Cuando escuchamos hablar de la utilización del Ultrasonido en la detección temprana de las fallas de las maquinarias, un montón de preguntas nos vienen a la mente.
¿Por qué utilizar ultrasonido?
¿Cómo puede el ultrasonido ayudarme en el Mantenimiento de Máquinas?
¿Cuánto es el costo y el retorno sobre la inversión?
¿Conozco las aplicaciones en las cuales el ultrasonido puede ser utilizado?
Estas son algunas de las preguntas que me hice y traté de contestar.
La detección ultrasónica es uno de los instrumentos utilizados en PdM más rentables en el mercado actual. Provee alerta temprana de que algo anormal está pasando, como fallas en los rodamientos, problemas con los sistemas hidráulicos y polvo ingerido al motor por pequeñas fugas en el sistema de admisión de aire que pueden causar costosas fallas y pérdidas de tiempo productivo.
Durante años, muchos han pensado de este instrumento como "sólo" un detector de fugas. Sin embargo, implementando un programa de mantenimiento predictivo utilizando ultrasonido podemos detectar y programar la corrección de diferentes problemas con suficiente tiempo y mantener los equipos al máximo de productividad.
Tradicionalmente, la vibración excesiva y el incremento de la temperatura fueron señal segura de una falla mecánica en un horizonte muy cercano.
Pero ahora sabemos que cambios microscópicos en las fuerzas de fricción, detectables con análisis de ultrasonido mucho antes que la maquina entre en estado de falla crítica, provee la oportunidad de una ventana muy grande para programar el mantenimiento.
Muchos problemas relacionados con el mantenimiento pueden ser descubiertos en una etapa inicial a través de la implementación de un programa de Ultrasonido.
El aumento de la popularidad en la implementación de programas de mantenimiento predictivo utilizando el Ultrasonido se puede atribuir a tres factores:
Fácil de utilizar y rapidez del diagnóstico
Los equipos son fáciles de utilizar y el hecho de no necesitarse un tratamiento posterior a la señal, hace que el aprendizaje se enfoque más en las técnicas de inspección, las cuales se aprenden e implementan rápidamente.
La mayoría de las aplicaciones donde se utiliza el ultrasonido, la presencia de señal ultrasónica o su incremento contra un valor conocido, es claro indicio de un problema. Si hay señal, hay problema y generalmente no hay necesidad de procesar posteriormente la señal.
Versátil
Con un solo instrumento podríamos buscar fallas en una trampa de vapor, determinar si un rodamiento está mal lubricado o verificar que no haya una fuga de corriente en un panel eléctrico.
Costo relativamente bajo de implementación y retorno sobre la inversión rápido:
El ultrasonido tiene una retorno sobre la inversión muy rápido, en muchos casos y dependiendo del nivel de problemas que tenga la planta, de unos pocos meses.
Si pensamos únicamente en el costo de una fuga de aire que puede estar alrededor de 100 USD al año, como costo de la electricidad para comprimir el aire que se pierde y el número de fugas que típicamente se encuentran en cualquier planta, fácilmente se paga la inversión en menos de 6 meses.
Monitoreo de Rodamientos
Todos los rodamientos, buenos o malos, viejos o nuevos emiten energía ultrasónicas causadas por la fricción entre los elementos de rodadura y las pistas.
A mas fricción o defectos en las superficies, mayor es la emisión acústica. Un rodamiento correctamente lubricado emite menos energía ultrasónica que uno mal lubricado.
Las siguientes son algunas ventajas de monitorear los rodamientos con ultrasonido:
- Detección temprana de problemas en desarrollo en el rodamiento
- Rapidez para hacer la colección de datos, pues solo toma unos segundos
- Inmediatez del diagnóstico, ya que no requiere tratamiento posterior de la señal
- Excelente complemento a las vibraciones
- Una vida más larga del rodamiento
- Una racionalización de los consumos de lubricantes
- Mejor uso de la mano de obra disponible
- Menos mantenimientos por sobre lubricación o sub lubricación
- Uso mas eficiente de la energía
Detección de fugas en circuitos de aire comprimido y compresores de aire
El aire comprimido es un servicio muy costoso en las plantas productivas. Se estima que entre un 20% a un 30% del aire comprimido se pierde por fugas causando sobrecarga en el compresor y variación de presión en los sistemas.
La turbulencia que se forma en las fugas crea un sonido con un gran componente de ondas ultrasónicas fácilmente detectables.
En un ambiente ruidoso como el de una planta productiva el sonido ultrasónico de una fuga es inconfundible.
Algunos de los problemas que están asociados con las fugas son:
- Costos de electricidad para comprimir el aire
- Tratamiento del aire según la aplicación
- Mayores costos de mantenimiento
- Inestabilidad de los procesos
Cuando en los asientos de las válvulas del compresor se forman depósitos ocasionados por carbón o suciedad, las válvulas no cierran bien y el compresor pierde eficiencia. Deficiencias en el sellado de la válvula ocasionan fugas del aire comprimido causando turbulencia que se puede detectar por Ultrasonido.
Inspección de trampas de vapor
Los crecientes costos de la energía han hecho que el vapor sea un servicio muy costoso para desperdiciar. Estudios realizados han encontrado que en una planta típica entre un 30% y un 40% de sus trampas de vapor no funcionan correctamente.
Utilizando un detector ultrasónico se puede determinar claramente si existe o no flujo de vapor, pues el flujo turbulento genera ondas en el rango ultrasónico.
Una trampa defectuosa dependiendo cómo falle va a causar problemas al sistema tales como:
- Golpe de ariete
- Ineficiencias en la transferencia de calor
- Pérdida de vapor
- Más consumo de combustible
- Pérdida de químicos para tratar el agua
Inspecciones eléctricas
Los fenómenos eléctricos como la descarga de corona, arcos incipientes e interferencia electromagnética no generan suficiente temperatura para poder detectarse efectivamente con imágenes térmicas, pero sí producen una señal ultrasónica fácilmente detectable. Paneles eléctricos y cajas de interruptores son inspeccionados de una manera segura y rápida.
Sistemas hidráulicos
Válvulas obstruidas, fugas internas en actuadores y válvulas causan severos problemas en los sistemas hidráulicos. Encontrar estos problemas es rápido y fácil. Restricciones o fugas internas en sellos generan energía ultrasónica que es detectada, pudiéndose ubicar su origen.
Ésta fue una primera aproximación al ultrasonido y su aplicación en Mantenimiento de Máquinas; la capacitación y la experiencia son un largo camino por recorrer.
Fuente SDT Latinoamérica
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