Reporte de Ultrasonido PM-1501 Motor de Bomba de

Detectando Problemas de Rotor
por medio de
Inspección Mecánica de Ultrasonido Estructural
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 1
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-TotalMitsui )
Industry
Oil & Gas
Founded
2004, by Shell-Total-Mitsui
Headquarters Altamira, Tams. MX
Key people
Carlos Barajas (Managing
Director)
Loran Karwacki (Asset manager)
Jair Rojas (Finance Manager)
Carlos Oropeza (Operations
Manger)
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 campo
magnético debido a la trayectoria de la corriente eléctrica a través de la geometría del estator / rotor. Una
RBPF elevada se crea cuando las barras del rotor pasan una interrupción significativa en estos campos
producida cuando la trayectoria actual se ve alterada o distorsionada de las barras de rotor rotas o
agrietadas, juntas de barra del rotor sueltas o defectuosas, mal soldadas, piezas de fundición porosas de
barra 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 tienen
bandas laterales espaciadas a 2 veces la frecuencia de línea eléctrica (7200 RPM). Los Problemas de
excentricidad del rotor puede ser indicado por otros (menos dominante) conjuntos de bandas laterales
espaciados 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 un
rango de frecuencia suficiente, será necesario para capturar esta falla. 1x y 2x RBPF será capturado con
una Fmax de 360000 kcpm con una resolución de 1600 líneas , y proporcionará suficiente resolución para
definir
las
bandas
laterales
a
2xFL.
La severidad se evalúa considerado los cambios en las amplitudes de RBPF a lo largo del tiempo. La
variación 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
ennegrecidasazuladas. 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
Database
Building
Location
Date/Time
PM 1501 TLA
WORK 2005
Bba contraincendio
BASEMENT
4/14/2011 01:21:31 PM
Name Plate
450.00
1785
4160
55.0
1.0
1.0
1324.7
98.5
100.0
Hp
RPM
Volts
Amps
pf (pu)
Nema Derating (pu)
Torque (ft-lb)
Efficiency
Percent Load
Test
% Over Voltage
% Unbalance
% Voltage Dist.
% Current
Ef. Service Factor
Rotor Bar (db)
% Op. Point
% Loss Diff.
% Loss Diff.
Tested by
Tested for
Explorer SN#
Test Type
Value
2.43
0.75
0.57
71.33
0.73
-30.87
0.00
0.00
N/A
Status
GOOD
GOOD
GOOD
GOOD
GOOD
WARNING
GOOD
INDET
INDET
333
Electrical
Measured
326.72
1792.6
4261.3
38.6
0.9
1.0
957.7
96.4
72.6
Caution Level
10.0
2.0
7.0
110.0
1.1
-45.0
20.0
25.0
60.0
Warning Level
20.0
3.5
9.0
120.0
1.2
-36.0
30.0
50.0
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
Database
Building
Location
Date/Time
PM 1501 TLA
WORK 2005
Bba contraincendio
BASEMENT
4/14/2011 01:21:31 PM
Tested by
Tested for
Explorer SN#
Test Type
333
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 the
MachineLibrary™ www.bently.com.
• Technical Associates Of Charlotte, Vibration Analysis Level II & III
Mr. Carlos Hdz. Conti can be reached at :
[email protected]
[email protected]
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