Inspección boroscópica de grandes motores alternativos

Los grandes motores de combustión interna alternativos (RICE, sigla en inglés) son empleados ampliamente en muchos sectores industriales, como en la generación eléctrica o equipamiento mecánico de propulsión (p. ej., árboles/ejes propulsores y bombas). El principio de funcionamiento de estos motores es el mismo que el de los motores de combustión automáticos tradicionales, pero a una escala mucho mayor. En este documento se tratarán las técnicas de control del estado de los motores de combustión interna alternativos y el uso de los boroscopios, junto con las directrices de las prácticas más adecuadas y los consejos de diagnóstico y soluciones de problemas, a fin de sacar el máximo provecho de estos tipos de inspecciones.

Figura 1 Motores de combustión interna alternativos

Para hacer funcionar y mantener grandes motores de manera eficiente, es necesario comprender el estado de sus componentes. Esto se logra a través de varias técnicas de control del estado. Cada técnica proporciona un tipo de información acerca del motor. Esta lista resume las técnicas de control del estado más comunes utilizadas para las inspecciones de los RICE:

• Instrumentación: se controlan continuamente las lecturas extraídas a partir del sensor del motor, como la temperatura, presión, vibración, composición de gas residual de escape, etc.
• Análisis de aceite en uso: se recogen periódicamente muestras de aceite que son analizadas en laboratorio; a través de esta técnica se sabe el nivel de degradación del aceite o presencia de partículas que pueden ser estar asociadas a una contaminación, desgaste o daño.
• Inspección boroscópica (BSI): se ejecuta una inspección visual de las piezas internas del motor; puede que se requiera o no el desmontaje de piezas.
• Reducción básica/desmontaje: se reduce el desmontaje hasta las piezas de base o se desmonta por completo el motor para la inspección, revisión o reemplazo.

Las técnicas de instrumentación y de análisis de aceite en uso no son invasivas; por tanto, no se requiere la interrupción de las operaciones de los RICE. Además, son vistas como el primer enfoque para el control de estado. Pero, dado que estas técnicas proporcionan una información limitada, es posible que se requiera una inspección boroscópica regular, ya sea como parte de una estrategia de mantenimiento preventivo o como herramienta en el mantenimiento reactivo. El objetivo de una inspección boroscópica en un motor alternativo es la cámara de combustión, a la que también se le denomina «cilindro». Los componentes en el entorno de la cámara de combustión están sujetos a presión y temperaturas altas; por tanto, deben ser controlados en busca de daños o desgaste. Aparte del cilindro, es posible inspeccionar otras partes de un motor con un boroscopio, como las camisas de agua, galerías y sumideros de aceite, turbocargadores, sistemas y alternadores de refrigeración y circulación de aire, entre otros.

Figura 2: Representación de la cámaras de combustión (cilindros)

Tecnología boroscópica: Un gran legado

Los motores alternativos están en el mercado desde principios del siglo 20 y una de las aplicaciones iniciales de la tecnología boroscópica era inspeccionarlos. El primer tipo de endoscopio industrial a ser comercializado fue el boroscopio rígido, seguido por los fibroscopios flexibles. Hoy, los videoscopios representan la vanguardia en la inspección boroscópica, debido a su versatilidad, facilidad de uso y capacidad para adquirir imágenes y videos. La Tabla 1 presenta una descripción general de las características de cada uno de estos sistemas. Si bien se siguen usado los boroscopios rígidos y fibroscopios, este documento se centra en los videoscopios, debido a su aplicación generalizada.

Tabla 1: Comparación entre las características de los boroscopios rígidos, fibroscopios y videoscopios

Tal como puede apreciarse en la Tabla 1, los videoscopios poseen importantes ventajas técnicas por sobre los boroscopios y fibroscopios. Una inspección boroscópica ejecutada por un videoscopio será mucho más rápida; esto se debe a un menor número de piezas por instalar y de ajustes para obtener una imagen adecuada. Asimismo, otorga mejores datos para los informes ya que tanto las imágenes como los videos pueden ser grabados fácilmente.

A nivel de la cartera de inspección visual remota (RVI) de Evident, los videoscopios recomendados para la inspección de los RICE son el IPLEX™ G Lite y el IPLEX GT. Ambos videoscopios producen imágenes de alta calidad, lo que permite evaluar componentes y generar ulteriormente los informes asociados.

Obtener la configuración justa

• Tubo de inserción de 2 m (6,6 pies) de longitud
• Diámetro de sonda de 6 mm
• Dos puntas ópticas:
  • Punta de orientación lateral para enfoque lejano (AT120S/FF) que sirve para la visualización general del cilindro.
  • Punta de orientación angular para enfoque cercano (AT120D/NF) que sirve para una inspección más profunda.

Figura 3 Funda rígida y brazo articulado

Inspección cilíndrica 101: Procedimiento adecuado

Preparación del videoscopio

• Antes de introducir la sonda videoscópica, verifique si posee la punta óptica correcta para la inspección a seguir, y asegúrese de que tanto la punta óptica como el término distal estén limpios.

Inserción de la sonda en el cilindro

• Se recomienda el uso de la funda rígida para introducir la sonda a través del puerto de acceso, tal como se muestra en la Figura 3. Esto permitirá proteger la sonda en el momento de introducirla, lo que reduce condiciones de contaminación por aceite y los daños en la sonda. La funda rígida elimina la necesidad de sostener la sonda, mejora la estabilidad de la imagen y reduce condiciones de choque contra la superficie interna del cilindro.
• Una vez que la sonda se encuentra dentro, para obtener imágenes con una orientación reproducible, gire la sonda hasta que el punto horario de las 12 este en la parte superior de la imagen que se proyecta en la pantalla.
• Frecuentemente, es posible determinar las direcciones del cilindro al observar la cabeza (parte superior) del pistón, cuyas características o marcas específicas dependen de una dirección específica.

Posicionamiento del pistón

• La inspección del cilindro debe llevarse a cabo a partir del pistón que se halla en la parte inferior del cilindro (centro inferior). Esto permite al inspector visualizar las paredes cilíndricas en la mayor medida posible.
• Para ubicar un pistón justo en la parte inferior, se observa la pantalla del videoscopio a medida que da vueltas al motor de forma manual hasta que el pistón se halle en la posición correcta.
• Para incrementar la eficiencia de su inspección, es posible determinar una secuencia en su inspección en función de la secuencia de accionamiento, ya que varios pistones presentan una ubicación sincronizada.
• Puede usar la aplicación IPLEX Image Share app para visualizar la posición del pistón a medida que el motor da vueltas.

Inspección

• Tras ubicar correctamente el pistón, podrá iniciar la inspección.
• Se recomienda llevar a cabo una inspección general usando una punta óptica de visión lateral (ángulo de 90°), con la que podrá obtener una vista general de las paredes cilíndricas, los pistones, el banco de válvulas y las válvulas, tal y como se muestra en la Figura 4.
• Si se requieren más detalles, es posible cambiar la punta óptica por una de orientación directa, cuyo fin es ofrecer una inspección más detallada a una distancia más cercana del objetivo.
• Con el fin de mantener una gestión más fácil de sus imágenes grabadas, almacene las imágenes de cada cilindro en una carpeta aparte dentro de su dispositivo de memoria; de esta forma, cada nombre de archivo de imagen contará con un nombre de carpeta propio, lo que facilitará aún más la gestión de archivos y la generación de informes después de la inspección.
• Grabe imágenes o videos tanto y como se requiera.

Reemplazo de la sonda

• Después de terminar la inspección de un cilindro, desbloquee la articulación de sonda (busque el símbolo de candado en la pantalla del videoscopio con la parte curva anclada).
• Retire la sonda del cilindro.
• Mueva la funda rígida y el brazo articulable al siguiente pistón que debe ser inspeccionado.

Figura 4 Esquema que muestra cómo usar la punta óptica de orientación lateral a fin de obtener una vista general del cilindro

Resolución de problemas

Inspección boroscópica de grandes motores alternativos

Conclusiones

Los videoboroscopios (también conocidos como videoscopios) son una excelente herramienta para llevar a cabo la inspección boroscópica de motores alternativos. Para ello, se recomienda el videoboroscopio IPLEX G Lite o IPLEX GT. Si se siguen los procedimientos más adecuados comentados en esta nota de aplicación, los inspectores pueden ejecutar inspecciones eficientes con imágenes de alta calidad. Esto les permitirá diagnosticar y determinar de forma rápida y eficaz el estado de los componentes del motor sin necesidad de desmontar dichos sistemas, lo que reduce los costos (Esp. costes) de mantenimiento.
Si desea más información sobre nuestra gama de videoboroscopios o concertar una demostración, póngase en contacto con nosotros.

Recursos adicionales

• Seminario web — «Inspección boroscópica de los generadores de gas y diesel»
• Seminario web — «Inspección boroscópica de los generadores de gas y diesel»»
• Folleto del IPLEX G Lite
• Folleto del IPLEX GT