Cómo los sensores de vibración impulsan el mantenimiento predictivo y reducen el tiempo de inactividad

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Los equipos de fabricación modernos aumentan la eficiencia de las operaciones, pero cuando se producen averías inesperadas, pueden costar miles de dólares por hora en pérdida de productividad, reparaciones y mano de obra. Afortunadamente, los sensores de vibración remotos se pueden utilizar para desarrollar una estrategia de mantenimiento predictivo inteligente que minimice las fallas del equipo y los costosos tiempos de inactividad.

Al registrar y estudiar los patrones de vibración de los equipos críticos, es posible detectar anomalías e identificar cambios en el comportamiento operativo de un activo para poder abordar los problemas antes de que falle. 

El blog explica los procedimientos y los beneficios del monitoreo remoto de vibraciones, así como el papel que desempeñan los sensores de vibración, para que pueda diseñar una estrategia de mantenimiento predictivo que reduzca el tiempo de inactividad no planificado y aumente la rentabilidad.

¿Qué hace un sensor de vibración?

La mayoría de las máquinas vibran durante el funcionamiento normal, pero la vibración excesiva puede causar desgaste, acortar la vida útil de la maquinaria y crear desequilibrios que dañan los componentes de los equipos industriales. Los patrones de vibración anormales también indican posibles problemas mecánicos en el equipo.

La implementación de un programa de monitoreo de vibraciones como parte de una estrategia general de mantenimiento permite detectar cambios en las vibraciones a medida que ocurren, de modo que se puedan reconocer, diagnosticar y reparar problemas potenciales antes de la avería. 

En el centro de un programa de monitoreo de vibraciones se encuentra un sensor de vibraciones, que mide y registra la frecuencia y amplitud de las vibraciones en equipos industriales. Los datos recopilados proporcionan información vital sobre el estado de su maquinaria.

La monitorización de las vibraciones ayuda a los fabricantes a:

• Detectar fallas en los rodamientos.
• Identificar desalineación.
• Desequilibrio puntual.
• Revelar holgura o desgaste.

Esta información respalda el mantenimiento predictivo, lo que permite programar las reparaciones cuando sea necesario, minimizando el tiempo de inactividad y las reparaciones costosas.

Los beneficios del monitoreo de vibraciones

Se debe incluir un programa de monitoreo de vibraciones en todas las estrategias de mantenimiento, incluidos los programas de mantenimiento prescriptivo, predictivo y basado en condiciones, ya que ofrece una variedad de beneficios que ahorran tiempo y dinero, entre ellos: 

Ahorro de costos: El monitoreo de vibraciones identifica posibles fallas en los equipos antes de que ocurran, minimizando el tiempo de inactividad y las reparaciones no planificadas, que pueden costar miles de dólares por hora y causar estragos en los programas de producción. 

Tiempo de actividad mejorado: El monitoreo de vibraciones permite la detección temprana de problemas en la maquinaria antes de que afecten negativamente el rendimiento y las operaciones. Los equipos monitoreados funcionan con mayores niveles de eficiencia, confiabilidad y tiempo de actividad. 

Identificación de intervalos de mantenimiento correctos: En lugar de realizar tareas de mantenimiento según un cronograma basado en un calendario, el monitoreo de vibraciones permite que las actividades de mantenimiento se realicen según sea necesario. Esto extiende el tiempo entre los intervalos de mantenimiento, reduce los costos de mano de obra y mantenimiento innecesarios y maximiza la disponibilidad de la máquina. 

Costos de energía reducidos: Los equipos que sufren desgaste, desequilibrios y desalineaciones no funcionan de manera eficiente. Al identificar y corregir los problemas relacionados con las vibraciones, las máquinas funcionan de manera óptima y consumen menos energía. 

Gestión de activos mejorada: La información recopilada de un programa de monitoreo de vibraciones proporciona una mejor comprensión de los activos de la instalación al brindar información sobre el estado y la vida útil del equipo, lo que permite tomar decisiones informadas sobre si reparar o reemplazar los activos. 

¿Cómo se mide la vibración?

El monitoreo de vibraciones es un proceso de cinco pasos que incluye: 

1. Recopilación de datos de vibración Los datos de vibración se pueden recopilar mediante dispositivos portátiles, sensores cableados o sensores remotos (inalámbricos). El uso de sensores cableados o inalámbricos hace que el trabajo requiera menos tiempo y reduce las posibilidades de introducir errores en los datos porque los técnicos no necesitan caminar de una máquina a otra tomando lecturas ni registrar datos manualmente. Los sensores de vibración remotos brindan más beneficios que los sensores cableados, ya que no requieren cableado costoso y pueden montarse en maquinaria de difícil acceso o ubicarse de forma remota. 2. Crear una línea de base Para crear una línea de base, se deben recopilar datos de vibración cuando las máquinas estén funcionando de manera óptima. Tener una medición de referencia para equipos en buen estado permite comparar con los datos que se recopilan más adelante para determinar cuándo hay un cambio en los patrones de vibración en las mismas condiciones de funcionamiento para identificar posibles problemas.3. Almacenamiento de datos de vibración El uso de sensores remotos como parte de un sistema de monitoreo en línea facilita el almacenamiento de datos de vibración. La creación de conjuntos de datos históricos hace posible comparar conjuntos de datos de referencia y futuros. 4. Análisis de datos de vibración El análisis de datos de vibración es clave para el éxito del programa de monitoreo de vibraciones. A medida que se recopilan datos, se deben comparar con los niveles de vibración de referencia para que se puedan identificar anomalías, anomalías y fallas potenciales con el tiempo adecuado para programar reparaciones y solicitar piezas de repuesto. 5. Tomar decisiones informadas Utilizar los datos de esta manera le permite tomar decisiones informadas basadas en datos confiables. Esto significa que cuando se detecta una condición de funcionamiento anormal o una falla potencial, se pueden emitir y priorizar órdenes de trabajo, se pueden pedir piezas por adelantado y se pueden realizar reparaciones para evitar tiempos de inactividad prolongados, no planificados y costosos, lo que potencialmente ahorra miles de dólares en pérdida de productividad y fallas costosas. La toma de decisiones informadas brinda confianza a los gerentes de mantenimiento al crear programas y presupuestos de mantenimiento, mientras que la confiabilidad obtenida brinda a los gerentes de producción la seguridad de que cumplirán los objetivos de producción. 

¿Cuáles son los diferentes tipos de sensores de vibración?

Los sensores de vibración son una categoría amplia de tecnologías diseñadas para diferentes aplicaciones y presupuestos. La selección del sensor depende de factores como el rango de frecuencia, el entorno de aplicación y el costo.

Los sensores de vibración comúnmente utilizados incluyen:

• Acelerómetros: El sensor de vibración más común mide la aceleración, que a menudo está integrado para calcular la velocidad o el desplazamiento. Son mejores para la detección de fallas de alta frecuencia (como fallas en rodamientos).
• Sensores de velocidad (velómetros): Miden la velocidad de la vibración y se utilizan para mediciones de frecuencia media, que revelan problemas como desequilibrios y desalineaciones.
• Sondas de proximidad (Sensores de desplazamiento): Estos sensores sin contacto miden la distancia entre la sonda y un eje giratorio. Son cruciales para monitorear la posición del eje y detectar fallas en maquinaria giratoria de alta velocidad como turbinas y compresores grandes.
• Sensores remotos/inalámbricos: Se trata de acelerómetros con comunicación inalámbrica integrada, alimentación y, a menudo, capacidades de registro/procesamiento de datos. Son la opción ideal para un monitoreo proactivo y continuo sin cableado costoso, como lo defiende JHFOSTER.

¿Cuáles son los tres tipos de vibración?

En los programas de monitoreo de vibraciones se analizan tres tipos de vibración y cada uno está destinado a diagnosticar un problema específico del equipo, de la siguiente manera:

Desplazamiento: Mide el movimiento total o distancia que recorre un objeto vibrante desde su posición de reposo. Es más útil para diagnosticar maquinaria de baja velocidad y monitorear grandes movimientos.

Velocidad: Esto mide la velocidad de la vibración o qué tan rápido se mueve el componente. Se utiliza para el análisis de frecuencia media, que puede predecir fallas comunes de la máquina, como desalineación y desequilibrio. Por lo general, se correlaciona bien con la energía destructiva de la vibración.

Aceleración: Esto mide la tasa de cambio de velocidad. Es más sensible a eventos de alta frecuencia, lo que lo hace ideal para identificar fallas en etapas tempranas, como aquellas en rodamientos de elementos rodantes y problemas de engranajes.

Dónde colocar los sensores de vibración

La ubicación óptima del sensor es clave para recopilar datos de vibración significativos. A continuación encontrará directrices prácticas sobre dónde y cómo montar sensores de vibración en los componentes de la máquina.

Reglas generales de ubicación

Carcasas de rodamientos: La ubicación más común y efectiva para la colocación del sensor, ya que la mayoría de las fallas mecánicas críticas (desequilibrio, desalineación, desgaste de los rodamientos) generan firmas que se transmiten a través de los rodamientos.

Carcasa del motor/bomba: Los sensores de vibración deben colocarse cerca de los puntos de fuerza y desgaste.

Zona de carga: Los sensores deben colocarse en el lado de la zona de carga de los rodamientos, donde es más probable que se detecten fallas potenciales.

Tren de máquinas: La supervisión de múltiples puntos a lo largo del tren de la máquina (extremo de accionamiento del motor, extremo no impulsor del motor, cojinete de la bomba) proporciona una imagen completa del estado de un activo.

Montaje seguro

Asegúrese de que el sensor esté montado de forma segura directamente en el componente (mediante un soporte de perno o un imán potente) para garantizar una recopilación precisa de datos de alta frecuencia.

Cómo elegir un sensor de vibración

Seleccionar el sensor de vibración adecuado para la aplicación es clave para obtener información útil y procesable. Al elegir un sensor de vibración para su aplicación, considere lo siguiente:

• Criticidad del activo: Las máquinas altamente críticas deben utilizar monitoreo remoto/inalámbrico continuo. Los equipos menos críticos o de repuesto pueden requerir controles manuales periódicos.
• Rango de frecuencia: Seleccione un tipo de sensor (acelerómetro, sensor de velocidad o sonda de proximidad) que mida con precisión las frecuencias de falla esperadas de la máquina; por ejemplo, debe seleccionar un acelerómetro para detectar fallas en los rodamientos de alta velocidad.
• Sensibilidad/rango de medición: El sensor debe ser lo suficientemente sensible para detectar problemas menores, pero también debe ser capaz de manejar los niveles máximos de vibración esperados sin cortes.
• Factores ambientales: Considere la temperatura, la humedad (clasificación IP) y las condiciones/clasificaciones de áreas peligrosas (ATEX/certificaciones de áreas peligrosas). Los sensores inalámbricos con capacidades remotas son ideales para lugares peligrosos o de difícil acceso.
• Presupuesto y conectividad: Los sensores de vibración remotos simplifican el programa al reducir o eliminar la necesidad de que los técnicos recorran la planta tomando mediciones manuales y transfiriendo datos. Permiten recopilar, almacenar y analizar datos automáticamente, liberando a los equipos de mantenimiento.

Uso de sensores de vibración remotos para mantenimiento predictivo

Como parte de un programa de monitoreo de vibraciones, los sensores de vibración respaldan una estrategia de mantenimiento predictivo y proactivo, que proporciona importantes beneficios operativos y financieros, que incluyen:

Cambio en el enfoque de mantenimiento: El uso del monitoreo de vibraciones para el mantenimiento predictivo le permite pasar del mantenimiento reactivo o basado en calendario a un programa proactivo de mantenimiento predictivo, minimizando el tiempo de inactividad no planificado y las horas de mano de obra de mantenimiento.

Automatización de datos: Los sensores remotos recopilan, almacenan y analizan automáticamente datos de vibración de forma continua.

Toma de decisiones en tiempo real: Los análisis avanzados permiten respuestas inmediatas e informadas a las anomalías.

Ahorro de mano de obra: El uso de sensores de vibración reduce la necesidad de recopilación manual de datos, lo que libera a los equipos de mantenimiento para centrarse en resolver problemas y prevenir fallas futuras.

Operaciones optimizadas: Los programas de mantenimiento predictivo basados en el monitoreo de vibraciones mantienen las plantas operando con altos niveles de tiempo de actividad, eficiencia y rentabilidad.

JHFOSTER:su socio en monitoreo de vibraciones

Como núcleo de un programa de monitoreo de vibraciones, los sensores de vibración le permiten aplicar una estrategia de mantenimiento más proactiva. Los sensores de vibración remotos actuales recopilan, almacenan y analizan automáticamente datos de las máquinas para que los equipos de mantenimiento puedan dedicar su tiempo a corregir anomalías y evitar fallas futuras, maximizando el tiempo de actividad y la rentabilidad de las instalaciones. Para obtener más información sobre sensores de vibración remotos y cómo pueden ayudarlo a desarrollar un programa efectivo de monitoreo de vibraciones para el mantenimiento predictivo, comuníquese con JHFOSTER.

• Vicepresidente sénior de Automatización, Tavoron

  Scott Wojciak, un ejecutivo experimentado con profunda experiencia en automatización y distribución industrial, se desempeña como vicepresidente senior de automatización en Tavoron. Anteriormente dirigió la División de Energía Fluida, Automatización y Soluciones de Ingeniería en Singer Industrial y ocupó puestos de liderazgo en BW Rogers, incluidos los de vicepresidente de ventas, director de ventas y gerente de unidad de negocios regional. Conocido por su enfoque basado en resultados y su liderazgo centrado en el cliente, Scott ha dedicado toda su carrera a promover la estrategia comercial y el desempeño operativo en todo el sector de la automatización. Comenzó su carrera como ingeniero de ventas y obtuvo el premio al Vendedor del año de BW Rogers al principio de su mandato.

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