Introducción
La plataforma de salud de máquinas de KCF Technologies ofrece soluciones integrales que responden a estas complejidades, en particular con su avanzado módulo Piezo Sensing diseñado para entornos de baja velocidad y alta temperatura, como las latas de secado .
Los cilindros secadores, que constituyen la sección más larga y crítica de la máquina papelera, son especialmente difíciles de supervisar debido a sus bajas velocidades de funcionamiento y a sus altas temperaturas. Con alrededor de 40 a 70 cilindros secadores en una máquina típica, la solución de detección piezoeléctrica de KCF destaca como la principal opción para supervisar eficazmente estos cojinetes vitales. Aprovechando técnicas avanzadas de envolvente y proporcionando datos de calidad de analizadores portátiles, esta solución detecta anomalías en los cojinetes con meses de antelación en las latas de los secadores, garantizando un rendimiento óptimo y la longevidad de los equipos en el proceso de fabricación de papel.
Presentación de la detección piezoeléctrica
Detectar el desgaste de los rodamientos en las primeras fases puede resultar complicado si no se cuenta con la tecnología adecuada. La detección piezoeléctrica de KCF Technologies utiliza una envolvente avanzada de alta frecuencia para aislar y resaltar impactos sutiles, logrando una detección superior de fallos en los rodamientos. Con capacidad para registrar 96.000 muestras por segundo y monitorizar equipos a una velocidad de tan sólo 2 RPM, esta solución destaca en el diagnóstico de problemas que otros métodos pueden pasar por alto. Además, su construcción robusta le permite soportar temperaturas de hasta -4F y 149F.
La tecnología envolvente también se centra en los fallos de baja frecuencia, proporcionando una ventaja significativa en el diagnóstico de equipos. Este enfoque facilita la detección precoz de fallos en los rodamientos al localizar con precisión las fuentes de impacto, lo que convierte a la detección piezoeléctrica en una herramienta esencial para supervisar maquinaria crítica, como se demostró en un estudio de caso de holgura rotativa en un tambor de secadora.
Datos brutos frente a datos envasados
Aquí se puede ver la forma de onda bruta en un rodamiento de lenta rotación de Dryer Can que muestra claros impactos a intervalos de pocos segundos. Dado que los impactos se generan por el raspado de metal contra metal, se generan vibraciones de alta frecuencia muy espaciadas entre sí; sin embargo, el espectro en bruto no hace un trabajo adecuado para distinguir esa frecuencia.
Para descubrir problemas de baja frecuencia, tenemos que ser capaces de resolver el espaciado de baja frecuencia de los impactos. Sin la detección piezoeléctrica, los datos brutos de la FFT no muestran indicios de un espaciado coherente. La envolvente es una técnica de procesamiento de señales que extrae la amplitud global de las vibraciones de alta frecuencia, suavizando los picos individuales para que cada grupo de vibraciones aparezca como un pulso único y distinto. Este enfoque mejora la detección de patrones recurrentes, como los fallos en las primeras fases de los rodamientos, al resaltar las firmas de frecuencia características.
En el ejemplo siguiente, una FFT tradicional (en azul) pasa por alto el espaciado de los impactos que se ven en la forma de onda. Con los datos envolventes, mostrados en amarillo, se puede ver un claro tren de armónicos en la frecuencia de los impactos. Obsérvese que estos impactos se producen a sólo 0,6 Hz o 35RPM. El muestreo tradicional no puede revelar estos impactos ni resolver los picos a frecuencias tan bajas, mientras que la envolvente sí.
En otro ejemplo, la siguiente imagen muestra una tendencia preocupante en un rodamiento de alta criticidad. Hay picos obvios en la FFT sin procesar espaciados en el BPFO (80 Hz). Además, parece haber picos más altos en el espectro espaciados a una frecuencia más alta desconocida.
Cuando se envuelve, la FFT muestra armónicos del BPFI (123 Hz) con bandas laterales de la velocidad de marcha (15 Hz). Mediante la envolvente, pueden detectarse y seguirse a lo largo del tiempo los fallos de BPFO y BPFI.
Estudio de casos de latas de secadora
Los botes de secado son recipientes de vapor a presión que entran en contacto directo con la fibra para secarla. Cuando el vapor intercambia calor, se convierte en condensado que debe evacuarse con un sifón.
Algunos modos de fallo comunes que se observan en las latas de los secadores son:
- Lubricación de rodamientos
- Fallos en los rodamientos
- Fugas de vapor (lavado de rodamientos)
- Problemas de bloqueo/evacuación de condensados
- Soltura
tipo de fallo
Fallo de evacuación de condensado
Forma de onda temporal
- Suele aparecer como una desalineación
- Verá a menudo las formas "M" y "W
Espectro de frecuencias
- 2x será probablemente la frecuencia dominante con 1x a veces siendo elevado
Acción recomendada
- Utilice una pistola de infrarrojos para comprobar la temperatura (30-50F más baja que las latas cercanas) - ¿esta temperatura más baja indica un problema? ¿Qué significa esta temperatura más baja?
- Compruebe si las válvulas de descarga están abiertas o bloqueadas
Causa raíz
- Válvula de descarga/sifón obstruida
- Válvula de descarga en posición cerrada
tipo de fallo
Desgaste de rodamientos
Espectro de frecuencias
- Los armónicos de la frecuencia del rodamiento e incluso las amplitudes bajas pueden indicar la presencia de desgaste en el rodamiento.
- Con el desgaste de los rodamientos, se pueden ver los lados en la separación de la velocidad de marcha
Acción recomendada
- Plan de sustitución para la próxima parada programada
Causa raíz
- Una combinación de
- Engrase por lavado con vapor
- Infiltración de pulpa/agua en el cojinete
tipo de fallo
Daños en los rodamientos
Velocidad de carrera
78RPM
Edición
El condensado puede no evacuarse de las latas del secador, lo que reduce la capacidad de secado y aumenta el desgaste de los cojinetes.
Técnica de control
Filtro de paso bajo con alarmas de temperatura y vibración.
Resultado
Detección precoz de un fallo en desarrollo, lo que garantizó que la orden de trabajo pudiera ejecutarse rápidamente con una inestabilidad mínima del sistema y plena capacidad de secado.
Ejemplo Lata de secadora inundada Vibración (Azul) Temperatura (Rojo)
tipo de fallo
Fluting
En otro estudio de caso, la imagen siguiente muestra una tendencia preocupante en un rodamiento de alta criticidad. Hay picos obvios en la FFT sin procesar espaciados en el BPFO (80 Hz). Además, parece haber picos más altos en el espectro espaciados a una frecuencia superior desconocida.
Cuando se envuelve, la FFT muestra armónicos del BPFI (123 Hz) con bandas laterales de la velocidad de marcha (15 Hz). Mediante la envolvente, pueden detectarse y seguirse a lo largo del tiempo los fallos de BPFO y BPFI.
Se descubrió que la causa de los fallos era la descarga eléctrica de la corriente que se filtraba a través del acoplamiento del motor y la caja de cambios. A raíz de este descubrimiento, el cliente instaló un kit de descarga eléctrica para aislar los dos entre sí, causando una caída de la vibración de nuevo a niveles saludables.
Introducción a la supervisión de latas de secadora
Hardware necesario
- Unidad de adquisición de sensores piezoeléctricos
- Caja de montaje DIN con fuente de alimentación
- Cableado de alta temperatura
- Acelerómetros piezoeléctricos
- Estación base
