Protección de maquinaria: Instalación de sonda de vibración y configuración del circuito
Guía para ingenieros de campo sobre sistemas de sondas de proximidad Bently Nevada — cubriendo la configuración del voltaje de separación, configuración del lazo 4–20 mA y diagnóstico de fallas en equipos rotativos.
Por qué la protección de maquinaria necesita un sistema dedicado
Los sistemas de control de procesos monitorean el flujo y la presión. Reaccionan ante alteraciones del proceso. Los sistemas de protección de maquinaria reaccionan ante fallas mecánicas antes de que ocurra daño. Primero, entienda la diferencia. Las plataformas DCS y PLC escanean demasiado lento para la protección de maquinaria. Comparten energía y comunicación con sistemas no críticos. Un disparo por vibración debe ejecutarse en menos de 50 milisegundos. Solo un sistema dedicado puede garantizar esa velocidad.
Bently Nevada 3500 y Woodward 9905 son las plataformas más ampliamente desplegadas. Ambas aceptan entradas de sondas de proximidad para vibración radial, empuje axial y expansión diferencial. La instalación precisa de la sonda y la configuración del voltaje de separación son la base de una protección confiable. Un error de 0.5 V DC en el voltaje de separación puede desplazar la lectura en 25 micrones.
Voltaje de separación de la sonda de proximidad
Una sonda de proximidad mide el desplazamiento del eje usando inducción por corrientes parásitas. La punta de la sonda contiene una bobina excitada a 2 MHz. Al enfrentar un objetivo conductor, las corrientes parásitas reducen la impedancia de la bobina. El controlador de la sonda convierte esto en un voltaje DC proporcional a la distancia de separación.
Configure la separación en el punto medio del rango lineal. Las sondas Bently Nevada 3300 de 8 mm tienen un rango lineal de 8 mm. La salida nominal a separación cero es -24 V DC. El voltaje óptimo de separación es -12 V DC, dando espacio igual para el movimiento del eje en ambas direcciones. Siempre verifique el número de parte de la sonda antes de ajustar la separación.
Instalación paso a paso de la sonda
Paso 1: Verifique la resistencia y aislamiento de la sonda. Mida la resistencia de la bobina con un óhmetro de cuatro cables. Las sondas Bently Nevada 3300 de 8 mm leen aproximadamente 6.8 ohmios a 20°C. Mida la resistencia de aislamiento con un megóhmetro de 500 V. Debe superar los 50 MΩ.
Paso 2: Instale la sonda con el torque correcto. Use una arandela de cobre para continuidad eléctrica. Un apriete excesivo puede agrietar el aislante cerámico. Un apriete insuficiente permite que se afloje con la vibración.
Paso 3: Ajuste el voltaje de separación. Aplique -24 V DC al proximitor. Afloje la tuerca de bloqueo. Ajuste hasta que la separación marque -12 V DC. Apriete la tuerca sin girar la sonda. Verifique nuevamente el voltaje. No debe variar más de 0.05 V.
Paso 4: Verifique el rango lineal. Empuje el eje en pasos de 0.25 mm. El voltaje debe disminuir linealmente. El factor de escala medido debe coincidir con el certificado dentro de ±5%.
Paso 5: Pase el cable de extensión en un conducto separado. Conecte a tierra la pantalla solo en el extremo del proximitor. Conectar a tierra en ambos extremos crea bucles de tierra.
Configuración del transmisor de vibración
Configure los puntos de alarma según API 670. Establezca la alerta al 50% del punto de disparo. Configure un retardo de alerta de 3 segundos y un retardo de disparo de 1 segundo. Configure la escala 4–20 mA: 4 mA a 0 micrones y 20 mA al punto de disparo. Programe la entrada analógica del DCS con la misma escala. Una descoordinación produce un error constante de desplazamiento.
Pase la señal 4–20 mA por un cable trenzado y apantallado. Alimente el lazo con 24 V DC a un mínimo de 30 mA por transmisor. Para cables de más de 500 metros, use una fuente de 36 V DC para compensar la caída de voltaje.
Solución de fallas comunes
Voltaje de separación fuera de rango: Una lectura fuera de -4 V a -20 V indica contacto con la sonda, pérdida de la sonda o cortocircuito. Contacto con la sonda significa que el eje está rozando la sonda — apague inmediatamente. La pérdida de la sonda marca -24 V; revise la continuidad del cable de extensión.
Ruido en la señal 4–20 mA: Una onda senoidal de 50 Hz indica interferencia de frecuencia de alimentación — revise la conexión a tierra de la pantalla. Una forma de onda en diente de sierra a frecuencia de variador indica interferencia electromagnética — cambie la ruta del cable o instale núcleos de ferrita.
Verificación del relé de disparo: Inyecte una señal usando un generador Bently Nevada 130773-1 durante la prueba anual. El disparo debe ocurrir dentro de ±5% del punto de ajuste. Si falla, revise el voltaje de la fuente de alimentación del rack. Reemplace si el voltaje cae por debajo de 20 V DC bajo carga.
Conclusión y recomendaciones
La protección de maquinaria ahorra millones en daños prevenidos, pero solo cuando las sondas están instaladas correctamente. Use un voltímetro calibrado para ajustar la separación. Verifique el factor de escala de la sonda. Pase los cables separados de la energía. Pruebe los relés de disparo anualmente. Mantenga una sonda de repuesto para cada máquina crítica. La vibración no da advertencias — esté preparado desde la primera vez.
