Detección de fallas en variadores del sistema de ventilación

Los variadores son equipos eléctricos de alta tensión, responsables por la variación de frecuencia de las máquinas, utilizados en diversos accionamientos de equipos en una planta, conteniendo, en su mayoría, un ventilador con motor. 

Fallas en este tipo de motor, como rotura de rodamientos, desequilibrio y huelgo mecánico, comprometen todo el intercambio térmico al paralizar el ventilador. Por lo tanto, las paradas del motor aumentan la temperatura de los componentes internos de los inversores.

A continuación, entienda cómo se aplicó la tecnología en estos equipos, apoyando la actividad de inspección y optimizando el pronóstico de fallos en el sistema de ventilación de la fábrica. 

Equipos y operación

Los riesgos con la electricidad y la ocurrencia de paradas causadas por altas temperaturas en un variador modelo Power Flex 7000, instalado en Carajás, fue el punto de partida para el proyecto de teledetección en paneles de la sala eléctrica.

Debido a la falla, la función del sistema de ventilación de enfriamiento de los componentes electrónicos del convertidor no se estaba realizando. Con ello, la parada del ventilador paraliza el convertidor, lo que acaba interrumpiendo toda la operación.

Así, el trabajo realizado en los convertidores modelo Power Flex 7000, tuvo como objetivo eliminar las paradas inesperadas, causadas por fallas en el sistema de ventilación, forzadas por el propio convertidor como medida de protección.

Monitoreo convencional

A su vez, la forma constructiva de este modelo de variador no permite el acceso al ventilador, lo que dificulta una inspección de calidad e incluso el mantenimiento.

Debido a la alta tensión y sin acceso a las carcasas del motor, las captaciones de vibraciones se hacían en la estructura externa del panel, utilizando una pluma vibratoria que medía sólo el nivel global. Pero esta condición no garantizaba la previsibilidad de la avería.

Otro punto negativo era la exposición del inspector al riesgo eléctrico, ya que la inspección dependía de la apertura del panel para recoger las vibraciones con la máquina en pleno funcionamiento.

Monitoreo remoto

Ante esta situación, el equipo de inspección de Vale se puso en contacto con el Técnico Especializado en Predicción, Antônio Andrade, para que sugiriera otros tipos y formas de análisis de vibraciones que no requirieran abrir el panel con el equipo en funcionamiento.

“¡En ese momento se me ocurrió la idea de poner allí este sensor inalámbrico de Dynamox! Pusimos el sensor en el motor del ventilador y empezamos a monitorear los dos rodamientos y el estado dinámico” señala Antonio.

Tras la aplicación, los sensores se configuraron para medir y guardar en la memoria interna el nivel global de vibración y temperatura cada 30 minutos. Además de recolectar formas de onda y convertirlas en espectros de vibración.

Las recolecciones, que antes se realizaban con la pluma vibratoria, dieron paso al teléfono móvil y la tableta con comunicación vía bluetooth, eliminando cualquier riesgo de exposición para los inspectores.

Ventajas de su aplicación

El principal resultado fue la seguridad para el equipo de inspección, que antes tenía que llevar trajes antiexplosivos para abrir el panel y realizar mediciones en los equipos.

Además, también hubo ganancias con la optimización de los valores en términos de diagnóstico, ya que los antiguos eran inconsistentes.

Para Andrade, el sensor fijado en la máquina marcó la diferencia para una recolección más asertiva y segura. ¿Quiere saber más sobre cómo obtener datos fiables con sensores inalámbricos y sus métodos de fijación? Lea este artículo.

Ya en la primera medición hubo informes abiertos para la corrección del desequilibrio en las palas del rotor del ventilador, como se indica en el antes y el después de los gráficos del espectro de velocidad que figuran a continuación. 

En él se puede ver la fiabilidad de los niveles de vibración, lo que permite supervisar el equipo sin necesidad de abrirlo o medir directamente en la carcasa. 

Para Felipe Pimenta, Técnico Especializado en Predicción II, “los beneficios en la predictibilidad de fallas en los ventiladores fueron enormes. Se trata de un tipo de monitorización pionera en la planta, porque casi nunca se monitorean los convertidores de frecuencia. En Carajás fue un proyecto innovador, el principal resultado fue la seguridad para el equipo de inspección y la reducción de paradas inesperadas”. 

Además de este proyecto, se están instalando más sensores en equipos similares en la planta de Carajás como consecuencia de los resultados de la aplicación.

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