Explicación: cómo y cuándo supervisar la vibración y el desplazamiento de las bielas
Los compresores alternativos se encuentran entre la maquinaria más crítica en sectores como el (petro)químico, el energético y el del petróleo y el gas. A diferencia de otra maquinaria rotativa, los compresores alternativos requieren un mantenimiento muy exigente. Por lo tanto, es fundamental disponer de sistemas de monitorización avanzados para supervisar diversos parámetros mecánicos esenciales, como la vibración y la caída de la biela. Esta nota de aplicación muestra cómo configurar un sistema para monitorizar la vibración y la caída de la biela en un compresor alternativo típico de dos cilindros, y cómo combinar estas señales para obtener una visión más detallada del funcionamiento de la máquina.
Mediciones de vibraciones
Las mediciones de vibraciones en compresores alternativos resultan difíciles debido al movimiento mecánico natural de estos compresores. Sin embargo, la monitorización de las vibraciones en diversos puntos de la máquina es crucial para obtener información sobre su estado y mantener así un proceso estable. Estos puntos incluyen la vibración de la carcasa (acelerómetro) y la vibración del cruceta (acelerómetro), tal y como se muestra en la figura 1.
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Sensores de vibración
Los acelerómetros se utilizan para medir la vibración de la carcasa en los compresores alternativos. Se coloca un sensor tanto en el extremo accionado como en el extremo no accionado (figura 1).
Se utiliza otro acelerómetro para medir la vibración de la cruceta, el cual debe colocarse por encima de esta (figura 1).
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Protección y monitorización basadas en transmisores; módulo VibroSmart (VSV301)
Los sensores que se utilizan para generar los datos de vibración están conectados al módulo VibroSmart (VSV301), un sistema de protección y monitorización de vibraciones de dos canales basado en un transmisor (montaje en carril DIN). Este sistema está diseñado para la monitorización y protección escalables y avanzadas de maquinaria rotativa (crítica), incluidos los compresores alternativos. Como sistema autónomo, el VibroSmart ofrece dos canales, pero gracias a su escalabilidad se pueden conectar varios módulos para adaptarse a cualquier aplicación.
Desplazamiento de la varilla/desgaste de la banda de deslizamiento
Las bandas de guía son componentes críticos que sostienen el pistón mientras se desplaza por el cilindro del compresor alternativo. Se desgastan con el tiempo, lo que provoca el desplazamiento vertical del pistón y del vástago del pistón. Para evitar daños en el pistón y en la pared del cilindro, debe supervisarse el desgaste de estas bandas de guía. Dado que medir directamente el desgaste de las bandas de guía resulta difícil debido a la alta presión en la cámara del cilindro, se mide en su lugar el desplazamiento vertical del vástago del pistón.
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Monitorización basada en transmisores; RecipSys 200 
El RecipSys 200 es un sistema de monitorización compacto (montaje en carril DIN) para compresores alternativos que permite supervisar el desgaste de las bandas de deslizamiento, lo que elimina la necesidad de paradas periódicas para realizar inspecciones manuales.
Sensor de referencia de fase
El RecipSys 200 utiliza un sensor de referencia de fase (o disparador de fase) para medir la posición de la biela en un punto específico del ciclo, lo que lo hace mucho más preciso que una medición global (figura 2).
Sensor de desplazamiento de varilla
Se utiliza una sonda de proximidad para medir el desplazamiento vertical del vástago del pistón. A medida que las bandas de deslizamiento se desgastan, el vástago del pistón desciende progresivamente (figura 2).
Medición de la vibración y el desplazamiento de la biela en un compresor alternativo de dos cilindros.
Un módulo independiente de RecipSys 200 cuenta con dos entradas para señales de caída del vástago y una entrada para tacómetro, lo que significa que se requiere un módulo para un compresor de dos cilindros. Independientemente de la configuración del compresor, solo se necesita un sensor de referencia de fase para la monitorización activada del vástago del pistón (figura 3).
Dado que la monitorización de la vibración de la carcasa (2 acelerómetros) y de la vibración del cruceta (2 acelerómetros) requiere un total de cuatro sensores, se necesitan dos módulos VibroSmart. La señal de entrada del tacómetro del módulo VibroSmart puede utilizarse para conectar un sensor de referencia de fase y filtrar una banda de frecuencia de vibración específica, que puede estar relacionada con la velocidad de rotación del compresor alternativo.
Dado que tanto el RecipSys 200 como el VibroSmart (VSV301) son sistemas basados en transmisores, son fácilmente escalables para adaptarse a cualquier configuración. Los datos de ambos sistemas pueden integrarse en una única plataforma de análisis.
Análisis de datos
Tanto las señales de salida de caída de la biela activadas por los módulos RecipSys 200 como los datos de vibración de los módulos VibroSmart pueden enviarse a la plataforma de software (opcional) VibroSight®, un paquete de monitorización externo para analizar tanto los datos de vibración como los de posición de la biela. Además, VibroSight® ofrece amplias opciones de análisis para identificar vibraciones excesivas y determinar sus causas.
