Una máquina de papel convierte una suspensión de fibra suministrada de forma continua en una banda de papel acabada mediante los procesos de formación, prensado, secado, calandrado y bobinado. A lo largo de estas secciones, los rodillos, cojinetes, sistemas de transmisión, cajas de cambios, bombas y otros equipos rotativos funcionan conjuntamente para mantener una producción estable y continua. El estado mecánico desempeña un papel importante en la capacidad de funcionamiento de la máquina de papel. Los problemas que surjan en los rodamientos, los rodillos o los sistemas de transmisión pueden contribuir a un funcionamiento inestable y, dependiendo de su ubicación y gravedad, pueden llegar a afectar a la estabilidad de la producción o a la calidad del papel.
Las máquinas de papel son, por lo tanto, una aplicación idónea para la monitorización continua del estado mediante vibraciones. Al seguir el comportamiento de la máquina a lo largo del tiempo, los equipos de mantenimiento obtienen una visibilidad más temprana de los cambios mecánicos que se están produciendo y una base más sólida para las decisiones de mantenimiento que la que pueden proporcionar únicamente las mediciones periódicas.
El reto: una máquina larga y conectada en condiciones cambiantes
Una máquina de papel combina un gran número de componentes giratorios a lo largo de una línea de producción continua. La sección húmeda forma y desagua mecánicamente la banda de papel, mientras que la sección de secado elimina la humedad restante mediante una serie de cilindros giratorios calentados con vapor. Más adelante, el calandrado y el bobinado completan el proceso de producción.
La fiabilidad mecánica es fundamental a lo largo de todo este proceso. Numerosos rodillos y cojinetes funcionan de forma continua, mientras que los sistemas de transmisión y las cajas de cambios transfieren la potencia entre las diferentes secciones de la máquina. Las bombas también dan soporte a procesos directamente conectados a la máquina de papel, especialmente en la zona húmeda.
Uno de los principales retos de la monitorización es que el comportamiento de la máquina varía en función de las condiciones de funcionamiento. La velocidad cambia durante los arranques y las transiciones de producción, mientras que la carga y la calidad del producto también pueden influir en la vibración medida. Además, la vibración puede propagarse a través de los alojamientos de los cojinetes, los bastidores, los cimientos y las estructuras conectadas, lo que dificulta determinar el origen de un cambio en la vibración a partir de una única medición.
Por lo tanto, el reto no consiste simplemente en detectar vibraciones. Los equipos de mantenimiento necesitan suficiente información histórica y de diagnóstico para determinar si un cambio está relacionado con el funcionamiento normal o con un deterioro mecánico en desarrollo.
Por qué es importante la monitorización de vibraciones en las máquinas de papel
Muchos problemas mecánicos en una máquina de papel se desarrollan de forma progresiva. El deterioro de los cojinetes, el desequilibrio, la desalineación, la holgura, los problemas relacionados con la lubricación, el desgaste de los acoplamientos y los daños relacionados con los engranajes pueden producir cambios medibles en la vibración antes de que provoquen un fallo funcional.
Estos cambios son relevantes en toda la máquina. Los rodillos y los cilindros de secado calentados por vapor dependen de disposiciones de cojinetes mecánicamente sólidas, mientras que los sistemas de transmisión y las cajas de cambios deben transferir la potencia de forma fiable y mantener un funcionamiento estable a diferentes velocidades de producción. Las bombas conectadas directamente al proceso de la máquina de papel introducen equipos rotativos adicionales cuyo estado mecánico e hidráulico también puede influir en el comportamiento de las vibraciones.
Dado que estos activos funcionan como parte de un proceso de producción continuo, un problema mecánico en desarrollo puede tener consecuencias que van más allá del componente individual. Dependiendo de su ubicación y gravedad, el deterioro puede contribuir a un funcionamiento inestable, a una menor disponibilidad de la máquina o a perturbaciones que afecten a la producción y a la calidad.
Las tendencias continuas de vibración proporcionan el contexto histórico necesario para reconocer cambios persistentes en el comportamiento de la maquinaria. En combinación con información operativa, como la velocidad y la carga, esto permite a los equipos de fiabilidad centrar los diagnósticos y el mantenimiento posteriores en los puntos que muestran un deterioro significativo, en lugar de reaccionar ante cada cambio en la vibración.
Aplicación de VibSys® en máquinas de papel
VibSys® está diseñado para la monitorización continua del estado de las vibraciones en equipos rotativos. Su arquitectura descentralizada permite adquirir y procesar datos de vibraciones y datos complementarios de la máquina de alta calidad cerca del equipo monitorizado.
En el caso de las máquinas de papel, esto permite ampliar la monitorización a múltiples secciones de la máquina y puntos de medición sin depender por completo de recorridos periódicos de vibración manuales.
VibSys® recopila continuamente datos de vibraciones y procesa localmente la información relevante para convertirla en datos estructurados sobre el estado de la maquinaria. La información detallada sobre las vibraciones permanece disponible para un análisis diagnóstico más profundo cuando las tendencias indican que se requiere una investigación más exhaustiva.
Este enfoque se adapta bien a las máquinas de papel largas con numerosos puntos de monitorización potenciales. Las mediciones continuas proporcionan un historial coherente del comportamiento de la máquina a medida que cambian la velocidad, la carga y las condiciones de producción, mientras que la arquitectura distribuida permite instalar el sistema de monitorización cerca de secciones seleccionadas de la máquina y ampliarlo a medida que aumentan los requisitos.
La conectividad abierta permite incorporar la información sobre el estado y los datos de vibración en los entornos de planta y análisis existentes. VibSys® está destinado a la monitorización del estado y al diagnóstico para respaldar la toma de decisiones de mantenimiento y no sustituye a los sistemas específicos de protección de máquinas ni a los sistemas de parada relacionados con la seguridad.
Ventajas clave para las máquinas de papel
- Monitorización continua del estado de las vibraciones en múltiples secciones de la máquina
- Detección precoz de la degradación mecánica
- Datos de vibración de alta calidad para el análisis de tendencias y diagnósticos más detallados
- Datos históricos sobre el estado de las máquinas en condiciones de funcionamiento variables
- Arquitectura distribuida adecuada para largas líneas de producción de máquinas de papel
- Implementación escalable en activos y puntos de medición adicionales
- Conectividad abierta con los entornos de planta y análisis existentes
- Menor dependencia de los métodos manuales de medición de vibraciones
- Uso más eficiente de los conocimientos especializados en vibraciones y fiabilidad
- Una base práctica para el mantenimiento predictivo y basado en el estado
Repercusión en el tiempo de actividad, la estabilidad de la producción y la planificación del mantenimiento
La monitorización continua de las condiciones de vibración ofrece a los equipos de mantenimiento una mayor visibilidad de los cambios mecánicos en toda la máquina de papel.
Los problemas incipientes en los cojinetes, la alineación, el equilibrado o la cadena de transmisión pueden identificarse antes, lo que da a los equipos de mantenimiento más tiempo para investigar y planificar intervenciones antes de que el deterioro se convierta en un problema mecánico mayor o en una interrupción inesperada de la producción.
Las tendencias de estado también permiten establecer mejores prioridades. En lugar de medir cada ubicación manualmente con la misma frecuencia, la atención de los especialistas puede dirigirse hacia las secciones de la máquina que muestran cambios relevantes. Esto resulta especialmente valioso en una máquina de producción larga con numerosos rodillos, cojinetes, componentes de transmisión y posibles puntos de medición.
En el caso de las fábricas de papel, esto permite una planificación del mantenimiento más predecible, una mayor disponibilidad de los equipos y un mejor control de las condiciones mecánicas que pueden influir en la estabilidad de la producción y la calidad del papel.
De las mediciones periódicas a la monitorización escalable del estado
Una máquina de papel puede contener un gran número de posibles puntos de medición de vibraciones. Cubrir estas ubicaciones con frecuencia mediante mediciones manuales requiere un tiempo considerable y personal especializado, mientras que las mediciones realizadas a diferentes velocidades o en distintas condiciones de producción pueden resultar difíciles de comparar sin un contexto operativo suficiente.
La monitorización continua ofrece una visión más coherente de cómo evoluciona la máquina a lo largo del tiempo. En lugar de basarse únicamente en instantáneas periódicas, los equipos de mantenimiento pueden seguir las tendencias y recurrir a la experiencia de especialistas cuando los cambios en el comportamiento de la máquina indiquen que se requiere un análisis más detallado.
La monitorización no tiene por qué abarcar toda la máquina de papel desde el principio. Un enfoque escalable permite que la monitorización continua comience en secciones o activos seleccionados y se amplíe a medida que se desarrolla la estrategia de monitorización.
Aumente la cobertura de la monitorización con VibSys®
Una monitorización eficaz del estado de las máquinas de papel no consiste simplemente en recopilar más datos de vibraciones. Se trata de generar información fiable y útil sobre las máquinas en una parte suficiente de la línea de producción para respaldar mejores decisiones de mantenimiento.
VibSys® proporciona una base escalable para ampliar esa visibilidad. La adquisición continua de vibraciones, el procesamiento local, los datos de diagnóstico de alta calidad y la conectividad abierta permiten aumentar la cobertura de la monitorización sin que ello suponga un aumento equivalente del trabajo de medición manual.
La monitorización puede comenzar con activos rotativos seleccionados o secciones de máquinas en las que la información continua aporte el mayor valor y, a continuación, ampliarse a puntos de medición adicionales a medida que aumenten los requisitos.
Esto permite a los equipos de mantenimiento y fiabilidad ampliar la monitorización continua a toda la máquina de papel, desde las bombas y las posiciones de los rodamientos de los rodillos hasta los sistemas de accionamiento y las cajas de cambios, identificar antes los cambios relevantes y centrar los conocimientos especializados donde aportan mayor valor.
