Vibration, dynamics and noise

formerly BETA Machinery Analysis and SVT Engineering Consultants

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Análisis de causa raíz (ACR) y resolución de problemas

Análisis de vibraciones avanzado incluyendo la pulsación, la resonancia, el esfuerzo, los transitorios, etc.

Troubleshooting compressor

Durante casi 50 años, Wood ha sido conocida por su experiencia en servicios de ACR y de resolución de problemas confiable. Los operadores de instalaciones líderes llaman a Wood para abordar problemas de vibración, pulsación, resonancia, fatiga y desempeño (con frecuencia llamados servicios avanzados de análisis de vibraciones).

Nos centramos en compresores, bombas, motores, sistemas de tuberías, cajas de engranajes y la dinámica de los cimientos y las estructuras. Identificamos la causa raíz del problema y realizamos correcciones inmediatas cuando es posible.

Para problemas más complicados, aplicamos nuestras herramientas de modelaje para simular el problema y encontrar la mejor solución. Este enfoque ha probado ser el método más rápido y rentable para arreglar los problemas y evitar los caros métodos del "prueba y error". 

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1 Aplicaciones

Entre las aplicaciones típicas se incluyen plantas de gas, estaciones de compresión, estaciones de bombeo, refinerías, plataformas de producción costa afuera, tuberías, fábricas de celulosa e instalaciones de tratamiento de aguas. Los consejos independientes se necesitan con frecuencia para abordar los siguientes problemas:

  • Falla de algún componente (rotura del pistón, bielas, caja de cambio, eje, pieza de separación, cojinetes, etc.)
  • Pulsaciones excesivas en los sistemas de tuberías
  • Resonancia torsional, acústica, estructural o mecánica en el sistema
  • Diseño inapropiado de la cimentación y del patín
  • Problemas de instalación (incluida la deformación de la tubería)
  • Problemas (dinámicos) estructurales, de la cimentación y del patín
  • Problemas de las válvulas
  • Ruido excesivo
  • Vibraciones inducidas acústicamente o inducidas por el flujo
  • Flujo en tapón, flujo bifásico, golpe de ariete
  • Problemas de desempeño
  • Se requiere supervisión o soporte llave en manos para ser usado para implementar las mejoras

Resolución de problemas de compresores

Cojinetes dañados

Pistón de bomba roto

2 Alcance
2.1 Resolución de problemas

Con frecuencia, estos problemas implican otros más complejos con muchas posibles causas raíz. Se necesita un enfoque metódico para pasar a través de estos retos y resolver el problema subyacente.

Con frecuencia se requiere una visita in situ para evaluar el problema, analizar los datos y preparar las recomendaciones. Para problemas más complejos se utiliza una simulación o modelo computacional para seleccionar y evaluar la recomendación óptima.

Se ha desarrollado una metodología única para las bombas y compresores de pistón. Estas unidades de pistón crean pulsaciones de presión y tienen otras fuerzas dinámicas que requieren análisis especializados. Basado en completar centenares de estos estudios de diseño y de campo, Wood es el líder mundial en análisis de vibraciones y pulsaciones – incluido el software de modelaje en el dominio del tiempo

El alcance podría incluir estas habilidades técnicas, dependiendo del problema en las tuberías o en la maquinaria:

  • Evaluación de las vibraciones en sistemas de tuberías y máquinas
    • Registrar la vibración a través de la máquina, del patín, de la cimentación y del sistema de tuberías. Amplia gama de herramientas de diagnóstico disponibles – desde un único canal hasta más de 100 canales utilizando nuestro sistema de adquisición de datos. Herramientas de software propias utilizadas para analizar los datos complejos de una forma precisa y eficaz.
    • Evaluar las vibraciones a la velocidad de operación, armónica y a frecuencias no sincronizadas.
    • Identificar las localizaciones en las que la vibración exceda las directrices de la industria.
  • Medir las vibraciones en turbomáquinas  Registrar las vibraciones de la tubería de revestimiento y/o el movimiento relativo al eje a lo largo de un intervalo de revoluciones y analizar utilizando espectros, diagramas de Bode, gráficos de la línea central del eje y el análisis del envolvente para comprender la dinámica de rotores y los problemas de los cojinetes.
  • Velocidad de barrido  Para las aplicaciones con una velocidad variable (accionado por motor), comprobar las amplitudes de las vibraciones en todos las velocidades de operación – es común que se produzca una vibración intensa a una velocidad específica debido a condiciones de resonancia.
  • Evaluación de las pulsaciones  Medir las pulsaciones de la presión e identificar el lugar exacto en donde las fuerzas acústicas podrían sobrepasar las directrices.
  • Pruebas de impacto (golpe)  Medir las frecuencias naturales mecánicas de los recipientes, cilindros, estructura y de otros componentes del sistema para identificar donde puede ocurrir la resonancia.
  • Formas de deflexión operacional (ODS)  Medir la vibración relativa por todo el sistema de la máquina – una técnica útil para identificar la(s) causa(s) raíz del problema.
  • Verificación del patín y de la cimentación
    • Inspeccionar la condición de la lechada de cemento, las vibraciones relativas en diferentes puntos de la cimentación, la degradación, el contacto entre pilote/grava y otros factores que afecten a la integridad de la cimentación.
    • Evaluar la rigidez y la resonancia en el patín y en las estructuras de soporte.
  • Medición de las deformaciones
  • Análisis de campo del modo de la carcasa, análisis VIA, VIF o TIF
  • Revisión del desempeño  Simulación por computadora del sistema para verificar que la potencia y el desempeño cumplen las especificaciones
2.2 Análisis de causa raíz (acr)

Se puede realizar un análisis de causa raíz (ACR) cuando se necesita un enfoque más formal para la evaluación de la falla, donde el objetivo es el de prevenir la recurrencia abordando la causa raíz de un problema. El ACR se utiliza normalmente como un método reactivo para identificar las causas y problemas de ciertos eventos, y después resolverlos. El análisis se realiza después de que el evento haya ocurrido.

Los principios del servicio de ACR de Wood incluyen:

  • Seguimiento de un proceso de análisis sistemático;
  • Uso de un equipo multifuncional, en el que hay especialistas técnicos;
  • Inspección detallada de la información de fallas (incluidos los componente que se han conservado);
  • Entrevistas a los miembros del equipo que tengan conocimientos de las fallas y comprendan la operación y mantenimiento de los equipos;
  • análisis de los datos operacionales y de mantenimiento;
  • aplicación de una variedad de métodos estructurados ACR y enfoques apropiados para la investigación de la falla;
  • documentación del proceso del análisis ACR, análisis, conclusiones y recomendaciones; y
  • interacción más cercana con el cliente para asegurar la resolución e implementación de los resultados.

El aspecto más importante de la capacidad para desarrollar un ACR con éxito es la de preservar la evidencia de fallas y comenzar con el proceso ACR tan pronto como sea posible. Si se ha destruido una evidencia esencial, puede que no sea posible identificar concluyentemente el mecanismo de la falla y la causa raíz definitiva.

    
Evaluación de los componentes del compresor que fallaron utilizando el servicio de análisis de causa raíz (ACR) de Wood.
3 Ventajas de Wood
  • El programa de seguridad auditado cumple con normas mundiales. Centrarse en la gestión de la seguridad es una ventaja y un beneficio significativo para nuestros clientes.
  • Plantilla de expertos con unas habilidades para la resolución de problemas únicas. El equipo más grande de expertos capacitados en este campo.
  • Soporte a nivel mundial con oficinas en los EEUU, Canadá, Asia y cobertura regular en otras áreas.
  • Software especializado de análisis para obtener resultados más rápidos y completos.
  • Calibración y pruebas de equipos. A la mayoría de competidores le faltan recursos para la calibración de la instrumentación de vibración y pulsaciones.
  • Antecedentes en proporcionar contratos de vibración multianuales para los propietarios.
  • Relaciones de larga duración con productores de petróleo importantes.
  • Amplio inventario de herramientas de diagnóstico y de resolución de problemas (más de un millón de dólares en herramientas de software y equipos de prueba), incluidos muchos sistemas de adquisición de datos (más de 110 canales de captura simultánea de datos para los encargos de resolución de problemas más complejos), colectores de datos, analizadores de desempeño, varios transductores de CA/CC, procesadores de señal, software de perfilado de datos y software para la evaluación del desempeño.
4 Experiencia representativa
    

El pistón agrietado a la izquierda causó la falla de la biela (que pasó a través del bloque motor)

  • Verificación de las vibraciones y pulsaciones de un compresor de pistón. Para un grupo de 50 compresores, Wood evaluó el diseño mecánico y del control de las pulsaciones y midió las vibraciones en la estructura, los recipientes, las tuberías y el patín. Las herramientas de software y hardware avanzadas, combinadas con una plantilla capacitada con destreza, permitieron obtener unos resultados precisos y rápidos. Se proporcionaron mejoras y recomendaciones específicas para cada unidad, abordando la resonancia y las vibraciones en las tuberías.  También proporcionamos soporte durante la implementación. Todo esto hizo un progreso significativo en las mejoras operacionales para el operador.
  • Investigación de un compresor centrífugo Una gran planta de gas estaba preocupada por la vida útil de los cojinetes en un compresor centrífugo principal y su habilidad para funcionar durante un año más antes de un paro programado. Wood evaluó las vibraciones y el historial de vibración y lubricación, y recomendó una operación continuada con un monitoreo adicional. La unidad estuvo funcionando durante ese año y luego se rehabilitó cuando tenían planeado.
  • Evaluación in situ de unidades múltiples  (planta de inyección de gas en Texas) Wood dirigió una evaluación de campo de una antigua planta de inyección de gas con diez compresores grandes que tenían un historial de problemas de vibraciones. El análisis recomendó un número de reparaciones y modificaciones en los soportes de las tuberías, en la cimentación del compresor y en las bases de los depuradores. Aquellas recomendaciones dieron como resultado una condición mecánica mejor. Wood también dirigió un estudio de las pulsaciones de diseño para reducir las fuerzas acústicas. El proyecto completo obtuvo como resultado una confiabilidad mejorada.
  • Ensayo de velocidad en la fábrica de celulosa  Una fábrica de celulosa a gran escala estaba interesada en acelerar su producción. Wood instaló la instrumentación en la máquina de papel 88 canales de vibración y así pudo identificar una serie de áreas problemáticas durante un ensayo de  velocidad. Wood trabajó con el cliente y con el fabricante de la máquina de papel para llegar a soluciones prácticas y desde entonces la máquina ha funcionado con éxito a los niveles de velocidad más altos.
  • Tratamiento de agua  Una planta de tratamiento de aguas residuales tenía unas bombas centrífugas de desplazamiento vertical accionadas por VFD que se desactivaban normalmente con las vibraciones altas. Wood dirigió un análisis de campo minucioso y pudo identificar una combinación de frecuencias naturales mecánicas y torsionales que eran excitadas por las frecuencias de paso de álabes a ciertas velocidades. Le recomendamos que cambiara el número de paletas en los impulsores. El cliente bloqueó los rangos de velocidad que daban problemas hasta que se realizaron todas las modificaciones.
  • Fallas en el cigüeñal  Varios compresores de pistón de velocidad fija sufrieron fallas en el cigüeñal en Rusia. Wood equipó al representante del proveedor de paquetes con instrumentación y capacitación y diagnosticó de forma remota un problema de frecuencias naturales torsionales. El grupo de diseño de Wood dirigió un estudio de diseño y se realizó una modificación exitosa de una manera rentable y puntual.
5 Servicios relacionados
6 Palabras clave
  • Análisis de las vibraciones avanzado
  • Incluyendo pulsaciones, resonancia, esfuerzo, transitorios, etc.
  • Fallas de los equipos
  • Resolución de problemas
  • Análisis de causa raíz
  • Fallas
  • Problemas de maquinaria rotativa

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