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Falla en rodamiento Ventilador Tiro Inducido Caldera 35 tn. (Parte II)

Gustavo Antonio | Analista de Mantenimiento Mecánico, Molinos Agro

Se trata de un Ventilador de Tiro Inducido de una Caldera de cascara de girasol con producción de vapor de 35 tn/hora. El mismo posee un Motor de 450 Kw a 750 rpm (8 polos), que acciona el rotor de 1500 kg de 2mts de diámetro. El eje del rotor montado sobre dos rodamientos 22224 Ek con manguito cónico.

Vista gral. del conjunto Motor-Ventilador

Problema Encontrado
Si bien este equipo está controlado un programa de mantenimiento predictivo por medición y análisis de Vibraciones, con frecuencia Mensual.

Fallo el rodamiento lado acople. Específicamente se partió la pista externa con el incremento a valores de Emergencia de los niveles vibratorios, lo cual obligo a parar inmediatamente el Ventilador, por lo tanto la Caldera, la cual alimenta vapor a una planta de producción de aceite de Girasol. Con las consecuencias de pérdidas económicas debido a Parada de emergencia de la Planta.

En la primera parte (I) se había evaluado la detección de la falla mediante análisis de Vibraciones, las mejoras a realizar en seteos de alarma de Envolvente.

En esta parte (II) se evalúa la causa raíz de la falla.

a) Análisis de Causa Raíz:
Es importante cuando sucede una falla de este tipo, realizar un análisis de causa raíz de la falla, formando un equipo interdisciplinario y realizar análisis del rodamiento por un Laboratorio externo.

b) Resumen del análisis del rodamiento:
(Clasificación ISO 15243)
En cuanto al rodamiento 22224 EK, podemos considerar más de una causa:
5.1.2_Fatiga Sub-Superficial
5.3.3.2_Corrosión de Contacto
5.6.3_Fractura por Fatiga

Clasificación ISO 15243

c) Observaciones:

ARO EXTERIOR 22224 EK. Corrosión de Contacto. Asiento con el alojamiento: Cambios de coloración, (marrón obscuro), áreas irregulares en textura y color, superficie deteriorada con evidencias de arranque por desgarro.

CAMINO DE RODADURA 22224 EK. Fatiga en pista externa.

ARO EXTERIOR 22224 EK. Fractura. En esta foto puede verse claramente las dos etapas de la fractura: crecimiento lento y dúctil y final muy rápido y frágil. Es de notar que esta fractura quedó evidenciada como un golpe en los reportes de vibraciones.

ARO EXTERIOR 22224 EK. Fisura. Esta foto corresponde a otra fisura, (del mismo aro), que no desarrolló hasta transformarse en fractura. Probablemente ocurrió porque el orificio de lubricación actuó como un disipador de tensiones. Ambos casos evidencian fenómenos de fatiga.

INTERIOR 22224 EK. Asiento con el manguito. Corrosión de Contacto. Marcas transversales, (según generatriz del cono), con apariencia de corrosión de contacto.

ARO INTERIOR 22224 EK. Fatiga. Caminos de rodadura pista Interna presenta un severo deterioro asimétrico, (descascarillado). La otra un moderado desgaste, (acabado superficial mate).

MANGUITO H3124 / RODAMIENTO 22224EK. Corrosión de Contacto Marcas transversales, (según generatriz del cono), con apariencia de corrosión de contacto. Ver similitud del patrón de marcas en el aro interior.

ELEMENTOS RODANTES 22224EK. Marcas, Identaciones aisladas en algunos rodillos. Se observa un acabado semi-mate como consecuencia de un desgaste incipiente.

CAJA, (NO SKF, PARA RODAMIENTO 22224EK). Corrosión de Contacto Aspecto de avanzado de deterioro: óxidos, cambios de coloración, superficies desparejas, signos de desprendimiento de material, etc.

TUERCA KM 24 (PARA RODAMIENTO 22224EK). Deformación Plástica. La tuerca es una KM 24 de SKF. Presenta signos inequívocos de mal trato, sin duda causados durante el proceso de montaje.

d) Acciones Tomadas:
• Cambio de rodamiento y Caja Lado acople
• Inspección y ajuste de rodamiento lado Libre. Este rodamiento (22224 EK) se encontró con manguito flojo y desplazado hacia el exterior de la caja de rodamiento.

e) Conclusiones:
(Rodamiento 22224 EK) (Rodamiento lado acople)

Las manchas señaladas en “Observaciones”. Aro interior, asiento con el manguito y aro exterior, asiento con alojamiento en la caja, son indicios de la llamada “corrosión de contacto”; frecuentemente consecuencia de un apoyo irregular y presencia de humedad.

En el caso del asiento Aro Exterior / alojamiento caja, debe mencionarse el avanzado estado deterioro de esta última. Probablemente la mala condición superficial ha hecho que la cajas (ambas), la del Lado “No deslice“ el aro del rodamiento y le impida desplazarse en sentido axial. Esto ocasiono un sobre esfuerzo Axial sobre el rodamiento lado acople (El que fallo). (sólo una de las pistas que es lo que evidencian las fotos). Esto explicaría el aflojamiento de los manguitos narrados en la primera parte de este documento y también las marcas transversales en el propio manguito.

Cabe aclarar que este Ventilador funciona con aire caliente a 140ªC , lo que ocasiona dilatación del eje. El Rodamiento lado acople fijo c/separadores en pista externa/ El rodamiento lado libre desliza la pista externa en el alojamiento del a caja, si por algún motivo la pista se “traba” sobre la caja, esto ocasión sobre esfuerzo axial.

Caja soporte de Rodamiento: Posible grado de ovalización.

Estas cargas sumadas a las normales de diseño aceleran el proceso de fatiga. Aparecen grietas en lugares ya deteriorados que actúan como concentradores de tensión: algunas de ellas evolucionan hasta la fractura, otras ven interrumpida su propagación por un atenuador de tensión, (orificio circular). Ambos casos están presentes aquí.

Un comentario final: si bien no es posible acceder a la memoria de cálculo del fabricante del equipo, puede inferirse que el rodamiento estaba próximo al final de su vida útil.

Lado acople

 

Lado libre

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Mariano barrios
Mariano barrios
6 días hace

Exelente trabajo de detección de falla de Rodamientos.

SOBRE EL AUTOR

Gustavo Antonio Analista de Mantenimiento Mecánico, Molinos Agro

Gustavo cuenta con una amplia trayectoria en Mantenimiento Predictivo y Planificación de Mantenimiento desde 1995. Sus inicios fueron como analista de condición de Maquina, amplia experiencia específica en Análisis de Vibraciones y encargado de Mantenimiento Predictivo. Sus estudios han sido enfocados en Análisis de Vibraciones, Termografías, Análisis de aceites y END (ensayos No destructivos). Gustavo posee Nivel III Analista de vibraciones según ISO 18436-2. Ha sido participe en diversos cursos, conferencias, y seminarios.

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