Un Diario de Alineación

Los por menores de un trabajo de alineación de 4 días. 

Por John Piotrowski 

En la primavera del 2002, nuestra compañía fue contratada para alinear un sistema compresor central de gas  y medir fuera de línea a correr (OL2R, por sus siglas en ingles) el movimiento de la maquinaria utilizando alineación óptica y el Sistema de Conexión de Tubería de Barra de Bolas (BRTC, por sus siglas en ingles). Íbamos también a medir la vibración en el arranque y en condiciones altas de presión de bolas. Los resúmenes siguientes, en el formato de diario, nuestro proceso de alineación y nuestras observaciones y recomendaciones. ...  

Martes 19 de marzo del 2002 

Quite los Calces bajo el compresor y mida el grosor de cada paquete como se muestra en la Figura 1. Verifique si existen condiciones de 'pies suaves' en el compresor anclando una base magnética cerca del perno del pie sureste, coloque un indicador de esfera (dial) encima del pie motriz y aflojó el perno. Ningún movimiento fue observado en ese pie. De uno en uno, afloje los pernos y no observe movimiento de la caja del compresor. Incapaz de meter 2 mili pulgadas del calibrador de espesor debajo de cualquiera de los cuatro pies del compresor. 

 

Figura 1 calces para la corrección del “pie suave” 

Realicé un procedimiento semejante al motor. El calce existente es mostrado también en la figura 1. Verifique por condiciones de pies suaves  en el compresor anclando una base magnética cerca del perno del pie noreste, coloque un indicador de esfera encima del pie motriz y afloje el perno como se muestra en la figura 2. Un movimiento de 3 mili pulgadas se observo en ese pie. De uno en uno, afloje los 3 pernos restantes  y se observó un total de diez mili pulgadas de movimiento. Levante el motor para limpiar las caras inferiores de los pies motrices y los puntos de contacto de la base. Descubriendo que las caras inferiores de los pies motrices estaban "huecas", esto es, el patrón de contacto en cada pie era media pulgada de ancho en forma de herradura como se muestra en la Figura 3. Porque el pie era de 3.5” de ancho, los calces  tamaño B (3" X 3”) no fueron lo suficientemente anchos para contactar parte del contacto en forma de herradura del patrón de contacto por lo tanto los calces tamaño C (4" X 4”) fueron instalados. Las condiciones de espacios fueron medidas con calibradores de relleno y se cortaron e instalaron calzas de pie suave como se muestra en la figura 1. Se empezó instalando primero 200 mili pulgadas en ambos pies traseros y 215 mili pulgadas en los pies delanteros. El método Indicador de Desempeño Inverso realizado entre el motor y el compresor como se muestra en la figura 4. Instalados adicionalmente 55 mili pulgadas de calces bajo los pies externos.

 

 

 

Figura 4 toma de medida de la alineación del eje utilizando el método Indicador de Reversa 

Miércoles 20 de marzo del 2002 

Termine la alineación del motor y el compresor en la dirección lateral. La Figura 5 muestra la posición inicial y final de la alineación. Preparar los dibujos para fabricar los Brackets para detener el sistema BRTC en el lugar. Pegar los objetivos de plataforma óptica de hierro angular al motor y el compresor. Colocar los Brackets BRTC al motor y al compresor y modificar los Brackets para posicionar el equipo de BRTC. Había 8 mili pulgadas de TIR  (Total Indicated Runout) en el Hub de acoplamiento del compresor con el puno mas alto en la misma posición angular como el tornillo fijo que indica la posibilidad que el hoyo del hub es demasiado grande. Este hub tuvo 2 mili pulgadas de TIR.

 

Figura 5 Modelos inicial y Final de la alineación del Eje

Jueves 21 de marzo del 2002 

Montar los brackets y el equipo de BRTC en el motor y el compresor como se muestra en las figuras 6 y 7. Nivele la plantilla de conexión óptica como se muestra en la Figura 8, configure los objetivos de escala en plataformas, mida las posiciones "frías" fuera de línea (off-line) en fines interiores y exteriores del motor y el compresor. Capturar los espacios "fríos" en el sistema de BRTC fuera de línea (off line). Arrancar el compresor central y del sur a las 1105 Horas. Empezar a capturar datos con el sistema de BRTC y el equipo óptico de alineación. Operar las unidades hasta que el tanque de almacenamiento de Gas alcance 22 psig. Cierre compresor central y permita que alcance nuevamente la temperatura ambiente. 

Figura 6 Configuración BRTC	Figura 7 Configuración BRTC	Figura 8 Configuración de la Alineación Óptica

 

Viernes 22 de marzo del 2002 

Medir las posiciones off  line otra vez después de que la unidad se enfrió a temperatura ambiente y entonces desconectar la instrumentación OL2R.

Observaciones, Comentarios y Datos de Soporte 

Como se muestra en la Figura 1, el problema de pie suave que existió en el motor central fue principalmente debido al grosor desigual de  las calzas en los bordes interiores y exteriores del motor. Los grosores ligeramente desiguales en el compresor no parecieron afectar o causar una condición de pie suave allí sin embargo. 

La figura 9 muestra la línea de tiempo con los datos de elevación de la alineación óptica, la presión de las bolas, la corriente motriz, temperatura del agua, y los datos interiores y exteriores de la temperatura de los cojinetes del compresor. Debido a la posición de la tubería, del cableado, y del espacio obstaculizado, no pude utilizar el equipo óptico de alineación para la captura lateral de los datos del movimiento. La Figura 10 muestra los datos tabulares capturados con el sistema BRTC. 

 

Figura 9 – Datos de OL2R y R2OL usando el equipo de alineación óptico 

Figura 10 - OL2R y R2OL usando el equipo BRTC  

 

Figura 11 - OL2R y R2OL en posición vertical del eje off-line utilizando el equipo de alineación óptico. 

La Figura 11 muestra los resultados del movimiento  observado de off line a condiciones de operación y de condiciones de operación a off line con el equipo óptico de alineación en dirección vertical (Perfil). La Figura 12  muestra los resultados del movimiento  observado off line a condiciones de operación y de condiciones de operación a off line con el equipo de BRTC en dirección vertical (Perfil). La Figura 13 muestra los resultados del movimiento  observado off line a condiciones de operación y de condiciones de operación a off line con el equipo óptico de alineación en dirección vertical (Perfil).  La Figura 14 muestra los resultados comparativos de ambos métodos de alineación. Advierta que en todos los casos (óptico y BRTC) el compresor se movió HACIA ABAJO (un promedio de 7 mili pulgadas en el interior/extremo norte) y HACIA ABAJO (un promedio de 10 mili pulgadas en el borde externo sur) con respecto a la línea central de la rotación del motor en condición de off line a condiciones de operación. Aunque esto sea contrario de lo que suponíamos que sucedería, ambos métodos indican que el compresor parece moverse hacia abajo con respecto al motor. Basado en los datos completos con el sistema de BRTC, el movimiento lateral del compresor se movió de forma distinta cuando va de off line a condiciones de operación comparado con las condiciones de operación a off line. 

 

Figura 12 - OL2R y R2OL Utilizando el equipo BRTC. 

 

Fig 13 - OL2R y R2OL off-line lateral usando el equipo BRTC. 

 

Figura 14 – Resumen de la Posición del eje utilizando ambos sistemas. 

Además de los datos de la temperatura del cojinete recolectados en el compresor durante la inspección OL2R, mas tarde comencé a advertir que las temperaturas de cojinete en el compresor sur parecían ser 30-40 grados más calientes que en la unidad central. Yo no estoy seguro por qué esto sucedía ya que el consumo de corriente del motor en ambas máquinas era casi lo mismo. 

Como se indico en la tabla de la Figura 9, había por lo menos un aumento de 100 grados F en la temperatura en los cojinetes de off line a condiciones de trabajo. ¿Pero por qué apareció que el compresor se movió hacia abajo? Durante la operación, advertí también que había una diferencia en la temperatura entre las cajas del cojinete donde los sensores de temperatura son localizados y la propia caja del compresor, que estaba más fresco que las áreas de la caja del cojinete. No es raro para un caso de maquinaria exhibir una diferencia de temperatura entre la ubicación del cojinete y otros puntos en la caja de la máquina. La línea central del eje cambiará su posición (generalmente aumento hacia arriba) sólo si la caja entera de la máquina hace un cambio en la temperatura (generalmente aumento) de off line a condiciones de operación. No se sabe exactamente por qué el compresor se movió hacia abajo, pero puede ser debido a la expansión o a la contracción de la succión y la descarga que conducen por la tubería conectado al compresor. 

Las Figuras 15 y 16 muestran los datos de vibración capturados en el compresor central. Los datos de vibración en las unidades central y sur se tomaron inmediatamente después del arranque y después nuevamente para comparar las graficas de espectro de vibración en el arranque vs. Alta presión de las bolas.

 

 

Figura 15 – Datos del espectro de Vibración del Motor en el compresor central. 

 

Figura 16 - Datos del espectro de Vibración del Motor en el compresor central. 

Los siguientes picos espectrales de vibración fueron predominantes en los datos:

1190 cpm – velocidad operacional

8377 cpm - aproximadamente 7 veces la velocidad operacional (posible defecto del cojinete?)

9510 cpm - 8 veces la velocidad operacional (iguala el número de aspas)

19035 cpm - 16 veces la velocidad operacional (duplica el número de aspas)

28562 cpm - 24 veces la velocidad operacional (triplica el número de aspas) 

Advierta en los datos de vibración del compresor de gas (Figura 17) que los picos 19035 y 28562 cpm cambian en amplitud de arranque a condiciones de presión alta. También note que el nivel de vibración general va de 0,02 a 0,06 pulgadas por segundo, que es muy bajo. Pienso que advertí que las amplitudes generales de vibración demostraban como en el sistema de adquisición de datos mostraban los niveles de amplitud mucho más alto que eso (0,3 ips?). Usted puede querer verificar la calibración de sus entradas de sensor de vibración en el sistema de adquisición de datos. 

Conclusiones y Recomendaciones 

Las 8 mili pulgadas del TIR en el compresor es más que la cantidad máxima recomendada (5 mili pulgadas) para esa velocidad de eje pero  los datos de vibración en el cojinete interior del compresor (donde aparece generalmente) muestra que no parece tener un efecto significativo en la amplitud de la vibración de la velocidad de operación. Basado en la inspección OL2R, mi recomendación es de alinear los motores y los compresores con el conjunto de compresor 7 mili pulgadas más alto en el plano interior del perno y 10 miles más alto en el exterior del plano del perno como se indica en la figura 14. Actualmente el motor esta 2 mili pulgadas más abajo en el borde externo y 3 mili pulgadas mas abajo en el fin interior como se muestra en la Figura 5. Aunque esto no sea precisamente donde el motor debe ser posicionado basado en la inspección OL2R, no es necesario cambiar inmediatamente la alineación de esta unidad ya que se encuentra dentro de 1,5 milis por pulgada en esta posición basada en la nueva información. Recomendaría también que un "se encontró como" verificación de alineación es hecho en los compresores norte y sur y que son verificados para condiciones de pies suaves. Adicionalmente, calces más grandes (tamaño C)  deben ser instalados bajo los pies motrices de estas dos unidades. Como se menciono antes, advertí también que había una diferencia significativa entre los niveles generales de la vibración que medí (alrededor de 0,03 ips) y lo que fue medido por los sensores permanentemente instalados de la vibración (0,30 ips). Recomendaría que los sensores sean verificados para calibración y que el sistema de adquisición de datos esta convirtiendo las salidas de los sensores correctamente. 

John Piotrowski es presidente de Turvac, Inc que proporciona a la industria con capacitación industrial en alineación del eje, análisis de vibración, balanceo y análisis de desempeño. Realiza servicios de campo en realineación de maquinaria, inspecciones de movimiento de maquinaria de off line a condiciones de operación, balanceo, y monitoreo de desempeño. John es el autor de los libros de trabajo “The Shaft Alignment Handbook” (© Marcel Dekker, 1986) y “Basic Shaft Alignment Workbook”. John se encuentra trabajando actualmente en una tentativa de un libro electrónico titulado “Turvac Field Service Files”, que ayudara a las personas para aplicar los principios y métodos cubiertos en el libro “Shaft Alignment Handbook”. Este artículo es uno de los muchos casos de estudio que incluirá en su libro electrónico. John esta felizmente casado con 3 hijos y 6 nietos. Le gusta pescar, el campismo, el rafting y además hace una gran salsa. John puede ser contactado en el teléfono 513- 932-2771 o en contactus@turvac.com