.

La conductividad, los sólidos en suspensión, los sólidos disueltos, el tamaño de las partículas y la lubricidad también son valiosos. La conductividad, por ejemplo, es una medida de qué tan bien un líquido conduce la electricidad y puede usarse para detectar impurezas en el líquido. Los sólidos en suspensión, los sólidos disueltos y el tamaño de las partículas son indicadores del estado del líquido y se pueden utilizar para detectar contaminantes. La lubricidad es un parámetro importante en los sistemas de lubricación y en los componentes mecánicos lubricados por procesos.

El análisis de vibraciones es otra poderosa herramienta utilizada para diagnosticar problemas. Al medir la vibración en varios lugares de una bomba, es posible detectar problemas como un rotor desequilibrado, ejes desalineados, cojinetes desgastados y más. Mediante la identificación temprana de problemas, el análisis de vibraciones puede ayudar a prevenir el tiempo de inactividad y prolongar la vida útil de la bomba. Además de identificar problemas específicos, el análisis de vibraciones también se puede utilizar para controlar el estado de la bomba a lo largo del tiempo. Al comparar los datos de vibración de intervalos regulares, es posible detectar cambios en los niveles de vibración de la bomba que pueden indicar una falla inminente. El análisis de vibraciones es un método no invasivo y rentable para diagnosticar problemas con las bombas. El análisis de vibraciones puede ayudar a garantizar que las bombas funcionen con un rendimiento óptimo.

Los programas de mantenimiento de bombas se pueden mejorar considerablemente mediante el uso de datos de proceso en combinación con técnicas mecánicas sólidas. Al aprovechar los datos del proceso para predecir fallas en los equipos y optimizar los programas de mantenimiento, las instalaciones pueden crear un programa de mantenimiento del siguiente nivel.

Jay Kelly es cofundador y vicepresidente de desarrollo de productos en Floco Process. Kelly ha dedicado su carrera al diseño, optimización e innovación de sistemas de manejo de fluidos. Puede contactarlo en [email protected] o 513-760-3244. Para obtener más información, visite www.flocopro.com.