Comprensión de los sensores de temperatura en la monitorización de maquinaria
A sensor de temperatura, En el sentido de supervisión de maquinaria, es un dispositivo que mide la temperatura de los rodamientos, bobinados del motor, fluidos de proceso o superficies del equipo, proporcionando información crítica para detectar sobrecalentamiento, problemas de lubricación, fricción excesiva y condiciones de funcionamiento anormales. En vibración detecta defectos mecánicos, el control de la temperatura informa del estado térmico, y la combinación de ambos es mucho más potente que cualquiera de los dos por separado. Dado que muchas averías de la maquinaria vienen precedidas por un aumento de la temperatura (sobrecalentamiento de los rodamientos por fricción, devanados por sobrecarga, juntas por rozamiento), la temperatura es la piedra angular de cualquier avería grave. monitoreo de condición y su tendencia permite al equipo intervenir antes de que un fallo se convierta en catastrófico.
1. Tipos de sensores comunes para maquinaria
Cuatro tecnologías cubren casi todas las aplicaciones de los equipos rotativos y permiten comparar precisión, alcance, robustez y coste.
RTD (Detector de temperatura por resistencia)
La opción más precisa y estable, y la predeterminada para rodamientos y bobinados de motor críticos.
- Principio: un hilo de platino cuya resistencia eléctrica cambia de forma previsible con la temperatura.
- Tipos comunes: Pt100 (100 Ω a 0 °C) y Pt1000.
- Precisión: normalmente ±0,1-0,5 °C.
- Rango: -200 a +600 °C, con una excelente estabilidad a largo plazo.
- Costo: moderada a alta - justificada para mediciones críticas y de precisión.
Termopar
De gran alcance y robusto, muy adecuado para entornos calurosos y duros.
- Principio: una unión de dos metales diferentes genera una pequeña tensión proporcional a la temperatura (efecto Seebeck).
- Tipos: Tipo K (el más común), además de los tipos J, T y E.
- Precisión: normalmente ±1-3 °C.
- Rango: -200 a +1300 °C según el tipo, a bajo coste.
- Aplicaciones: control de altas temperaturas, como tubos de escape y hornos.
Termistor
- Principio: un semiconductor cuya resistencia es extremadamente sensible a la temperatura.
- Sensibilidad: muy alto - un gran cambio de resistencia por grado.
- Precisión: ±0,1-1 °C en un rango limitado (normalmente de -50 a +150 °C).
- Aplicaciones: equipos de consumo y algunos usos industriales, a bajo coste.
Infrarrojos (sin contacto)
- Principio: detecta la radiación térmica emitida por una superficie, por lo que no es necesario el contacto físico.
- Rango: -50 a +1000 °C y más allá, con una precisión en torno a ±2-5 % de lectura.
- Aplicaciones: controles aleatorios y estudios de imagen térmica; la misma física sustenta termografía, donde hay que tener en cuenta la emisividad de la superficie y la distancia al objetivo. Los umbrales de alarma sensatos para este tipo de sondeos siguen orientaciones del tipo Límites de la termografía ISO 18434.
2. Control de la temperatura de los rodamientos
El rodamiento es el objetivo más común de la monitorización de la temperatura, ya que los rodamientos y los cojinetes de deslizamiento convierten las averías de lubricación y las sobrecargas directamente en calor.
Lugares de medición
- Empotrado en el alojamiento del rodamiento, lo más cerca posible del anillo de rodadura exterior.
- Montado en superficie en la tapa del cojinete.
- En el drenaje de aceite, para rodamientos lubricados con aceite.
- En varios puntos alrededor de grandes rodamientos, donde la temperatura no es uniforme.
Rangos normales de temperatura
- Ambiente + 20-40 °C: temperatura normal de funcionamiento.
- Ambiente + 50-60 °C: el máximo aceptable para la mayoría de los rodamientos.
- > Ambiente + 70 °C: se indica un problema - investigar.
- > 90-100 °C absolutos: una condición de alarma para la mayoría de los rodamientos.
Estas reglas empíricas deben cotejarse siempre con los datos del fabricante y con la normativa pertinente. límites de temperatura de los componentes para el rodamiento, la junta y el lubricante específicos; una grasa de alta velocidad puede estar cerca de su límite a una temperatura que un rodamiento de aceite circulante tolera cómodamente. Las máquinas de gran tamaño suelen disponer de un guiado específico, como un monitor de temperatura de los cojinetes del generador.
Tendencias y alarmas
- Establecer un base temperatura para cada rodamiento bajo carga y condiciones ambientales conocidas.
- Levante un advertencia en un aumento de 10-15 °C con respecto a la línea de base.
- Elevar un alarma en un aumento de 20-25 °C, o en un límite absoluto.
- Disparo (desconexión) ante un aumento de 30-40 °C o un valor absoluto crítico.
Porque la temperatura ambiente y la carga modifican la lectura, Tendencia del cambio con respecto a la línea de base suele ser más revelador que cualquier número absoluto: una deriva ascendente constante es la clásica señal de alerta temprana de un rodamiento en degradación. Las normas multiparamétricas como ISO 13373 formalizar cómo estas alarmas y peligros umbrales están fijados.
3. Integración con el control de vibraciones
La temperatura y la vibración son mediciones complementarias, y su lectura conjunta mejora notablemente la fiabilidad del diagnóstico. La vibración detecta defectos mecánicos en una fase temprana, a menudo mucho antes de que aparezca el calor; la temperatura confirma la gravedad y señala problemas de fricción o lubricación que la vibración por sí sola no puede localizar.
Ambos parámetros se combinan en una matriz de diagnóstico sencilla y potente:
- Alta vibración + temperatura normal: un problema mecánico como desequilibrar o desalineación - las fuerzas son elevadas pero la fricción aún no es excesiva.
- Alta vibración + alta temperatura: a defecto de rodamiento con fricción significativa, típicamente una etapa avanzada.
- Vibración normal + alta temperatura: un problema de lubricación, o una alineación/precarga que cause fricción, como un frotando sello.
- Ambas en aumento: un progreso falla del cojinete acercándose al final de su vida útil.
Este emparejamiento es exactamente la razón por la que los maduros mantenimiento predictivo recogen ambos parámetros en cada punto de medición. En la práctica, la mitad de la imagen de las vibraciones se recoge con un analizador portátil, por ejemplo, un instrumento de dos canales como el Balanset-1A mide la amplitud y la fase en los alojamientos de los rodamientos mientras la máquina funciona, de modo que una lectura puntual de la temperatura tomada en el mismo punto puede interpretarse en función de lo que hace la vibración y no de forma aislada.
4. Mejores prácticas de instalación
Una lectura de temperatura es tan fiable como el recorrido térmico entre el sensor y el calor que debe medir.
Colocación del sensor
- Coloque el sensor lo más cerca posible de la fuente de calor: el rodamiento.
- Asegurar un buen contacto térmico con la superficie medida, utilizando pasta térmica para eliminar los espacios de aire.
- Proteja el sensor de las oscilaciones de temperatura ambiente y de las fuentes de calor radiante o convectivo que no sean el objetivo.
Alambrado
- Utilice el tipo de cable correcto para el sensor: el cable de compensación es obligatorio para los termopares a fin de evitar la introducción de uniones espurias.
- Aleje los cables de señal de los conductores de alta corriente y alta tensión para limitar el ruido eléctrico.
- Termine las conexiones correctamente, y apantalle y conecte a tierra el tramo donde el entorno lo exija.
5. 5. Aplicaciones típicas
El control de la temperatura aparece en todo el espectro de equipos rotativos:
- Supervisión de rodamientos: la aplicación más común: la detección precoz de lubricación problemas, la confirmación de un defecto de rodamiento en desarrollo y la detección de sobrecargas.
- Protección del motor: temperatura del devanado mediante RTD incorporados (la primera línea de defensa contra estator sobrecalentamiento y otros defectos de motor), además de temperaturas de rodamientos y bastidores que revelan sobrecarga y refrigeración inadecuada.
- Equipos de proceso: bombas (cojinete, precinto, y de la carcasa), compresores (temperaturas de descarga y de los cojinetes) y cajas de cambios (temperatura del cárter de aceite).
Los sensores de temperatura son compañeros indispensables de los sensores de vibración en un sistema integral. supervisión de maquinaria programa. El análisis de vibraciones detecta los defectos mecánicos en una fase temprana, mientras que la supervisión de la temperatura confirma el estado térmico, la fricción y la lubricación adecuada, lo que proporciona una imagen más completa del estado de los equipos y una alerta más temprana en una gama más amplia de modos de fallo que la que puede ofrecer cada tecnología por separado.
