API RP 687, Capítulo 1, Sección 10: Inspecciones de rotores FASE I. Inspecciones dimensionales (PARTE 2)
- Fernando E. Romero, P.E.
- 8 jun
- 3 Min. de lectura
¡Hablemos de runouts! ¡excentricidad o descentramiento de ejes!
Qué es lo que medimos, por qué lo medimos.
Los equipos rotativos deben funcionar sin problemas. Esta afirmación puede calificarse de diferentes maneras.
El rotor de una turbina de vapor o compresor debe girar con gran suavidad. Esto significa que el rotor debe estar correctamente ensamblado, dimensionalmente, recto, concéntrico, liso y bien balanceado.
Una forma de determinar qué tan redondas y concéntricas son las cosas es midiendo su excentricidad.
Al diseñar un rotor, se espera que las superficies de los cojinetes, las áreas de sellado y los asientos de ajuste de discos or impulsores sean perfectamente redondos y lisos.
Se espera que los rotores y sus componentes se armen perfectamente, sin desalineaciones.
Esto es imposible de lograr, ya que nuestras herramientas de fabricación no son perfectas. En cada etapa del proceso de fabricación y ensamblaje, introducimos pequeñas desviaciones o imperfecciones.
Una forma de comprobar la perfección de las superficies de nuestros ejes es midiendo las excentricidades. Con esto, podemos comprobar dos cosas.
Podemos determinar qué tan redondo es algo.
Podemos determinar si los componentes de un eje son excéntricos con respecto al muñón.
En la imagen de abajo tenemos un rotor de compresor de una sola etapa simple.
Hablemos primero de lo muñones.
Mencioné que a pesar de nuestros mejores esfuerzos, no siempre podemos fabricar cosas que sean perfectamente redondas o lisas debido a imperfecciones microscópicas en nuestras herramientas y procesos.
Un eje o muñón a simple vista puede parecer perfectamente redondo, pero si miráramos muy de cerca y midiéramos con instrumentos con una precisión muy pequeña seríamos capaces de medir desviaciones casi imperceptibles.
Esto es muy similar a escuchar a Neil Degrasse Tyson hablar de lo lisa que es la Tierra, a pesar de tener montañas y profundas fosas oceánicas. Todo es cuestión de escala.
De todos modos, la configuración para medir el descentramiento consiste en apoyar el rotor sobre dos pedestales y colocar los muñones en bloques en V. Estos bloques permiten que el muñón gire y se deslice, lo que permite medir el descentramiento con un comparador de carátula con una resolución de 0,0001 pulgadas (2.54 micras).
El muñón entrará en contacto con los bloques en V en dos puntos. Entonces colocamos un indicador frente a uno de los puntos de contacto para medir el diámetro real del muñón.
Si no colocamos el comparador de opuesto al punto de contacto, no mediremos el diámetro real del muñón al girar. En su lugar, mediremos una cantidad menor.
Digamos que colocamos el indicador exactamente en la posición de las 12 en punto.
Otra forma de obtener una medida incorrecta es no colocar el indicador perfectamente perpendicular a la superficie del muñón.
Una vez configurado correctamente, supongamos que el muñón es perfectamente redondo. Si giramos el eje, el indicador no se moverá en absoluto.
Ahora supongamos que el muñon no es redondo, sino elíptico o “con forma de huevo”.
El muñón seguirá teniendo dos puntos de contacto y el indicador medirá el ancho del diario a medida que gira.
La aguja se moverá desde el diámetro más grande al más pequeño. Esta medida se llama Lectura Total del Indicador (TIR=Total Indicator Reading) y últimamente en algunos círculos se la conoce como Movimiento Completo del Indicador (FIM=Full Indicator Movement).
Observen la forma del muñon: es como un huevo. Estamos midiendo la distancia de un lado a otro. Estamos midiendo la desviación total de una elipse que en realidad deberia ser perfectamente redonda.
Esto puede indicar que hubo un problema cuando se fabricó el eje y el muñón no fue rectificado perfectamente.
Esto significa que si estuviéramos midiendo la excentricidad, el valor de la excentricidad sería la mitad de la TIR.
Ahora imaginemos que la superficie es algo redonda, pero muy rugosa.
A esta condición la llamamos "ondulada". Y, en el contexto de una inspección, si se trata de un muñón o de una zona de sellado, significa que la superficie podría no ser lo suficientemente lisa para un funcionamiento correcto.
Esto puede indicar que ha habido erosión o algún daño debido a roce.
Al inspeccionar un rotor, se espera que los muñones funcionen perfectamente. Deben ser perfectamente lisos y redondos.
La superficie del muñón es lo que sostendrá el rotor dentro de los cojinetes.
El siguiente paso es medir el descentramiento de las otras áreas del rotor o componentes en relación con el muñón.
Esto significa que movemos el indicador a todas las demás superficies que necesitamos medir.
Ampliaré cómo se ve esto en mi próxima publicación.
Me costó un poco descubrir cómo hacer estas animaciones GIF en PowerPoint y la verdad, ya estoy cansado.
¡Hasta la próxima publicación!
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