FALLA DE UN MOTOR 3516 CAT

EQUIPO : Grupo Electrógeno Caterpillar

MODELO / SERIE : 3516B / ZAP00606

HORAS ACUMULADAS : 35,566 hrs.

HORAS PARCIALES : 2,425 hrs (desde su Overhaul)

TIPO DE SERVICIO : Evaluación de motor por falla por baja presión de aceite.

1. ANTECEDENTES

Ø 21-Dic-2014. SMU: 33,157.

Se termina las pruebas con carga resistiva en Load Cell después de su mantenimiento mayor (Overhaul).

Ø 14-Ene-2015. SMU: 33,398.

Horas parciales: 257 horas (desde su OH)

Horas del aceite: 257 horas.

OT N°: 1446801. Se realizó mantenimiento preventivo PM1F (primeras 250 horas)

Ø 14-Ene-2015. SMU: 33,398.

Horas parciales: 257 horas (desde su OH)

Horas del aceite: 257 horas.

Se envía una muestra del aceite a SGS para su análisis en la cual arroja alto contenido de hierro (13ppm) y cobre (8ppm).

Ø 26-Ene-2015. SMU: 33,710.

Horas parciales: 569 horas (desde su OH).

Horas del aceite: 312 horas.

OT N°: 1446766. Se realizó mantenimiento preventivo PM2 (500 horas)

Ø 11-Feb-2015. SMU: 34,074.

Horas parciales: 933 horas (desde su OH)

Horas del aceite: 364 horas.

OT N°: 1449785. Se realizó mantenimiento preventivo PM3 (1,000 horas)

Ø 08-Mar-2015. SMU: 34,508.

Horas parciales: 1,367 horas (desde su OH).

Horas del aceite: 410 horas.

Se envía una muestra del aceite a SGS para su análisis en la cual arroja alto contenido de hierro (13ppm) y cobre (10ppm).

Ø 13-Mar-2015. SMU: 34,604.

Horas parciales: 1,463 horas (desde su OH).

Horas del aceite: 530 horas.

Se envía una muestra del aceite a SGS para su análisis en la cual arroja alto contenido de hierro (18ppm) y cobre (35ppm).

Ø 24-Mar-2015. SMU: 34,944.

Horas parciales: 1,803 horas (desde su OH).

Horas del aceite: 846 horas.

OT N°: 1455987. Evaluación por falla de turbo-compresor derecho. Fractura del eje y soltura del rodete de la turbina. Se produce un amago de incendio y se extingue con polvo químico seco. Se concluye falla de turbo por defecto de fabricación.

Ø 25-Mar-2015. SMU: 34,944.

Horas parciales: 1,803 horas (desde su OH).

Horas del aceite: 846 horas.

Se obtiene una muestra de aceite y se envía al laboratorio para su análisis, arrojando alto contenido de hierro (40ppm) y cobre (195ppm). También se observa oxidación y sulfatación elevada del aceite debido a las horas sin cambio. Este aceite debió cambiarse a las 500 horas.

Ø 27-Mar-2015. SMU: 34,944.

Horas parciales: 1,803 horas (desde su OH).

Horas del aceite: 846 horas.

Aún con el motor inoperativo se obtiene una muestra de aceite y la envía a SGS para su análisis, resultados SGS indica alto contenido de hierro (38ppm) y cobre (170ppm).

Ø 27-Mar-2015. SMU: 34,944.

Horas parciales: 1,803 horas (desde su OH).

Horas del aceite: 846 horas.

OT N°: 1453590. Se realizó mantenimiento preventivo PM2 (500 horas).

Luego personal de Orvisa se encargó del arranque y pruebas después de las reparaciones realizadas por la falla del turbo. El equipo quedó en línea.

Ø 12-Abr-2015. SMU: 35,256.

Horas parciales: 2,115 horas (desde su OH).

Horas del aceite: 312 horas.

Se envía una muestra del aceite a SGS para su análisis en la cual arroja alto contenido de hierro (13ppm).

Se envía una muestra de aceite a otro laboratorio para su análisis, arrojando alto contenido de hierro (11ppm) y cobre (56ppm), similar al resultado de SGS.

Ø 15-Abr-2015. SMU: 35,379.

Horas parciales: 2,238 horas (desde su OH)

Horas del aceite: 435 horas.

OT N°: 1458611. Se realizó mantenimiento preventivo PM2 (500 horas)

Ø 24-Abr-2015. SMU: 35,566.

Horas parciales: 2,425 horas (desde su OH).

Horas del aceite: 187 horas.

Parada de motor por problemas en la red de media tensión. Al intentar arrancar nuevamente el motor no gira. Se diagnostica cigüeñal trabado.

Ø 28-Jun-2015. SMU: 35,566.

Horas parciales: 2,425 horas (desde su OH).

Horas del aceite: 187 horas.

Se obtiene una muestra de aceite después de la falla y se envía al laboratorio para su análisis, arrojando alto contenido de cobre (9ppm), hierro (28ppm), plomo (16ppm), estaño (5ppm) y aluminio (68ppm). Lo que corresponde al desgaste adhesivo encontrado en los metales de biela y bancada.

2. EVALUACIONES REALIZADAS

2.1. LINEA DE TIEMPO DE LAS INTERVENCIONES DEL MOTOR DESDE SU SALIDA DE OVEHAUL

2.2. EVALUACIÓN DE LOS CÓDIGOS REGISTRADOS EN LOS ECM´S DEL MOTOR Y TABLERO DE CONTROL DEL GENERADOR

El ECM del tablero del generador (EMCP3.3) indica un odómetro mayor al ECM del motor en 3,887 horas, esto debido a que es una práctica común en este cliente intercambiar los generadores de los grupos electrógenos de acuerdo a la disponibilidad de los motores que van saliendo del taller de Overhaul. Por lo tanto este tablero (y generador) no estaban acoplados originalmente a este motor y a eso se debe la diferencia de los odómetros.

En los códigos de diagnóstico registrado del EMCP3.3 se encontró un código que indica que el motor paró caliente, siendo el último evento ocurrido a las 37,573 horas. Ver cuadro:

Restando el odómetro actual y el odómetro al momento de registrase este evento en el EMCP3.3, tenemos:

39,453 – 37,573 = 1,880 horas.

Lo que indica que este evento ocurrió 1,880 horas antes de la falla final del motor.

Si retrocedemos esta cantidad de horas en el odómetro del ECM del motor tenemos que este evento se registró a las 35,566 – 1,880 = 33,686 horas del motor.

Y si restamos este odómetro al que tenía el motor al salir de su Overhaul tenemos:

33,686 – 33,141 = 545 horas.

Lo que quiere decir que este evento de alta temperatura ocurrió 545 horas después del Overhaul y si observamos la línea de tiempo y los reportes de horas del operador, este evento debió ocurrir el 25-Ene-2015, un día antes de su mantenimiento de 500 horas.

En los códigos de eventos registrados se encontró lo siguiente:

De los códigos encontrados se observa dos eventos asociados a una baja presión de aceite (nivel 1: Alarma y nivel 3: Parada) ocurridos en el mismo odómetro, una hora antes de la parada final del equipo de acuerdo al odómetro del EMCP3.3.

También se observa un evento de alta temperatura de refrigerante (Nivel 1: Alarma) ocurrido a las 37,027 horas.

Realizando el mismo análisis anterior, se observa que este evento ocurrió a las 33,140 horas del motor. Suceso que ocurrido antes de su llegada al taller para su Overhaul, por lo tanto este evento no se considera para efectos del análisis de falla.

Otro código de evento registrado es el siguiente:

Este evento sólo indica que la modalidad de parada del motor se debe al accionamiento de un interruptor auxiliar.

También se encontró el siguiente evento registrado:

Este evento confirma la versión del operador acerca de una parada general de la planta de generación antes de la falla del motor por un cortocircuito en la línea de media tensión.

En códigos de diagnóstico registrado se encontró lo siguiente:

Ambos códigos indicando “Voltaje sobre normal” sólo evidencian un problema eléctrico del sensor y la última ocurrencia coincide con edómetro del ECM del motor, así que este código se generó al desconectar el arnés de los sensores después de la falla del motor.

En códigos de eventos registrados se encontró lo siguiente:

El código E040(3) es un código de baja presión de aceite nivel 3 que ordena al ECM parar el motor por baja presión de aceite, evento ocurrido una sola vez con el odómetro en 35,566 horas que viene a ser la parada final del equipo debido a la falla.

El código E100(1) es un código de baja presión de aceite nivel 1 que indica Alarma por baja presión de aceite, pero no ordena al ECM parar el motor, evento ocurrido en el mismo odómetro que la baja presión de aceite nivel 3. Por lo tanto la caída de presión de aceite tuvo que ser rápida para que ambos eventos ocurran en el mismo odómetro.

2.3. EVALUACIÓN DE UNIDADES DE POTENCIA (PISTÓN, BIELA Y CAMISAS)

Todas las bielas quedan fuera de servicio debido al desgaste adhesivo de los metales que quedaron fundidos con las bielas.

Los pistones y camisas se deben evaluar para determinar su reusabilidad.

Durante la evaluación de las bielas se encontró que todas fueron montadas con metales en “Under Size” 0.025in (0.63mm), N° parte: 107-7331, debido a que los muñones del cigüeñal fueron rectificados a 0.025”.

2.4. EVALUACIÓN DE CIGÜEÑAL

Durante la evaluación se encontró que el cigüeñal fue montado con metales de bancada en “Under Size 0.025in (0.63mm)” N° Parte: 149-6032.

No es posible medir los diámetros de los muñones debido al desgaste adhesivo de los metales que dañaron y quedaron fundidos en el cigüeñal.

Imagen del muñon de biela del cigüeñal correspondiente a las bielas 5 y 6.

2.5. EVALUACIÓN DE BLOCK

Se inspeccionó la galería de lubricación central del block, las galerías laterales de lubricación de los Jets y las galerías laterales de lubricación del eje de levas y no se encontró rastros de más partículas de suciedad.

El túnel de bancada se encuentra recalentado y con desgaste adhesivo con los metales de bancada que se giraron debido a la falta de lubricación.

2.6. EVALUACIÓN DE EJES DE LEVAS Y LEVANTA VÁLVULAS (LIFTERS)

Los ejes de levas presentan marcas visibles de desgaste por falta de lubricación en casi todos los lóbulos de admisión, escape e inyectores, y también tiene algunos muñones de apoyo del eje de levas con degaste por falta de lubricación.

Marcas de desgaste del eje de levas por falta de lubricación.

2.7. EVALUACIÓN DE PORTA FILTROS DE ACEITE

Se desarmó el portafiltro de aceite y todas las cañerías de entrada y salida para verificar el estado de los Orines, encontrando todos los Orines completos y en buen estado.

Se descarta que un Oring haya pasado al conducto de lubricación central del motor por un mal montaje.

Tampoco se encontró fuga de aceite hacia el exterior del motor por falla de algún Oring.

2.8. EVALUACIÓN DE ENFRIADOR DE ACEITE

Se realizó una inspección visual y se encontró en buen estado.

No se realizó prueba hidrostática.

2.9. EVALUACIÓN DE BOMBA DE ACEITE

La carcaza, engranajes, bocinas y tapa de la bomba de aceite se encontraron en buen estado.

No se evidencia desgaste por falta de lubricación. Sólo en encontró pequeñas marcas de desgaste abrasivo en los engranajes debido a las partículas metálicas suspendidas en el aceite.

Los Orines ubicados en las cañerías antes y después de la bomba de aceite también estaban completos y en buenas condiciones. El único Oring que se encontró roto fue un Oring del tubo de succión de aceite, pero a pesar de encontrarse roto estaba completo. Posiblemente se rompió durante el desarmado.

2.10. EVALUACIÓN DE CULATAS Y TREN DE BALANCINES

Durante la inspección visual se encontró los componentes de las culatas en buen estado.

Se desmontó varios lifters de las culatas para verificar su estado, encontrando varios lifters con desgaste abrasivo por falta de lubricación, pero no se encontró evidencias de partículas de suciedad de gran tamaño (visibles a simple vista).

La culata N° 5 se encontró con abundante óxido y con agua en el interior del cilindro debido a una fuga interna de agua por un Ferrule mal instalado durante el montaje de culatas.

El abundante óxido y agua encontrada dentro del cilindro también se debe al tiempo que el motor estuvo parado en espera de su desarmado para realizar el análisis de falla.

Esta fuga de agua por el Ferrule mal instalado no pudo ocasionar una traba hidráulica ni tampoco este tipo de falla en el motor debido a que no hubo presencia de agua en los resultados de los análisis de aceite, por lo tanto la fuga de agua era mínima y se consumía en el cilindro durante el funcionamiento del motor.

2.11. EVALUACIÓN DE ENGRANAJES DE SINCRONIZACIÓN

Todas las bocinas de los engranajes de sincronización y las bocinas de los engranajes de accionamiento de las bombas de agua principal y secundaria se encontraron con evidencias de desgaste abrasivo por falta de lubricación.

Los dientes de los engranajes se encontraron en buen estado.

2.12. EVALUACIÓN DE TURBO-COMPRESORES.

No se desarmó.

2.13. ANÁLISIS QUÍMICO DE LAS PARTÍCULAS ENCONTRADAS EN LOS CONDUCTOS DE LUBRICACIÓN DEL CIGÜEÑAL.

Se adjunta, como anexo, los resultados del análisis realizado a la muestra del material encontrado en los conductos de lubricación del cigüeñal y su comparación de una muestra del material del filtro de aceite, los cuales no coinciden. Por lo tanto se descarta que el filtro haya fallado o se haya desintegrado y pasado al conducto de lubricación.

Este análisis se realizó con la finalidad de determinar que material fue el que obstruyó los conductos de lubricación del cigüeñal, encontrando abundante hollín.

CONCLUSIONES.

Es actividad para el lector. Si necesita mas información escribirnos al correo o wasaap