Diagnóstico de desbalance en ventiladores

Carlos E. Torres

CEO, Power-MI

event30 Julio, 2018

ShareTweetLike

Los ventiladores tienen una alta presencia en la industrial para cumplir funciones de enfriamiento, circulación de aire y desalojo de gases. El desbalance es una causa común de alta vibración en ventiladores industriales. Sin embargo, su mal diagnóstico es también muy habitual en departamentos de mantenimiento. En este artículo te explicamos las claves para diagnosticar desbalance en ventiladores de forma acertada.

Contenidos:

1. ¿Qué es el desbalance en ventiladores?
2. Alta vibración no es desbalance
3. Causas del desbalance en ventiladores
4. Diagnóstico del desbalance en ventiladores
5. Informe de análisis de vibraciones para un ventilador

¿Qué es el desbalance en ventiladores?

Según el Manual de vibraciones de Power-MI, el desbalance se produce cuando el centro geométrico del eje y el centro de masas no coinciden. La fuerza centrífuga excitadora que se genera es proporcional al cuadrado de la velocidad de giro del eje. Por lo tanto, a mayor velocidad de giro, mejor deberá ser el balanceo del rotor.

Alta vibración no es desbalance

Recuerdo cuando trabajaba en una empresa de servicios como analista de vibraciones que era muy común que los clientes nos llamaban para balancear un ventilador. Al llegar al lugar, la causa de la alta vibración no era desbalance. Es una opinión muy común en la industria que la única causa de una alta vibración en ventiladores es el desbalance.

Consejo: Si eres una empresa de servicio y te llaman para hacer un balanceo en una máquina sin tener un diagnóstico previo, incluye en tus propuestas comerciales (ofertas) el costo del análisis de vibraciones en caso que el desbalance no sea la causa de la alta vibración.

Otras causas de alta vibración en ventiladores son: flojedad estructural, alta holgura, problemas de correas, desalineación, grietas en rotores y rodamientos defectuosos.

Causas del desbalance en ventiladores

La causa más común en ventiladores es la acumulación de material o el desgaste de las aspas según sea el funcionamiento del ventilador. Ambas situaciones provocan una descompensación radial de la masa del ventilador.

Otra causa común de desbalance en ventiladores es el efecto térmico. Cuando el ventilador llega a la temperatura de trabajo, la temperatura en el ventilador podría no ser uniforme. Esto causa dilatación no uniforme en el ventilador lo que hace que el centro de masa se modifique.

El desgaste del perno de fijación o cuña (o chavetero) del ventilador es otra causa que desbalance. Cuando la fijación del centro del ventilador al rotor pierde rigidez, el centro de masa se desplaza creando un descompensación del balanceo. Evidentemente esto es algo que hay que revisar antes de empezar un proceso de balanceo de un ventilador.

Hablando con ingenieros de servicios y según mi propia experiencia, algunas veces la causa del desbalance en ventiladores es, irónicamente, los pesos de corrección que se le han puesto en tareas de balanceo previos. No sabemos en cada caso quién hizo ese trabajo, pero en opinión de los expertos es posible que se hayan hecho trabajos de balanceo donde no se diagnosticó adecuadamente el balanceo.

Diagnóstico del desbalance en ventiladores

La tecnología predictiva más utilizada y con la que mejor se puede diagnosticar un desbalance en un ventilador industrial es el análisis de vibraciones.

Generalmente el desbalance se caracteriza por un espectro de vibración en donde predomina la frecuencia de giro del rotor (1X) en dirección radial. En un desbalance en un plano la fase en ambos extremos del rotor será de 0º. Un desbalance en un plano o estático se pude comprobar al tener el ventilador en reposo, desconectándolo del motor y girando el ventilador para ver si tiene una posición de rasposo fija, Si el ventilador hace un contra-giro para volver a su posición de reposo evidencia el desbalance del mismo.

El desbalance en dos planos o dinámico se diagnostica igual que el estático a excepción que se tendrá una diferencia de fases entre ambos extremos del ventilador. Idealmente si se tienen los pesos desplazado a 180º en dos planos, pues la fase será de 180º.

En ventiladores en voladizo el patrón de desbalance se observa con mayor predominancia en la dirección axial.

Durante el análisis debemos tener en cuenta si la máquina ya se encuentra trabajando a su temperatura de operación y saber cuál es esa temperatura de operación.

Si hay alta vibración e indicios de desbalance , asegúrese que no es un problema de bancada o fundación de la máquina. Revise si hay pernos sueltos, grietas. A veces, problemas de fundación se  evidencian por una alta vibración de la misma que el analista percibe en sus pies. Si hay un problema de bancada o fundación, no diagnostique desbalance. Es posible que exista desbalance pero primero se debe corregir la estructura.

Si la máquina tiene slientblock o aisladores para su sujeción, asegúrese que están en buen estado.

Si tiene un ventilador con transmisión directa o con acoplamiento, verifique tanto la alineación del mismo como la presencia de pata coja. Muchos departamentos de mantenimiento se sorprenden de las veces que han estado balanceando una máquina y el problema realmente era desalineación o pata coja. La mayoría de alineadores láser tienen la función de detección de pata coja.

Si tiene la oportunidad de apagar el ventilador y es posible hacer una inspección visual al mismo, verifique su temperatura, la limpieza (o desgaste) de las aspas, la fijación del ventilador al rotor, si hay algún juego axial al girar el ventilador y la presencia de pesos de corrección de balanceos anteriores o de fábrica. Nunca está de más preguntar al departamento de mantenimiento si han balanceado antes ese ventilador, si lo han cambiado recientemente o si le han hecho alguna modificación.

Si una ventilador requiere ser balanceado cada cierto tiempo y no tiene problemas de acumulación de material o de desgaste de las aspas ni problemas de fundación, puede sospechar que puede tener un problema de resonancia. El balanceo de máquinas es una tarea correctiva no periódica.

Si tiene sospechas del efecto térmico o quiere descartar el desbalance por temperatura, haga capturas de espectro a diferentes temperaturas de operación desde el arranque en frío del ventilador.

Informe de análisis de vibraciones para un ventilador

La parte más importante después de hacer un diagnóstico acertado en el análisis de vibraciones de un ventilador es comunicar al departamento de mantenimiento sobre la condición de desbalance del ventilador.

Un informe de vibraciones debe contener

• Identificación (del activo)

• Introducción

• Condiciones de operación

• Evolución

• Diagnóstico

• Puntos de medida

• Mediciones

• Recomendaciones

• Autor

Te presentamos un informe de análisis de vibraciones en un ventilador con problema de desbalance hecho con Power-MI. El mismo puede ser impreso en formato PDF.

La nueva forma de gestionar el mantenimiento predictivo es haciendo los informes con Power-MI. Todos los informes tienen el mismo formato y estructura. Los departamentos de mantenimiento tienen en una sola plataforma los todos los informes de inspecciones predictivas sin importar la tecnología usada, la marca del equipo ni el analista que lo hace (personal propio o empresa de servicio).

Si quieres conocer Power-MI, visita nuestra página web: power-mi.com