Explicación: cómo y cuándo controlar las vibraciones y el desplazamiento de la varilla
Los compresores alternativos son una de las máquinas más críticas en industrias como la (petro)química, la energética y la del petróleo y el gas. A diferencia de otras máquinas rotativas, los compresores alternativos requieren mucho mantenimiento. Por lo tanto, es crucial disponer de sistemas de supervisión avanzados para controlar diversos parámetros mecánicos esenciales, como la vibración y la caída de la varilla. Esta nota de aplicación muestra cómo configurar un sistema para supervisar la vibración y la caída del vástago en un típico compresor alternativo de 2 cilindros, y combinar estas señales para obtener una visión más profunda de la máquina.
Vibración
Las mediciones de vibraciones en compresores alternativos resultan difíciles debido al movimiento mecánico natural de estos compresores. Sin embargo, el control de las vibraciones en varios puntos de la máquina es crucial para obtener información sobre la máquina y mantener un proceso estable. Estos puntos incluyen la vibración de la carcasa (acelerómetro) y la vibración de la cruceta (acelerómetro), como se muestra en la figura 1.
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Sensores de vibración
Los acelerómetros se utilizan para medir las vibraciones de la carcasa de los compresores alternativos. Se coloca un sensor tanto en el extremo accionado como en el extremo no accionado (figura 1).
Para medir la vibración de la cruceta se utiliza otro acelerómetro, que debe colocarse encima de la cruceta (figura 1).
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Protección y supervisión mediante transmisor; módulo VibroSmart (VSV301)
Los sensores que se utilizan para generar los datos de vibración se conectan al módulo VibroSmart (VSV301); un sistema de protección y monitorización de vibraciones de dos canales basado en transmisor (carril DIN). Este sistema está diseñado para la monitorización y protección escalable y avanzada de maquinaria rotativa (crítica), incluidos los compresores alternativos. Como sistema independiente, VibroSmart proporciona dos canales, pero gracias a su escalabilidad se pueden conectar varios módulos para adaptarse a cualquier aplicación.
Desplazamiento de la biela / desgaste de la banda de rodadura
Las correas de transmisión son componentes críticos que soportan el pistón mientras se desplaza por el cilindro del compresor alternativo. Se desgastan con el tiempo, lo que provoca el desplazamiento vertical del pistón y del vástago. Para evitar daños en el pistón y la pared del cilindro, debe controlarse el desgaste de estas bandas. Dado que es difícil medir directamente el desgaste de las bandas debido a la alta presión en la cámara del cilindro, se mide en su lugar el desplazamiento vertical del vástago del pistón.
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Supervisión basada en transmisores; RecipSys 200
El RecipSys 200 es un sistema de monitorización compacto (carril DIN) para compresores alternativos que permite controlar el desgaste de la banda de rodadura, eliminando la necesidad de realizar paradas periódicas para inspecciones manuales.
Sensor de referencia de fase
El RecipSys 200 utiliza un sensor de referencia de fase (o disparador de fase) para medir la posición de la varilla en un punto específico del ciclo, lo que lo hace mucho más preciso que una medición global (figura 2).
Sensor de desplazamiento del vástago
Se utiliza una sonda de proximidad para medir el desplazamiento vertical del vástago. A medida que se desgastan las bandas, el vástago desciende (figura 2).
Aplicación
Medición de la vibración y el desplazamiento del vástago en un compresor alternativo de 2 cilindros.
Un módulo RecipSys 200 autónomo tiene dos entradas para señales de caída del vástago y una entrada de tacómetro, lo que significa que se necesita un módulo para un compresor de 2 cilindros. Independientemente de la configuración del compresor, sólo se necesita un sensor de referencia de fase para monitorizar el vástago disparado (figura 3).
Dado que la supervisión de las vibraciones de la carcasa (2 acelerómetros) y de la cruceta (2 acelerómetros) requiere un total de cuatro sensores, se necesitan dos módulos VibroSmart. La señal de entrada del tacómetro del módulo VibroSmart puede utilizarse para conectar un sensor de referencia de fase y filtrar una banda de frecuencia de vibración específica, que puede relacionarse con la velocidad de rotación del compresor alternativo.
Dado que tanto el RecipSys 200 como el VibroSmart (VSV301) son sistemas basados en transmisores, son fácilmente escalables para adaptarse a cualquier configuración. Los datos de ambos sistemas pueden integrarse en una plataforma de análisis.
Análisis de datos
Tanto las señales de salida de caída de varilla activadas por los módulos RecipSys 200 como los datos de vibración de los módulos VibroSmart pueden enviarse a la plataforma de software (opcional) VibroSight®, una suite de monitorización externa para analizar tanto los datos de vibración como los de posición de la varilla. Además, VibroSight® ofrece amplias opciones de análisis para identificar vibraciones excesivas y determinar sus causas.
