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viernes 22 abril 2022

Contando las horas con el monitor de tiempo de ejecución de Webtec

No hace muchos años, los únicos indicadores de estado que teníamos en nuestros automóviles eran un medidor de temperatura del refrigerante, un indicador de tensión o de carga de la batería, un velocímetro y un indicador de presión del aceite, si teníamos suerte. Hoy en día también podemos controlar el régimen del motor y el diagnóstico, el estado de las pastillas de freno, la presión de los neumáticos, el consumo de combustible, el estado de los airbags, el uso de los cinturones de seguridad, el nivel del líquido del limpiaparabrisas y el progreso hacia nuestro destino, y probablemente varios parámetros más. Sin embargo, algunos componentes de nuestro vehículo siguen siendo difíciles o poco prácticos de controlar, como el estado de la correa de transmisión del árbol de levas o el estado del líquido de frenos, por ejemplo. En estos casos, el componente suele tener "vida útil", es decir, se recomienda su renovación o revisión tras un periodo de tiempo o un kilometraje determinado. Sin embargo, para cumplir con esta recomendación de mantenimiento, y también para programar las revisiones rutinarias, es obvio que debemos controlar el uso del vehículo con un cuentakilómetros que nos proporcione una lectura de la distancia total recorrida desde que es nuevo o desde la última revisión.

Una situación similar se da en los sistemas hidráulicos; no hace muchos años, la única instrumentación instalada en un grupo hidráulico era probablemente un termómetro de fluidos, una mirilla y un manómetro. Si teníamos suerte y el sistema era relativamente nuevo, el manómetro podía incluso funcionar, pero lo más frecuente es que su aguja se encontrara en el fondo de la esfera, víctima de picos de presión o de vibraciones mecánicas.

Sin embargo, hoy en día podemos controlar de forma fiable no sólo la presión del sistema y los transitorios de presión, sino también el caudal de fluido, la temperatura, la limpieza y el contenido de agua, la vibración de los componentes, la eficiencia, etc. Dado que la maquinaria industrial y móvil es cada vez más sofisticada, estos componentes de mantenimiento predictivo son cada vez más accesibles y rentables, además de más necesarios. Una excavadora parada por la rotura de una manguera o un fallo imprevisto de la bomba de una máquina de moldeo por inyección podría costar miles de dólares por hora sólo en pérdidas de producción. Los fallos inesperados de los componentes no sólo pueden ser costosos, sino que también pueden ser potencialmente peligrosos y posiblemente contaminantes para el medio ambiente.

Pero, al igual que ocurre con nuestros automóviles, sigue habiendo algunos componentes hidráulicos cuyo estado es difícil de controlar eficazmente. El estado de las mangueras flexibles es un ejemplo. Aunque al menos un fabricante tiene ahora la capacidad de controlar el estado de las mangueras, todavía está lejos de estar disponible para todas las aplicaciones de mangueras.  En consecuencia, se recomienda cambiar las mangueras hidráulicas, junto con los elementos de los filtros y respiradores de aire más sencillos, las juntas dinámicas de los cilindros, etc., después de periodos específicos de tiempo o de uso. Aunque el paso del tiempo es fácil de establecer, el uso de la máquina no siempre es tan fácil de controlar. En el caso de una máquina de proceso que funciona de forma continua durante dos o tres turnos al día, el uso puede predecirse con bastante precisión. Sin embargo, no ocurre lo mismo con una maquinaria agrícola o de construcción que sólo se utiliza de forma intermitente o estacional. En otras palabras, en la mayoría de los casos, los sistemas hidráulicos siguen careciendo del equivalente al cuentakilómetros de un vehículo. Sin embargo, esta situación puede solucionarse fácilmente con el nuevo monitor de tiempo de funcionamiento RFS200 de Webtec.

Desarrollado a partir de su amplia gama de dispositivos de medición de caudal, el principio de funcionamiento de la unidad Webtec es mediante un caudalímetro de orificio variable y un interruptor magnético que detecta la posición de un pistón. El hecho de detectar el caudal en lugar de la presión significa que la presión atrapada o la presión creada por las cargas reactivas (o la expansión térmica) cuando el sistema está apagado no puede generar una lectura de uso falsa. La unidad puede instalarse en cualquier parte del sistema hidráulico y es capaz de funcionar con presiones de hasta 420 bares. Pueden pasar por la unidad caudales de hasta 200 L/min con una resistencia mínima al flujo; por ejemplo, con un caudal de avance de 200 L/min la caída de presión a través de la unidad sería normalmente inferior a 3 bar. También es posible invertir el flujo a través de la unidad, aunque el recuento no se produce en la dirección de flujo inversa.

La unidad es adecuada para su uso con aceite mineral hidráulico según la norma ISO 11158 categoría HM, con un rango de temperatura del fluido de funcionamiento de -20°C a 100°C y la precisión del temporizador es de ±0,2% en el rango de temperatura especificado. Se dispone de diferentes tamaños de conexión y formas de rosca para adaptarse a los requisitos del cliente. La unidad debe montarse en posición horizontal y no instalarse inmediatamente junto a componentes que generen campos magnéticos elevados (como un motor eléctrico). Debe estar protegida por un filtro de al menos 40 micras en el circuito hidráulico y la limpieza del aceite debe mantenerse mejor que la NAS 8 o la ISO 19/17/14. Hay dos orificios M6 para el montaje de la cabeza de la unidad, pero no deben utilizarse para soportar las tuberías. Las mangueras flexibles conectadas a la unidad deben sujetarse para minimizar el esfuerzo de flexión en los puertos roscados. No hace falta decir que todas las conexiones deben ser realizadas por personal debidamentecalificado.

La unidad está preconfigurada para que el recuento se inicie cuando el flujo que pasa por la unidad supere los 10 L/min. Este punto de activación no se ve afectado por la presión, pero puede variar ligeramente con la viscosidad del fluido: las viscosidades más altas reducirán el flujo de conmutación y las viscosidades más bajas lo aumentarán. Una vez alcanzado el punto de activación, un punto decimal parpadeante en la pantalla LCD indica que el contador está operativo y el recuento se acumula mientras el caudal se mantiene por encima del punto de activación. Al funcionar con pilas (con componentes sensibles protegidos según la norma IP66), la unidad no necesita una fuente de alimentación externa y la duración de las pilas es de al menos 10 años. La unidad no dispone de ninguna función de reinicio, por lo que es efectivamente a prueba de manipulaciones, aunque obviamente la unidad podría ser sustituida si alguien estuviera lo suficientemente decidido a falsificar cualquier dato de tiempo de funcionamiento. Actualmente, la salida de datos es una lectura visual, pero podrían incluirse otras opciones (como una conexión celular IoT) para la adquisición de datos a distancia, en función de la demanda.

En un principio, el producto fue impulsado por el mercado a raíz de la petición de un cliente que fabricaba implementos hidráulicos en el sector agrícola. Muchos de estos implementos son compartidos por cooperativas, por lo que se necesitaba una forma infalible de cobrar a los clientes por el uso. Otro cliente del sector de la maquinaria de construcción necesitaba controlar el uso de cada implemento para aplicar un programa de mantenimiento adecuado después de 50, 100 o 500 horas de uso. Sin embargo, cada implemento puede cambiarse 30 veces al día y llevar el control de su uso de cualquier otra forma sería muy difícil.
En el sector industrial, las aplicaciones que requieren grandes caudales de fluido suelen utilizar sistemas de bombas múltiples en los que las bombas individuales pueden ponerse en funcionamiento en el momento adecuado del ciclo de flujo de la máquina. En algunos casos, pueden reservarse bombas adicionales como unidades de reserva que sólo pueden utilizarse en caso de fallo de una de las bombas de servicio normal. Este tipo de disposiciones son habituales en las industrias de procesos (como las aplicaciones siderúrgicas, por ejemplo), en las que un mal funcionamiento del sistema hidráulico causaría grandes problemas. Por lo tanto, poder hacer un seguimiento del uso de cada una de las bombas supondría una importante ventaja a la hora de planificar un programa de mantenimiento programado para la revisión o sustitución de las bombas. La información también podría utilizarse para igualar el tiempo de funcionamiento de todas las bombas utilizadas en un sistema si fuera necesario. Sin embargo, una escuela de pensamiento sugiere que éste no es siempre el enfoque correcto, ya que todas las bombas se acercan al final de su vida útil aproximadamente al mismo tiempo. Sin embargo, al disponer de los datos de uso pertinentes de cada bomba, el ingeniero de mantenimiento puede tomar al menos la decisión más adecuada con respecto a la utilización de las bombas. 

En el caso de los sistemas de bombas de desplazamiento fijo que utilizan válvulas de descarga, la unidad podría instalarse en el lado del sistema de la válvula de descarga para registrar sólo el tiempo en que la bomba suministra caudal a plena presión, en lugar de los períodos de descarga en los que es probable que se produzca un desgaste mínimo. Alternativamente, la unidad podría instalarse en el lado de la bomba de la válvula de descarga, en cuyo caso registraría el tiempo total de funcionamiento de la bomba, tanto con carga como sin ella. Una vez más, la elección puede venir determinada por las preferencias del ingeniero de mantenimiento o del cliente final.

El estado de los motores hidráulicos no siempre es fácil de determinar mediante los sensores de diagnóstico de a bordo, por lo que en las aplicaciones en las que funcionan durante largos periodos de tiempo (como los accionamientos de mezcladoras, trituradoras o cintas transportadoras), se puede establecer un programa de sustitución o revisión basado en el uso utilizando los datos proporcionados por un monitor de tiempo de funcionamiento. Los bancos de pruebas de componentes también pueden ser una aplicación en la que la unidad puede resultar útil. Las pruebas de resistencia a menudo implican el funcionamiento o los ciclos de los componentes durante cientos o miles de horas, por lo que las capacidades de la unidad para registrar con precisión hasta casi 10 millones de horas de funcionamiento cubrirán la mayoría de los requisitos.

Así, por un poco más del  costo de un tanque lleno de diesel, la unidad Webtec RFS200 puede proporcionar un dispositivo útil para:

  • Recodificación del tiempo de funcionamiento de los equipos en el mercado de alquiler
  • Repartir el uso de las herramientas hidráulicas compartidas entre varias unidades
  • Controlar con precisión el intervalo de mantenimiento de los componentes hidráulicos
  • Suministro de datos en tiempo de ejecución para bancos de pruebas de componentes hidráulicos
  • Creación de datos precisos sobre la vida útil de los componentes para su uso en programas de mantenimiento preventivo

Para más información sobre el monitor de tiempo de ejecución RFS200, visite www.webtec.com

Este artículo se publicó originalmente en el número de agosto de 2021 de Fluid Power Journal y se ha vuelto a publicar con permiso

 

Publicado por Webtec

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