Andy Page, Allied Reliability. Traducido por Roberto Trujillo Corona, Noria Latin America

Tanto el análisis de lubricante como el análisis de vibración son herramientas poderosas cuando se emplean para identificar defectos en los componentes de una máquina, como rodamientos y engranajes.

Sin embargo, si se usan juntas, estas herramientas pueden ser aún más beneficiosas. Cuando el analista de lubricantes y el analista de vibraciones comparan notas, utilizan los hallazgos de cada uno para complementar su propio análisis y presentan una imagen coherente de la salud del activo, crean un análisis más completo de la condición del activo e infunden confianza en el propietario del activo.

Por otra parte, cuando los dos analistas no comparan las notas y presentan sus resultados de forma independiente, a menudo se produce el efecto contrario. El propietario del activo puede confundirse o frustrarse por la aparente falta de coordinación o por la confusión causada por los reportes con aparentes conflictos.

Este artículo proporcionará ejemplos buenos y malos de la coordinación entre estos dos poderosos métodos de inspección, para que tanto los analistas como los propietarios de los activos puedan ver qué hacer y qué no hacer en ciertas situaciones.

La premisa de la interacción de las tecnologías

La premisa básica de los programas de monitoreo de condición que emplean múltiples tecnologías es que se debe usar más de un método para confirmar o corroborar los hallazgos de otro método de inspección.

Por ejemplo, dentro del campo del análisis de vibración, cuando los espectros indican un desalineamiento del eje, el analista puede usar el análisis de fase para validar los datos en los espectros.

Del mismo modo, cuando la firma de vibración indica una falla eléctrica en el rotor de un motor de inducción de corriente alterna, se deben usar pruebas de motores en línea y fuera de línea para corroborar los hallazgos del análisis de vibraciones y proporcionar un análisis más profundo de la naturaleza del problema.

Nunca se han adaptado mejor dos métodos de inspección para complementarse en la validación de las fallas de una máquina rotativa como lo han hecho el análisis de vibraciones y el análisis de lubricantes. En muchas de las fallas de rodamientos y engranajes, cuando una tecnología detecta un problema, la otra también debería hacerlo.

Los hallazgos también deben presentarse juntos para formar una narrativa coherente sobre la naturaleza del problema. Por lo general, no importa cuál tecnología pudo encontrar la falla primero. En muchos casos, se alternará entre una y otra tecnología para ver cuál de ellas descubre la falla.

Cuando el análisis de lubricantes identifica metales de desgaste en el aceite, el análisis de vibraciones debe detectar la falla, así como cualquier fuerza mecánica que puediera haber producido el desgaste, como la desalineación o desbalanceo.

Si el análisis de aceite ha reportado contaminantes excesivos en el aceite durante más de un mes o dos, entonces el análisis de vibración también debe detectar el desgaste de los rodamientos y engranajes. Lo contrario también sería cierto: si la firma de vibración muestra fallas en los rodamientos o en los engranajes, entonces los resultados del análisis de aceite deben revelar señales de metales de desgaste en las muestras de aceite.

Si no se encuentran estas condiciones complementarias, ambos analistas deben cuestionar si se han capturado muestras representativas del lubricante o de la firma de vibración. Las excepciones serían cuando los contaminantes en el lubricante acaban de aparecer y no han tenido tiempo de producir un desgaste abrasivo significativo y, por lo tanto, no se han visto en la firma de vibración, o cuando se produce fatiga subsuperficie en los rodamientos, en donde aun no se ha liberado material de la superficie de las pistas y no se puede detectar en la muestra de aceite.

Independientemente de si existen estas condiciones excepcionales, los analistas deben indicar esto en sus reportes al propietario del activo.

Ejemplos de pobre interacción

En el siguiente ejemplo de interacción deficiente entre el análisis de lubricante y el análisis de vibración, el gráfico de tendencias ofrecido por el analista de lubricantes mostró que el contenido de hierro en las muestras de aceite era alto y aumentó durante cuatro meses (vea la Figura 1). El analista comentó que el ferrograma reveló partículas de corte, lo que indicaba un desgaste abrasivo en la caja de engranajes, y recomendó que se verificara si la unidad estaba bien alineada y si tenía una alta vibración. Al mismo tiempo, el análisis de vibración para la misma unidad no encontró defectos identificables.

Figura 1. Contenido de hierro de una muestra de aceite con tendencia ascendente

Desde la perspectiva del propietario del activo, algunas preguntas en este punto deberían haber sido: ¿por qué la firma de vibración no muestra lo que el analista de lubricantes pensó que podría haber? ¿Sabe el analista de lubricantes qué buscar en la firma de vibración? ¿Existe realmente un problema en la firma de vibración que el analista no reconoció o detectó? ¿Qué tiene que ver la desalineación con las partículas abrasivas en el aceite? ¿Por qué no tengo una imagen del ferrograma que muestra las partículas de corte? ¿Por qué los dos analistas no conversaroin entre ellos antes de enviar sus reportes para que no tenga que hacer yo las correlaciones por ellos?

Figura 2. Altos códigos de contaminación ISO por más de un año

En un segundo ejemplo, el gráfico de tendencias del analista de lubricantes mostró que el código de limpieza ISO de las muestras de aceite había estado alto durante más de un año y se mantuvo estable durante ese período (ver Figura 2). El analista recomendó que se verificara la unidad para determinar la fuente de ingreso de contaminantes y que el lubricante se filtrara a un mejor nivel. Por otro lado, el análisis de vibración para la unidad no reveló ninguna falla durante el año pasado.

Estos hallazgos también deberían haber planteado preguntas para el propietario del activo, tales como: ¿Cómo puede estar sucio el aceite (en alarma) durante más de un año y no causar un problema mecánico? ¿El analista no reconoció o no detectó un problema en la firma de vibración? ¿Las objetivos de limpieza ISO están demasiado ajustados?

En otro ejemplo de interacción deficiente entre las dos tecnologías, los gráficos de tendencias proporcionados por el analista de lubricantes mostraron que el contenido de hierro y los códigos de limpieza ISO de las muestras de aceite eran altos durante más de ocho meses (consulte las figuras 3-4).

Figura 3. Altos códigos de contaminación ISO por más de ocho meses Figura 4. Altos niveles de hierro por más de ocho meses

Mientras tanto, el analista de vibraciones solo informó sobre sellos con fugas en la caja de engranajes (Figura 5) y no reportó fallas mecánicas.

Figura 5. Fuga de aceite por los sellos en caja de engranajes

Un ingeniero de confiabilidad podría preguntarse por qué los dos analistas no mencionaron que los sellos con fugas permiten la entrada de contaminantes. Esta podría haber sido la oportunidad perfecta para mencionar esta relación y ayudar al propietario del activo a comprender la importancia de reparar las fugas. El propietario del activo también podría cuestionar por qué las fugas y el aceite sucio no están causando ningún otro problema.

Para un ejemplo final de interacción deficiente, considere las gráficas de tendencias presentadas por un analista de lubricantes que mostró que el código de limpieza ISO en las muestras de aceite se mantuvo alto durante más de 16 meses (Figura 6), ​​mientras que por su parte el analista de vibraciones informó desgaste del engrane intermedio (Figura 7).

Figura 6. Altos códigos de contaminación ISO por más de dieciseis meses Figura 7. Desgaste del engrane intermedio

Es probable que estos resultados hayan generado una serie de preguntas por parte del propietario del activo, tales como: ¿Están relacionadas estas dos condiciones? ¿Dónde están los análisis del desgaste ferroso? ¿Las partículas en el aceite están causando el desgaste del engranaje o se trata de partículas generadas por el desgaste del engranaje? Si el aceite no está sucio, ¿qué causó el desgaste del engranaje? ¿Por qué ninguno de los analistas discutió las implicaciones de sus hallazgos con el otro?

Ejemplo de buena interacción

En el siguiente ejemplo de interacción adecuada entre el análisis de lubricantes y el análisis de vibración, los gráficos de tendencias del analista de lubricantes mostraron una elevada concentración de hierro en las muestras de aceite durante más de 16 meses (vea la Figura 8). El analista de vibraciones informó que había impacto y holgura, así como un posible problema con una arandela de empuje (vea la Figura 9).

Figura 8. Altos nivel de hierro por más de diceciseis meses Figura 9. Impactación y soltura en la firma de vibración

Desde la perspectiva de un ingeniero de confiabilidad, esta fue una falla bien reportada. Ambos analistas hicieron referencia a los hallazgos del otro, y fue evidente que se habían comunicado y probablemente discutieron los resultados antes de presentar su informe. Aunque los analistas no declararon que una condición causó la otra, indicaron la alta probabilidad de tal ocurrencia.

En conclusión, tanto el análisis de lubricante como el análisis de vibración son métodos de inspección poderosos, capaces de identificar fallas que el otro no puede. Sin embargo, también hay muchas fallas en los rodamientos y los engranajes en los que estas tecnologías deberían estar encadenadas. Cuando lo están, la confianza en el proceso de inspección aumenta y el propietario del activo puede estar más seguro acerca de cuál es la acción correcta a implementar.