1Depto.Mecnico

Mantto. Predictivo y Confiabilidad.

Presenta: Ing. Carlos Hdz. Conti, CMRP

Level II Airborne Ultrasound Certified Analyst. By UESystems

ClearWater Beach, F.L. Mayo 2011

Detectando Problemas de Rotor

por medio de

Inspeccin Mecnica de Ultrasonido Estructural

2Contenido Maquina. Problema. Carta de Diagnstico. Esquema de Zonas de Falla. Efectos de Falla.Tcnica.Recomendacin DiagnsticoResultado.ReferenciasAnexo A, MCA & Carta de Diagnstico y Severidad.

3TLA ALTAMIRA EN DONDE SE UBICA?

4ESTRUCTURA ORGANIZACIONAL & PROCESO

Type Joint Venture ( Shell-Total-

Mitsui )

Industry Oil & Gas

Founded 2004, by Shell-Total-Mitsui

Headquarters Altamira, Tams. MX

Key people Carlos Barajas (ManagingDirector)Loran Karwacki (Asset manager)Jair Rojas (Finance Manager)Carlos Oropeza (OperationsManger)Juan M. Hdz (Maintenance Manager)Vernica Zavaleta ( HR Manager)Luis Nez (Commercial & Proyects Manager)

Products Natural Gas

Employees 80 (2010)

Website http://sww.shell.com/

5Terminal de Importacin de LNG- Activos & Alcance Tcnico.

Berthing basin, including mooring & unloading facilities for LNGCarriers (Carrier Capacity 70,000 to 200,000 m3)

2 LNG Storage Tanks (net capacity 150,000 m3 each)

Process equipment for vaporization & gas pressurizing;

Seawater Supply System with capacity of up to 30,000 m3/hr

Send Out Facilities into Pemex Pipeline and Altamira V PP

Buildings (Control Room, Administration Building, Warehouse 2010 replacing temporary buildings)

Terminal Capacity (Phase 1): 760 mmscf/d Peak (500mmscfdbase load = 3.75 mtpa)

Potential for Expansion (Phase 2):1,200 mmscf/d Peak(1070mmscfd base load = 8 mtpa)

6Mquina: PM-1501

PM-1501 es un motor elctrico de aprox 450 HPs y gira a 1800 rpm, est acoplado a una bombacentrfuga bipartida de doble succin, cuya funcin es proveer agua de contra incendio, ste equipo

opera cada semana alrededor de 10 minutos y la ruta se inspecciona cada 3 meses.

7Problema:

PM1501, El Anlisis de Espectros de Ultrasonido muestra espectro tpico de Problemas de Barras de

Rotor Flojas/Rotas en el Motor, ntese Frec. Paso de Barras de Rotor @ 102.7 Kcpm y hasta 4

armnicos c/u con Bandas Laterales @ 2XFl. # Barras= 102700 cpm / 1800 rpm = 57.05 barras

8Carta de Diagnstico:

9Carta de Diagnstico:Una firma de motor de CA normal debe incluir una respuesta de frecuencia de paso de barra del rotor(RBPF) . Esta respuesta se produce cuando cada barra del rotor pasa perturbaciones leves en el campomagntico debido a la trayectoria de la corriente elctrica a travs de la geometra del estator / rotor. UnaRBPF elevada se crea cuando las barras del rotor pasan una interrupcin significativa en estos camposproducida cuando la trayectoria actual se ve alterada o distorsionada de las barras de rotor rotas oagrietadas, juntas de barra del rotor sueltas o defectuosas, mal soldadas, piezas de fundicin porosas debarra del rotor, o arcos elctricos a travs de la barra del rotor a travs de las interfaces de anillo.

RBPF se identifica como un mltiplo entero de la velocidad del rotor, y por lo general tienenbandas laterales espaciadas a 2 veces la frecuencia de lnea elctrica (7200 RPM). Los Problemas deexcentricidad del rotor puede ser indicado por otros (menos dominante) conjuntos de bandas lateralesespaciados a 1 x RPM.

Un Motor de CA puede tener de 35 a 96 barras del rotor, por lo que un espectro de FFT con unrango de frecuencia suficiente, ser necesario para capturar esta falla. 1x y 2x RBPF ser capturado conuna Fmax de 360000 kcpm con una resolucin de 1600 lneas , y proporcionar suficiente resolucin paradefinir las bandas laterales a 2xFL.La severidad se evala considerado los cambios en las amplitudes de RBPF a lo largo del tiempo. Lavariacin de la amplitud con la carga es comn.

10

Esquema

de Zonas DE

de Fallas:

11

Efectos

de Fallas:Cuando analize la falla

de rotor, busque e

identifique zonas con

puntos de

recalentamiento

ennegrecidas-

azuladas. Compruebe

fisuras con lquidos

penetrantes.

12

Tcnica:

La tcnica de inspeccin usada fue: Inspeccin mecnica de rodamientos, aplicando el mdulo

magntico posicionndolo lo ms cerca de la zona de carga de los rodamientos, frec.@ 25 khz, se

salvan los datos y se descargan al DMS para su posterior seguimiento. ste tipo de problemas

generan un sonido tpico audible y oscilante de vaivn.

Recomendacin Diagnstico:

Aplicando la Teora de Anlisis de Vibraciones al Anlisis de Ultrasonido: En los Problemas de Barras

de Rotor Flojas/Rotas en motores elctricos, su fsica no obedece a friccin impactos, y si no

se ajusta una Fmx. adecuada para captar altas frecuencias en el FFT, pueden pasar

desapercibidos, su severidad est dictada por la cantidad de armnicos, as como de bandas

laterales alrededor de stos, lo anterior es una ventaja del uso del Ultrasonido en Inspecciones

Mecnicas.

Resultado:

Se procedi a elaborar el reporte respectivo, continundose con monitoreo rutinario, ste tipo de

Problemas de Rotor normalmente estn relacionados con problemas de calidad de manufactura, y

dado que no opera continuamente el motor, su evolucin ha sido lenta, pero como actividad predictiva,

sta Falla Potencial en tanto se intensifique se proceder a cambiar el motor el cual ya est en

almacn.

13

Anexo A MCA:

Resultados de MCA practicado a ste mismo motor para corroborar el Problema, ntese el aviso de

advertencia indicando fallas por posibles Barras de Rotor.

Motor ID PM 1501 TLA Database WORK 2005 Tested by Building Bba contraincendio Tested for Location BASEMENT Explorer SN# 333

Date/Time 4/14/2011 01:21:31 PM Test Type Electrical

Name Plate Measured

Hp 450.00 326.72

RPM 1785 1792.6

Volts 4160 4261.3

Amps 55.0 38.6

pf (pu) 1.0 0.9

Nema Derating (pu) 1.0 1.0

Torque (ft-lb) 1324.7 957.7

Efficiency 98.5 96.4

Percent Load 100.0 72.6

Test Value Status Caution Level Warning Level

% Over Voltage 2.43 GOOD 10.0 20.0

% Unbalance 0.75 GOOD 2.0 3.5

% Voltage Dist. 0.57 GOOD 7.0 9.0

% Current 71.33 GOOD 110.0 120.0

Ef. Service Factor 0.73 GOOD 1.1 1.2

Rotor Bar (db) -30.87 WARNING -45.0 -36.0

% Op. Point 0.00 GOOD 20.0 30.0

% Loss Diff. 0.00 INDET 25.0 50.0

% Loss Diff. N/A INDET 60.0 24.0

14

Anexo A MCA:

Grficos de Espectro de

Corriente mostrando el

Problema de Paso de

Barras de Rotor, el cual

tambin se ve afectado

en respuesta al torque.

Motor ID PM 1501 TLA Database WORK 2005 Tested by Building Bba contraincendio Tested for Location BASEMENT Explorer SN# 333

Date/Time 4/14/2011 01:21:31 PM Test Type Electrical

Voltage and Current Waveforms Phasor Diagram

Rotor Bar Torque Ripple

15

Anexo A MCA:

Tabla de Diagnstico y

Severidad para MCA,

usada para evaluar

Problemas Elctricos

de Motores de CA

16

Referencias:

A New Version of MachineLibrary Multimedia Training Package is Now Available, pp. 66-67, or visit theMachineLibrary www.bently.com. Technical Associates Of Charlotte, Vibration Analysis Level II & III

Mr. Carlos Hdz. Conti can be reached at :carloshconti@yahoo.comC.Hernande@shell.com