vibaciones analisis

7/23/2019 vibaciones analisis

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Universidad Técnico Federico Santa María

Departamento de Mecánica

Carrara Técnico Universitario Mecánico Industrial

Curso: 341

EXPERIENCIA N°10:

“CONTROL DE PROCESOS, SISTEMA DE BOMBEO”

Interantes: Se!astián "utti

Marco Saavedra

#icolás Moreno

$ro%esor: Claudio &luín

Índice



1. Objetivo........................................................................................................ 2

2. Descripción de los instrumentos...................................................................3

3. Descripción del equipo a inspeccionar..........................................................5

4. Desarrollo................................................................................................... 11

4.1 Datos obtenidos...................................................................................11

4.2 Gráfco de tendencia............................................................................11

4.3 ipo de inspección................................................................................14

4.4 !alculo de caudal................................................................................. 14

5. "valuación.................................................................................................. 15

#. Dia$nostico................................................................................................. 1#%. &ecomendaciones 'antenimiento.............................................................. 1%

1. Obe!i"#

(á$ina 1



'ste tipo de e(periencia se !asa en el control de procesos como es) en este caso

en particular) de un sistema de !om!eo*

+os principales o!,etivos tra-ados para la e(periencia son los siuientes:

• $oder conocer el .pipin/ del sistema utili-ado* 'sto se re%iere a reali-ar un

análisis de las cone(iones de las tu!erías por las 0ue circula el %luido de

tra!a,o*

• Identi%icar los distintos componentes restricciones del sistema) tales como

las válvulas 0ue se utili-arán para dar paso o !lo0uear la circulaci2n del

%luido) las !om!as de aua) etc*

• Conocer caracteri-ar los di%erentes sistemas 0ue se pueden tra!a,ar con

los componentes pipin disponi!le* De esta manera se !usca conocer el

sistema paralelo) en serie) uso separado de cada una de las dos !om!as

de aua*• Conocer los tipos de inspecciones aplica!les a este tipo de sistemas las

mantenciones 0ue se pueden llevar a ca!o* De esta %orma determinar los

ensaos no destructivos 0ue se aplicarán tales como análisis de vi!raciones

o termora%ías*

• Con los datos o!tenidos reali-ar un análisis de estos desarrollando las

curvas características de presi2n caudal*

$. De%c&i'ci(n de )#% in%!&*+en!#%

(á$ina 2



1* Cámara termora%ía F+U' Ti S"C3: 'ste e0uipo lo utili-amos en esta

e(periencia 0ue es la n5mero 16 .control de procesos sistema !om!eo/* +o

utili-amos al momento de medir la temperatura de tra!a,o de las !om!as

centri%uas los puntos de pérdidas del pipin* 'sta cámara es mu 5til

para 7acer mediciones en terreno) a 0ue contiene un !olso de transporte)

dos ,ueos de !aterías) un carador una cinta para a%irmar la cámara a la

mano para evitar caídas* +a cámara consta de una pantalla !astante

rande) la 0ue permite ir viendo todo lo 0ue se reistra en la tar,eta de

memoria) en esta pantalla tiene una variedad de cosas como !r5,ula) varios

indicadores) entre ellos la emisividad 8capacidad de un material de re%le,ar

la radiaci2n térmica9* $or 5ltimo decir 0ue es un e0uipo 0ue consta de un

men5 mu %ácil de utili-ar contiene muc7os tipos de uso de modos de

ver los colores de las distintas temperaturas) tam!ién tiene una linterna led

un láser para apuntar e(actamente el punto de medici2n*

Imaen ;1: cámara in%rarro,a

Imaen ;: Cámara in%rarro,a

Cinta métrica: Una cinta métrica o un %le(2metro es un instrumento de medida 0ueconsiste en una cinta %le(i!le raduada se puede enrollar) 7aciendo 0ue eltransporte sea más %ácil* Tam!ién se pueden medir líneas super%icies curvas* 'nesta e(periencia la utili-amos para medir el diametro laro del !arril de aua*

(á$ina 3



Imaen ;3: Cinta métrica

. De%c&i'ci(n de) e-*i'# in%'ecci#n&

(á$ina 4



$ara la reali-aci2n de esta e(periencia se va a controlar los procesos de un

sistema de !om!eo* 'ste sistema tra!a,a con aua 0ue es succionada eectada

por un par de "om!as de <ua* 'l sistema inspeccionado cuanta con un pipin

0ue será identi%icado para poder di%erenciar los cuatro circuitos reali-a!les:

• Sistema en $aralelo*

• Sistema en Serie*

• Sistema utili-ando una sola "om!a da <ua) "om!a <*

• Sistema utili-ando una sola "om!a da <ua) "om!a "*

Ca!e se=alar 0ue cada uno de los cuatro sistemas se=alados %ue o!servado

reali-ado por parte de los alumnos 0uienes de!ieron identi%icar como construir)

mediante la utili-aci2n de las válvulas de !ola) cada uno de ellos cerrando o

de,ando a!iertas las distintas válvulas presentes*

'l sistema se !asa principalmente en dos estan0ues de acero ino(ida!le donde seacumula el aua) el pipin 0ue transporta el %luido las !om!as de aua 0ue la

7acen circular por el pipin dise=ado*

'n la ta!la 0ue se muestra a continuaci2n se encuentran detallados los di%erentes

componentes del sistema de !om!eo controlado:

C#+'#nen!e% de) Si%!e+ de B#+be#

C#+'#nen!e Cn!idd De%c&i'ci(n"om!a de <ua Marca M>?) @"A6

Caudalímetro Marca B$I) <164+M#166#<1

Man2metro 4 Marca 'T&

otámetro 1 Marca TU"&

álvula de "ola 11 Marca "&#EE&) A66 &B

Tuerca Uni2n de <cero <cero Ino(ida!le) 1G

Codos H6 <cero Ino(ida!le) 1G

Tee de <cero 16 <cero Ino(ida!le) 1G)?em!ra

Tu!erías de <cero

<cero Ino(ida!le) Diámetro 1G)

mm espesor

'stan0ue de <cero

<cero Ino(ida!le) 166 ( A6 cm)1mm espesor

Ta!la 3;1: Componentes del Sistema de "om!eo*

'n el es0uema 0ue aparece a!a,o es posi!le apreciar la estructura o!,eto de

estudio consistente) principalmente) en los dos estan0ues de acero ino(ida!le) el

pipin las !om!as de aua*

(á$ina 5



's0uema 3;1: 's0uema del Sistema de "om!eo*

Como se 7a se=alado anteriormente) es posi!le reali-ar cuatro circuitos a partir del

pipin disponi!le en el sistema los componentes disponi!les* < continuaci2n se

detallan) en primer luar) una vista eneral del sistema controlado) a

continuaci2n) los circuitos de tra!a,o posi!les de reali-ar*

Imaen 3;1: ista %rontal Sistema de "om!eo*

+os dos sistemas 0ue se presentan a continuaci2n corresponden a los circuitos en

paralelo en serie* +a ran di%erencia entre cada uno de estos diversos sistemas

es la %orma de continuidad del %luido por las !om!as* 'n un circuito en paralelo)

(á$ina #



por e,emplo) el aua 0ue circula por el pipin pasa de %orma independiente por

cada una de las dos !om!as de aua* $or el contrario) en el circuito en serie) las

!om!as se encuentran tra!a,ando en %orma con,unta) así) el %luido circula pasando

por el pipin desde la primera !om!a para lueo ser nuevamente propulsado por

la seunda !om!a*

Imaen 3;: Sistema en $aralelo* Imaen 3;3: Sistema en Serie*

+os otros dos circuitos 0ue se puede reali-ar con el sistema de !om!eo son

sistemas en 0ue %unciona de manera independiente una sola de las !om!as

llevando el %luido a uno s2lo de los estan0ues 0uedando !lo0ueado el paso por la

otra !om!a* $ara poder reali-ar estos circuitos se utili-2 válvulas de !ola las 0ue)

al 0uedar su manilla en el mismo sentido del %lu,o) se encuentran a!iertas)

mientras 0ue al estar en sentido contrario al %lu,o) se encuentran cerradas*

+a e(periencia reali-ada tam!ién se desarroll2 o!servando las di%erentes

presiones de entrada de salida del %luido al pasar por los man2metros* 'stos

instrumentos de medici2n de presi2n se u!icaron) antes de la !om!a para medir la

presi2n de entrada) mientras 0ue a0uellos situados a la salida de la !om!a medianla presi2n con 0ue el %luido era e(pulsado por la !om!a* <sí se pudo comparar las

presiones de entrada de salida u!icadas en el sistema de !om!eo*

'n las imáenes 0ue se muestran a continuaci2n se pueden o!servar las válvulas

utili-adas) los circuitos independientes usando la "om!a < o la "om!a ") además

de los man2metros*

(á$ina %



Imaen 3;4: Circuito "om!a <* Imaen 3;J: Circuito "om!a "*

Imaen 3;A: Man2metros de 'ntrada Salida* Imaen 3;K: Man2metro Marca eto*

Imaen 3;L: álvula de "ola a!ierta) en sentido del %lu,o*

Mediante la utili-aci2n de un Caudalímetro se reali-2 la medici2n de caudal o

asto volumétrico del %luido* 'ste instrumento está situado en línea con la tu!ería

0ue transporta el %luido) a la salida de la "om!a de <ua "*

$revio a las salidas de aua se u!ic2 un otámetro* 's te es un instrumento

utili-ado para medir caudales) tanto de lí0uidos como de ases 0ue tra!a,an con

(á$ina )



un salto de presi2n constante* Se !asan en la medici2n del despla-amiento

vertical de un .elemento sensi!le/) cua posici2n de e0uili!rio depende del caudal

circulante 0ue conduce simultáneamente a un cam!io en el área del ori%icio de

pasa,e del %luido) de tal modo 0ue la di%erencia de presiones 0ue act5an so!re el

elemento m2vil permanece prácticamente constante*

Tanto el Caudalímetro como el rotámetro son instrumentos de medici2n se

muestran en las imáenes acompa=adas a continuaci2n*

Imaen 3;H: Caudalímetro) B$I* Imaen 3;16: otámetro) TU"&*

Datos técnicos del Man2metro de $resi2n:

Mn(+e!&#

Marca I<

ano ;1 a H cm

;36 a 16 $SI

$recisi2n ; 6*J N rano total

Diámetro de es%era 4*J .

Cone(i2n In%erior O/ #$T

Má(ima presi2n 166N rano totalTa!la 3;: Datos técnicos Man2metro* Imaen 3;11: Man2metro Marca I<*

Datos técnicos de "om!a de <ua:

B#+b de A/* M

(á$ina *

Ta!la 3;: Datos técnicos Man2metro*



Marca M>?

Modelo @"A6

Medidas

<nc7o: 1J6 mm

+aro: L6 mm

<lto: 1KJ mm

Tipo de "om!a $eri%érica

Diámetro deentrada ; Salida

1G ( 1G

$otencia 6*J ?$ 6*3K P

Succi2n Lm

Caudal Má(imo K + min

Frecuencia J6 ?-

olta,e 6

<ltura Má(ima 33 m

$eso A r Ta!la 3;3: Datos técnicos "om!a de <ua*

Datos técnicos de Caudalimetro:

C*d)2+e!&#

Marca B$I

Material #lon

$resi2n Má(ima 1J6 $SI

Cone(i2n #$T 8?em!ra9

Descripci2n 3 a J6 B$M

3. De%&&#))#

4*1 Datos o!tenidos

Mediante el %uncionamiento de las !om!as) se tom2 los valores de caudal depresi2n a medida 0ue el sistema de !om!eo se i!a cam!iando 8serie) paralelo)etc*9) por ende se cre2 la siuiente ta!la de medici2n*

(á$ina 1+

Ta!la 3;: Datos técnicos Caudalímetro*



Ta!la de prue!a sistema serie paralelo

$resi2n entrada $resi2n Salida

$aralelo J pl ? 3 pl ?

Serie J pl 7 3 pl 7Ta!la 4;1: Ta!la de muestra serie paralelo

Ta!la 4;: Ta!la de medici2n

Cuando se 7a!la presi2n se corte) se re%iere 0ue la válvula se encuentracompletamente cerrada provocando 0ue el caudal sea 6 la presi2n aumente*

4* Brá%ico de tendencia

Se %a!ricara 3 rá%icos donde representa la presi2n) con respecto al caudal) se7ará un rá%ico de la !om!a <) del sistema paralelo serie) estos seráncomparados con los datos 0ue se o!tuvieron de la placa de la !om!a) en el cual

dice 0ue el caudal admisi!le es de K8lmin9 la presi2n de 6)338QcmR9 16 pl7

• Bra%ico 1 de la !om!a < 8 Caudal vs presi2n9

(á$ina 11



Bra%ico 4;1: "om!a <

• Bra%ico Sistema de !om!eo en paralelo

Bra%ico 4;: Sistema paralelo

• Bra%ico 3) Sistema paralelo

(á$ina 12



Bra%ico 4;3: Sistema en serie

Como se 7a!ía mencionado anteriormente cada ra%ico se compar2 con el caudal la presi2n de la placa de las !om!as 80ue son iuales9*

'n cada uno de los 3 rá%icos e(plica la di%erencia 0ue e(iste entre lo medido lotolerado 8raas verticales9) esa di%erencia descri!e la perdida 0ue e(iste durante eltiempo de %uncionamiento de las !om!as* Tam!ién 7a 0ue e(plicar 0ue en cada

ra%ico se enera una curva en ve- de recta a medida 0ue pasa el tiempo esteva disminuendo 8%atia de los componentes9*

'n el ra%ico 1 se demostr2 el %uncionamiento solamente de la !om!a .</)cerrando la válvula de la !om!a ."/) en el cual o!tuvimos un caudal de 1K 8+min9 una presi2n de 16 pl ? dando en cuenta 0ue el caudal tuvo una disminuci2nnotoria* 'l ra%ico 8paralelo9 se o!tuvo un caudal de J4 8lmin9 una presi2n de6 pl 7 en el ra%ico 38serie9 se o!tuvo un caudal de 8lmin9 una presi2n de pl 7*

Ca!e mencionar 0ue la conclusi2n 0ue se interpreta del ra%ico en serie enparalelo) 0ue cuando se tra!a,a en un circuito en sistema en paralelo el caudaldemuestra un aumento notorio en la medici2n cuando es en serie la presi2n esel 0ue aumenta*

4*3 Tipo de inspecci2n

(á$ina 13



'l tipo de inspecci2n a la cual se implement2 al sistema de !om!eo %ue mediantelos ensaos no destructivos) especí%icamente el ensao de termora%ía 0ueatreves de la cámara in%rarro,a se determino las partes donde más temperaturasenera!a*

'l punto donde más temperatura 7a!ía era ,ustamente en las !om!as) donde losdos promedia!an una temperatura de 36C) pero tam!ién se compro!2 ese mismopunto de medici2n cuando las válvulas se encontra!an cerradas) dando a pie elaumento de temperatura 0ue lleo a 3J) C*

4*4 Calculo de caudal

Se medi2 el caudal del estan0ue ."/ cuando el e0uipo se encontra!a en serie* 'ltiempo de duraci2n %ue de 41 seundos*

Datos previos <ltura879 11 cmDiámetro del estan0ue J66 mm

Q= A x h x 100

Q=0,5

2∗π

4∗0,11m∗1000=21 ,59(

l

min)

'ste cálculo e(plica es casi iual al dato 0ue se o!tuvo mediante el caudalimetro

0ue %ue de pl 7*

(á$ina 14



4. E")*ci(n

+a evaluaci2n 0ue se va reali-ar va a ser mediante el ensao de termora%ía) por ende para evaluar en 0ué condiciones se encuentra las !om!as se necesitara lata!la 0ue determina los parámetros de temperatura*

Di%erencia de temperatura Condici2n

'ntre 6 a 6 <cepta!le

6 a 46 $ara o!servaci2n revisi2n

46 a L6 #o acepta!le

L6 Desmontar Ta!la J;1: $arámetros de temperatura

+os puntos de evaluaci2n son tres:

• Eona de medici2n en las tu!erías de temperatura de 6C

•

"om!a .</ de temperatura 36C• "om!a ."/ de temperatura de 36)1C

$ara 7acer la medici2n se tomara el punto más %rio 8tu!os9 con respecto a los dos5ltimos %ormando una ta!la con la siuiente descripci2n:

Ta!la J;: 'valuaci2n

(á$ina 15



5. Di/n#%!ic#

Mediante la evaluaci2n anterior se determin2 0ue el e0uipo se encuentra en unestado de %uncionamiento acepta!le para 7acer puesto en marc7a) pero tam!iéntenemos 0ue indicar) 0ue el e0uipo contiene cierto rado de perdida de caudal

presi2n) por ende vamos a e(plicar las posi!les causas 0ue lleva este con,unto atener perdida) a 0ue si no es tratado con severidad puede producir riesosinnecesarios a la empresa*

Causas por perdida del sistema con,unto:

• Fua en los lu!ricantes: no se de!e arroar lu!ricante e(cesivos en las

!om!as a 0ue puede producir %allas en los rodamientos

• $olvo suciedad: 'l polvo pro7í!e el %lu,o del aire provocando un

so!recalentamiento en las parte donde 7aca una ventilaci2n constante*

• Fuas de aua: Uno de los pro!lemas de la %uas de as) es cuando se

monta o coloca mal la !om!a) produciendo una 7umedad alrededor de este

• Calor) vi!raciones: 'stos dos se producen cuando una %alla interna es

rave) desaste de rodamientos) el e,e esta desalineado) cavitaci2n de la!om!a) etc*

• &tro punto 0ue es importante es la mala cone(i2n de las válvulas de cierre*

Siempre en un sistema de !om!eo la parte donde se pueden producir maorespro!lemas es en la !om!a) a 0ue enera maor es%uer-o al momento de actuar como impulsor* Siempre 7a 0ue tener en cuenta un plan de mantenimiento paracada componente a 0ue así disminuirán los rieos de posi!les %allas*

(á$ina 1#



6. Rec#+endci#ne% Mn!eni+ien!#

'n la e(periencia n5mero 16 0ue trato so!re .control de procesos sistema!om!eo/ pudimos aprender a utili-ar el e0uipo de termora%ía en un sistema de!om!eo) el 0ue nos muestra mediante imáenes térmicas los puntos de maor desaste pérdidas de caudal 0ue e(iste en este sistema pipin* &tra cosa muimportante 0ue aprendimos en esta e(periencia es tra!a,ar con un sistema de!om!eo con dos !om!as centri%uas en paralelo 8aumentando el caudal9 tam!ién a tra!a,ar en serie 8aumentando la presi2n9*

'l tipo de mantenimiento 0ue nosotros le liaremos a esta e(periencia es elmantenimiento predictivo) a 0ue al tener un sistema de !om!eo en un%uncionamiento constante) todos sus componentes están sometidos a un ran

es%uer-o constante esto provoca un ran desaste en todos sus componentes)racias a la tecnoloía de la termora%ía nosotros podemos ir reali-andoinspecciones %recuentes así compro!ar el desaste de estas pie-as para lueoproramar un reempla-o de estos componentes vitales*

'sta e(periencia nos pareci2 realmente provec7osa) a 0ue nosotros somos deuna -ona en 0ue la se0uía nos a%ectado a todos) es mu importante tener en clarocuáles son los componentes 0ue tienen un maor desaste para cam!iarlos antesde 0ue %allen no su%rir paros inesperados de los sistemas de readíos 0ue están%uncionando las 4 7oras del día durante varios meses es imprescindi!le 0ueestén en 2ptimas condiciones para no su%rir pérdidas considera!les*

(á$ina 1%

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