La industria de transmisión de gas natural opera con una flota de viejos compresores alternativos integrales para gas. Muchos de estos compresores tienen más de 40 años, y más de 250,000 horas de operación. Las tasas de fallas de cigüeñales son bajas, sin embargo cuando éstos fallan, los costos en tiempos muertos y reparaciones pueden ser significativos.

Reduciendo el Riesgo de Fallas del Cigüeñales

Una forma de reducir el riesgo de fallas de cigüeñales es monitoreando la alineación de chumaceras mediante el uso de desviaciones estáticas del brazo. Southwest Research Institute (SwRI) desarrolló el módulo de captura de esfuerzos (SDCM) para adquirir datos dinámicos de esfuerzo directamente relacionados a esfuerzos operativos de cigüeñales. El SDCM se monta en la raíz del brazo del cigüeñal para monitorear variaciones en cargas compresivas, velocidades compresivas y medir y registrar el esfuerzo dinámico en el compresor a través de un ciclo térmico completo (que puede ser de 24 horas). El módulo de captura de datos de esfuerzo da energía al medidor de esfuerzo, ofrece condicionamiento de señales, muestrea a la tasa programable y almacena la forma de onda de esfuerzo en una memoria no volátil.

Analizando la Información de Esfuerzo

Cuando se completa el programa de prueba, los datos son descargados del SDCM a una PC para su análisis espectral y de forma de onda. Combinando la información de esfuerzo capturada con un modelado de elemento finito (FE),

los ingenieros de SwRI pueden correlacionar las condiciones de esfuerzo pico en el brazo del cigüeñal con las condiciones operativas de la unidad.

Típicamente, un análisis FE del cigüeñal se completa para determinar los niveles pico de esfuerzo en base a los valores medidos en la ubicación del calibrador de esfuerzo. Un análisis espectral de la información en el calibrador de esfuerzo puede identificar condiciones altas de esfuerzo, y el conteo de ciclos puede ayudar en el análisis de daños y vida útil.

Mientras muchas máquinas operan a niveles esfuerzo que se creían suficientemente bajos para producir una "vida útil infinita", varios fallos de cigüeñales, en combinación con información de análisis SDCM y de elemento finito, han llevado a una nueva definición de "vida útil infinita" para máquinas que han venido operando en un rango de ciclo de 10⁹.

éxitos de Módulos de Captura para Datos de Esfuerzo

• Desarrollado por SwRI para la medición del esfuerzo dinámico en brazos de cigüeñal para compresores alternativos

• Intervalo de muestreo programable (normalmente de 1 a 5 minutos)

• Adquiere datos del arranque en frío — varía condiciones de velocidad y carga y registra niveles de esfuerzo

• Datos descargados a una PC después de completarse la prueba

• Se combinan las mediciones con las presiones de cilindro (compresor o motor) y la vibración torsional

• En conjunto con un modelo de elemento finito predice esfuerzos pico en las posibles ubicaciones de fallo.

• Identifica cargas “problema” y condiciones operativas de velocidad

 

Izquierda: Set para Prueba  TLAD Arriba: Set para Prueba GMW Haga clic en la gráfica para ver imágenes de mayor tamaño del set para prueba TLAD y del set para prueba GMW