ISO 13373-1: Monitoreo del estado y diagnóstico de máquinas – Monitoreo del estado de vibración – Parte 1: Procedimientos generales

Resumen

La norma ISO 13373-1 establece un procedimiento sistemático y repetible para realizar mediciones y análisis de vibraciones como parte de un programa de monitorización de condiciones. Sirve como guía práctica básica para la configuración de un programa de monitorización, detallando todo, desde la selección de puntos de medición y parámetros hasta la recopilación de datos y el análisis básico. El objetivo es garantizar que los datos de vibración recopilados sean consistentes, fiables y adecuados para detectar cambios en el estado de una máquina a lo largo del tiempo. Esta norma formaliza esencialmente las mejores prácticas para recopilación de datos basada en rutas.

Tabla de Contenidos (Estructura Conceptual)

La norma proporciona una guía paso a paso para establecer una rutina sólida de monitoreo de vibraciones:

1. 1. Alcance y objetivos:

   Este capítulo fundacional define explícitamente el propósito de la norma, que consiste en establecer un conjunto genérico, sistemático y repetible de procedimientos para todo el proceso de monitorización de la condición de vibración. El objetivo principal es garantizar que los datos de vibración se adquieran de forma consistente y fiable, lo que los hace adecuados para su finalidad: detectar cambios en el comportamiento dinámico de una máquina a lo largo del tiempo. La norma está diseñada para ser la base procedimental para establecer un nuevo programa de monitorización de vibraciones o para auditar uno existente. Enfatiza que, al seguir estos procedimientos, una organización puede crear una base de datos de alta calidad del historial de vibración de la máquina, que es el prerrequisito esencial para la detección eficaz de fallos, el análisis de tendencias y el diagnóstico. Aclara que esta parte de la norma abarca la metodología general, mientras que las partes posteriores (p. ej., ISO 13373-2) proporcionan técnicas de diagnóstico más detalladas.

2. 2. Medición y selección de sensores:

   Este capítulo profundiza en las decisiones críticas que fundamentan cualquier medición de vibraciones. Exige un enfoque estructurado para la selección de los puntos de medición, haciendo hincapié en que deben estar lo más cerca posible de los rodamientos de la máquina para capturar con precisión las fuerzas transmitidas desde el rotor. Proporciona una guía detallada sobre la orientación de las mediciones (horizontal, vertical, axial) para garantizar una imagen tridimensional completa del movimiento de la máquina. Una parte importante de esta sección se dedica a la selección de sensores, explicando las ventajas y desventajas entre los diferentes tipos de transductores. Destaca que... acelerómetro es la opción más común debido a su amplio rango de frecuencia y robustez, pero también analiza el uso de sondas de velocidad y sin contacto. sondas de proximidad Para aplicaciones específicas. Fundamentalmente, se enfatiza que la calidad de los datos depende directamente del método de montaje del sensor, lo que recomienda encarecidamente el uso de soportes de pernos permanentes para obtener datos de la más alta calidad y repetibilidad, y se hace referencia a las directrices detalladas en ISO 5348.

3. 3. Parámetros de medición:

   Esta sección es posiblemente la más técnica, ya que define los ajustes del colector de datos que determinan la calidad y la utilidad de los datos espectrales y de forma de onda. Proporciona una metodología detallada para seleccionar estos parámetros en función de la máquina específica y las posibles fallas que se monitorizan. Los parámetros clave que se incluyen son:

   • Rango de frecuencia (Fmax): La norma explica cómo seleccionar la frecuencia máxima para la medición. Esta debe ser lo suficientemente alta como para capturar las señales de interés, como los tonos de alta frecuencia de defectos de los cojinetes o malla de engranajes, sin ser tan alto que introduzca ruido innecesario.
   • Resolución: Esto se refiere al número de líneas en el FFT Espectro. La norma proporciona orientación para elegir una resolución suficiente para separar componentes de frecuencia poco espaciados, lo cual es fundamental para identificar bandas laterales alrededor de la frecuencia de malla de un engranaje o distinguir entre velocidades de funcionamiento poco espaciadas en una máquina multieje.
   • Promedio: La norma explica el uso del promediado de señal para mejorar la relación señal-ruido y proporcionar una medición más estable y repetible. Describe diferentes tipos de promediado, como el promediado RMS y la retención de pico, y cuándo aplicarlos.
   • Ventanas: Esto explica la necesidad de aplicar una función de ventana (como una ventana de Hanning) a los datos de tiempo antes de realizar la FFT para minimizar un error conocido como fuga espectral.
4. 4. Procedimientos de adquisición de datos:

   Este capítulo abarca desde la configuración hasta la ejecución, proporcionando un procedimiento riguroso para la recopilación de datos. El objetivo principal es garantizar que cada medición realizada sea comparable con todas las mediciones pasadas y futuras. Se hace especial hincapié en documentar las condiciones de funcionamiento de la máquina en el momento de la prueba, incluyendo su velocidad de rotación, carga, temperatura y cualquier otra variable relevante del proceso. Esto es fundamental, ya que un cambio en estas condiciones puede alterar significativamente la firma de vibración de una máquina y, sin este contexto, un cambio en la vibración podría malinterpretarse como una falla en desarrollo. La norma también proporciona una lista de verificación para verificar la integridad de la cadena de medición antes de la recopilación de datos, garantizando que el sensor esté correctamente montado, el cable esté en buen estado y la configuración del colector de datos sea correcta.

5. 5. Análisis y evaluación de datos:

   Una vez recopilados datos de alta calidad, este capítulo proporciona el marco para su interpretación. Formaliza el enfoque doble de evaluación introducido por primera vez en estándares como ISO 10816-1El primer método es la **comparación de límite absoluto**, donde el valor de vibración de banda ancha medido se compara con gráficos de severidad predefinidos (p. ej., de la serie ISO 10816) para determinar si la máquina está en una condición "Buena", "Satisfactoria" o "Insatisfactoria". El segundo método, y más poderoso, es el **análisis de tendencias**. Esto implica trazar valores de medición a lo largo del tiempo para establecer una línea base estable y luego buscar desviaciones significativas de esa línea base. La norma enfatiza que detectar un cambio a menudo es más importante que el valor absoluto. Proporciona la metodología para configurar niveles de alarma de "Alerta" y "Disparo" basados en datos; por ejemplo, configurar una Alerta si la vibración se duplica (un aumento de 100%) y un Disparo si se quintuplica (un aumento de 400%) de su línea base normal, incluso si los valores absolutos aún están dentro de una zona aceptable.

6. 6. Identificación básica de fallas:

   Este capítulo final sirve como introducción al proceso de diagnóstico. Si bien la Parte 1 se centra principalmente en la adquisición y detección de datos, esta sección facilita el diagnóstico al explicar el principio fundamental de que diferentes fallas mecánicas y eléctricas generan patrones únicos y reconocibles en los datos de vibración. Introduce el concepto de correlación de frecuencias específicas en... Espectro FFT a sus fuentes físicas en la máquina. Por ejemplo, explica que un pico alto a exactamente una vez la velocidad de funcionamiento (1X) suele ser indicativo de desequilibrar, mientras que un pico alto a una velocidad de carrera 2X a menudo apunta a desalineaciónTambién describe cómo los picos no sincrónicos de alta frecuencia pueden asociarse con defectos de los cojinetesEste capítulo proporciona los conocimientos básicos necesarios para que un analista comience el proceso de análisis de causa raíz, que es el tema de normas más avanzadas de la serie ISO 13373.

Conceptos clave

• Consistencia y repetibilidad: El tema central de la norma. Un programa de monitoreo es inútil si los datos no se recopilan de manera consistente. La norma ISO 13373-1 proporciona las reglas para lograrlo.
• Calidad de los datos: La norma pone gran énfasis en los factores que influyen en la calidad de los datos, especialmente el montaje del transductor y la selección de configuraciones de medición apropiadas (por ejemplo, rango de frecuencia, resolución).
• Fundación para un Programa: Esta norma no es una guía de diagnóstico que indique cómo identificar fallos específicos. En cambio, es el primer paso esencial que indica cómo *recopilar correctamente los datos* que se utilizarán para el diagnóstico (lo cual se aborda en otras normas, como ISO 13373-2 y -3).

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