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Escuchando
la Lubricación
Utilizando el Ultrasonido para una lubricación más precisa
Por
Jim Hall
Este artículo fue publicado en
Uptime
Magazine en su edición
de enero del 2006.
Los
programas de lubricación de clase mundial están dejando los programas de
reengrasado basados en tiempo por los programas basados en condición de
reengrasado. Las elecciones para instrumentos recorren de simples
detectores ultrasónicos de alta frecuencia y audio estetoscopios a
recolectores digitales de datos que pueden comunicarse directamente con
la pistola engrasadora. Las tecnologías lubricantes están frente a
nuevos desafíos mientras aprovechan el poder de la inspección
ultrasónica. Esperando que, este artículo clarificará las tecnologías y
las técnicas que rodean la lubricación acústica como una práctica
efectiva de lubricación.
El término "ultrasonido" cuando se usa en Mantenimiento Predictivo (PdM
Predictive
Maintenance
por sus siglas en ingles) se refiere a la práctica de utilizar un
receptor ultrasónico para escuchar fugas aéreas, análisis de cojinetes,
localización de fallas de trampas de vapor, y escaneo eléctrico para
arcing, rastreo, y para la descarga de corona. El Ultrasonido en una
aplicación de PdM se refiere típicamente al sonido por encima de 20 khz.
La mayoría de los receptores actuales de ultrasonido se centran
alrededor de 40 khz.
Historia
Real
Al apoyar muchos programas ultrasónicos de prueba, encontré a técnicos
que dependían de programas basados en tiempo para el re-engrasado.
Muchos de estos técnicos solamente seguían las recomendaciones de otros
antes que ellos, en cuanto a cuánta grasa bombear en el cojinete.
Un caso sobresale realmente en mi mente. Sucedió mientras demostraba
cómo tendenciar cojinetes motrices con un instrumento ultrasónico.
El ingeniero y yo utilizaron auriculares con una conexión Y que nos
permitió escuchar el mismo instrumento de ultrasonido. El instrumento
que utilizábamos fue puesto al "modo lineal" y de 30 Khz. (tiempo
promedio). Colocamos una punta del contacto junto al engrasador zerks
para escuchar el cojinete para la calidad del sonido así como para
registrar la sensibilidad y la lectura del decibel para propósitos de
tendencia. En seguida advertí que el sonido del cojinete se parecía al
sonido de un cojinete seco.
Imagínese, un cojinete sin grasa, girando junto a su oreja. Piense en
ese sonido abrasivo de las bolas de metal que hacen al girar y golpear
la carrera y otras bolas. Bien, eso es exactamente lo que el receptor
ultrasónico tradujo por un transductor piezoeléctrico por
heterodinamizar la señal y entonces convirtiendo esa señal a un sonido
de baja frecuencia que puede ser oído por los auriculares. Innecesario
decir, no es un sonido agradable. Y ciertamente no es uno usted quiere
oír.
El ingeniero preguntó, "¿Como suena un cojinete seco?" Contesté,
"Exactamente así". A la fecha, puedo ver la mirada que vino sobre su
cara. Fue
doloroso.
FIG 1 – Exceso de Lubricación, sellos rotos permiten la entrada a la
bobina
Procedimiento
La práctica de la lubricación a la que estoy acostumbrado es de bombear
un medio-golpe de la pistola engrasadora y ver una respuesta en el
medidor analógico ya sea "arriba" o "abajo". Si la aguja se movió hacia
arriba, después de un medio-golpe de la pistola engrasadora, entonces
debe esperar 15 segundos para que la aguja vuelva a la posición original
o más bajo antes de avanzar. Si la aguja no se mueve hacia abajo ni
regresa al alcance medio después de 15 segundos, suspenda la lubricación
en ese momento.
Puede asumir que el cojinete tiene suficiente grasa.
Si la
aguja se mueve más bajo que el alcance medio después de un medio-golpe o
varios medio-golpes, entonces el procedimiento es continuar hasta que
la aguja no se mueva hacia abajo, pero empiece a moverse hacia arriba
otra vez. Usted debe aplicar la regla de los 15 segundos en este momento
antes de avanzar o terminar la práctica de lubricación.
La
sensibilidad del ultrasonido puede ser ilustrada mejor imaginando a
alguien tomando un lápiz eléctrico y rasguñar una bola de un cojinete.
Después de colocar este cojinete de nuevo en servicio y realizar el
análisis de vibración (de 20 khz o menor) en el cojinete, el rasguño no
será detectado. Sin embargo, si el receptor ultrasónico y la punta de
contacto se ínter lazan con el analizador de la vibración proporcionando
una señal demodulada de alta frecuencia, el rasguño puede ser
detectado.
De
regreso a la historia...
Pedí
que los técnicos que obtuvieran una pistola engrasadora para lubricar el
cojinete. Los técnicos sonrieron burlonamente y contestaron, "Jim, ¿no
puede ver que acabamos de engrasar este cojinete? ¡Mire la grasa fresca
en la pulgada 14 del tubo de llenado!" Pedí a los hombres que se
acercaran a mi. Ambos, del ingeniero y yo, escuchábamos el cojinete
mientras hacia un ajuste al instrumento subiendo el nivel de sonido a un
punto que fue de medio alcance en el medidor analógico. Entonces pedí
que el técnico bombeara un medio-golpe de la pistola engrasadora.
Nosotros no vimos movimiento, ni arriba, ni abajo, mientras mirábamos el
medidor analógico por una respuesta.
De
hecho, ninguna diferencia se escucho en el sonido después de varios
medio-golpes de la pistola engrasadora. Pero, después del 18o
medio-golpe la aguja marco "cero" y el sonido en los auriculares
desapareció. Ahora, simplemente porque la grasa finalmente había
alcanzado el cojinete y la lubricación ahora tenia lugar, el trabajo no
había terminado. Después regrese el nivel de sonido a un rango medio en
el medidor analógico y pedí al técnico que bombeara medios golpes
nuevamente. Después de 3 o 4 medios golpes de la pistola engrasadora, la
aguja se movió hacia arriba y permaneció después de 15 segundos. La
calidad del sonido del cojinete había ido de un sonido abrasivo a un
sonido liso parecido al sonido del correr del aire.
Practica de
Lubricación Acústica
Después
de muchos años de trabajar con equipo de ultrasonido y de brindar
capacitación a las compañías en el uso apropiado de instrumentos de
ultrasonido, desarrolle un adaptador acústico de lubricación para una
compañía que podría ser comunicada con un instrumento de ultrasonido. El
adaptador podría ser conectado al sensor del contacto para presentir los
cambios de decibel al lubricar un cojinete. Siento que este método es
substancialmente superior a otros métodos por varias razones. Una razón
es cuando el adaptador es montado al engrasador zerk u otro punto de
lubricación, la punta del contacto tiene poca o ninguna pérdida del
sonido de atenuación. Una segunda razón es que un instrumento que tiene
una pantalla digital o medidor de sensibilidad puede compensar una
pérdida del sonido del técnico. Muchos dispositivos actuales en el
mercado utilizan solo sonido y ningún indicador, dependiendo únicamente
sobre el sentido del oído del técnico para determinar si debe o no,
bombear grasa. Varios de estos fabricantes sugieren aún que los técnicos
bombeen grasa hasta que una "diferencia" sea oída realmente. Esto
sugiere que cada cojinete verificado necesita realmente lubricación, que
no es el caso, y podría resultar gravemente perjudicial al motor.
Lubricación Acústica con un instrumento digital.
Practica Recomendada
PRECAUCIÓN: SOLAMENTE UTILICE ESTA PRACTICA PARA DARLE SERVICIO A UN
COJINETE. ESTA PRACTICA NO ESTA INTENCIONADA PARA COJINETES NUEVOS O
RECIÉN INSTALADOS.
•
Calibre la pistola: No importa que marca de instrumento de ultrasonido
este utilizando, la pistola siempre debe de estar calibrada. Utilice un
contenedor de una onza, bombee la grasa en el contenedor utilizando
medios golpes mientras cuenta el número de golpes que se necesitan para
llenar el contenedor. Típicamente “7” golpes completos o “14” medios
golpes se requieren para llenar un contenedor de una onza.
•
Asegúrese siempre que el área y el lugar de llenado estén limpios.
Limpie inmediatamente la suciedad o la grasa antes y después de
lubricar.• Conozca el lubricante que necesita usar. No mezcle grasas o
lubricantes.
•
Designe una pistola que se usara con un adaptador acústico y limpie el
adaptador cada vez que se cambia a otra pistola.
•
Utilice medio-golpes en comparación con golpes completos cuando se usa
una pistola de nivel manual.
•
Cuando utilice una pistola de baterías o neumática, utilice un método de
conteo como 1001, 1002, etc.… mientras sostiene el gatillo para similar
el medio golpe de una pistola de grasa.
•
Asegúrese que los desagües son accesible, están abiertos y libres de
obstáculos.
• Un
cojinete sellado no se puede re engrasar.
•
Los cojinetes blindados o doblemente blindados pueden ser engrasados,
pero hágalo lentamente para no sobre presurizar la cavidad y empujar el
blindaje del cojinete.
•
Utilice una pistola con muy poca o ninguna pérdida del movimiento del
asidero (mango) de la bomba.
•
Periódicamente, limpie y/o enrute el diámetro interior del tubo que
suministra la grasa al motor.
Nota: La acumulación de grasa seca puede atascar y reducir el diámetro
interior de la línea de suministro limitando la cantidad de grasa
suministrada al motor.
• Si se
ve grasa o lubricante saliendo del cojinete, programe su reemplazo.
Cuando
utilice un instrumento Ultrasónico
•
Utilice un instrumento ultrasónico que tenga un indicador de decibeles o
el nivel de sonido como un valor numérico o como un indicador
deslizable.
• Si
aplica, encuentre un juego de medio alcance con su instrumento. Esto le
permite ver el movimiento o el cambio de nivel del sonido al lubricar
así como escuchar el cambio.
•
Cuándo sea posible, utilice un adaptador dedicado de lubricante o e
sensor diseñado para limitar la pérdida de la atenuación del sonido al
lubricar el cojinete.
• Tenga
en cuenta la cantidad mínima de tiempo (15 segundos), para que el sonido
interno del cojinete y la presión reduzcan o bajen antes de continuar
con la lubricación.
•
Tendencione o registre los niveles de los decibeles para referencia
futura.
Exceso de
Lubricación
La
lubricación acústica es una práctica que creo reducirá la
sobre-lubricación de un cojinete. Recientemente, entrenaba una compañía
en cómo aplicar el procedimiento acústico de la lubricación. Al engrasar
el cojinete de un motor eléctrico los técnicos notaron que después de
apenas tres medio-golpes de la pistola el nivel de decibel se movía
hacia arriba dos a-tres decibeles y no volvía a un nivel de medio
alcance o más bajo. Después, el técnico notó que un trabajador de otro
turno había engrasado el cojinete apenas el día anterior. Tome en
consideración la sensibilidad del instrumento de ultrasonido y recuerde
que duplica cada tres decibeles el nivel de sonido.
Para
darle alguna perspectiva, una computadora personal es 48db y una
biblioteca —donde nadie tiene permitido hablar — es 40db.” Así, si
duplicamos la energía, podemos utilizar el hecho que la escala
logarítmica de 2 es 0,3, y esto serían una ganancia de 0,3 bel o 3 dB.
Recuerde,
duplicando el
poder es un
aumento de 3
dB.
FIG 3 – Exceso de lubricación, grasa en la tapa superior del motor
Utilizado como un Procedimiento de Servicio
No
utilice la lubricación acústica como un procedimiento nuevo para
engrasar el motor. Sólo utilice este procedimiento como un procedimiento
de re-engrasando o de servicio. Otro ingeniero me llamó para discutir la
lubricación acústica como un nuevo procedimiento para engrasar cojinetes
nuevos. Lo qué él descubrió fue que el nuevo cojinete nunca emitió
suficiente sonido. Al aplicar la grasa que utiliza el procedimiento
acústico de la lubricación, encontró que "soplaría o reventaría" el
sello del cojinete antes de un cambio o aumento notable pudiera ser
escuchado. Después fue determinado que varias horas de "Trabajo" fueron
necesarias antes que una cantidad adecuada de sonido ayudara a
determinar cuando parar de engrasar.
Lubricación Acústica con un instrumento analógico
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El medidor analógico fue puesto “50” (no hay imagen) antes del
engrasado |
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Fig 4ª Después de 5 medio-golpes la aguja se fue a “39” |
Fig 4b Después de 5 y otros 2 medio-golpes la aguja se fue a
“22”. |
Fig 4c Después de 2 medio-golpes más la agujas ubio y el
engrasado se paro a “4. |
Nota: Este instrumento no esta en decibeles, pero cuenta con una escala
de incrementos de 0-100.
Sensitivity Set
@ 6.75 all throughout procedure. From 50 to 4 represents 46 decibels.
Every 20 increments on this scale is 3 dB’s.
Cuando veo salir la grasa....
A
menudo, cuando estoy en reuniones de industria, pregunto a los demás,
cómo ellos saben cuando deben parar de engrasar. La respuesta que
obtengo en repetidas ocasiones es, "Cuando veo que la grasa sale del
cojinete". Muchos técnicos vuelven atrás a tácticas que aprendieron en
un trabajo o comercio previo, si ellos no han tenido la capacitación
apropiada en lubricación de cojinetes. Al estar capacitando a un grupo
de técnicos en lubricación acústica en un sitio nuclear, pregunté,
"¿Quién ha engrasado cojinetes en cargadoras frontales, tractores, o en
otro equipo pesado"? El noventa por ciento de la sala levantó el brazo
en una manera afirmativa. Pronto me dí cuenta de que muchos de los que
levantaron el brazo tenían dificultad en entender la idea de la
lubricación de precisión.
Algunos
técnicos tratan aún de utilizar el toque para determinar si la
lubricación es necesaria. Por ejemplo, en un fabricante motriz mayor, el
lubricador/mecánico principal prefiere utilizar el dedo encima del motor
para determinar cuando parar de lubricar. Otro fabricante motriz tuvo
numerosos reportes de motores para ser enviados de vuelta sin la
lubricación apropiada. Se me pidió venir y discutir la lubricación
acústica. Habiendo sido plomero en alguna ocasión en mi vida, fácilmente
ubique su problema. Se utilizo tubo galvanizado para suministrar la
grasa del tambor a la línea del técnico que lubrica el motor. Sabia que
la mayoría de las grasas tienen parafina y eso, con el tiempo, se puede
endurecer - tanto como un tubo de desagüe de la tarja de la cocina con
grasa acumulada. ¿Pregunté a los ingenieros, "¿ Cuándo fue la última vez
que quitó y re dirigió la línea de suministro?" Ellos contestaron,
nunca. Una vez que las líneas fueron abiertas, vimos que el diámetro
interno había sido reducido a la mitad. Desde que el técnico se había
acostumbrado a utilizar el tiempo como el factor en cuán largo debe
detener el disparador en su pistola neumática, él no había estado
poniendo casi suficiente grasa en el motor durante el rearmado motriz.
Detenga Reparaciones No Necesarias y Tiempo de Inactividad
¿Envía
sus motores a reparación a talleres externos? ¿Ha recibido una llamada
diciendo que si solo evitara verter más lubricante a los cojinetes eso
no ocurriría? Aunque el exceso de lubricación de cojinetes podría ser
bueno para el negocio, los talleres de motores de buena reputación saben
que educando a un cliente es mejor para el negocio. En la Figura 1, este
motor tiene el sello volado y la grasa que penetra en las bobinas. En la
Figura 3, la tapa final del motor también fue inundada de grasa por un
sello volado.
Para
Resumir
La
lubricación acústica no es la cura de todo para finalizar la
lubricación. Es, sin embargo, una metodología que puede ser aprendida y
usada para estandarizar Las Mejores Prácticas dentro de una planta. Como
en cualquier programa nuevo, todo el personal debe estar a bordo, desde
gerencia hasta la persona que engrasa el equipo. Lleva tiempo
implementar. El tiempo es dinero y en estos días de ahorro, la fuerza de
reducción y más por menos, pudiera ser difícil de implementar. Sin
embargo, creo firmemente, que si un programa de lubricación acústica de
ultrasonido es implementado, su organización verá un incremento en el
tiempo y una significante reducción en reparaciones.
Jim
Hall es el presidente de Ultra-Sound Technologies, una compañía
“Vendedor-Neutral” proveedora de consultoría de mantenimiento predictivo
y capacitación. UST brinda certificación de ultrasonido a nivel
Asociado, Nivel I y II. Jim es también proveedor regular de
presentaciones en ReliabilityWeb.com y es colaborador en la edición de
UPTIME Magazine. Jim ha dado capacitación de ultrasonido para varias
compañías que aparecen en la prestigiosa revista Fortune 500 en
generación eléctrica, pulpa y papel, petroquímicas y transportación
(marina, automotriz, aeroespacial). Un veterano de servicio civil de 17
años, Jim sirvió como técnico en ingeniería aeroespacial para Naval
Aviation Engineering Service Unit (NAESU). Puede ser contactado al (770)
517-8747 o en
jim.hall@Ultra-SoundTech.com
Nota
del Editor: Muchas compañías están reportando éxito usando métodos
similares. Sin embargo, no hay investigación pública concluyente de
procedimientos apropiados para el uso del sonido o ultrasonido como una
base de lubricación de cojinetes.
Asegúrese de checar con su distribuidor de equipo los efectos de
garantía. Continuaremos para seguir el desarrollo en esta área y
reportarlo en cuanto ocurra. |
