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El mantenimiento de centrales y equipos hidráulicos

Una central hidráulica es un elemento auxiliar considerado como crítico en una máquina de papel prensa u otros entornos industriales de proceso continuo. Encontramos centrales hidráulicas a lo largo de toda la máquina de papel, en la sección de formación y prensas, para los movimientos de diversas partes de la misma, bandejas, rodillos, aperturas de bastidores, etc. En una sección de prensas es habitual encontrar centrales hidráulicas diseñadas para proporcionar la energía mecánica necesaria para el prensado de la hoja de papel en los diversos nip de prensas. En calandras y enrolladora también encontraremos sistemas hidráulicos de potencia para proporcionar la energía necesaria para el movimiento de las diversas partes de la máquina o el correcto proceso de calandrado de la hoja de papel. Como todo elemento crítico integrado en una máquina y destinado a un proceso concreto de fabricación, las centrales hidráulicas necesitan una especial atención y aplicación de un estricto plan de mantenimiento preventivo y predictivo destinado a reducir, todo lo que sea posible, el fallo del equipo durante su funcionamiento normal. Os mostraré, de manera mas o menos generalizada, en que consiste y como se aplica el plan de mantenimiento preventivo y predictivo sobre una central hidráulica y sus equipos. El fin último de este plan es aumentar la eficiencia y fiabilidad del equipo reduciendo y/o eliminando tiempos improductivos provocados por fallos del mismo.

El campo de aplicación de los sistemas hidráulicos es infinitamente amplio. Pueden ser muy simples como una bomba fija y un solo actuador y extremadamente complejos como son los sistemas de múltiples bombas, usando hidráulica proporcional y con funciones integradas de regulación. Por tanto se deben planear y ejecutar las medidas preventivas  y predictivas de estos equipos en función de la importancia y tiempo de uso, de las consecuencias de su fallo (paro de una planta) y de las necesidades de disponibilidad de la central hidráulica.

Inspección

Los trabajos de inspección están encaminados a reconocer el estado real del equipo con la finalidad de conocer cómo y porqué avanza la reducción de la eficiencia y fiabilidad del equipo dentro del proceso productivo del que se trate. Los puntos de inspección, específicos de cada equipo, deben encontrarse claramente listados en la denominada ruta de inspección. Así, el control podrá realizarse por personal de diversa capacitación. Según sea la naturaleza del sistema hidráulico así serán los tiempos de servicio. En grandes sistemas podremos encontrar puntos de inspección diarios, mensuales e incluso anuales y, por supuesto, serán tiempos de servicio vivos que podrán modificarse en todo momento gracias a la experiencia del responsable y al resultado o información obtenida. Como puntos importantes a inspeccionar podemos mencionar:

Verificar niveles de aceite en el tanque: Pueden indicarnos fugas externas del sistema, si el nivel baja, o fallos en intercambiadores térmicos aceite-agua, si el nivel aumenta.

Verificar la eficiencia de los intercambiadores de calor: Particularmente si se trata de intercambiadores de aire-aceite en entornos muy sucios, pulverulentos y calurosos, comprobando su correcta limpieza. Es importante la calidad del agua en intercambiadores de agua-aceite (la suciedad aisla tubos y placas) así como su correcto caudal.

Verificar la no existencia de fugas en el sistema: Deben inspeccionarse tuberías, mangueras, bombas, armarios hidráulicos, bloques de válvulas y actuadores hidráulicos para verificar la no existencia de fugas de aceite.

Verificar la temperatura del aceite: Un incremento de la temperatura de servicio del aceite puede indicar una reducción de la eficiencia de los intercambiadores de calor (suciedad interior, polvo exterior, ventilador fuera de servicio, falta de alimentación de agua, etc.), puede indicar igualmente desgaste en elementos hidráulicos (incremento del caudal de aceite de fugas), fallos en válvulas limitadoras de seguridad (laminación del aceite) e incluso exceso de la capacidad de uso de los actuadores hidráulicos.

Verificar caudales del aceite de fugas: En ciertos elementos como son bombas, motores hidráulicos, válvulas de control, etc. existe lo que llamamos caudal del aceite de fugas. Son elementos que necesitan una conexión de retorno hacia el tanque hidráulico. Midiendo (o comprobando, aunque a veces no es fácil) este caudal podemos conocer la tendencia de desgaste del elemento en cuestión. El movimiento, con los elementos de control cerrados, de un actuador hidráulico sometido a una carga externa puede indicarnos igualmente defectos en juntas o elementos de estanqueidad.

Verificar la limpieza del fluido: Mediante inspección visual sólo controlamos de forma gruesa la limpieza o existencia de agua en el aceite. Para un mayor control del fluido usado deben tomarse muestras de aceite, durante el servicio de la central y sobre la tubería de impulsión (en puntos cercanos a la bomba) que serán sometidos a análisis gravimétricos (nos indica la proporción de sustancias sólidas), al conteo de partículas con medios electrónicos e incluso a una investigación al microscopio (determinación de la composición del fluido) llevados a cabo por un laboratorio o empresa especializada, generalmente nuestro proveedor habitual del aceite hidráulico.

Verificar el grado de ensuciamiento de filtros: Esto es posible midiendo la presión diferencial entre la entrada y salida del filtro o con el empleo de filtros con indicadores ópticos de ensuciamiento. Un alto contenido de sustancias sólidas en el fluido provoca un rápido desgaste de los componentes hidráulicos.

Verificar las características químicas del aceite: La estabilidad química del fluido no permanece inalterada en el tiempo debido a las solicitaciones a las que lo sometemos. Deben comprobarse periódicamente el índice de acidez, el indice de saponificación, proporción de productos de oxidación, viscosidad e índice de viscosidad. Es mas importante si cabe cuando usamos aceites sintéticos, estos cambios químicos pueden producir daños en componentes mecánicos (corrosión). Suelen realizarse este tipo de análisis químicos en laboratorios especializados propios del mismo fabricante del aceite.

Verificar temperaturas en cojinetes: Es una comprobación para buscar cambios significativos en puntos de control sobre bombas, indicativos de una posible avería por deterioro de elementos mecánicos.

Verificar el ruido producido: Se trata de comprobar la existencia de cambios significativos en el ruido generado por los elementos del sistema hidráulico, indicativos de fallos en los elementos. Un siseo sobre una válvula limitadora indica que puede estar dañada, rechinar de cilindros en arranque y parada puede indicar desgaste en las guías, ruido sobre bombas que indican daños mecánicos, etc.

Verificar el buen funcionamiento de la secuencia: Se trata de comprobar que los actuadores hidráulicos realizan su secuencia de trabajo a la velocidad y valores de presión establecidos. Cambios significativos en la potencia y velocidad de estos elementos pueden indicar fallos del sistema.

Verificar el estado de tuberías y mangueras: Consiste en la comprobación del buen estado físico de tuberías y mangueras flexibles del sistema, de la correcta soportación de las mismas, de la no existencia de golpes, roces, desgastes, etc.

Control de acumuladores de presión: Periódicamente, durante una parada del sistema, deben comprobarse las presiones de llenado de gas en los acumuladores hidráulicos de vejiga, de membrana y de émbolo.

Trabajos de mantenimiento

Los trabajos de mantenimiento engloban aquellas tareas a realizar para conservar el buen estado y funcionamiento de la instalación minimizando la reducción de su vida útil. No están tan separados como pueda pensarse de los trabajos de inspección y frecuentemente pueden realizarse a la vez, junto con las inspecciones periódicas. Básicamente podemos enumerar los mas importantes:

Reposición de aceite en la central: Deben utilizarse aceites de relleno exactamente iguales a los existentes dentro de la central. En el caso de aceites sintéticos es importante no mezclar fluidos distintos o de otros fabricantes. Debe realizarse a través de un sistema de filtrado adecuado, igual al existente en la central e incluso más severo.

Cambio del aceite hidráulico: Sólo en caso de la detección de cambios significativos en su composición química o en su grado de limpieza fina que no sea posible eliminar mediante equipos de filtrado externo (equipos mas severos de limpieza). Debe ir acompañado de una limpieza exhaustiva del tanque y realizarse a través de un filtro igual al existente en la central o de poro mas pequeño.

Sustitución de filtros: Cuando tengamos una indicación de filtro sucio deberán sustituirse por filtros de iguales características.

Reajuste de presiones: Ajuste de presiones en válvulas limitadoras, reductoras, circuitos de mando de conexión y desconexión, etc.

Eliminación de fugas: Con el sistema parado y sin presión deberán eliminarse todas las fugas que existan sobre el sistema hidráulico, reemplazando para ello todos los elementos de cierre (juntas, anillos, etc.) que sean necesarios.

Limpieza de los equipos: Es importante mantener los elementos del sistema en perfecto estado de limpieza, ello contribuye a realizar inspecciones más cómodas, eficientes y a realizar intervenciones mas seguras. No está de mas mencionar que estas limpiezas deberán efectuarse sin que entre nada al depósito y sin dañar ningún elemento, en caso de limpiezas a presión con vapor, por ejemplo.

Sustitución de vejigas y acumuladores: Si tras nuestra inspección hemos detectado la existencia de vejigas y membranas de acumuladores dañadas habrá que reemplazar estos elementos, cambiando las vejigas o sustituyendo aquellos acumuladores no desmontables.

Reemplazo de elementos hidráulicos: Sobre equipos sometidos a trabajo continuo y de un alto grado de criticidad podemos aplicar un mantenimiento preventivo estricto cambiando periódicamente aquellos elementos que, bajo nuestra experiencia, presente un alto riesgo periódico de fallo. Dependerá evidentemente del equilibrio existente entre el coste del elemento y el coste de la avería producida. En caso contrario, nuestro criterio debería estar basado en términos de mantenimiento predictivo bajo condición del elemento en cuestión (ruido, temperatura, vibraciones, fugas, etc.). Estos elementos pueden ser: elementos de cierre y estanqueidad, racordaje, válvulas limitadoras, de mando tipo corredera, elementos de transmisión como acoplamientos, mangueras hidráulicas, etc.

Trabajos de reparación

Estos trabajos engloban todas aquellas tareas encaminadas a reponer el buen estado de funcionamiento del equipo hidráulico tras un fallo o avería. Quiero hacer hincapié sobre la seguridad a mantener durante la intervención en sistemas hidráulicos, antes de realizarla hay que parar y bloquear eléctricamente el accionamiento de bombas de presión y recirculación, descargar la presión residual en circuitos y en acumuladores de presión, avisando de nuestra intervención a todo el personal involucrado en el uso o mantenimiento del sistema. Es muy importante, para obtener un buen resultado en este tipo de intervención, el disponer de una documentación eficaz del equipo hidráulico. Recomiendo la inclusión cerca del equipo del esquema hidráulico del sistema junto con una copia de toda aquella documentación que pueda aportarnos alguna información sobre el funcionamiento del mismo. Es importante igualmente disponer de aparatos de medición de presión cerca de los equipos como manómetros con toma Minimex, termómetros, estetoscopio e incluso medidores de caudal externos o acoplados mediante la apertura del sistema. Debemos disponer de un taller o lugar adecuado para realizar las reparaciones de los elementos dañados y/o desmontados, manteniendo un grado de limpieza extremo mediante máquinas de limpieza o productos adecuados compatibles con el fluido hidráulico. Hay que volver a montar los elementos hidráulicos siguiendo las instrucciones del fabricante en cuanto a cebado o llenado de los equipos con el mismo aceite hidráulico usado en el circuito.

Tras la reparación o sustitución de elementos en los sistemas hidráulicos es importante observar el comportamiento de la máquina tras la intervención. Pueden presentarse comportamientos anormales en un primer momento que indiquen la existencia de aire en el circuito y la necesidad de purgarlo a través del punto mas alto, bien por medio de tomas Minimex adecuadas o por desconexión de racores en mangueras y tuberías.

En otras ocasiones será adecuado reparar los equipos hidráulicos en talleres especializados o del fabricante de los mismos, bien por no disponer del lugar y herramientas adecuadas o bien por la necesidad de un ajuste final o chequeo del equipo en un banco de pruebas.

De momento es todo en cuanto al plan de mantenimiento aplicado sobre centrales y equipos hidráulicos, tened en cuenta que dependerá mucho del tipo de equipo, uso e importancia dentro del proceso productivo. Me gustaría marcar igualmente unas pautas o normas básicas a la hora de diseñar o implantar nuevos equipos hidráulicos, es decir, cómo deben ser o que elementos deben disponer para facilitar al máximo un buen mantenimiento de los mismos pero esto lo trataré en otra entrada, más adelante. Por favor, dejadme vuestros comentarios e inquietudes. Gracias.

Un saludo

mecantech@gmail.com
  1. omar rivera
    23/09/2012 a las 21:45

    gracias por el dato me sera de mucha ayuda ya que recien me estoy dando a conocer en el area de mantenimeintos industriales a pequenas companias y no tenia forma de hacer una buena propuesta con palabras poco mas convincentes y profecionales

    • 23/09/2012 a las 21:49

      Gracias a tí por tu visita al blog y por tu comentario. Un saludo.

  2. 10/09/2014 a las 06:00

    de la poca buena información que se puede encontrar en la web sobre mantenimiento hidráulico, gracias.

    • 10/09/2014 a las 06:55

      Gracias por comentar y me alegro que te sea de utilidad. Un saludo.

  3. 09/10/2014 a las 02:30

    hola UNA CONSULTA CUAL ES LA TEMPERATURA IDELA PARA EL ACEITE VISCOSIDADA 68

    • 09/10/2014 a las 06:44

      Hola, para una central de potencia suele estar comprendida entre 49 y 55 grados. Dependerá del tamaño de la central, del caudal de las bombas y del tiempo de permanencia del aceite en la central. Un saludo.

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