Cuándo el tiempo es primordial

Utilizando el Método Comparativo para Determinar la Condición del Cojinete de Referencia 

Por Jim Hall 

El saber cuando quitar y reemplazar un cojinete debido al desgaste puede ser bastante difícil, y con el paso de los años, ha dejado a innumerables técnicos rascándose la cabeza. Las ramificaciones son grandes si la decisión no es correcta. Reemplazar un cojinete que, una vez retirado de la máquina, no muestra desgaste, no es bueno. La pérdida de producción, horas-hombres malgastadas de mantenimiento y pérdida de la credibilidad son todas, parte del precio pagado por está equivocación. Sin embargo, es todavía peor demorar cambiando un cojinete dañado. Un fracaso catastrófico puede llevar a tiempo de inactividad mayor, grandes pérdidas de producción y ganancias en declive. 

El Ultrasonido es una herramienta que puede proporcionar la ayuda tan necesaria en la decisión de cambiar o no cambiar un cojinete. Y algunos técnicos lo han estado utilizando como un método para determinar fallas de cojinetes para bien por más de 30 años.  

Hay tres métodos de monitoreo de un cojinete para falla cuando se usa un instrumento de ultrasonido: El Método Comparativo, Método Histórico y Análisis de la Forma de ondas.  

Método Comparativo - Este método requiere probar dos o más cojinetes similares con el propósito de comparar las diferencias  utilizando la misma frecuencia y sensibilidad. 

Método Histórico - Este método primero requiere de haber utilizado el método comparativo para establecer una referencia y entonces, sobre un espacio de tiempo, determinar la falla por el grado de degradación. 

Análisis de la Forma de Ondas - Este método puede ser utilizado sin importar cual instrumento de ultrasonido utiliza. Un análisis de la forma de ondas del cojinete puede ser visto utilizando la alta frecuencia convertida a sonido de bajo frecuencia del auricular de la mayoría de los instrumentos para determinar la condición del cojinete. 

Pero, no todos los técnicos tienen el lujo de tiempo para realizar el método de análisis histórico ni la forma de ondas. La mayoría de los técnicos no son técnicos de vibración, o están calificados para operar un instrumento de vibración, ni leer el análisis del espectro, FFT, ni realizar el análisis de la forma de ondas. Sin utilizar una de las tecnologías mencionadas, usted no puede decir simplemente que un cojinete esta dañado utilizando un receptor de ultrasonido sin adquirir primero el historial o la referencia. Si un historial no está disponible, usted puede localizar cojinetes semejantes y realizar el método "comparativo".  

La frecuencia ultrasónica utilizada mas extensamente para diagnóstico de cojinetes depende mucho del fabricante del equipo que usted utiliza (es decir de 30 khz, 40 ± de 5 khz, 38,4 ± de 2 khz). Si su instrumento tiene sintonía de frecuencia, o la capacidad de cambiar ajustes de frecuencia, verifique con el fabricante de su instrumento o referirse al manual para saber qué frecuencia utilizar para cojinetes.  

Si su instrumento no tiene sintonía de la frecuencia, entonces seleccione el ajuste mecánico aplicable y  simplemente toque cada cojinete, notando la diferencia. La lectura del cojinete con menos decibeles será el cojinete para utilizar como "referencia" para los otros cojinetes. 

Algunos acreditarán un estudio por la NASA, publicado en un reporte técnico breve de la NASA (boletín) antes de 1990, donde se estableció al ultrasonido como un instrumento para determinar el fracaso del cojinete. En el expediente, los cojinetes estudiados estuvieron en frecuencias de 24 a 50 khz. El estudio encontró falla  incipiente de cojinete ocurrida durante cambios en la amplitud antes de otros cambios como vibración o calor. Un impacto producido mientras el balero pasa sobre la falla u hoyo en la carrera del cojinete pueden producir un sonido audible. Un aumento en la amplitud o un cambio cualitativo entonces puede ser escuchado y/o registrado.  

Nota: El estudio de la NASA no mencionó ningún instrumento ni fabricante en particular.  

Cuando se usa el método comparativo o histórico, un estándar debe ser establecido para determinar si el cojinete entra en fracaso. La mayoría de los fabricantes creen que un cambio en la amplitud de 12-50 veces sobre las lecturas de la referencia, es considerado en el modo de falla -con una diferencia de 12 db que significa 'falla incipiente de cojinete'. Todavía, no todos fabricantes utilizan los mismos números para determinar la falla. Por ejemplo uno puede decir que una lectura de 10 db sobre la línea de referencia es la "lubricación" o fracaso incipiente de cojinete y que usted debe lubricar el cojinete, volver a tomar la lectura y mirar el cojinete por cambios o degradación con el tiempo. Sin embargo, todos concuerdan que en una lectura de 50 db sobre la línea de referencia, un fracaso catastrófico es inminente. Con ese tipo de lectura, usted debe quitar el cojinete tan pronto como sea posible. 

No compare los decibeles de un instrumento a los de otro instrumento. Algunos fabricantes de instrumentos no generaran la misma lectura, aún cuando se usen instrumentos del mismo modelo. Se sugiere utilizar la misma marca de instrumento, modelo y número de serie para su programa de cojinete. Usted también debe comparar todos los instrumentos de la misma marca y modelo para la repetibilidad de cojinete. No hay equivocación de que el ultrasonido es un sistema de alerta prematura para cojinetes, porque puede detectar cambios sutiles en la gama ultrasónica antes que otras tecnologías como el calor o la vibración pueden detectar fallas.  

Unidad Digital 

La unidad digital mostrada en las Figuras 1-3 tiene una frecuencia predeterminada seleccionada. El usuario debe seleccionar primero un modo de operación como "mecánico" (de 35-45 khz). Entonces con solo simplemente tocar la superficie  del cojinete una lectura de un decibel puede ser mostrada. El cojinete que muestre la menor cantidad de decibeles es el Cojinete de la Línea de Referencia. En los ejemplos mostrados en las Figuras 1-3 probamos tres cojinetes. El tercer cojinete probado tuvo la lectura más baja de decibel, así que llegó a ser la línea de referencia en 42 decibeles. 

Medidor Analógico 

Cuando se usa el modelo analógico mostrado en las Figuras 4-6, usted debe seleccionar primero 30 khz como la frecuencia (frecuencia del sintonizador abajo del instrumento), de modo "lineal" y bajar la sensibilidad (la perilla negra del potenciómetro) hasta que la lectura analógica sea de "20". El lector analógico lee en incrementos de 20 (20, 40, 60, 80.100), y cada incremento de 20 en la escala representa una diferencia de 3 decibeles (20-40 = 3 db, 20-60 = 6 db, 20-80 = 9 db y 20-100 = 12 o más db’s).  

Al probar el cojinete #3 (Figura 4) la sensibilidad fue bajada a 6.05 (el número en la ventana de la perilla de la sensibilidad y el conjunto exterior de números de la perilla) hasta que la lectura sea de "20". La configuración de la sensibilidad no fue cambiada al probar el cojinete #2 (Figura 5), y la escala leyó "100" - significando que este cojinete es 12 o más decibeles más altos que el cojinete No. #3 de la línea de referencia. Al probar el cojinete #1 (Figura 6), otra vez utilizando la misma sensibilidad, la lectura en la escala fue "60" – significando que el soporte #1 tiene 6 decibeles de diferencia que el cojinete de la línea de referencia.  

Esta misma unidad analógica ofrece una curva de transferencia de atenuación (Figura 7) para la punta de contacto para determinar la gama del decibel. Utilizando la misma frecuencia de 30 khz y el modo "lineal", bajando la Sensibilidad hasta que la lectura sea "50" en la escala. Repita esto para cada cojinete para determinar la gama del decibel, notando la lectura de la "sensibilidad" (ventana de la perilla), y entonces cruce la referencia de la lectura de la sensibilidad a un decibel por la curva. Tenga presente que el gráfico es 'el serial numerado' a su instrumento específico y no puede ser utilizado con cualquier otro instrumento del mismo modelo.  

Nota: Cuando se usa una curva de transferencia de atenuación, recuerde que la curva es de serie numerada a su instrumento solamente y no puede ser utilizado con cualquier otro instrumento del mismo modelo.  

Utilizando la curva de la transferencia de atenuación, el cojinete #3 tuvo una sensibilidad de 6.3 y 30 decibeles, el cojinete #2 tuvo una sensibilidad de 5.5 y 54.5 decibeles, y el cojinete #1 tuvo una sensibilidad de 6.0 y 43 decibeles.  

Así, la próxima vez que este en un apuro y el tiempo no permita ni el uso del análisis de la forma de ondas y/o la preparación de una tendencia histórica, utilice el método comparativo para determinar rápidamente la diferencia entre cojinetes semejantes.

El método comparativo puede ser utilizado para virtualmente cualquier otra aplicación de ultrasonido. Por ejemplo, usted puede comparar el flujo dentro de varios tubos o múltiples, puede comparar cajas de engranajes semejantes en una línea de ensamble, o puede comparar fugas de aire para determinar si una es más grande que la otra de la misma presión.  

Puede valer la pena para reevaluar su programa de ultrasonido para ver si usted utiliza su instrumento para todas las aplicaciones en las que puede ser utilizado. Si usted tiene instrumentos de más de un fabricante, y no está seguro de las varias tareas en las que pueden ser utilizados, busque capacitación adicional para asegurarse que usted lleve al máximo los beneficios y las capacidades de su equipo. 

Jim Hall es el presidente de Ultra-Sound Technologies, una compañía Vendedor-Neutral que proporciona consultoría de mantenimiento y capacitación predictiva en el lugar. UST proporciona certificación Nivel Asociado, Nivel I y II de Ultrasonido. Jim es también un proveedor regular de presentaciones en línea en ReliabilityWeb.com y es redactor para la Revista Uptime. Jim ha proporcionado capacitación de ultrasonido para varias Compañías incluidas en Fortune 500 en diversos ramos como generación eléctrica, pulpa y papel, productos petroquímicos y el transporte (marítima, automotriz, espacio). Un veterano de 17 años del servicio civil, Jim sirvió como ingeniero técnico aeroespacial para la Unidad de Servicio de Ingeniería de Aeronáutica Naval (NAESU por sus siglas en ingles). Puede ser contactado en el tel (770) 517- 8747 o en jim.hall@Ultra-SoundTech.com