Historia de la medición de vibraciones en el mantenimiento predictivo
Historia de la medición de vibraciones en el mantenimiento predictivo
1 – Historia de la medición de vibraciones – 100 años de mantenimiento predictivo con medición de vibraciones
Este artículo describe brevemente la historia de vibraciones de medición en mantenimiento predictivo, que dentro de diecisiete años, en 2039, han pasado cien años.
Durante mucho tiempo ha existido la percepción de que la nivel de vibración es un indicador del funcionamiento de la máquina.
En un artículo sobre vibraciones en 1939 referido:
Los instrumentos para medir vibraciones son bastante comunes.. Generalmente son del tipo sismómetro y normalmente se aplican a rodamientos..
Es parte de la cultura general de los interesados en la zona conocer un poco de la historia de vibraçõe análisiss.
2 – Historia de la medición de vibraciones – La prehistoria de la medición de vibraciones
El primer tipo de detectores de movimiento que hay memoria., Son detectores de terremotos inventados en China..
El primer sismógrafo conocido fue inventado en China por Zhang Heng en 132. Este aparato constaba de ocho esferas de bronce., cada uno sostenido por la boca estatuas de dragones. Cuando ocurrió un terremoto, no importa que tan pequeño, la boca del dragón se abrió y la bola cayó en la boca abierta de una de las ocho ranas de metal debajo.. El dispositivo permitió determinar, de ese modo, la dirección de propagación del terremoto.
En el siglo XIX aparecieron los sismómetros.. La generación del sismograma se hizo de forma analógica a partir de un bolígrafo u otro objeto conectado a una masa, marcando el movimiento en un rollo de papel.
El primer sensor de vibraciones con salida de señal eléctrica se basó en galgas extensométricas y apareció en los años 20 siglo 20. (Fuente: B. McCullom y OS. pedros, Un nuevo telémetro eléctrico, Documentos tecnológicos Oficina Nacional de Normas 17(247) (enero 4, 1924).
posteriormente, para dar respuesta a la necesidad de medir vibraciones con frecuencias superiores 200 hz, en las máquinas, Aparecieron sensores de vibración de velocidad electrodinámica (años 30 siglo 20).
A seguir, se puede ver un sensor de este tipo y un vibrómetro, Ampliamente utilizado en la industria estadounidense a lo largo de los años. 40 siglo 20.
3 – Historia de la medición de vibraciones – 1939 – Año cero del mantenimiento predictivo con medición de vibraciones: las curvas de Rathbone
En un artículo que marca el inicio de la historia del mantenimiento predictivo, por primera vez se indican los límites de vibración en las máquinas. TC. Rathbone en ese momento era ingeniero jefe, en la División de Turbinas y Maquinaria, para a Fidelity and Casualty Company de Nueva York.
Artículo, con derecho "Tolerancia a la vibración” y publicado en Power Plant Engineering (1939-11: Vol. 43 es 11), proporcionó una guía para evaluar las condiciones basadas en el desplazamiento de vibración de aprox. 60 cpm (1 hz) una 7.200 cpm (120 hz).
El artículo de Rathbone introdujo una serie de ideas profundas, incluyendo un conjunto de curvas de gravedad, de amplitud versus frecuencia, velocidad de vibración aproximadamente constante, alrededor de las velocidades de rotación de los turbogeneradores de vapor típicos. Los criterios de severidad de Rathbone se basan en la experiencia y representan el primer método conocido de relacionar la amplitud de la vibración con la condición de funcionamiento, y, por implicación, vida útil y riesgo de fallo. Es increíble reconocer que los conceptos y criterios de severidad desarrollados por T. do. Rathbone sigue siendo adecuado; más de ochenta años después!
4 – 1943 – El primer acelerómetro piezoeléctrico
Tú acelerómetros piezoelétricos más tarde surgió, en los años 40 siglo 20.
Acelerómetro tipo 4301 da Bruel & Kjaer (1943)
El sensor estaba hecho de cristales de sal de Rochelle y tenía una sensibilidad de 35 una 50 mV/g y una frecuencia de resonancia de 2 una 3 kHz.
5 – 1952 – Los sensores de velocidad: los primeros con salida eléctrica utilizados en el mantenimiento predictivo
Gran parte de la medición inicial de vibraciones se realizó con dispositivos mecánicos.; o dedo (indicador confiable y altamente calibrado), destornilladores y una moneda; todos se usaron mucho. en los años treinta, apareció el transductor de velocidad electromecánico de bobina móvil (el IRD presentó el Modelo 544 en 1952-53). El transductor de velocidad era razonablemente robusto y, más importante, era autogenerado con una salida de baja impedancia que era fácil de usar. Con captador de velocidad electromecánico, la amplitud de la vibración se puede medir con un voltímetro.
Modelo IRD 544 + Modelo IRD 306 + 544
6 – Historia de la medición de vibraciones – 1950 – Análisis de frecuencia (analógica)
A medida que los técnicos ganaban experiencia, Ha habido un reconocimiento creciente de que, aunque la amplitud fue una buena e intuitiva medida de la gravedad (El fuerte, el peor!), el contenido de frecuencia indica el tipo de defecto presente. La exploración completa de esta teoría se ha visto limitada por la instrumentación de análisis de vibraciones., eso era muy primitivo para los estándares de hoy.
El analizador de señal más antiguo, el vibrógrafo manual mecánico que se muestra en la siguiente figura, trazó una forma de onda de desplazamiento de vibración, en el dominio del tiempo, en papel.
un usuario experto, con mucha imaginacion, podría decir si la excitación principal estaba en la frecuencia de rotación, si otras frecuencias estuvieran presentes -y poco más.
La era actual del análisis de vibraciones probablemente comenzó en 1950, cuando Art Crawford, entonces estudiante de posgrado, asumió el desafío de encontrar una manera de equilibrar de manera confiable los husillos de alta velocidad. El resultado, bajo el IRD (Investigación Internacional & Desarrollo), fundada en 1952, que se ha convertido en el líder en equilibrio dinámico, Análisis de frecuencia y evaluación de las condiciones de trabajo de las máquinas durante muchos años..
Aparecieron analizadores con filtros ajustados manualmente.. Estos proporcionaron la base para los patrones de amplitud y frecuencia que ahora asociamos con problemas comunes., como un desequilibrio, desalineación y aflojamiento.
Los instrumentos de laboratorio con la mayor capacidad para medir y mostrar señales de vibración eran voluminosos y engorrosos de usar., con una fracción de la capacidad que se da por sentado en los recolectores de datos portátiles de hoy.
7 – 1965 – Tú próximos y monitoreo permanente de turbomaquinaria
Bently Nevada fue el primero en aplicar con éxito la tecnología de corrientes de Foucault para su uso en sensores de desplazamiento sin contacto. Este tipo de sensor electrónico se usa típicamente para medir distancias muy pequeñas entre la punta del sensor y una superficie conductora., como un eje giratorio. Los desplazamientos medidos son extremadamente pequeños, normalmente solo unas pocas micras.
A principios de la década 1960, los usuarios industriales de turbomaquinaria han comenzado a experimentar con estos sensores para medir vibraciones. La observación directa del movimiento vibratorio del eje de una máquina es deseable porque, la mayoría de las veces, el eje es la fuente de vibración en la máquina. Antes de la introducción de proximitors, este movimiento del eje tuvo que inferirse indirectamente midiendo la vibración en la carcasa de la máquina.. Mientras que las medidas del marco de la máquina pueden ser valiosas bajo ciertas condiciones, Las máquinas que emplean rodamientos fluidos a menudo tienen características de amortiguación y rigidez que no transmiten adecuadamente la vibración del eje a la carcasa de la máquina.. consecuentemente, observación directa del eje de la máquina (rotor) ha sido reconocido como un método más preciso para evaluar el estado de estas máquinas.
Bently Nevada ha presentado la serie de sistemas de monitorización 5000, en 1965, que se produjo hasta 1998.
En 1970, el Instituto Americano del Petróleo definió la sonda de proximidad como el dispositivo de medición para medir la vibración aceptable del eje, durante las pruebas de aceptación de fábrica. Esto se añadió como requisito en su estándar para compresores centrífugos.. El diseño pionero de Bently para medir la vibración del eje, uso de sondas de proximidad, se ha convertido en el estándar de la industria para las pruebas de aceptación de turbomaquinaria y la protección de la máquina. La sonda de proximidad de corrientes de Foucault se ha convertido en el método preferido para evaluar la vibración y el estado mecánico general en grandes turbomáquinas que emplean cojinetes de película de aceite. Tales máquinas y tipos de cojinetes son responsables de la gran mayoría de los compresores., Esta norma se aplica a los engranajes con una potencia nominal de, bombas, motores eléctricos, generadores y otros equipos rotativos mayores que 1.000 HP, y se puede encontrar en abundancia..
8 – 1968 – Mesas de Sohre
Un hito importante se produjo en 1968, cuando John Sohre, un importante contribuyente al diseño y análisis de máquinas, publicou “Problemas de operación con turbomaquinaria de alta velocidad, Causas y Correcciones” na Conferência ASME Ingeniería Mecánica del Petróleo. El artículo incluía las famosas “tablas de Sohre” que describen los síntomas de vibración de los problemas de turbomaquinaria., junto con las causas probables en detalle exhaustivo. El artículo y los gráficos se han vuelto a publicar varias veces en varios idiomas y, conceptualmente, forman la base de gran parte de la tecnología de diagnóstico detallado actual.
9 – 1971 – El acelerómetro ICP
Como ya se mencionó, los acelerómetros piezoeléctricos existen desde el 40 siglo 20. Sin embargo, para poder trabajar, necesitaban costosos amplificadores de carga., separado.
PCB fue la empresa que más contribuyó a la aceptación de la tecnología de circuitos integrados (ICP) en transductores piezoeléctricos. PCB ha puesto la tecnología ICP por primera vez en un acelerómetro de choque de alta velocidad. 100.000 g me 1971. El primer acelerómetro industrial ICP (Modelo 308A04) fue desarrollado en 1973.
10 – 1975 – Análisis de frecuencia con un analizador FFT portátil
En 1965, Cooley y Tukey de la Universidad de Princeton publicaron su artículo histórico sobre el cálculo de la Transformada Rápida de Fourier (FFT). Este desarrollo permitió una transformada FFT de 1024 lugares (512 líneas) procesado en una centésima parte del tiempo requerido anteriormente. exigido 50% menos memoria, para completar el calculo
Un dato de tiempo, una empresa de California, diseñó el primer sistema FFT comercialmente disponible en 1967. Su sistema modelo 100, que estaba alojado en dos bastidores de 6 pie, preparar el escenario para los analizadores FFT que están disponibles hoy. Procesó una transformada de 1024 puntos en 1 segundo.
Panel de control del modelo 100
En 1975 Nicolet sacudió el mercado con el primer analizador FFT de un solo canal verdaderamente portátil (13,5 Kg). El 440A Mini Ubiquitous® tenía 400 líneas, con pantalla incorporada. Durante un período de aproximadamente siete años., Nicolet proporcionó 30 una 45 analizadores por mes.
11 – 1980 UNA detección de fallas en rodamientos – o SPM
La historia de SPM comenzó en la década de 1990. 1960. AP Moller, un armador danés, descubrió por amarga experiencia que las bombas de carga de sus camiones cisterna se estropeaban muy a menudo sin previo aviso.. Un inventor y un financiero emprendedor decidieron hacer algo al respecto..
En 1969, Eivind Sohoel, o inventor, método patentado de pulsos de choque que identifica pulsos de choque débiles de los rodamientos. En 1970 se formó la empresa SPM. Después de unos pocos años, desarrolló las primeras reglas para evaluar señales a partir de mediciones. En los años 80 SPM ha instalado millones de puntos de medición y vendido 40.000 unidades de instrumentos de medición portátiles 43A – un verdadero clasico.
12 – 1982 – El primer recolector de datos
El primer instrumento comercial de este tipo fue el AVM-1, presentado por Tecalamet Electrónica, no Reino Unido, alrededor 1982. El AVM-1 usó un sensor de aceleración, registró los niveles de vibración en bandas de octava y almacenó los resultados en la memoria interna, que podría transferirse a una computadora para el análisis de tendencias.
En 1984, Palomar Technology International presentó el primer colector de datos portátil con un analizador FFT interno de alta resolución, pantalla mediana y grande con espectro FFT.
La pantalla se actualizó rápidamente para incluir un cursor en movimiento., indicación de frecuencia y amplitud en la posición del cursor y, finalmente, todas las características de un analizador FFT de laboratorio, incluyendo zoom y visualización de forma de onda. Este es el diseño básico que Computational Systems ha ampliado constantemente y mejorado sustancialmente., Cía. (CSI), ahora forma parte de Emerson Process Management; Instrumentos de diagnóstico (ahora parte de SKF), Monitoreo de condición SKF, Corporación de Ingeniería DLI., (Corporación Azima DLI), ADASH y otros.
Combinado con software de monitoreo de condición en PC, El colector de datos portátil ha abierto una nueva era en la evaluación del estado de las máquinas. Por primera vez, Las características de vibración complejas se pueden recopilar fácilmente, sujetos a análisis detallados y comparaciones, minimizando los esfuerzos manuales.
A principios de la década 1990, la tecnología de colector de datos avanzado, hasta el punto de sustituir prácticamente a la FFT de laboratorio, en todas las tareas de análisis de máquinas, excepto los mas complejos.
13 – Años 90 del siglo XX: la integración de tecnologías
A mediados de la década de 1990 1990, se hizo evidente que la tecnología de control de condición con medición de vibraciones era mucho más efectiva cuando se combinaba con otras complementarias.. Estos incluyeron partículas en el aceite lubricante y análisis químico., análisis de corriente del motor, termografía, análisis de flujo, ultra-hijos, desempeño operativo y eficiencia.
El análisis químico del aceite lubricante ha estado disponible desde la década de 1990. 1950. Monitoreo de partículas con ferrografía, desarrollado originalmente por Foxboro Corporation, ha estado disponible desde mediados de la década de 1990. 1970. Ambos se trataron como tecnologías separadas y rara vez se combinaron con vibración para formar una imagen más completa de la condición.. Desde finales de la década 1990, el software de monitoreo de condición comenzó a incorporar datos de vibración, análisis de fluidos y otros datos de caracterización de condiciones.
El análisis de corriente del motor., usó un sensor de corriente y un zoom FFT para monitorear la amplitud de las bandas laterales de frecuencia de deslizamiento alrededor de la frecuencia de la red para identificar problemas de rotor de motores asíncronos.
Los mejores programas de mantenimiento predictivo de hoy, integrar todas las tecnologías y mediciones de fuentes en línea y fuera de línea.
14 – Historia de la medición de vibraciones – 2003 – La certificación de analistas de vibraciones
Fue en 2003 que ISO publicó la primera versión de la norma con requisitos para la formación y certificación de personas:
YO ASI 18436-2:2003 – Supervisión del estado y diagnóstico de las máquinas. Requisitos para la formación y certificación del personal. Parte 2: Supervisión y diagnóstico del estado de las vibraciones
En este momento esta certificación se ha convertido en un requisito muy habitual y se puede decir que ha revolucionado la formación en análisis de vibraciones en mantenimiento predictivo.
15 – 2019 – La integración de la termografía en un colector de datos de vibraciones
En 2019 ADASH dio el siguiente paso: integró una cámara de termografía en un analizador de vibraciones portátil, la VA5Pro.
16 – Historia de la medición de vibraciones – 2022 – Presente y futuro
En nuestro día a día, las tendencias actuales son visibles:
digitalización
Sin duda el monitoreo permanente, tiene un lugar cada vez más importante en el control de condiciones con vibraciones. Por otro lado, las nuevas interfaces web y de aplicaciones están transformando la interacción entre los técnicos y la información de la máquina.
Inteligencia artificial
UNA Inteligencia artificial, de momento, ofrece mucho menos de lo que afirman sus vendedores.
Solo en las máquinas más simples sus diagnósticos tienen alguna confiabilidad. Sin embargo, todavía estamos en la etapa en que, que confían en tus recomendaciones sin realizar un control, o, probablemente, tener una mala experiencia.
No está claro cómo AI diagnosticará un perno suelto o una rotura en una tubería de aceite. En otras palabras, el momento en que los especialistas en diagnóstico de análisis de vibraciones estaban sin trabajo, aún no llegó.
sin embargo, Es de esperarse, que la calidad y fiabilidad de las recomendaciones realizadas por AI mejoren y asuma cada vez más relevancia.
sistemas inalambricos
Tú sistemas inalámbricos, ya que son mas economicos, da un fuerte impulso a la digitalización.
