skf motores pruebas

7162019 SKF MOTORES PRUEBAS

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Mantenimiento Predictivo Eleacutectrico ndash

Anaacutelisis Estaacutetico

1er Encuentro de Mantenimiento Predictivo

26 de Abril 2012 El Salvador

Wilmar Leoacuten Pentildea

Condition Monitoring Portables amp Baker - Product Manager

SKF Latintrade



copy SKF Group Slide 2

Tecnologiacutea Equipos SKF Baker Estaacuteticos

Cortesiacutea Root Cause Analysis EASA




Tecnologiacutea de pruebas Estaacuteticas


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Pruebas Eleacutectricas Estaacuteticas aplicadas a Motores

Evaluacioacuten de la condicioacuten delaislamiento

1

Prueba de resistencia oacutehmica

2 Resistencia aislamiento a tierraIEEE 43

3 Iacutendice de polarizacioacuten (IP)Absorcioacuten

dieleacutectrica (AD) IEEE 434 HiPot

(Step

Voltage) IEEE 95

5

Surge o Impulso IEEE 522




Matriz de Equipos Baker Estaacuteticos




1 Resistencia Oacutehmica

bull Para poder realizar la prueba de resistencia Ohmica se requiere

contar con

un equipo muy preciso

bull

El eacutexito para poder obtener un buen valor de resistencia oacutehmica es llevando

una tendencia de su comportamiento

bull Para asegurar una buena lectura de la resistencia el equipo debe tener la

capacidad de leer hasta 0001 ohm

y aplicar varios amperios a bajas tensiones

(voltajes)

bull

Para lograr lo antes mencionado el mejor meacutetodo a utilizar seriacutea el de

puente Kelvin

Los equipos de Baker Instruments cuentan con las capacidades para poder realizar laMedicioacuten de resistencia ohmica de manera muy exacta




Delta R




Diferentes nuacutemeros de vueltas en una bobina por fase

bull Diferentes diaacutemetros de cobre (alambre)

bull Altas resistencias en las conexionesbull Cortocircuito entre espiras

bull Espiras quebradas

Problemas a identificar con medicioacuten deresistencia oacutehmica




2 Prueba de resistencia de Aislamiento a Tierra




Un poco de concepto

bullLa prueba de meg-ohm

permitiraacute

identificar problemas como Determina si el

motor fallo a tierra contaminacioacuten por superficie humedad etc

bullEsta prueba no puede asegurar el estado del motor si esta 100 buenoencontrar fallos espira a espira encontrar fases abiertas fallas entre fases

bullCARACTERISTICAS

bull Altamente sensible a la temperatura y humedadbull Para que los datos sean consistentes se debe corregir el valor por temperatura

bull Motor limpio es mejor

bull Solo brinda informacioacuten de cortocircuitos a tierra (no entre espiras)

La prueba de Meg-Ohm debe realizarse con la temperatura corregida a40degC

PI= IR10min IR1min




Tensiones de prueba (IEEE 43-2000)

V LINEA (AC) V PRUEBA (DC)

lt -

1000 500

-

1000-2500 500-1000

-2500-5000 1000-2500

-5000-12000 2500-5000

gt-12000 5000-10000




3 Iacutendice de Polarizacioacuten

La prueba de iacutendice de polarizacioacuten busca evaluar lo siguientebull Determina la elasticidad del aislamiento a tierra

bull Los sistemas de aislamiento viejos polarizan muy raacutepido

bull Los sistemas de aislamiento nuevo no polarizan raacutepido

bull

Una vez maacutes esta prueba solo detectaraacute

problemas a tierra y no problemas entre

espiras




Curva de PI Correcta




Curva de PI defectuosa ndash Motor con problemas




Absorcioacuten Dieleacutectrica

Debido a que los nuevos sistemas de aislamiento no polarizan mucho se invento la pruebade absorcioacuten dieleacutectrica (AD)

bullIEEE 43-2000

ldquo

Si IR a 1 min es mas grande que 5000 Mohms el IP puede no ser significativo En estos

casos el IP debe ser descartado como medida de la condicioacuten del aislamientordquo

AD= IR3min IR30 seg




Precauciones durante esta prueba de PIAD

Las pruebas de IPAD son muy difiacuteciles de realizar correctamente Antes de tomar unconclusioacuten sobre los resultados que muestren las pruebas de IP o AD deberiacuteamos detener en cuenta lo siguiente

bull El aislamiento se deberiacutea de polarizar

bull Esta el motor contaminado (Huacutemedo sucio sustancias quiacutemicas etc)bull La corriente inicial de fuga es insignificante

Nota

Posterior a la pruebas de IPAD los motores quedan polarizados Para depolarizarla elmotor debe de colocarse a tierra por un tiempo mayor al de la prueba

bull Ambas pruebas nos indicaran problemas de aislamiento a tierra deteriorado o deacutebil

bull Un motor seco puede exceder los 20mil meg-ohm

faacutecilmente a 10 minutos

bull El instrumento tiene que ser capaz de medir al menos 20mil meg-ohms Es preferibleque pueda medir hasta 50mil meg-ohms

bull Aislamientos resecos endurecidos fragilizados etc




Tensiones de prueba para IPAD (IEEE 43-2000)


lt -

1000 500

-

1000-2500 500-1000

-2500-5000 1000-2500

-5000-12000 2500-5000

gt-12000 5000-10000




Valores recomendados por norma IEEE 43-2000

NEMA CLASE A 15

NEMA CLASE B 20

NEMA CLASE F 20

NEMA CLASE H 20




Algunos consejos praacutecticos

1 El aislamiento bueno deberiacutea de exceder faacutecilmente los 20 Megohms

2

Cuando se le hace seguimiento continuo a un motor es suficiente

que el IP sea 1

3

La temperatura debe estar por debajo de 40degC

pero por encima de la temperatura

ambiente Esto reduciraacute

la posibilidad de condensacioacuten incrementando la corriente

de fuga superficial4

Las corrientes de fuga suelen ser muchas veces por huacutemedad

en la caja de

conexiones

5

Es recomendado (Industry

Standard) que el voltaje de PI sea igual o exceda el valor

numeacuterico de voltaje de tensioacuten de trabajo

6

Los motores y generadores pequentildeos suelen polarizarse antes de los 10 minutos

7

Se recomienda que se realice prueba de IP a motores por encima de 100 HP

8

Motores menores a 100 HP se recomienda realizar AD

9 Para el ensayo de AD los tiempos de anaacutelisis pueden variar sin embargo es unaexcelente usar el de 3 minutos y 30 seg




4 Prueba HiPothellipensayo destructivo




Aislamiento esperado

Cuando evaluamos un motor eleacutectrico realizando pruebas estaacuteticas esperamosobtener

bull Elevada rigidez dieleacutectrica

bull Capacidad de conservar las propiedades del aislamiento

Vida uacutetil esperada seguacuten normas del sistema aislamiento100000horasTemperatura Maacutexima seguacuten clase de aislamiento

Ti d b HiP




Tipos de prueba HiPot

Existen 3 tipos de pruebas HiPot que se pueden realizar1

Prueba de HiPot Convencional-

es la que permite llegar de manera muy raacutepida a

la tensioacuten de prueba Se puede utilizar para la fabricacioacuten de bobinas y cables

2

Prueba de HiPot Rampa-

Es la prueba que permite elevar el voltaje de manera

mas lenta (fijado por el usuario) Permitiendo de esta manera identificar las fugas decorriente en la superficie sin necesidad de alcanzar un nivel criacutetico

3

Prueba de HiPot Step Voltage-

Es la prueba menos estresante que las otras

debido a que el voltaje a aplicar y el intervalo de tiempo es preestablecido por elusuario Esto permite que las fugas de corrientes tambieacuten se estabilicen

P i i i d l P b Hi t




Principio de la Prueba Hipot

bull Solo evaluacutea el aislamiento entre los conductores y la pared de la ranura delnuacutecleo estatoacuterico Provee informacioacuten valiosa de la fuerza dieleacutectrica delaislamiento

bull

NO detecta fallas entre vueltasespiras o cortos

bull Se recomienda que el devanado este seco y limpio antes de iniciarla Carcazadel motor debe estar aterrizada

bull

RTD y otros devanados deben estar aterrizados

bull

Debe estar aislado de equipo electroacutenico

Baker Instruments recomienda utilizar HiPot del tipo Step Voltage enmotores eleacutectricos

Tensioacuten de Prueba Hipot





5 Prueba de Impulso Surge





No es un concepto nuevo Los primeros ensayos se realizaron en 1936Desarrollado por General Electric

amp Westinghouse

Que podemos identificar con Surge Test

Con surge Test se puede identificar problemas de deacutebil aislamientoentre espira a espira fase a fase bobina a bobina

Principio de la Prueba Surge





bull La prueba de surge consiste en aplicar por tiempo de subida muy

raacutepidos altosIMPULSOS de corrientes a los bobinados

bull

Este impulso de corriente provocara una diferencia de tensioacuten entre espiras que

son parte del bobinado

bull Si el aislamiento entre 2 espiras fases o bobinas es muy deacutebil la diferencia devoltaje es bastante alta se creara un arco eleacutectrico

bull

El arco eleacutectrico provocara un cambio en el patroacuten de la onda que muestre el

equipo

bull La prueba de impulso se realiza con un generador de impulsos y una pantalladonde se mostrara el patroacuten de la onda formada por el aumento de los impulsos

bull

Los cambios de la forma de onda cuando existe un problema entre

espiras puede

ser un desplazamiento del patroacuten de onda a la izquierda o una disminucioacuten en laamplitud de la onda

bull

El patroacuten de la onda observada durante una prueba de impulso o surge esta

directamente relacionada con la inductancia de la bobina Hay otros factores queinfluyen en el patroacuten de la onda pero la inductancia en la principal






bullCuando existe un corto entre espiras entonces habraacute

menos vueltas en una bobina lo

que ocasionara un cambio en la inductancia de la bobina y un aumento de la frecuenciabull

El voltaje o amplitud del patroacuten de onda disminuye por el cambio en la inductancia Esto

es determinado por la siguiente foacutermula Donde la corriente variacutea con el tiempo

bull

Cuando el aislamiento entre espiras es deacutebil el resultado es un arco de baja energiacutea un

cambio en la inductancia Cuando esto ocurre el patroacuten de la onda se vuelve inestable

puede cambiar raacutepidamente a la izquierda y a la derecha y de nuevo volver a la posicioacutenoriginal

Resultado de Surge Bueno





Resultado negativo




Resultado negativo

Prueba Surge ndash realmente Anaacutelisis de Condicioacuten




Prueba Surge realmente Anaacutelisis de Condicioacuten

Tensiones de Prueba Surge





Problemas importantes a detectar con Pruebastaacuteti




estaacuteticas

bullDiferencias de impedancia de BobinasbullAterrizamiento

de alguna o varias Liacuteneas a tierra

bullDetermina la elasticidad del aislamiento a tierra

bullBobinados Huacutemedos sucios contaminacioacuten

bullEstado Aislamiento entre Bobinas de una misma fase o

fases diferentesbullCorto entre espiras de una misma fase o entre fasesdiferentes

Las 4 Partes




Las 4 Partes

Taller deReparacioacuten

y

Mantto

SKF

Distribuidor autorizado

SKF

Cliente

Programa CRE ndashCertified RebuilderElectrical Motors







Tecnologiacutea Equipos SKF Baker Estaacuteticos

Cortesiacutea Root Cause Analysis EASA









1





(Step

Voltage) IEEE 95

5











contar con


bull






(voltajes)

bull


puente Kelvin





Delta R
















Un poco de concepto


permitiraacute




bullCARACTERISTICAS





PI= IR10min IR1min






lt -

1000 500

-

1000-2500 500-1000

-2500-5000 1000-2500

-5000-12000 2500-5000

gt-12000 5000-10000








bull



espiras














bullIEEE 43-2000

ldquo



AD= IR3min IR30 seg








Nota












lt -

1000 500

-

1000-2500 500-1000

-2500-5000 1000-2500

-5000-12000 2500-5000

gt-12000 5000-10000





NEMA CLASE A 15

NEMA CLASE B 20

NEMA CLASE F 20

NEMA CLASE H 20






2


que el IP sea 1

3







en la caja de

conexiones

5




6


7


8















Ti d b HiP









2




3










bull



bull


bull














amp Westinghouse










bull




bull


equipo


bull


espiras puede


bull













bull









Resultado negativo




Resultado negativo















estaacuteticas







Las 4 Partes




Las 4 Partes


y

Mantto

SKF


SKF

Cliente













1





(Step

Voltage) IEEE 95

5











contar con


bull






(voltajes)

bull


puente Kelvin





Delta R
















Un poco de concepto


permitiraacute




bullCARACTERISTICAS





PI= IR10min IR1min






lt -

1000 500

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1000-2500 500-1000

-2500-5000 1000-2500

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gt-12000 5000-10000








bull



espiras














bullIEEE 43-2000

ldquo



AD= IR3min IR30 seg








Nota












lt -

1000 500

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1000-2500 500-1000

-2500-5000 1000-2500

-5000-12000 2500-5000

gt-12000 5000-10000





NEMA CLASE A 15

NEMA CLASE B 20

NEMA CLASE F 20

NEMA CLASE H 20






2


que el IP sea 1

3







en la caja de

conexiones

5




6


7


8















Ti d b HiP









2




3










bull



bull


bull














amp Westinghouse










bull




bull


equipo


bull


espiras puede


bull













bull









Resultado negativo




Resultado negativo















estaacuteticas







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Las 4 Partes


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SKF

Cliente














contar con


bull






(voltajes)

bull


puente Kelvin





Delta R
















Un poco de concepto


permitiraacute




bullCARACTERISTICAS





PI= IR10min IR1min






lt -

1000 500

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-2500-5000 1000-2500

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bull



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bullIEEE 43-2000

ldquo



AD= IR3min IR30 seg








Nota












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NEMA CLASE A 15

NEMA CLASE B 20

NEMA CLASE F 20

NEMA CLASE H 20






2


que el IP sea 1

3







en la caja de

conexiones

5




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8















Ti d b HiP









2




3










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amp Westinghouse










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equipo


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espiras puede


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Resultado negativo




Resultado negativo















estaacuteticas







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Un poco de concepto


permitiraacute




bullCARACTERISTICAS





PI= IR10min IR1min






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-2500-5000 1000-2500

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gt-12000 5000-10000








bull



espiras














bullIEEE 43-2000

ldquo



AD= IR3min IR30 seg








Nota












lt -

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NEMA CLASE A 15

NEMA CLASE B 20

NEMA CLASE F 20

NEMA CLASE H 20






2


que el IP sea 1

3







en la caja de

conexiones

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8















Ti d b HiP









2




3










bull



bull


bull














amp Westinghouse










bull




bull


equipo


bull


espiras puede


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Resultado negativo




Resultado negativo















estaacuteticas







Las 4 Partes




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Cliente




















Un poco de concepto


permitiraacute




bullCARACTERISTICAS





PI= IR10min IR1min






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bull



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bullIEEE 43-2000

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AD= IR3min IR30 seg








Nota












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1000 500

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gt-12000 5000-10000





NEMA CLASE A 15

NEMA CLASE B 20

NEMA CLASE F 20

NEMA CLASE H 20






2


que el IP sea 1

3







en la caja de

conexiones

5




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Ti d b HiP









2




3










bull



bull


bull














amp Westinghouse










bull




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espiras puede


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Resultado negativo




Resultado negativo















estaacuteticas







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Cliente










lt -

1000 500

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gt-12000 5000-10000








bull



espiras














bullIEEE 43-2000

ldquo



AD= IR3min IR30 seg








Nota












lt -

1000 500

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NEMA CLASE A 15

NEMA CLASE B 20

NEMA CLASE F 20

NEMA CLASE H 20






2


que el IP sea 1

3







en la caja de

conexiones

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8















Ti d b HiP









2




3










bull



bull


bull














amp Westinghouse










bull




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equipo


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espiras puede


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bull









Resultado negativo




Resultado negativo















estaacuteticas







Las 4 Partes




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y

Mantto

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Cliente












bull



espiras














bullIEEE 43-2000

ldquo



AD= IR3min IR30 seg








Nota












lt -

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-2500-5000 1000-2500

-5000-12000 2500-5000

gt-12000 5000-10000





NEMA CLASE A 15

NEMA CLASE B 20

NEMA CLASE F 20

NEMA CLASE H 20






2


que el IP sea 1

3







en la caja de

conexiones

5




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8















Ti d b HiP









2




3










bull



bull


bull














amp Westinghouse










bull




bull


equipo


bull


espiras puede


bull













bull









Resultado negativo




Resultado negativo















estaacuteticas







Las 4 Partes




Las 4 Partes


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SKF


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Cliente


















bullIEEE 43-2000

ldquo



AD= IR3min IR30 seg








Nota












lt -

1000 500

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-2500-5000 1000-2500

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gt-12000 5000-10000





NEMA CLASE A 15

NEMA CLASE B 20

NEMA CLASE F 20

NEMA CLASE H 20






2


que el IP sea 1

3







en la caja de

conexiones

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6


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Ti d b HiP









2




3










bull



bull


bull














amp Westinghouse










bull




bull


equipo


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espiras puede


bull













bull









Resultado negativo




Resultado negativo















estaacuteticas







Las 4 Partes




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Nota












lt -

1000 500

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1000-2500 500-1000

-2500-5000 1000-2500

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gt-12000 5000-10000





NEMA CLASE A 15

NEMA CLASE B 20

NEMA CLASE F 20

NEMA CLASE H 20






2


que el IP sea 1

3







en la caja de

conexiones

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6


7


8















Ti d b HiP









2




3










bull



bull


bull














amp Westinghouse










bull




bull


equipo


bull


espiras puede


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Resultado negativo




Resultado negativo















estaacuteticas







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SKF


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lt -

1000 500

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gt-12000 5000-10000





NEMA CLASE A 15

NEMA CLASE B 20

NEMA CLASE F 20

NEMA CLASE H 20






2


que el IP sea 1

3







en la caja de

conexiones

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Ti d b HiP









2




3










bull



bull


bull














amp Westinghouse










bull




bull


equipo


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espiras puede


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Resultado negativo




Resultado negativo















estaacuteticas







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NEMA CLASE A 15

NEMA CLASE B 20

NEMA CLASE F 20

NEMA CLASE H 20






2


que el IP sea 1

3







en la caja de

conexiones

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8















Ti d b HiP









2




3










bull



bull


bull














amp Westinghouse










bull




bull


equipo


bull


espiras puede


bull













bull









Resultado negativo




Resultado negativo















estaacuteticas







Las 4 Partes




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SKF


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que el IP sea 1

3







en la caja de

conexiones

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2




3










bull



bull


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amp Westinghouse










bull




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espiras puede


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Resultado negativo




Resultado negativo















estaacuteticas







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Ti d b HiP









2




3










bull



bull


bull














amp Westinghouse










bull




bull


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espiras puede


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Resultado negativo




Resultado negativo















estaacuteticas







Las 4 Partes




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2




3










bull



bull


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amp Westinghouse










bull




bull


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espiras puede


bull













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Resultado negativo




Resultado negativo















estaacuteticas







Las 4 Partes




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SKF


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bull


bull














amp Westinghouse










bull




bull


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espiras puede


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Resultado negativo




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bull




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Resultado negativo




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espiras puede


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Resultado negativo




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Resultado negativo




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Las 4 Partes




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Resultado negativo















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Las 4 Partes




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y

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estaacuteticas







Las 4 Partes




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