Diagnóstico de fallas incipientes mediante la variación angular instantánea

Abstract

En este trabajo se desarrolla una metodología innovadora para la detección de fallas en un sistema rotatorio mediante la variación de la velocidad angular instantánea (VAI). El contexto de trabajo se enmarca dentro de análisis predictivo, el que tiene como fin anticiparse a las fallas y tomar medidas antes del colapso equipo. Existen modos de fallas que son imposibles o muy difíciles de detectar mediante los métodos de análisis de vibraciones tradicionales. Es por esto que se pretende estudiar la sensibilidad de las vibraciones torsionales a distintos tipos de fallas, las que se obtienen mediante una metodología TIMS (Time Interval Measurement System). Mediante 3 sensores periféricos y un codificador, se mide la variación angular instantánea (VAI). Estos datos se filtran y mediante algoritmos computacionales se llevan a coordenadas de movimientos laterales (x(t) e y(t)) y torsional (theta(t)). Luego, se realiza un análisis espectral de los datos, obteniendo theta(omega), x(omega) e y(omega)). Finalmente se compara el comportamiento de la componente torsional theta(omega), respecto a los movimientos laterales theta(omega) e y(omega); y además se observa la sensibilidad del torsional en diferentes casos de fallas. Los resultados obtenidos muestran, en la mayoría de los casos, una importancia bastante baja de la vibración torsional respecto a las vibraciones laterales. Sólo en 2 de las 11 fallas inducidas se puede observar una sensibilidad significativamente mayor de la vibración torsional respecto a la vibración lateral, siendo la falla en un álabe de la turbina la más sensible. Considerando lo anterior, se hace necesario, en próximos estudios, seguir profundizando en la caracterización de las fallas en álabes de turbina, ya sea por picadura, grietas o desgaste. En vibraciones mecánicas no existe una metodología que entregue la mejor información sobre todas las fallas existentes. Algunas fallas son detectadas de forma más temprana y con mayor claridad por ciertas metodologías, otras en cambio son difíciles e incluso imposibles de detectar con estos métodos. Por lo que para entender las diferentes fallas en un sistema, se hace necesario complementar la información mediante diversas metodologías, con el objetivo de tener una información más clara y precisa sobre el sistema analizado.