¿Qué es la protección de maquinaria? Sistemas de seguridad para equipos • Equilibrador portátil, analizador de vibraciones "Balanset" para el equilibrado dinámico de trituradoras, ventiladores, desbrozadoras, sinfines de cosechadoras, ejes, centrífugas, turbinas y muchos otros rotores. ¿Qué es la protección de maquinaria? Sistemas de seguridad para equipos • Equilibrador portátil, analizador de vibraciones "Balanset" para el equilibrado dinámico de trituradoras, ventiladores, desbrozadoras, sinfines de cosechadoras, ejes, centrífugas, turbinas y muchos otros rotores.

¿Qué es la protección de maquinaria? Sistemas de seguridad de equipos

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Comprensión de los sistemas de protección de maquinaria

Definición: ¿Qué es la protección de maquinaria?

Protección de maquinaria (también llamada protección de equipos o salvaguarda de máquinas) se refiere a los sistemas de monitoreo y control que detectan automáticamente condiciones de funcionamiento peligrosas (vibración Los sistemas de protección detectan situaciones que exceden los límites de seguridad, como temperaturas excesivas o presiones anormales, y ejecutan acciones de protección (alarmas, paradas) para prevenir daños catastróficos en los equipos, riesgos para la seguridad o fugas al medio ambiente. Los sistemas de protección priorizan la prevención de daños sobre el mantenimiento de la producción, implementando diseños a prueba de fallos donde las fallas de sensores o de energía provocan una parada segura en lugar de la continuidad del funcionamiento.

La protección de la maquinaria es distinta de monitoreo de condición (que realiza un seguimiento del estado de los equipos para la planificación del mantenimiento): los sistemas de protección proporcionan una respuesta de emergencia inmediata ejecutando paradas automáticas en cuestión de segundos cuando se superan los umbrales críticos, mientras que la monitorización de las condiciones proporciona alertas tempranas durante semanas o meses para las intervenciones planificadas.

Componentes del sistema de protección

Sensores (instalados permanentemente)

  • sondas de proximidad medición del desplazamiento del eje
  • Acelerómetros en alojamientos de cojinetes
  • Sensores de temperatura (RTD, termopares)
  • Transmisores de presión y flujo
  • Sensores de posición axial
  • Normalmente redundantes (2 o 3 sensores por medición)

Hardware de monitorización

  • Procesador de sistema de protección dedicado
  • Procesamiento de señales en tiempo real
  • Lógica de votación (2 de 2 o 2 de 3)
  • Salidas de relé para apagado
  • Separado del DCS/PLC para mayor independencia

Lógica de parada y actuadores

  • Circuitos de disparo cableados (no solo por software)
  • Válvulas solenoides para paradas de turbina
  • Interruptores automáticos para disparos de motor
  • Diseño a prueba de fallos (la pérdida de energía provoca el disparo)

Estándar API 670

Requisitos para turbomáquinas

Norma industrial para la protección de maquinaria:

  • Obligatorio para turbomáquinas de más de 10 000 CV
  • Especifica los tipos y cantidades de sensores
  • Define la lógica de votación y la redundancia.
  • Configura los tiempos de alarma y retardo de disparo
  • Requiere control independiente del proceso

Configuración típica del sensor (según API 670)

  • Vibración radial: 2 juegos de sondas de proximidad XY (4 sondas por rodamiento)
  • Posición axial: 2 sondas de desplazamiento axial
  • Fasor clave: Sensores de referencia de 2 fases
  • Temperatura del rodamiento: 2 sensores de temperatura por rodamiento
  • Total: Lo típico es de 12 a 20 canales por máquina.

Protección frente a monitorización de condiciones

Aspecto Monitoreo de condiciones Sistema de protección
Objetivo Detección temprana de fallos para la planificación Prevenir daños catastróficos
Tiempo de respuesta De horas a semanas Artículos de segunda clase
Umbrales Inferior (alerta temprana) Mayor (peligro inmediato)
Comportamiento Notificaciones, órdenes de trabajo Apagado automático
Fiabilidad La precisión es importante. crítico a prueba de fallos
Redundancia Opcional Obligatorio

Integración

  • Los sistemas modernos combinan ambas funciones
  • Los mismos sensores sirven para protección y CM
  • Diferentes niveles de procesamiento y alarma
  • Vías de protección independientes y preinstaladas

Parámetros de protección

Vibración

  • Desplazamiento del eje: Medición con sonda de proximidad, recorrido típico de 25 mils (635 µm) pp
  • Velocidad de la carcasa del rodamiento: Velocidad de disparo típica: 0,5-0,6 pulg/s (12-15 mm/s).
  • Aceleración: Para protección de alta frecuencia

Posición

  • Posición axial: Disparos por movimiento excesivo del eje (fallo del cojinete de empuje)
  • Expansión diferencial: Crecimiento del rotor frente al de la carcasa
  • Excentricidad: Posición del rotor en la holgura del cojinete

Temperatura

  • Temperatura del metal del rodamiento (normalmente 110-120 °C durante el disparo)
  • Temperatura del aceite de drenaje del cojinete
  • Temperaturas de bobinado

Votación y redundancia

2 de 2 (Lógica AND)

  • Ambos sensores deben estar de acuerdo para dispararse
  • Evita disparos intempestivos por fallo de un solo sensor.
  • Riesgo: Ambos sensores deben funcionar (no hay protección si ambos fallan).

2 de cada 3 (Mayoría)

  • Si dos de los tres sensores coinciden, se produce un disparo.
  • Máxima fiabilidad (tolera un sensor defectuoso)
  • Más caro (tres sensores)
  • Preferible para aplicaciones críticas

Derivación y prueba

  • Capacidad para omitir canales individuales para pruebas/mantenimiento
  • No se pueden eludir todos los canales de protección simultáneamente.
  • controles de derivación bloqueados con llave
  • Reinicio automático tras un tiempo

Pruebas y mantenimiento

Pruebas funcionales

  • Pruebas periódicas del sistema completo (trimestrales a anuales)
  • Simular condiciones de viaje
  • Verificar que el apagado se ejecute
  • Prueba todos los canales redundantes
  • Resultados del documento

Calibración del sensor

  • Anual o por especificación
  • Verificación del punto de ajuste del viaje
  • Prueba del tiempo de respuesta del sistema
  • Mantener registros de calibración

Mantenimiento del sistema

  • Mantenga los sensores limpios y en buen estado de funcionamiento.
  • Verifique las fuentes de alimentación.
  • Compruebe el funcionamiento del relé y del actuador.
  • Actualizar el software/firmware según sea necesario

Los sistemas de protección de maquinaria constituyen la red de seguridad que previene fallas catastróficas en los equipos mediante la parada automática al detectar condiciones peligrosas. Si bien la monitorización del estado proporciona alertas tempranas para el mantenimiento programado, los sistemas de protección ofrecen una respuesta inmediata ante emergencias, lo que los convierte en elementos de seguridad obligatorios en turbomáquinas críticas y equipos rotativos de alto valor, donde las fallas podrían tener graves consecuencias operativas, de seguridad o ambientales.

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