docCojinetes de Deslizamiento Motores Eléctricos Rusos
download 
Demanda Transcripción
Cojinetes de Deslizamiento Motores Eléctricos Rusos
UNAO – U.E. Rincón de los Sauces – NQN – Mantenimiento de Plantas Cojinetes de Deslizamiento Motores Eléctricos Rusos Yacimiento de Petróleo Planta de Inyección de Agua Catriel – Río Negro Argentina Autor : Ing. Pedro José Barrionuevo Cojinetes de motor eléctrico Ruso 1 8° Congreso Nacional de Mantenimiento UNAO – U.E. Rincón de los Sauces – NQN – Mantenimiento de Plantas Contenido del trabajo ¾Objetivos ¾Ubicación geográfica ¾Proceso productivo del petróleo ¾Descripción de la planta de inyección de agua ¾Descripción del problema ¾Evolución de los sistemas de cojinetes ¾Sistema Original (Año < 2.002) ¾Modificación del Sistema Original (Año <> 2.002/2.004) ¾Revamping del Sistema de Cojinetes (Año <> 2.004/2006) ¾Resultados ¾Conclusiones Cojinetes de motor eléctrico Ruso 2 8° Congreso Nacional de Mantenimiento UNAO – U.E. Rincón de los Sauces – NQN – Mantenimiento de Plantas Objetivos del Proyecto ¾Mejorar la Confiabilidad y Disponibilidad de los equipos de bombeo ¾Incrementar Capacidad Técnica del personal de mantenimiento ¾Desarrollo de Servicios Técnicos calificados ¾Revamping del Sistema de Cojinetes Cojinetes de motor eléctrico Ruso 3 8° Congreso Nacional de Mantenimiento UNAO – U.E. Rincón de los Sauces – NQN – Mantenimiento de Plantas U.E. RDLS MENDOZA Yacimiento Señal Picada LA PAMPA Provincia de Río Negro Argentina NEUQUEN LA PAMPA RIO NEGRO RIO NEGRO Cojinetes de motor eléctrico Ruso 4 8° Congreso Nacional de Mantenimiento UNAO – U.E. Rincón de los Sauces – NQN – Mantenimiento de Plantas Proceso Productivo Yacimiento de Extracción de Petróleo Planta de Inyección de Agua Planta de Tratamiento de Petróleo Pozo Productor de Petróleo Pozo Inyector de Agua Cojinetes de motor eléctrico Ruso 5 8° Congreso Nacional de Mantenimiento UNAO – U.E. Rincón de los Sauces – NQN – Mantenimiento de Plantas Pozo productor de petróleo Sistema de extracción Bombeo mecánico (AIB) Cojinetes de motor eléctrico Ruso 6 8° Congreso Nacional de Mantenimiento UNAO – U.E. Rincón de los Sauces – NQN – Mantenimiento de Plantas Planta de Inyección de Agua Yacimiento Señal Picada Cojinetes de motor eléctrico Ruso 7 8° Congreso Nacional de Mantenimiento UNAO – U.E. Rincón de los Sauces – NQN – Mantenimiento de Plantas Descripción Actual de la Planta 9Inyección diaria Q=24.000 m3 @ P=105 kg/cm2 en 100 pozos inyectores 97 equipos principales de bombeo (motor + bomba), una sola bomba de reserva 9Bombas : Americanas de 9 etapas, Q=200 m3/hs @ P=110 kg/cm2 9Motores eléctricos : 5 Rusos, asincrónicos de 800 KW – 3000 rpm – 6 kV – IP23 Cojinetes de deslizamiento lisos auto-lubricados (originales eran con lubricación forzada) 9Motores de bombas F y G (nuevos), asincrónico de 800 KW – 3000 rpm – 6 kV IP54 Cojinetes auto-alineables, partidos y auto-lubricados por anillo “pescador” de aceite Cojinetes de motor eléctrico Ruso 8 8° Congreso Nacional de Mantenimiento UNAO – U.E. Rincón de los Sauces – NQN – Mantenimiento de Plantas Planta de Inyección de Agua Bomba G – 2.006 AGUA 002 U BICA CIÓN BOMBA F Marca X G Marca X F U BICA CIÓN BOMBA A Ruso A Cojinetes de motor eléctrico Ruso U BICA CIÓN BOMBA B Ruso B U BICA CIÓN BOMBA C U BICA CIÓN BOMBA D Ruso C 9 U BICA CIÓN BOMBA E Ruso Ruso D E 8° Congreso Nacional de Mantenimiento UNAO – U.E. Rincón de los Sauces – NQN – Mantenimiento de Plantas Descripción del problema 9Cojinetes tipo fijos/lisos 9Lubricación tipo forzada exteriormente con bombas de circulación 9Aros levanta aceite de emergencia, con la finalidad de levantar una mínima cantidad de aceite ante una parada o arranque de la máquina 9Los equipos utilizan como lubricante hidráulico Turbina 32 9Horas de uso acumulada 290.000 Hs (33 años) Æ Baja Confiabilidad y Disponibilidad ¾Falta de mantenimiento ¾Aumento de inyección de agua ¾Problemas con las bases ¾Pérdidas de aceite ¾Aumento de vibrac. >20 mm/seg ¾Problemas operativos ¾Contaminación de aceite ¾Aumento de temp. >90°C ¾Mala calidad del cojinete ¾Se trabajaba a la rotura ¾Arrastre de material “babbitt” ¾Falta de mant. predictivo (vib.) ¾Distorsión de carcaza ¾Problemas con las patas Cojinetes de motor eléctrico Ruso 10 ¾Arrastre y barras cortadas R 8° Congreso Nacional de Mantenimiento UNAO – U.E. Rincón de los Sauces – NQN – Mantenimiento de Plantas Evolución de los Sistemas de Cojinetes 9Revamping de cojinetes <> Año 2005 / 2006 9Modificación del Sistema 9Sistema Original <> Año 2002 / 2004 < Año 2002 Cojinetes partidos auto-oscilantes auto-lubricados por anillo Cojinetes fijos y lisos autolubricados por anillos Cojinetes fijos / lisos con lubricación forzada exterior Cojinetes de motor eléctrico Ruso 11 8° Congreso Nacional de Mantenimiento UNAO – U.E. Rincón de los Sauces – NQN – Mantenimiento de Plantas Sistema Original Cojinetes de motor eléctrico Ruso 12 8° Congreso Nacional de Mantenimiento UNAO – U.E. Rincón de los Sauces – NQN – Mantenimiento de Plantas Sistema Original Cojinetes de motor eléctrico Ruso 13 8° Congreso Nacional de Mantenimiento UNAO – U.E. Rincón de los Sauces – NQN – Mantenimiento de Plantas Sistema Original Cojinetes de motor eléctrico Ruso 14 8° Congreso Nacional de Mantenimiento UNAO – U.E. Rincón de los Sauces – NQN – Mantenimiento de Plantas Modificación del Sistema Original 9Entre los años 2.002 y 2.003 se modificó el sistema de bancadas de los motores 9Cojinetes fijos/lisos, agregando 2 (dos) aros “pescadores”, ampliación depósito de aceite con chapa común (disipación de calor) 9Para la modificación se tomó como referencia los sistemas de los motores modernos 9Se implemento mantenimiento predictivo de vibraciones 9Resultados : ¾Fueron peores que el sistema original, aumento de vibrac. y temp. ¾Amentaron las pérdidas de inyección de agua por falta de equipos ¾Aumentaron las pérdidas de producción de petróleo ¾Baja Disponibilidad y Confiabilidad de equipos ¾Aumentaron los costos de operación y mantenimiento correctivo Cojinetes de motor eléctrico Ruso 15 8° Congreso Nacional de Mantenimiento UNAO – U.E. Rincón de los Sauces – NQN – Mantenimiento de Plantas Modificación del Sistema Original Cojinetes de motor eléctrico Ruso 16 8° Congreso Nacional de Mantenimiento UNAO – U.E. Rincón de los Sauces – NQN – Mantenimiento de Plantas Modificación del Sistema Original Plano del motor con sistema de cojinetes liso/fijo y auto-lubricado Cojinetes de motor eléctrico Ruso 17 8° Congreso Nacional de Mantenimiento UNAO – U.E. Rincón de los Sauces – NQN – Mantenimiento de Plantas Modificación del Sistema Original Porta-Cojinete Interior de Cojinete Cojinete Aros levanta aceite Cojinetes de motor eléctrico Ruso 18 8° Congreso Nacional de Mantenimiento UNAO – U.E. Rincón de los Sauces – NQN – Mantenimiento de Plantas Modificación del Sistema Original Valores RMS globales de velocidad (mm/seg) y fase Acople Los valores según norma ISO 2372 son inaceptables Cojinetes de motor eléctrico Ruso 19 8° Congreso Nacional de Mantenimiento UNAO – U.E. Rincón de los Sauces – NQN – Mantenimiento de Plantas Modificación del Sistema Original Espectros de velocidad (mm/seg) RMS – 1V – LOA del motor Predominio Valor Vel. = 16 mm/seg velocidad de giro Cojinetes de motor eléctrico Ruso 20 8° Congreso Nacional de Mantenimiento UNAO – U.E. Rincón de los Sauces – NQN – Mantenimiento de Plantas Modificación del Sistema Original Problemas y Causas de fallas ¾Fallas del sistema de lubricación ¾Altas temperaturas de trabajo del cojinete, >90°C ¾Desalineación entre cojinetes y porta-cojinetes ¾Desbalanceo del rotor ¾Elevados costos de mantenimiento y reparaciones ¾Muchas horas de mano de obra ¾Baja calidad de los materiales de los cojinetes ¾Desgaste, terminación y medidas de ejes ¾Soltura de patas del motor ¾Soltura de base, “flojas” (Peso carga dinámica 3 veces) ¾Falta de profundidad técnica ¾Falta de análisis de causas de la falla ¾Arrastre del rotor en el paquete magnetico y Barras cortadas del rotor Cojinetes de motor eléctrico Ruso 21 8° Congreso Nacional de Mantenimiento UNAO – U.E. Rincón de los Sauces – NQN – Mantenimiento de Plantas Barras cortadas del rotor del motor Ruso NS 1023 Cojinetes de motor eléctrico Ruso 22 8° Congreso Nacional de Mantenimiento UNAO – U.E. Rincón de los Sauces – NQN – Mantenimiento de Plantas 9Daño del estator Causa desalineación de cojinetes 9Rozamientos del ventilador del rotor en el estator Motor Ruso NS 1023 Cojinetes de motor eléctrico Ruso 23 8° Congreso Nacional de Mantenimiento UNAO – U.E. Rincón de los Sauces – NQN – Mantenimiento de Plantas Revamping del Sistema de Cojinetes Cojinetes de motor eléctrico Ruso 24 8° Congreso Nacional de Mantenimiento UNAO – U.E. Rincón de los Sauces – NQN – Mantenimiento de Plantas Revamping del Sistema de Cojinetes ¾Los motores eléctricos modernos utilizan cojinetes de deslizamiento de “babbitt”, partidos, tipo auto-oscilantes (auto-alineables), auto-lubricado con anillos “pescador” de aceite y sin circulación externa ¾Se descubrió que los sistemas de cojinetes y porta-cojinetes de los motores modernos son fabricados por empresas especializadas en la materia y no por las fábricas de las máquinas, existen tres grandes firmas a nivel mundial, Z, D y RZ, todas son de origen alemán ¾Se buscó asesoramiento técnico externo de un especialista en la materia ¾Se interactuó directamente con uno de los fabricante de cojinetes y portacojinetes para motores eléctricos ¾Se estudio las condiciones técnicas de los motores existentes y su carga ¾Se calcularon los parámetros y condiciones técnicas optimas del sistema de cojinetes y lubricación, con los fines de minimizar las vibraciones y bajar la temperatura de trabajo utilizando un sistema de cojinetes auto-oscilantes y autolubricados por salpicadura de aceite del anillo “pescador” Cojinetes de motor eléctrico Ruso 25 8° Congreso Nacional de Mantenimiento UNAO – U.E. Rincón de los Sauces – NQN – Mantenimiento de Plantas Revamping del Sistemas de Cojinetes Equipo Humano Interdisciplinario ¾Mantenimiento de Plantas ¾Ingeniería de Mantenimiento ¾Operación de Plantas ¾Ingeniería de Obras ¾Predictivo de Vibraciones ¾Especialista en motores eléctrico (parte mecánica) ¾Reparador de motores eléctricos ¾Especialista en fundaciones y bases de equipos ¾Especialista en estudio de suelo Cojinetes de motor eléctrico Ruso 26 8° Congreso Nacional de Mantenimiento UNAO – U.E. Rincón de los Sauces – NQN – Mantenimiento de Plantas Revamping del Sistema de Cojinetes Cojinetes de motor eléctrico Ruso 27 8° Congreso Nacional de Mantenimiento UNAO – U.E. Rincón de los Sauces – NQN – Mantenimiento de Plantas Revamping del sistema de cojinetes Planilla Cálculos Técnicos del Cojinete nuevo Cojinetes de motor eléctrico Ruso 28 8° Congreso Nacional de Mantenimiento UNAO – U.E. Rincón de los Sauces – NQN – Mantenimiento de Plantas Revamping del Sistema de Cojinetes Plano del motor con sistema de cojinetes auto-alineable y auto-lubricado Cojinetes de motor eléctrico Ruso 29 8° Congreso Nacional de Mantenimiento UNAO – U.E. Rincón de los Sauces – NQN – Mantenimiento de Plantas Chequeo de alineación entre bancadas motor Ruso NS 1020 Porta-cojinetes y cojinetes PLANOS Y DIÁMETROS DE BANCADAS: COMPARACIÓN ENTRE BANCADAS: VALORES DE MEDICIÓN PORTA-COJINETE: Bancada Plano 1 Plano 2 ELEMENTOS INVOLUCRADOS: 1 (mm) 2 (mm) D1 135,07 135,03 D2 135,04 135,01 D3 135,04 135,07 D1 135,06 135,01 D2 135,02 135,03 HUELGO DIAMETRAL = 0,16 mm D3 135,01 135,04 PELICULA DE ACEITE LIMITE = 0,0125 mm Soporte N° X+ X- Y+ Y- Soporte 1 0,000 0,000 0,000 0,000 Soporte 2 1,173 0,000 2,360 0,000 PELICULA DE ACEITE MINIMA = 0,053 mm Cojinetes de motor eléctrico Ruso 30 8° Congreso Nacional de Mantenimiento UNAO – U.E. Rincón de los Sauces – NQN – Mantenimiento de Plantas Revamping del Sistemas de Cojinetes Causa raíz ¾Desalineación entre cojinetes y porta-cojinetes ¾Patas del motor sueltas y a distintos niveles ¾Problemas de rigidez de la base del motor ¾Rotor desbalanceado ¾Distorsión de carcaza ¾Base suelta del conjunto motor-bomba ¾Aporte excesivo de agua al terreno lindante al dado de °H°A de la base ¾Problema de compactación de terreno en la base del conjunto Cojinetes de motor eléctrico Ruso 31 8° Congreso Nacional de Mantenimiento UNAO – U.E. Rincón de los Sauces – NQN – Mantenimiento de Plantas Revamping del Sistema de Cojinetes Mejoras Implementadas ¾Revamping de cojinetes, tipo auto-alineables, partidos y autolubricado ¾Rediseño de las tapas porta-cojinetes nuevos (centrado y alineación) ¾Balanceo del rotor ¾Reparación de la jaula del rotor ¾Mejoras en las patas y bases del motor ¾Cambio de bases del conjunto Motor-Bomba ¾Minimización de pérdidas de agua en las bases y terreno lindante Cojinetes de motor eléctrico Ruso 32 8° Congreso Nacional de Mantenimiento UNAO – U.E. Rincón de los Sauces – NQN – Mantenimiento de Plantas Montaje de Motor Eléctrico Ruso Cojinetes Nuevos NS 1.023 Cojinetes de motor eléctrico Ruso 33 8° Congreso Nacional de Mantenimiento UNAO – U.E. Rincón de los Sauces – NQN – Mantenimiento de Plantas 9Cojinetes nuevos auto-ocilantes Motor Ruso NS 1023 Implementación Año 2.005 Cojinetes de motor eléctrico Ruso 34 8° Congreso Nacional de Mantenimiento UNAO – U.E. Rincón de los Sauces – NQN – Mantenimiento de Plantas 9Cojinete nuevos auto-ocilantes Motor Ruso NS 1022 Implementación Año 2.006 Cojinetes de motor eléctrico Ruso 35 8° Congreso Nacional de Mantenimiento UNAO – U.E. Rincón de los Sauces – NQN – Mantenimiento de Plantas Revamping del Sistema de Cojinetes Espectros de velocidad (mm/seg) RMS – 1H - Lado opuesto acople del motor Valor Vel. = 3,2 mm/seg Cojinetes de motor eléctrico Ruso 36 8° Congreso Nacional de Mantenimiento UNAO – U.E. Rincón de los Sauces – NQN – Mantenimiento de Plantas Valores de Vibraciones Implementación Octubre 2.005 Motor Ruso 1023 – Bomba D Hs. Marcha = 9.500 Hs Temp. Amb. = 25 °C Coj. Lado Acople = 2,6 mm/seg @ 74 °C Coj. Lado Opuesto = 2,3 mm/seg @ 69 °C Cojinetes de motor eléctrico Ruso 37 8° Congreso Nacional de Mantenimiento UNAO – U.E. Rincón de los Sauces – NQN – Mantenimiento de Plantas Resultados ¾Vibraciones en carga < 5 mm/seg ¾Temperaturas de trabajo < 70°C @ Temp. Amb. de 25°C ¾Alineanción de porta-cojinetes y cojinetes entre si ¾Balanceo del rotor ¾Implementación en los motores NS 1020, 1022 y 1023 ¾Disminución del consumo de energía por rozamiento ¾Bajo costo de mantenimiento ¾Confiabilidad del Sistema Cojinetes de motor eléctrico Ruso 38 8° Congreso Nacional de Mantenimiento UNAO – U.E. Rincón de los Sauces – NQN – Mantenimiento de Plantas Conclusiones ¾Costos de mano de obra, materiales, cojinetes, técnica, pruebas del nuevo sistema de cojinetes por cada motor : U$S 30.000,00 (motor nuevo U$S 100.000,00 + XXX) ¾La implemenatción de los cojinetes autooscilantes y autolubricados en los motores eléctricos Ruso solucionó el problema de fondo de los motores eléctricos Rusos… Cojinetes de motor eléctrico Ruso 39 8° Congreso Nacional de Mantenimiento UNAO – U.E. Rincón de los Sauces – NQN – Mantenimiento de Plantas Fin Muchas Gracias por su Atención Cojinetes de motor eléctrico Ruso 40 8° Congreso Nacional de Mantenimiento
