La importancia de una inspección visual, sin remover el rotor de motores y generadores

Por: Emiliano Burgos – Global Business Development Manager for Motors & Generators Service, ABB en Chile.

¿Cuántos saben cómo están por dentro sus máquinas críticas de media tensión? ¿Cómo está la contaminación del motor? ¿Logran hacer pruebas? ¿Qué tipo de inspección visual hacen? Muchas fábricas evitan realizar las inspecciones internas, porque pesan las razones del tiempo, la seguridad y la paralización de la operación. En algunos países la norma indica que el motor no se toca. Con ello, ABB desarrolló el “Air Gap Inspector”, un diminuto robot rastreador visual, de gran utilidad para resolver estas afectaciones.

Muchos superintendentes de plantas industriales desisten de realizar las inspecciones internas en las máquinas críticas, aun cuando son muy necesarias para identificar a tiempo los problemas de desgaste, sobrecalentamiento, contaminación, daños al núcleo magnético, aumento de nivel de descargas parciales y el aflojamiento de piezas clave.

La razón es que convencionalmente, los fabricantes de motores y generadores, requieren suspender la operación para extraer el rotor con grúa, además de lidiar con diferentes subcontratistas y exponer al personal técnico y de apoyo a un riesgo relevante de potenciales accidentes.

Con el “Air Gap Inspector” (El inspector del entrehierro), se busca cumplir con la inspección visual del núcleo del estator, del núcleo del rotor y del devanado de los grandes motores y grandes generadores, para identificar evidencia de problemas existentes y de potenciales futuras fallas catastróficas, sin la necesidad de remover el rotor de la máquina.

Es un robot oruga de solo 8.5mm de altura, que cabe en la palma de una mano y está provisto de alta tecnología de la multinacional, para inspecciones rigurosas y confiables, siendo de gran valor por su directa contribución al aumento de disponibilidad operacional de máquinas críticas.

A diferencia de los dispositivos de inspección convencionales, que están restringidos a revisar solo los turbo -y los hidrogeneradores con entrehierros (air gaps) muy grandes- el “Air Gap Inspector” puede examinar utilizando pequeños entrehierros de 10 mm o más, en todos los motores y generadores síncronos grandes.

El tiempo de inspección es entre ocho y 32 horas. Un tipo de inspección que contribuye sustancialmente al aumento de la disponibilidad y confiabilidad de los equipos, directamente impactando a optimizar las paradas planificadas de planta y reducir los costos de mantenimiento.

El hardware

Esta solución se mueve a lo largo del entrehierro, entre el estator y el rotor, por sobre las láminas del núcleo magnético del estator, usando agarres magnéticos modulares para adherirse. Posee cinco cámaras, cada una a cargo de una zona diferente, para obtener la más completa imagen basada en distintas perspectivas para una sólida inspección, visualizar los detalles y distancias reales, sacar fotos, registrar audio con observaciones durante la inspección y contabilizar en qué ranura del estator se presentan problemas.

El robot oruga se mueve a lo largo de las láminas del núcleo magnético del estator, usando un sistema oruga modular (tracks) de adherencia magnética. Este puede ser reconfigurado y adaptado para diferentes diseños de motores y generadores.

Cámaras

El equipo proporciona una inspección en profundidad, permitiendo así una comprensión que genera perspectivas de mantenimiento claras para área críticas de la máquina, comparado con las limitadas y relativamente deficientes inspecciones realizadas con herramientas convencionales.

Además, realiza múltiples inspecciones cubriendo los 360° de la circunferencia a lo largo del núcleo magnético, usando ángulos de cámara diferentes, para revelar imágenes amplias e importantes de estatores y rotores que quedan ocultas a la vista, por el hecho fundamental de que el rotor está metido dentro del estator para que la máquina funcione.

Las cinco cámaras que están montadas en el cuerpo principal del robot se orientan para proveer la mejor y más completa vista de cada área inspeccionada. La primera cámara mira hacia adelante, a lo largo del entrehierro, provee visibilidad de la cuña, el núcleo magnético y del bobinado saliente.

La segunda, está dirigida hacia adentro de los conductos de aire, para la ventilación del núcleo magnético del estator. La tercera se enfoca en el cuerpo principal de la máquina. La cuarta cámara -de ángulo visual ajustable- puede examinar las láminas del núcleo del estator desde varios ángulos. Y la quinta cámara asiste para hacer retroceder al robot, lo que permite tener una visión posterior si es necesario.

Las cámaras del frente del robot (dos verticales y una horizontal) son ajustables y de alta resolución, con luces LED integradas.

Además, un sistema conector suministra energía eléctrica permanente al robot, lo que permite transmitir señal de cuatro videos en forma simultánea, así como la comunicación de los datos entre el robot y el operador de la unidad de control.

Inspecciones

El “Air Gap Inspector” logra identificar y ubicar anomalías, defectos, fenómenos y problemas de la máquina, contribuyendo significativamente y facilitando la planificación de un mantenimiento óptimo.

Asimismo, mejora y extiende el alcance de tareas y actividades programadas para el mantenimiento.

Las inspecciones robóticas de alta precisión ejecutadas en planta por el “Air Gap Inspector” pueden ser utilizadas para distintos propósitos. Pueden destinarse a profundizar y extender inspecciones, cuando la remoción o el traslado del rotor no puede ser considerado, no es posible o bien está estrictamente restringido.

Por ejemplo, para examinar un motor AMZ 1120, 72 ranuras, longitud de 2 metros, de entrehierro 12mm, se necesita un mínimo de 16 horas, sólo para abrir las tapas tanto sin robot como con el robot.

En resumen, con la inspección convencional acumulamos 52 horas en todo el proceso de inspección visual con la máquina parada, mientras que con esta nueva tecnología sólo 23.5 horas, siendo un 55% de ahorro del tiempo que contribuye a volver a producción, no sólo mucho más rápido, también con una inspección visual mucho más eficiente, contribuyendo así al aumento de confiabilidad de equipos y procesos.

Con el “Air Gap Inspector” se han podido resolver las dificultades de desplazamiento del sistema de amarras del devanado de la máquina, la condición general de apriete e integridad mecánica de los pernos de sujeción de los polos del rotor, la decoloración de polos, la contaminación y erosión del devanado, las obstrucciones del sistema de enfriamiento, del desplazamiento del relleno bajo cuñas, las descargas parciales, y hasta el olvido de objetos o herramientas en el interior de los motores y generadores.

Con esta innovación robótica se puede mirar y conocer qué es lo que está pasando internamente en los motores y generadores, para tomar decisiones ágiles y pertinentes, con el objetivo de seguir en marcha con la producción.