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¿El monitoreo remoto con ultrasonido es apropiado para usted?

Adrian Messer
Adrian Messer | Gerente de Operaciones en Estados Unidos, UE Systems

Desde hace muchos años hemos tenido el monitoreo remoto con ultrasonido, pero ahora se usan más sensores que nunca. Hay muchas razones para esto, incluyendo algunas de las palabras de moda en la industria actual como IoT y AI. Además, la gente quiere capturar datos en sus activos 24/7.

Cambios en el Monitoreo de Condición

Estamos en un cambio de paradigma en el campo de monitoreo de condición. Los cambios anteriores de paradigma han introducido microprocesadores, laptops la transferencia de datos en forma inalámbrica. El cambio actual incluye el IoT, acceso a la nube, manejo de muchos datos, tabletas, realidad aumentada, anteojos inteligentes, etc.

Estos cambios en la forma en que vemos el monitoreo de condición traen sus propios retos.
· Aceptación del cambio: Las personas son criaturas de hábito y con frecuencia no quieren hacer las cosas de otra manera. “Siempre lo hemos hecho así.”
· TI y problemas de seguridad: Esta es una preocupación real al poner los activos en línea.
· Datos: ¿Qué hacemos con todo eso y con los análisis?
· Infraestructura TI: Muchas plantas simplemente no están listas.
· Falta de mano de obra especializada: Muchos técnicos expertos con décadas de experiencia se van a jubilar pronto. A los jóvenes empleados les falta experiencia práctica. Se debe implementar una transferencia de conocimientos para que estas habilidades no se pierdan. Un programa de aprendizaje sería una buena opción.
· Aceptación de la nueva tecnología: Los empleados más jóvenes tienen nuevas destrezas y han crecido con las computadoras y dispositivos electrónicos. Sus conocimientos se deben combinar con el conocimiento práctico de los trabajadores de más edad y con mucha experiencia. Necesita ser compartida de ambas formas, para que los empleados de más experiencia aprendan la nueva tecnología y los empleados del milenio aprendan las destrezas prácticas y la operación de los equipos.

¿Por qué el ultrasonido?

El ultrasonido ha sido usado durante mucho tiempo y se le tiene mucha confianza como detector de fugas, y con buena razón. Nos da el retorno más rápido, es fácil de usar, y se puede usar en una variedad de otras aplicaciones. Puede detectar ciertas fallas mecánicas más temprano que otras tecnologías. Es muy bueno para encontrar defectos de rodamientos en las etapas tempranas. Es la primera línea de defensa. Podemos graficar la tendencia del nivel de dB sobre tiempo y, si comienza a incrementarse, tenemos una muy buena idea de cuál es el problema (la vibración lo puede confirmar).
Si actualmente no tiene un programa de monitoreo de condición, ultrasonido es un buen lugar para comenzar. También es un gran complemento para vibración y termografía. Si tiene un proveedor externo de servicios que hace análisis de vibración para usted, muchas plantas usan ultrasonido para complementar ese servicio y recolectar datos en forma rutinaria. Entonces le pueden dar al proveedor externo de servicios una lista de prioridad basado en lo que ellos ya encontraron con ultrasonido.
¿Por qué Remoto?
El monitoreo remoto usando ultrasonido ofrece un mayor nivel de monitoreo, especialmente en activos críticos que actualmente no se están monitoreando. Es económico y fácil de usar. El monitoreo remoto se puede implementar en activos mecánicos y eléctricos.

El monitoreo remoto se puede aplicar en todos los sitios donde actualmente se tiene recolección de datos en forma tradicional con aparatos portátiles. Es especialmente útil para equipos que no son accesibles, que son peligrosos, y/o remotos. El ultrasonido es muy bueno para equipos de baja velocidad, inferior a 100 rpm. Los activos como las grúas viajeras, líneas de arrastre, cuartos limpios, y ambientes aislados son todos grandes aplicaciones para instalar sensores de acceso remoto con ultrasonido.

Podemos instalar un sensor dentro de un gabinete eléctrico energizado, y estará escuchando en forma continua por cualquier tipo de ruido eléctrico. Puede monitorear válvulas críticas en busca de fugas, y se puede usar en aplicaciones debajo del agua.

El monitoreo remoto con ultrasonido tiene muchos beneficios:
· Implementación e instalación rápidos.
· Instalación alámbrica e inalámbrica.
· Ofrece monitoreo en línea que es más económico que otros sistemas.
· Algunos sensores de ultrasonido pueden ser cableados en PLCs o en otros sistemas existentes de monitoreo del proceso de la planta.
· No obstante que no se recomienda, puede ser portátil.
· Para aplicaciones mecánicas y eléctricas.

La tecnología de ultrasonido “escucha” los sonidos que están arriba del rango normal auditivo de los humanos. La vibración siente lo que usted no puedes sentir, lo infrarrojo ve lo que usted no puede ver, y el ultrasonido escucha lo que usted no puede escuchar. Al detectar cambios sutiles en la amplitud del ultrasonido, el ultrasonido ofrece una advertencia temprana de fallas mecánicas y eléctricas. Los instrumentos de ultrasonido pueden registrar el sonido y analizar el FFT y la forma de onda de tiempo para fallas eléctricas y del rodamiento.

El retorno más rápido proviene de la detección de fugas de las trampas de vapor y aire comprimido, ya que eso es conservación de energía. Allí es donde comienzan muchas personas. Con frecuencia las compañías continúan con ultrasonido para inspección eléctrica e inspección de rodamientos con la asistencia del ultrasonido.

Puede establecer niveles de alarma en un sensor de monitoreo remoto para que envíe una alerta cuando se incremente el nivel dB en una cantidad que usted seleccione. Quizás se tengan que ajustar los niveles de alarma para los equipos de velocidad variable o bajas rpm.

Los sensores

En cuanto a los sensores mecánicos, tenemos el sensor de acceso remoto y un sensor llamado el Ultra-Trak 750. Se montan en un perno y vienen con un estuche con epoxy llamado Click Bond. Simplemente mezcla el epoxy, prepara la superficie, pega el perno —tiene una pieza de plástico que presiona hacia abajo y lo traba—y lo deja allí unos 15 minutos. La pieza de plástico se cae, dejando el perno, y entonces atornilla el sensor en el perno. Hacemos esto en lugar de hacer agujeros, y parece que funciona en todo tipo de ambiente.

Para temperaturas más altas, tenemos un dispositivo de aislamiento térmico. Mide poco más de 3″ en longitud y está clasificado para temperaturas de superficie de hasta 600°F. Este se enrosca en el perno, y el sensor de ultrasonido se enrosca en el dispositivo de aislamiento térmico.

El Ultra-Trak 750 es el sensor más común que tenemos cableado en los PLCs o en cualquier otro sistema existente de monitoreo de condición. Es un simple sensor análogo con una salida de 4–20 miliamperios y 7 alambres, pero solamente usas 4, incluyendo un alambre de salida donde puede capturar el FFT o la forma de onda de tiempo. Básicamente está monitoreando el incremento, así que a 4 miliamperios usualmente indica 0 dB. Pero podemos obtener una lectura dB cercana basado en el incremento—un incremento de cerca de 3 miliamperios representa un incremento cerca de 8 dB (cerca de la alarma estándar de falta de lubricación).

Este sensor también se puede usar para monitorear válvulas. Una aplicación farmacéutica hasta usó este sensor junto con una plataforma para conocer la máquina para monitorear una válvula de vapor.

Nuestros sensores de acceso remoto trabajan con nuestros dispositivos portátiles. Se monta de la misma manera usando el perno con estuche y el epoxy Click Bond, pero en lugar de que ese sensor tenga una salida de 4–20 miliamperios, tiene una conexión tipo cable BNC. Puede conectar ese cable directamente en un dispositivo portátil, o puede traer hasta 8 a una caja de conexiones, y conectar su dispositivo portátil en la caja de conexiones. Estos se pueden hacer a prueba de agua, o para aplicaciones de temperaturas más altas. La longitud del cable puede variar, desde 3 pies hasta 100 pies.

Estos sensores también trabajan con los productos de pronóstico. Esta es una caja, y usted conecta los sensores a su máquina (aquí lo puede ver conectado a un motor y a una bomba).

Aquí podemos comenzar a hacer una transferencia inalámbrica de datos. La misma caja tiene su propio almacenamiento interno de datos—como una video grabadora, siempre almacenando datos. Usando el software, usted escoge con qué frecuencia quiere el pronóstico para transferir esos datos para que no esté enviando grandes cantidades de datos todo el tiempo con el internet
de tu planta. Hay un puerto Ethernet donde se puede conectar, o puede conectarse a un router que le dará comunicación con su computadora.

En general, el nivel dB es excelente indicador para fallas mecánicas y eléctricas. Nos podemos adelantar a la curva P-F. El ultrasonido trabaja con un amplio rango de aplicaciones que algunas veces son difíciles y caras para otras tecnologías. Los datos pueden incluir la información del nivel dB, el espectro, y la forma de onda de tiempo, y se puede graficar la tendencia. Están disponibles sensores de ultrasonido análogos y digitales. Y el ultrasonido se puede integrar fácilmente en cualquier programa existente de monitoreo de condición junto con otras tecnologías.

SOBRE EL AUTOR

Adrian Messer
Adrian Messer Gerente de Operaciones en Estados Unidos, UE Systems

Adrian Messer es el Gerente de Operaciones de UE Systems, Inc en Estados Unidos. Adrian, durante más de una década ha ayudado a las instalaciones alrededor de todo el país a transformar sus programas de confiabilidad al implementar con éxito la tecnología de ultrasonido para aplicaciones de monitoreo de condición y conservación de energía.
Él siendo un experto en la materia de tecnología de ultrasonido y mejores prácticas de implementación, ha sido un orador destacado en muchos eventos de la industria. Se graduó en la Universidad de Clemson y mantiene vínculos estrechos con la Universidad asistiendo a los estudiantes actuales en un programa de tutoría a través de la Facultad de Ciencias Empresariales y del Comportamiento. Adrian, es un Profesional Certificado en Mantenimiento y Confiabilidad (CMRP) a través de la Society of Maintenance & Reliability Professionals (SMRP), y también es miembro fundador de Carolina’s Chapter de SMRP y el actual presidente interino del mismo.