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Inspección de motores eléctricos con termografía Fluke

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Nota de aplicación

Los motores eléctricos son la columna vertebral de la industria. El Departamento de Energía de los Estados Unidos estima que en los Estados Unidos solo hay 40 millones de motores que operan en la industria y el hecho de que esos motores utilizan el 70% de la electricidad consumida por la industria indica su importancia.

 
imagen1Las cámaras termográficas son muy útiles tanto para la solución de problemas de motor como para el monitoreo de condiciones, para el mantenimiento preventivo a largo plazo. Mediante una cámara térmica de mano, puede capturar las mediciones de temperatura infrarroja del perfil de temperatura de un motor como una imagen bidimensional.

Las cámaras termográficas de Fluke incluyen ahora IR-Fusion*, una tecnología que fusiona una imagen visual o visible con una imagen infrarroja para una mejor identificación, análisis y gestión de imágenes.
*La Fluke Ti20 viene con el software de análisis e informes InSideIR con actualizaciones gratuitas durante toda la vida útil del producto.

Las imágenes térmicas de los motores eléctricos revelan su temperatura superficial, un componente clave de su condición de funcionamiento. Tal monitoreo de la condición es importante como una forma de evitar muchas fallas inesperadas del motor en sistemas que son críticos para procesos de fabricación, comerciales e institucionales. Estas acciones preventivas son importantes porque cuando un sistema crítico falla, inevitablemente aumenta los costos, requiere la reasignación de trabajadores y material, reduce la productividad y, si no se corrige, puede amenazar la rentabilidad corporativa y posiblemente el bienestar de los empleados, clientes y/o clientes.


¿Qué comprobar?
Idealmente, debe comprobar los motores cuando se ejecutan en condiciones normales de funcionamiento. A diferencia de un termómetro infrarrojo que sólo capta la temperatura en un solo punto, un termógrafo puede capturar temperaturas en miles de puntos a la vez, para todos los componentes críticos: el motor, el acoplamiento del eje, los rodamientos del motor y del eje y la caja de cambios. Recuerde: cada motor está diseñado para funcionar a una temperatura interna específica. Los otros componentes no deben estar tan calientes como la carcasa del motor.

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Los rodamientos que funcionan correctamente deben mostrar temperaturas frías


¿Qué buscar?
Todos los motores deben indicar la temperatura normal de funcionamiento en la placa de características. Mientras que la cámara infrarroja no puede ver el interior del motor, la temperatura de la superficie exterior es un indicador de la temperatura interna. Como el motor se pone más caliente por dentro, también se pone más caliente afuera. Por lo tanto, un termógrafo experimentado que también está bien informado acerca de los motores puede utilizar imágenes térmicas para identificar condiciones tales como flujo de aire inadecuado, fallo inminente del rodamiento, problemas de acoplamiento del eje y degradación del aislamiento en el rotor o estator en un motor.
En general, es una buena idea crear una ruta de inspección regular que incluya todas las combinaciones críticas de motor/unidad. Luego, guarde una imagen térmica de cada uno en un computador y realice un seguimiento de las mediciones con el tiempo. De esta forma, tendrá imágenes de línea de base para comparar, que le ayudarán a determinar si un punto caliente es inusual o no, y, después de las reparaciones, para ayudarle a verificar si las reparaciones fueron exitosas.


¿Qué representa una "alerta roja"?
Las condiciones del equipo que suponen un riesgo para la seguridad deben tener la prioridad de reparación más alta. Después de eso, considere que cada motor tiene una temperatura de funcionamiento máxima que normalmente aparece en su placa de identificación y representa el aumento máximo permisible de la temperatura del motor por encima de la temperatura ambiente. (La mayoría de los motores están diseñados para funcionar a temperaturas ambiente que no excedan los 40° C.) En general, cada aumento de 10 ° C por encima de su temperatura nominal corta la vida del motor a la mitad. Las inspecciones de infrarrojos regularmente planificadas de motores eléctricos identifican motores que están empezando a sobrecalentarse. Incluso una imagen térmica inicial revelará si un motor está funcionando más caliente que un motor similar haciendo un trabajo similar.

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Esta imagen térmica muestra un motor frío a la izquierda y una caja de cambios caliente a la derecha, con una anomalía especial blanca-caliente


¿Cuál es el costo potencial del fracaso?
Para un motor específico, se puede hacer un análisis basado en el costo del motor, el tiempo promedio que una línea está caída a partir de una falla del motor, la mano de obra necesaria para cambiar un motor, etc. Por supuesto, las pérdidas de productividad por el tiempo de inactividad varían de una industria a otra. Por ejemplo, la producción perdida de una máquina de fabricación de papel puede ser tanto como $3.000 por hora, mientras que en las pérdidas de la industria de fundición de acero puede ser tan alto como 1.000 dólares por minuto.


Acciones de seguimiento
Si sospecha que el sobrecalentamiento es el resultado de uno de los siguientes, considere la acción descrita:
  • Flujo de aire inadecuado: Si es posible un breve apagado sin afectar el proceso de la planta, apague el motor lo suficiente como para realizar una limpieza menor en las rejillas de admisión de aire. Programe una limpieza a fondo del motor durante la siguiente parada programada de la planta.
  • Tensión desequilibrada o sobrecarga: La causa usual, una conexión de alta resistencia en el cuadro, desconexión, o caja de conexión del motor, puede usualmente ser identificada por una inspección termográfica y confirmada usando un multímetro, medidor de pinza o un analizador de calidad de energía.
  • Fallo inminente del rodamiento: Cuando las imágenes térmicas indican un sobrecalentamiento del rodamiento, genera una orden de mantenimiento para reemplazar el rodamiento o lubricarlo. Aunque algo caro y requiere un experto, el análisis de vibraciones a menudo puede ayudarle a determinar el mejor curso de acción.
  • Falla del aislamiento: Si no impacta demasiado en la producción, reduzca la capacidad del motor de acuerdo con las normas NEMA. Genere una orden de trabajo para reemplazar el motor tan pronto como sea posible.
  • Desalineación del eje: En la mayoría de los casos, el análisis de vibraciones confirmará un acoplamiento desalineado. Si es posible un apagado, se pueden utilizar indicadores de marcación de dispositivos de alineación por láser y la desalineación se puede corregir.
Siempre que descubra un problema con una cámara térmica, utilice el software asociado para documentar sus hallazgos en un informe que incluya una imagen térmica y una imagen digital del equipo. Es la mejor manera de comunicar los problemas que encontró y las reparaciones sugeridas.


NOTA:
A veces es difícil obtener una vista directa del componente que desea inspeccionar, como un motor o caja de cambios montado en la parte superior de una máquina. Trate de usar un espejo térmico para ver la reflexión del componente. Una hoja de aluminio (1/8 pulgadas de espesor) funciona muy bien. Colóquelos cuidadosamente en su lugar o móntelos permanentemente en un lugar que facilite su inspección. El aluminio no tiene que ser muy pulido para ser eficaz. Sin embargo, si está tratando de obtener lecturas de temperatura verdaderas (en comparación con comparativas), debe aprender a "caracterizar" el espejo y ajustar sus lecturas de emisividad. Para que esta técnica funcione, la superficie del espejo necesita estar limpia, ya que el aceite y otros recubrimientos alterarán las propiedades reflectantes del espejo.
 
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