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Depto.Mecánico

Mantto. Predictivo y Confiabilidad.

Presenta: Ing. Carlos Hdz. Conti, CMRP

Level II Airborne Ultrasound Certified Analyst. By UESystems

ClearWater Beach, F.L. Mayo 2011

Detectando Problemas de Rotor

por medio de

Inspección Mecánica de Ultrasonido Estructural

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Contenido• Maquina.

• Problema.

• Carta de Diagnóstico.

• Esquema de Zonas de Falla.

• Efectos de Falla.

•Técnica.

•Recomendación Diagnóstico

•Resultado.

•Referencias

•Anexo A, MCA & Carta de Diagnóstico y Severidad.

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TLA ALTAMIRA – EN DONDE SE UBICA?

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ESTRUCTURA ORGANIZACIONAL & PROCESO

Type Joint Venture ( Shell-Total-

Mitsui )

Industry Oil & Gas

Founded 2004, by Shell-Total-Mitsui

Headquarters Altamira, Tams. MX

Key people Carlos Barajas (ManagingDirector)Loran Karwacki (Asset manager)Jair Rojas (Finance Manager)Carlos Oropeza (OperationsManger)Juan M. Hdz (Maintenance Manager)Verónica Zavaleta ( HR Manager)Luis Núñez (Commercial & Proyects Manager)

Products Natural Gas

Employees 80 (2010)

Website http://sww.shell.com/

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Terminal de Importación de LNG- Activos & Alcance Técnico.

• Berthing basin, including mooring & unloading facilities for LNG

Carriers (Carrier Capacity 70,000 to 200,000 m3)

• 2 LNG Storage Tanks (net capacity 150,000 m3 each)

• Process equipment for vaporization & gas pressurizing;

• Seawater Supply System with capacity of up to 30,000 m3/hr

• Send Out Facilities into Pemex Pipeline and Altamira V PP

• Buildings (Control Room, Administration Building, Warehouse –

2010 replacing temporary buildings)

• Terminal Capacity (Phase 1): 760 mmscf/d Peak (500mmscfd

base load = 3.75 mtpa)

• Potential for Expansion (Phase 2):1,200 mmscf/d Peak

(1070mmscfd base load = 8 mtpa)

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Máquina: PM-1501

PM-1501 es un motor eléctrico de aprox 450 HP’s y gira a 1800 rpm, está acoplado a una bomba

centrífuga bipartida de doble succión, cuya función es proveer agua de contra incendio, éste equipo

opera cada semana alrededor de 10 minutos y la ruta se inspecciona cada 3 meses.

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Problema:

PM1501, El Análisis de Espectros de Ultrasonido muestra espectro típico de Problemas de Barras de

Rotor Flojas/Rotas en el Motor, nótese Frec. Paso de Barras de Rotor @ 102.7 Kcpm y hasta 4

armónicos c/u con Bandas Laterales @ 2XFl. # Barras= 102700 cpm / 1800 rpm = 57.05 barras

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Carta de Diagnóstico:

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Carta de Diagnóstico:Una firma de motor de CA normal debe incluir una respuesta de frecuencia de paso de barra del rotor(RBPF) . Esta respuesta se produce cuando cada barra del rotor pasa perturbaciones leves en el campomagnético debido a la trayectoria de la corriente eléctrica a través de la geometría del estator / rotor. UnaRBPF elevada se crea cuando las barras del rotor pasan una interrupción significativa en estos camposproducida cuando la trayectoria actual se ve alterada o distorsionada de las barras de rotor rotas oagrietadas, juntas de barra del rotor sueltas o defectuosas, mal soldadas, piezas de fundición porosas debarra del rotor, o arcos eléctricos a través de la barra del rotor a través de las interfaces de anillo.

RBPF se identifica como un múltiplo entero de la velocidad del rotor, y por lo general tienenbandas laterales espaciadas a 2 veces la frecuencia de línea eléctrica (7200 RPM). Los Problemas deexcentricidad del rotor puede ser indicado por otros (menos dominante) conjuntos de bandas lateralesespaciados a 1 x RPM.

Un Motor de CA puede tener de 35 a 96 barras del rotor, por lo que un espectro de FFT con unrango de frecuencia suficiente, será necesario para capturar esta falla. 1x y 2x RBPF será capturado conuna Fmax de 360000 kcpm con una resolución de 1600 líneas , y proporcionará suficiente resolución paradefinir las bandas laterales a 2xFL.La severidad se evalúa considerado los cambios en las amplitudes de RBPF a lo largo del tiempo. Lavariación de la amplitud con la carga es común.

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Esquema

de Zonas DE

de Fallas:

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Efectos

de Fallas:Cuando analize la falla

de rotor, busque e

identifique zonas con

puntos de

recalentamiento

ennegrecidas-

azuladas. Compruebe

fisuras con líquidos

penetrantes.

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Técnica:

La técnica de inspección usada fue: Inspección mecánica de rodamientos, aplicando el módulo

magnético posicionándolo lo más cerca de la zona de carga de los rodamientos, frec.@ 25 khz, se

salvan los datos y se descargan al DMS para su posterior seguimiento. Éste tipo de problemas

generan un sonido típico audible y oscilante de “vaivén”.

Recomendación Diagnóstico:

Aplicando la Teoría de Análisis de Vibraciones al Análisis de Ultrasonido: En los Problemas de Barras

de Rotor Flojas/Rotas en motores eléctricos, su física no obedece a fricción ó impactos, y si no

se ajusta una Fmáx. adecuada para captar altas frecuencias en el FFT, pueden pasar

desapercibidos, su severidad está dictada por la cantidad de armónicos, así como de bandas

laterales alrededor de éstos, lo anterior es una ventaja del uso del Ultrasonido en Inspecciones

Mecánicas.

Resultado:

Se procedió a elaborar el reporte respectivo, continuándose con monitoreo rutinario, éste tipo de

Problemas de Rotor normalmente están relacionados con problemas de calidad de manufactura, y

dado que no opera continuamente el motor, su evolución ha sido lenta, pero como actividad predictiva,

ésta Falla Potencial en tanto se intensifique se procederá a cambiar el motor el cual ya está en

almacén.

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Anexo A MCA:

Resultados de MCA practicado a éste mismo motor para corroborar el Problema, nótese el aviso de

advertencia indicando fallas por posibles Barras de Rotor.

Motor ID PM 1501 TLA

Database WORK 2005 Tested by

Building Bba contraincendio Tested for

Location BASEMENT Explorer SN# 333

Date/Time 4/14/2011 01:21:31 PM Test Type Electrical

Name Plate Measured

Hp 450.00 326.72

RPM 1785 1792.6

Volts 4160 4261.3

Amps 55.0 38.6

pf (pu) 1.0 0.9

Nema Derating (pu) 1.0 1.0

Torque (ft-lb) 1324.7 957.7

Efficiency 98.5 96.4

Percent Load 100.0 72.6

Test Value Status Caution Level Warning Level

% Over Voltage 2.43 GOOD 10.0 20.0

% Unbalance 0.75 GOOD 2.0 3.5

% Voltage Dist. 0.57 GOOD 7.0 9.0

% Current 71.33 GOOD 110.0 120.0

Ef. Service Factor 0.73 GOOD 1.1 1.2

Rotor Bar (db) -30.87 WARNING -45.0 -36.0

% Op. Point 0.00 GOOD 20.0 30.0

% Loss Diff. 0.00 INDET 25.0 50.0

% Loss Diff. N/A INDET 60.0 24.0

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Anexo A MCA:

Gráficos de Espectro de

Corriente mostrando el

Problema de Paso de

Barras de Rotor, el cual

también se ve afectado

en respuesta al torque.

Motor ID PM 1501 TLA

Database WORK 2005 Tested by

Building Bba contraincendio Tested for

Location BASEMENT Explorer SN# 333

Date/Time 4/14/2011 01:21:31 PM Test Type Electrical

Voltage and Current Waveforms Phasor Diagram

Rotor Bar Torque Ripple

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Anexo A MCA:

Tabla de Diagnóstico y

Severidad para MCA,

usada para evaluar

Problemas Eléctricos

de Motores de CA

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Referencias:

• “A New Version of MachineLibrary Multimedia Training Package is Now Available”, pp. 66-67, or visit theMachineLibrary™ www.bently.com.• Technical Associates Of Charlotte, Vibration Analysis Level II & III

Mr. Carlos Hdz. Conti can be reached at :carloshconti@yahoo.comC.Hernande@shell.com