89000443 Mantenimiento Predictivo y Tpm

SERVICIO NACIONAL DE ADIESTRAMIENTO EN TRABAJO INDUSTRIAL

MECÁNICO DE MANTENIMIENTO MANUAL DE APRENDIZAJE

MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM

CÓDIGO: 89000443

NIVEL: PROFESIONAL TÉCNICO

Nº 01 02 03 04 05 06

Orden de ejecución Operar equipos de medición / control Controlar la vibración / sonido de máquinas Controlar temperatura de máquinas rotativas Controlar estado de los lubricantes Controlar el alineamiento de los ejes y árboles Controlar el alineamiento de acoples

PZA

CANT

DENOMINACIÓN

.

Herramientas / Instrumentos Termómetro de extremada precisión multifunción. Tacómetro óptico multifunción. Medidor de vibraciones multiparámetro. Analizador del cambio del estado del aceite. Alineador de ejes, Medidor de vibraciones. Analizador potente de vibración, Juego de llaves.

NORMA / DIMENSIONES

MATERIAL

MANTENIMIENTO PREDICTIVO DE HT 01 MÁQUINAS Y EQUIPOS TIEMPO

MECÁNICO DE MANTENIMIENTO

ESCALA:

OBSERVACIONES

REF HOJA

1/1

2004

MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM OPERACIÓN: Operar equipos de medición / control. Es una actividad donde el participante aprenderá el principio de funcionamiento de los diversos equipos que permitirá la reducción de posibles fallos de consideración o graves, permitirá también disponer de los recambios con anterioridad, planificar los trabajos y planificar otras reparaciones durante la parada. .

TERMÓMETRO DIGITAL. 1er Paso. Leer las instrucciones del fabricante y cumplir con todas sus recomendaciones: - Asegurarse que la sonda de temperatura esté limpia y en buen estado. - Para evitar daños en el termómetro, las pilas no deberán dejarse en el instrumento. Retirar la pila cuando no se utilice el termómetro por un tiempo largo. - Con el fin de evitar mediciones defectuosas, deberá sustituirse la pila cuando aparezca el símbolo de la pila en la pantalla. - Considerar el impacto medioambiental de eliminar las pilas usadas. Importante: Las regulaciones pertinentes referidas a la devolución, reciclado y eliminación de las pilas usadas deberán respetarse en todo momento. 2do Paso. Medir con el termómetro en zonas que estén libres de suciedad y grasa, así como en zonas libre de energía eléctrica.

DATOS TÉCNICOS RANGO DE TEMPERATURAS

-40 a 200 ºC

INDICACIONES DE PANTALLA

Temperatura, ºC o ºF, temperatura máxima, fuera de rango, sonda defectuosa, batería baja.

PRECISIÓN ELECTRÓNICA

≤ 0,5 ºC

RESOLUCIÓN DE 1 ºC/ºF LA PANTALLA SONDA FUNCIÓN DE APAGADO

Tipo K Mediante botón o automáticamente después de 5 minutos

COEFICIENTE DE IP 65 RESISTENCIA DURACIÓN DE LA 4000 horas (duración media BATERÍA utilizando baterías alcalinas) DIMENSIONES


163 x 50 x 21 mm

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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM ANALIZADOR DEL ESTADO DEL ACEITE. 1er Paso. Para obtener los mejores resultados, asegurarse de seguir las siguientes directrices: -

El Oil Check es muy sensible a la humedad. Asegúrese de que la superficie del sensor está seca y que la unidad no se utiliza en condiciones de humedad alta, nieve, lluvia o niebla. - Las temperaturas extremas también afectarán los resultados, asegurarse que la unidad se calibra a la temperatura ambiente en la que se realizarán las pruebas. La temperatura operativa normal está entre 5 y 25 °C. - Asegurarse que la muestra tomada del motor no capte la contaminación de las partículas en suspensión del aire o la humedad. Utilizar un muestreador de vacío si se dispone de él. - Tratar la superficie del sensor con cuidado ya que el rayado y la abrasión excesiva de las pistas dañarán el producto. - La unidad no puede ser utilizada para fluidos ignífugos (emulsión de agua en aceite). Importante: Mantener el instrumento limpio y no permitir que se moje. Si se deja caer o se golpea se debe volver a calibrar el dispositivo para comprobar de nuevo su funcionamiento. Para reemplazar la batería retirar los 2 tornillos que sostienen la tapa de la batería en su sitio.

DATOS TÉCNICOS TIPO DE ACEITE ADECUADO

Mineral y sintético

LECTURAS

Escala verde/rojo + valor numérico (0 – 100)

BATERÍA

9V alcalina IEC 6LR61

DURACIÓN BATERÍA

>150horas o 3000 análisis

DIMENSIONES

250 x 95 x 32 mm (instrumento)

2do Paso Determinar con el indicador del Oil Check por comparación, la resistencia dieléctrica de los aceites.


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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM ALINEADOR DE RAYO LASER. 1er Paso. Para obtener los mejores resultados, leer y seguir siempre las instrucciones de funcionamiento: - Configurar la máquina durante el proceso de alineación (se refiere a la parte de la maquinaria que se va a ajustar como la “máquina móvil” y la otra parte como “maquina estacionaria”. - Definir las diversas posiciones de medición durante el procedimiento de alineación (La posición con las unidades de medición en posición vertical se define como las 12 en punto, mientras que los 90º a la izquierda o a la derecha se define como las 9 y las 3 en punto). - Seleccionar las unidades de medición (métricas o en pulgadas). - Fijar las unidades de medición de los ejes (magnético o cadenas). - Manejar con cuidado el equipo ya que las unidades de medición están equipadas con piezas ópticas y electrónicas sensibles. - Las lentes ópticas cerca del láser y del detector no deben tener huellas dactilares. - Calibrar el equipo periódicamente. Importante: No apuntar nunca el rayo láser a los ojos de una persona. El equipo no debe ser utilizado en áreas donde existe peligro de explosión. No mirar nunca directamente al transmisor del láser. 2do Paso. Registrar la operación de alineación en un formato de alineación suministrado por el fabricante. .


DATOS TÉCNICOS UNIDAD DE MEDICIÓN TIPO LASER

Láser de diodo.

LONGITUD DE ONDA DE LASER

670 – 675 mm

UNIDADES DE MEDICIÓN.

0,85 m

TIPO DE DETECTORES.

Eje simple PSD, 8,5 x 0,9 mm

RESOLUCION DE PANTALLA.

0,01 mm; (0,1 mil seleccionado pulgadas).

CONTENIDO.

Unidad de visualización, 2 unidades de medición con niveles de burbuja, 2 fijaciones de ejes mecánicas/magnéticas, 2 cadenas de retensión, 5 conjuntos de chapas, cinta métrica.

RANGO DE DIÁMETROS DE EJE.

30 – 500 mm

RANGO DE TEMPERATURA.

0 ºC a 40 ºC

HUMEDAD DE < 90% FUNCIONAMIENTO.

FIJACIONES.

Magnéticas y/o cadena

TIPO DE BATERÍA.

2 x 1,5V LR14 Alcalina.

TIEMPO DE FUNCIONAMIENTO

20 horas de funcionamiento continuo.

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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM MEDIDOR DE VIBRACIONES. 1er Paso. Para obtener los mejores resultados, cumplir con las recomendaciones del fabricante: - Comprobar la funcionabilidad mecánica del teclado. - Rozar suavemente el sensor para comprobar si el sistema está operativo (es normal que la pantalla oscile tras adaptar el sensor). - Seleccionar el rango de medida en mm/s (RMS) o en pulg./s (eq.Pico). - Identificar la banda de baja frecuencia entre 10Hz y 1 KHz para detectar problemas rotacionales y estructurales tales como desequilibrios, resonancias, desalineación, holguras y tensiones que actúan sobre el componente sobre el que se mide. - Identificar la banda de alta frecuencia entre 10KHz a 30 KHz, obteniéndose con ello una media de valor pico para la detección de problemas en rodamientos y cajas de engranajes. DATOS TÉCNICOS

Importante: Soportes flexibles: La frecuencia natural un sistema máquina/soporte es menor que frecuencia principal de excitación. Soportes rígidos: La frecuencia natural de sistema máquina/soporte es mayor que frecuencia principal de excitación do

de su un su

2 Paso. Determinar con el medidor de vibraciones todas las tomas de lectura el los puntos de apoyo en tres direcciones así como en los puntos de anclaje.

SENSOR DE VIBRACIÓN.

RANGO DE MEDIDA.

RANGO DE FRECUENCIA

Sensor de aceleración piezoeléctrico integrado (por compresión). 0,7 a 55,0 mm/s (RMS) con 0,1 de incremento. 0,01 a 3,00 pulg/s (eq.Pico) con 0,01 de incremento. Tolerancia: ± 10% (2 dígitos) 0,1 a E 19,99 g con 0,1 de incremento. Vibración global - 10 Hz a 1000 Hz. Envolvente de aceleración - 10 KHz a 30KHz.

PANTALLA

Valor de medida: 3,5 dígitos LCD.

CICLO DE PANTALLA

Aproximadamente 1 segundo.

CONDICIONES AMBIENTALES - 10 a 50 ºC, 20 a 90% de humedad DE OPERArelativa. CIÓN.


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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM OPERACIÓN: CONTROLAR LA VIBRACION / SONIDO DE MÁQUINAS.

MEDIDOR DE VIBRACIONES

Es una actividad donde el participante aprenderá el principio de funcionamiento del medidor de vibraciones, considerando a la vibración como el mejor parámetro de operación para juzgar las condiciones dinámicas; tales como: desalineación, desbalance, holgura mecánica, resonancias estructurales, eje doblado, desgaste excesivo en rodamientos, etc. PROCESO DE EJECUCIÓN.

1er Paso. - Limpiar zona de trabajo. - Alistar medidor de vibraciones y herramientas necesarias. 2do Paso. Seleccionar el rango de frecuencia en que se va a usar el vibrómetro para la toma de datos.

3er Paso Determinar las características de diseño y funcionamiento de la máquina (velocidad de rotación de la máquina, tipo de rodamiento, engranaje y condiciones del entorno en que esté situada como es el tipo de apoyo, acoplamientos, ruido, etc. También habrá que tener en cuenta las condiciones de funcionamiento como velocidad y cargas entre otras que normalmente afectarán a las mediciones de vibración).


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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM 4to Paso. - Determinar la posición y dirección de las medidas con el vibrómetro (la vibración se tomará generalmente en rodamientos de la máquina o puntos donde sea más probable un fallo por acoplamiento, equilibrio, puntos donde se transmitan las fuerzas vibratorias). - Medir en los tres sentidos principales: horizontal, vertical y axial. Los sentidos radiales son horizontal y vertical, y se toma con el vibrómetro a 90º respecto al eje de rotación.

5to Paso Tomar datos. Paso esencial en el análisis, precisa de atención y fiabilidad de las medidas tomadas. Importante. A la hora de la adquisición de datos es importante tener en cuenta: - Secuencias de medición, tomar datos correctos y lo más rápido posible, evitan tiempo perdido. - Lugar de toma de datos siempre será el mismo, con el vibrómetro de una forma firme, para la veracidad de los datos. - Seguimiento de la máquina, mantener un contacto con los operarios que trabajan con ella y los de mantenimiento, ellos son las personas que conocen de cerca la máquina. - Controlar el entorno exterior de la máquina, aspecto, ruido, etc. - Atender tendencias inesperadas. Estar preparado para tomar más datos, medidas cuando pueda haber signos de algún problema. - Mantener sólo datos coherentes, tomados con precisión. - Comparar con máquinas similares y en igual forma de trabajo.


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6to Paso. Contrastar los valores obtenidos con el vibrómetro con respecto a la Normativa ISO para vibraciones mecánicas en máquinas y equipos rotativos. NORMATIVA ISO PARA VIBRACIONES MECÁNICAS EN MÁQUINAS Y EQUIPOS ROTATIVOS PEQUEÑO 15 KW VELOCIDAD mm/s RMS 0,28

A

MEDIANO 15 KW – 75 KW VELOCIDAD mm/s RMS 0,28

A

GRANDE

TURBO

VELOCIDAD mm/s RMS 0,28

VELOCIDAD mm/s RMS 0,28

A

0,45

0,45

0,45

0,71

0,71

0,71

0,71

1,12

1,12

1,12 1,80 2,80

B C

1,12 1,80 2,80

B C

1,80 2,80

4,50

4,50

7,10

7,10

7,10

11,20

11,20

11,20 18,00

D

18,00

D

4,50

18,00

28,00

28,00

28,00

45,00

45,00

45,00

A = bueno

B = aceptable

C = aún aceptable

B C

0,45

1,80 2,80 4,50 7,10 11,20

D

A

B C

18,00 28,00

D

45,00

D = inaceptable

7mo Paso. Registrar datos y procesarlo en un computador.


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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM OPERACIÓN: CONTROLAR TEMPERATURA DE MAQUINAS ROTATIVAS.

TERMÓMETRO DIGITAL

Es una actividad donde el aprendiz / participante aprenderá el principio de funcionamiento del termómetro digital y de esa manera controlar la temperatura de funcionamiento de los diversos equipos y permitirá la reducción de posibles fallos de consideración o graves, permitirá también disponer de los recambios con anterioridad, planificar los trabajos y planificar otras reparaciones durante la parada. TERMÓMETRO DIGITAL. PROCESO DE EJECUCIÓN. 1er Paso. - Limpiar zona de trabajo. - Alistar termómetro y herramientas necesarias. - Conectar una sonda de temperatura a la toma, asegurándose de que la polaridad es la correcta.

2d0 Paso. - Pulsar el botón ON/OF para encender la unidad.

3er Paso. - Utilizar el botón ºC/ºF para seleccionar la escala


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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM 4to Paso. - Para medir temperaturas en superficie, debe haber un contacto entre la sonda de temperatura y el objeto a medir. - La superficie, tanto de la sonda de temperatura como del objeto, deben estar limpias y la sonda de temperatura debe estar perpendicular a la superficie del objeto (Fig. A). El ángulo de desviación máximo permitido de la perpendicular es de ± 5º. - El área de la superficie a medir deberá ser mayor que el diámetro de la punta de la sonda de temperatura 5to Paso. - Poner la sonda de temperatura en contacto con el objeto a medir. - Esperar hasta que se muestre un valor estable. El tiempo necesario para obtener una medida precisa depende de la aplicación (hasta 30 segundos). PRECAUCIÓN: No aplicar la sonda de temperatura a superficies con alguna corriente eléctrica. El no cumplimiento de esta instrucción puede ocasionar daños personales severos, la muerte o dañar el termómetro. 6to Paso. - Pulsar la tecla indicada para retener la lectura actual en la pantalla, si se desea. La pantalla muestra “HOLD”. - Asegurarse que la función HOLD está desactivada antes de realizar cualquier medición. - Pulsar el botón MAX para mostrar el valor más alto registrado, si se desea. 7mo Paso. -

Registrar datos computador.

y

procesarlos


en

un

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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM OPERACIÓN: CONTROLAR EL ESTADO DE LOS LUBRICANTES.

ANALIZADOR DEL ESTADO DE LUBRICANTES

Es una operación donde el aprendiz / participante aprenderá a detectar y medir la constante dieléctrica de los lubricantes. Por comparación de las mediciones obtenidas con un mismo aceite (misma marca y características) nuevo y usado. El cambio dieléctrico está directamente relacionado con la degradación y el nivel de contaminación del aceite y permitirá conocer los intervalos óptimos para el cambio de aceite, así como detectar aumentos en el desgaste mecánico como consecuencia de la pérdida de propiedades lubricantes del aceite. PROCESO DE EJECUCIÓN.

1er Paso - Limpiar zona de trabajo. - Alistar analizador de estado de lubricantes.

Pantalla

Sensor de muestra

Botón Test (Prueba)

Botón Re Cal ON/OFF ( Encendido/ Apagado) Interruptor HI/LO


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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM 2do Paso. Antes de la calibración es importante asegurarse de que el sensor esté limpio y seco, ya que la humedad y la contaminación actúan adversamente sobre los resultados. La prueba se debe realizar generalmente con la unidad conmutada en la posición HI. 3er Paso. Llenar el sensor hasta la mitad con aceite limpio (asegurarse que toda la superficie está bien cubierta de aceite). Para la calibración se debe utilizar aceite de la misma marca que el aceite del . equipo que se está evaluando. 4to Paso. Poner el conmutador rotatorio desde la posición OFF a la posición HI, el indicador completará un barrido entero y volverá a la posición cero. El símbolo CAL saldrá parpadeando en la pantalla. Si durante la prueba el símbolo CAL parpadea, la unidad necesitará que se vuelva a calibrar. 5to Paso. Pulsar el botón Test. El símbolo CAL desaparecerá y se visualizará un segmento. El instrumento se ha calibrado a sí mismo contra la muestra limpia y está listo para realizar la prueba con el aceite de su equipo. Importante: Asegurarse que el mando CAL no esté pulsado ya que esto volvería a poner al instrumento de nuevo en el modo de calibración y la unidad necesitaría volver a ser calibrada. 6to Paso. Retirar la muestra de aceite sin utilizar del sensor con un paño o papel limpio. Limpie el sensor con un producto de limpieza de contacto (solución penetrante de alta evaporación y que no deje residuos), como Loctite TM 7070. 7mo Paso. Para conseguir resultados óptimos asegurarse en utilizar una muestra de aceite representativa y de que su temperatura no sea mayor de 40 ºC. Colocar suficiente aceite en el sensor para cumplir completamente su superficie. Pulsar el botón Test


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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM y mantenerlo pulsado durante 10 segundos o hasta que los segmentos hayan detenido su desplazamiento por la pantalla (ésta parpadeará para mostrar que la unidad está probando). El resultado permanecerá en la pantalla cuando se suelte el botón y hasta que se lleve a cabo la siguiente prueba. Para probar de nuevo, limpie bien el sensor con un paño o papel limpio. Volver a llenar bien el sensor y pulsar el botón Test de nuevo. Aparecerá una nueva lectura en la pantalla. En caso de comprobar un aceite de otra marca, se necesitará la recalibración del instrumento. 8vo Paso. Los usuarios deben utilizar el Oil Check para monitorizar el cambio de aceite y las propiedades del aceite y formarse una imagen de la degradación del aceite basado en su experiencia y sus propios criterios operativos. Las áreas roja y verde se designan como indicadores de la condición del aceite de la unidad. Dentro de la banda verde el aceite se considera aceptable y dentro del área roja se debe cambiar el aceite y comprobar después de un breve período de funcionamiento para garantizar que no existen problemas mecánicos.


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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM OPERACIÓN: CONTROLAR EL ALINEAMIENTO DE EJES Y ÁRBOLES.

ALINEADOR DE RAYO LÁSER

Es una operación donde el aprendiz / participante aprenderá a controlar la alineación de los ejes y árboles de las distintas máquinas rotativas que permitirá la reducción de posibles fallos de consideración o graves, permitirá también disponer de los recambios con anterioridad, planificar los trabajos y planificar otras reparaciones durante la parada. PROCESO DE EJECUCIÓN. 1er Paso. - Limpiar zona de trabajo. - Alistar alineador láser necesarias.

y

herramientas

2do Paso. - Montar las unidades de medición en las máquinas estacionarias y móviles.

MECÁNICO DE MANTINIMIENTO

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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM 3er Paso - Introducir las distancias entre las unidades de medición y las patas de la máquina. - La configuración de la máquina está definida por tres dimensiones. A: La distancia entre las dos unidades de medición (medidas entre las dos marcas centrales del accesorio). B. La distancia entre la unidad de medición marcada M y las patas delanteras de la máquina móvil. C: La distancia entre las patas delanteras y las patas traseras de la máquina móvil. 4to Paso Poner las dos unidades de medición en la posición de las 12 en punto con ayuda de los niveles.

5to Paso. Apuntar con las líneas láser de tal manera que acierten en el centro del objetivo de la unidad de medición opuesta.

6to Paso. Para un ajuste aproximado liberar la unidad de medición desenganchando el mando del lateral de la unidad, permitiendo que la unidad de medición se desplace hacia arriba y hacia abajo del vástago a la vez que puede bascular libremente.


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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM 7mo Paso. Si la alineación horizontal es insuficiente, se debe llevar a cabo una alineación aproximada. Hacer esto apuntando las líneas láser a los detectores de posición en la posición de las 9 en punto. Girar las unidades de medición a la posición de las 3 en punto cuando los rayos incidan fuera de las áreas del detector. Alinear la máquina móvil hasta que los rayos acierten en el centro del detector de posición. 8vo Paso Ajustar las unidades de medición a la posición de las 9 en punto con la ayuda de los niveles de burbuja. Confirmar la medición pulsando el botón.

.

9no Paso Seguir la indicación del símbolo de círculo en la pantalla y girar las unidades de medición a la posición de las 3 en punto. Confirmar la medición pulsando el botón .. ¡Nota! Al pulsar el botón "anterior", invertirá el proceso para repetir cualquiera de los pasos de medición o ajustar cualquiera de las dimensiones de la máquina. 10mo Paso. Alineación vertical. Ajustar las unidades de medición a la posición de las 12 en punto con la ayuda de los niveles de burbuja. Observar el ajuste directo de los valores de acoplamiento y de las patas. La desalineación de la máquina siempre debe estar dentro de las tolerancias especificadas por el fabricante. En caso de que no se disponga de dichas tolerancias, se puede utilizar la Tabla 1 como guía orientativa aproximada.


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11mo. Paso. Alineación horizontal. Mover las unidades de medición a la posición de las 3 en punto. Observar el ajuste directo de los valores de acoplamiento y de las patas. La desalineación de la máquina debe estar dentro de las tolerancias especificadas por el fabricante. En caso de no disponer de dichas tolerancias, se puede utilizar de nuevo la Tabla 1 como recomendación general.

IMPORTANTE: Cuando las mediciones sobre distancias largas se dificulten por variaciones de la temperatura del aire o las vibraciones lleguen a las máquinas, los valores de medición pueden ser inestables. Al activar el filtrado de los valores de medición, se obtienen también valores estables en estos casos. 12do. Paso Almacenar los resultados en la memoria, imprimirlos o enviarlos a una computadora.


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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM INFORME DE ALINEACIÓN.


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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM OPERACIÓN: CONTROLAR EL ALINEAMIENTO DE ACOPLES.

Alineador de rayo láser.

Es una operación donde el aprendiz / participante aprenderá a controlar la alineación de los acoplamientos de las distintas máquinas rotativas que permitirá la reducción de posibles fallos de consideración o graves, permitirá también disponer de los recambios con anterioridad, planificar los trabajos y planificar otras reparaciones durante la parada. PROCESO DE EJECUCIÓN. 1er Paso. - Limpiar zona de trabajo. - Alistar alineador láser necesarias.

y

herramientas

2do Paso - Montar las unidades de medición en las máquinas estacionarias y móviles.

3er Paso Introducir las distancias entre las unidades de medición y las patas de la máquina.


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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM 4to Paso. Girar los ejes con las unidades de medición a la posición 9 horas y oprima enter.

5to Paso. Girar los ejes a la posición 12 horas y oprima enter.


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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM 6to Paso. Girar los ejes a la posición 3 horas y oprimir enter.

7mo Paso. Observar en la pantalla la desalineación paralela y angular, y las correcciones lateral y de calzas. Los resultados horizontales y verticales se enseñan a mismo tiempo para mover la máquina a la posición correcta.

IMPORTANTE: Verificar la alineación de los acoplamientos tanto horizontalmente como verticalmente (como se muestra en las figuras), teniendo en cuenta los valores de la tabla que muestra la desalineación angular así como la desalineación lineal.


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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM 8vo Paso. Copiar el informe de alineación. La copia contiene los siguientes campos de datos: a) Nombre del equipo. b) Máxima velocidad de giro. c) Nombre del operador. d) Fecha y hora de los datos de medida guardados. e) Unidad de dimensiones seleccionada: métrica. f) Configuración de las máquinas distancias A, B y C (mm). g) Alineación vertical. h) Alineación vertical error angular resultante (mm/100 mm). i) Alineación vertical offset paralelo resultante (mm). j) Alineación vertical posición de altura resultante de las patas delanteras. k) Alineación vertical posición de altura resultante de las patas traseras. l) Alineación horizontal. m) Alineación horizontal error angular resultante (mm/100 mm). n) Alineación horizontal offset paralelo resultante (mm). o) Alineación horizontal posición lateral resultante de las patas delanteras. p) Alineación horizontal posición lateral resultante de las patas traseras. q) Notas.

9no Paso. Almacenar los resultados en la memoria, imprimirlos o enviarlos a una computadora.


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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM MANTENIMIENTO PREDICTIVO INTRODUCCIÓN. Debido a los altos costos de mantenimiento que se recargan en los costos de producción, se ha hecho necesario implantar un Sistema de Mantenimiento diferente a los tradicionales, correctivo y preventivo, que se basa en el estado de funcionamiento de los equipos, llamado Mantenimiento Predictivo. El Mantenimiento Preventivo ha sido valioso para aumentar la producción y disminuir los tiempos de paradas imprevistos, pero la filosofía del Mantenimiento ha evolucionado y la medición directa de la condición de la máquina, es ahora la base de los Programas de Mantenimiento. MANTENIMIENTO PREDICTIVO. Definición. Se basa en el monitoreo regular de síntomas de los equipos mediante instrumentos, controlando primordialmente su estado de funcionamiento, se interviene para la reparación del equipo cuando es absolutamente necesario.


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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM BENEFICIOS DEL MANTENIMIENTO PREDICTIVO. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

Se obtiene la máxima vida útil de los componentes de una máquina o equipo. Incluye ventajas del Mantenimiento Preventivo. Elimina pérdidas de producción Elimina la necesidad de una inspección periódica programada para el equipo. Reducir las horas extras de mantenimiento. Encuentra serios problemas. Reduce las paradas imprevistas. Se conoce con precisión cuando y que debe ser cambiado en la máquina. Aumenta la confiabilidad y disponibilidad de las máquinas.

FALLA: Se puede definir como cambio en algún elemento o parte de la maquinaria lo cual provoca que no pueda operar satisfactoriamente.

ETAPAS QUE PRECEDEN A LA FALLA FINAL 1. 2. 3. 4. 5.

Defecto incipiente. Daño incipiente. Malestar del equipo. Deterioro. Daño generalizado.

MANTENIMIENTO PREDICTIVO. 1. Cuando la falla no está relacionada con el tiempo de funcionamiento pero la máquina da alguna clase de advertencia, en la etapa final de la falla. 2. Intervalo Neto P-F, es el intervalo mínimo probable al transcurrir entre el descubrimiento de una potencial falla y la ocurrencia, regula el tiempo disponible para realizar una acción correctiva. Las consecuencias operacionales de falla son evitadas. 3. La tarea según condición es técnica factible si: - Es posible definir una clara potencial condición de falla. - El intervalo P-F es razonablemente consistente. - Es práctico monitorear el ítem en intervalos menores que el intervalo P- F. El intervalo neto P- F es suficientemente largo para ser de algún uso (en otras palabras, lo suficientemente largo para que la acción sea tomada para reducir o eliminar las consecuencias de la falla funcional).


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TÉCNICAS SEGÚN CONDICIÓN DEL EQUIPO. - Técnicas de monitoreo de condición, las cuales impliquen el uso de equipo especializado para monitorear la condición de otro equipo. - Técnicas basadas según variaciones en calidad de producto. - Técnicas de monitoreo de efectos primarios (velocidad, caudal, presión, temperatura, potencia, corriente, etc.). - Técnicas de inspección basadas según los sentidos humanos.


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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM Diferentes fallas potenciales pueden predicar un modo de falla. Por ejemplo, considerar un rodamiento de bolas cuya falla sea descrita cómo se obstruye debido a desgaste y desmejoramiento. La siguiente figura muestra cómo esta falla podría ser precedida por una variedad de fallas potenciales, cada una de la cuales podría ser detectada por una diferente tarea según condición.

DETERMINAR AL INTERVALO P- F. 1. Selección de intervalos arbitrarios: Sugiere intervalos cortos o largos. 2. Observación Continua: Observar desde la falla potencial hasta que falle. 3. Investigación: Simular la falla en laboratorio y/o módulos. 4. Procedimiento Racional: En base a la experiencia y juicio. Procedimiento racional: Trabajo en grupo: Mantenimiento, operador y supervisores. Preguntas a realizar: - Qué tan rápido al ítem falla (días, semanas, meses). - Forma de falla y los síntomas de fallas. - Concentrarse en modo falla.


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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM EQUIPOS DE MEDICIÓN Y CONTROL DE MANTENIMIENTO PREDICTIVO. Vibrómetros. Son instrumentos de vibración que dan un único nivel de vibración medido en una extensa gama de frecuencias, este valor se le denomina vibración total y mediante tablas normalizadas se puede determinar la severidad de vibración del equipo. Algunos vibrómetros pueden incluir características. particulares como son control de cavilación, medidor de velocidad de rotación, etc.. En la siguiente tabla se muestra algunas consideraciones en cuanto a rango de medición y alcances de un instrumento de este tipo:

MEDIDA

ALCANCE

1. Características: - Valor global.

1. Condición de funcionamiento de los equipos.

2. Unidades: - Desplazamiento en micras. - Velocidad en mm/s

2. Desmejoramiento de la condición del equipo en el tiempo.

3. Rango de frecuencia: - 600 a 60 000 C.P.M.

Las siguientes figuras ilustran dos tipos de vibrómetros portátiles típicos.

Medidor de vibraciones.


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Detector del estado mecánico.

Analizadores. Son instrumentos que filtran la señal de la vibración dejando pasar aquellas partes de la señal de vibración que están contenidas en una estrecha banda de frecuencia así puede presentarse un espectro de frecuencia Vs. amplitud y esto permite identificar que parte del equipo está fallando. Podemos establecer dos tipos de analizadores: Analizador de vibración (Analógicos). Son instrumentos que permiten medir la amplitud, frecuencia y fase de los diferentes componentes de la señal eléctrica proveniente de los sensores. A fin de obtener esta Información el instrumento analiza la señal mediante filtros accionados en forma manual y que dejan pasar sólo las componentes de la señal cuya frecuencia corresponde a la Indicada por el filtro. A continuación se muestra algunas características básicos de un analizador de este tipo: Características básicas: - Rango de Frecuencia: 300 40,000 CPM. - Amplitud: 0.1- 100 míls, pulg/seg, 3 - 3000 µM, mm/s - Registrador: Manual, con plumillas. - Transductor: Tipo velocidad sísmica. En la figura se muestra un analizador de este tipo.

Analizador de vibraciones y balanceo dinámico.


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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM Analizador de Tiempo Real (F.F.T.). Son instrumentos para el análisis de vibraciones, su funcionamiento está basado en el uso de un microprocesador Incorporado al Instrumento (Ver figura). Entre sus principales características se tienen: - Funciona como analizador de espectros de amplitudes y fases en el campo de las frecuencias. Los espectros de frecuencia son hallados utilizando técnicas digitales basadas en la transformada de Fourier (F.F.T.). - Las memorias del Instrumento permiten la comparación de espectros, cálculo del promedio de espectros. - El uso de las técnicas digitales permite el análisis exacto sin distorsión de las vibraciones transitorias. Características básicas: - Espectro de Amplitud vs. Frecuencia. - Espectro de Amplitud vs. Tiempo. - Tabulación de valores representativos en amplitud. - Rango de Frecuencia 25 a 600 000 Hz - Transductor: Acelerómetro. Analizador / Balanceador

Colector de Datos/analizador. Es un instrumento capaz de adquirir, transferir y analizar la información, puede colectar datos multiparamétricos y funciona junto con un sistema de software analíticos; pueden proporcionar análisis espectral completo FFT, formas de onda en función del tiempo y fase que permiten realizar un análisis in situ del estado de la Máquina, así como el balanceo de rotores. En la figura se ilustra este tipo de instrumento.

Analizador Microlog


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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM A continuación se mencionan algunos de estos equipos que existen en el Mercado Nacional: MARCA

EQUIPO

SOFTWARE

SKF CSI IRD

Microlog Modelo 2115 Fast Track

PrismPro Master Trend IQ2000

Limitaciones y alcances de los instrumentos: Los instrumentos pueden evaluar la vibración de las máquinas rotativas o alternativas, el más simple sólo nos indica la severidad vibracional hasta el más completo que realiza un análisis completo de las vibraciones así como su colección automática. Los accesorios como los sensores también son importantes para identificar frecuencias en rangos específicos. PARÁMETROS A CONSIDERAR PARA EL ANÁLISIS DE UNA DETERMINADA MÁQUINA. PARÁMETROS DE MEDICIÓN. Para determinar la cantidad de vibración se utilizan varias unidades de medición diferentes, tales como velocidad, aceleración, desplazamiento y fase. Sería más fácil si se pudiera utilizar sólo una unidad para describir las características y la intensidad de la vibración, sin embargo, se necesitan diferentes unidades de medición para identificar y confirmar los diferentes tipos de problemas de la máquina. Se revisarán algunas de las diferentes formas de medición y se descubrirá cuándo y porqué se utilizan. A continuación se muestra un cuadro con las unidades de medición utilizadas en el análisis de vibración.


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UNIDADES DE MEDICIÓN COMUNES

SISTEMA DE MEDICIÓN

Sistema Inglés

Sistema Métrico

FRECUENCIA

CPM

CPM

DESPLAZAMIENTO

Mili pulgadas pico a pico

µm pico a pico

VELOCIDAD

Pulg./seg. RMS Pulg./seg. Pico

Mm/ seg. RMS Mm / seg. Pico

ACELERACIÓN

g RMS

g RMS

g SE pico

g SE pico

grados

grados

ENERGÍA DE PICOS FASE

Unidades de medición en análisis vibracional Las tablas de la intensidad de la vibración que aparecen en las páginas siguientes se pueden utilizar para establecer los límites iniciales de alarma de vibración si no se dispone de datos históricos o especificaciones de vibración. El objetivo de este paso es establecer los niveles 'normales' de los parámetros de vigilancia de estado que representan el estado de funcionamiento aceptable de la máquina. Realmente, estos parámetros solamente se pueden establecer basándose en la experiencia y en los datos históricos. Sin embargo, ya que durante las etapas iniciales estos datos no existen, se pueden utilizar las recomendaciones del fabricante y tablas generales de intensidad adecuadas. Con estos niveles "normales', se establecen límites de acción que corresponden al deterioro significativo del estado de la máquina y con los que se puede detectar de antemano una falla inminente. Es de vital importancia examinar los límites establecidos tomando en cuenta la experiencia y los datos históricos. Cómo utilizar la tabla general de la intensidad de la velocidad. En la Tabla general de la intensidad de la vibración, la escala del eje horizontal corresponde a las unidades de frecuencia de vibración y el eje vertical a las unidades de desplazamiento. la zona entre las líneas diagonales representa los niveles de intensidad de vibración que varían entre EXTREMADAMENTE SUAVE y MUY AGITADO.


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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM Si la medición alcanza una amplitud de desplazamiento de 0,30 milipulgadas pico a pico a una frecuencia de 3600 CPM y se comparan ambos valores en la tabla, se podrá observar que la máquina está funcionando dentro del rango BUENO. En la tabla aparece claramente que la intensidad de la vibración de una máquina depende tanto de la cantidad de desplazamiento como de la frecuencia de vibración. Mientras la frecuencia de vibración aumenta, la cantidad aceptable de desplazamiento disminuye la que determina el estado de la máquina (por ejemplo, BUENO).

VELOCIDAD GLOBAL DE LA VIBRACIÓN EN PICOS

CLASIFICACIÓN

0,6 pulg/seg y más (15 mm/seg y más)

MUY AGITADO

De 0,3 a 0,6 pulg/seg (De 8 a 15 mm/seg)

AGITADO


LEVEMENTE AGITADO


De 0,05 a 0,1 pulg/seg (De 1 a 3 mm/seg) De 0 a 0,05 pulg/seg (De 0 a 1 mm/seg)

NORMAL

SUAVE

MUY SUAVE

DESCRIPCIÓN Vibración grave. Potencialmente peligrosa. Para identificar el problema, haga un análisis detallado de la vibración de inmediato. La vibración excesiva puede causar la descomposición de la película lubricante. Pare la máquina para evitar que falle mientras se esté utilizando. Vibración potencialmente dañina. Para identificar el problema, haga un análisis detallado de la vibración. Se espera que se produzca desgaste precipitado. Haga revisiones periódicas en forma más frecuente. Fije fecha de reparación. Fallas probables. Haga un análisis detallado de la vibración. Continúe efectuando revisiones periódicas. Fija fecha de reparación si fuera necesario. Fallas menores. Continúe efectuando revisiones periódicas de rutina. Esté atento a un posible aumento de la vibración. Bien balanceado. Nivel típico de un equipo bien balanceado y alineado. Haga revisiones periódicas de rutina. Excepcional. Equipo muy bien balanceado y alineado. Haga revisiones periódicas de rutina.

Pautas de velocidad global para medir la intensidad de la vibración.

La tabla es más fácil de utilizar cuando se trata de comparar la velocidad de vibración. Fíjese que cada línea que divide las zonas de intensidad está rotulada con una cifra que indica la velocidad de vibración. Por ejemplo, las zonas denominadas LEVEMENTE AGITADO comienzan a los 0,157 pulg./seg. y terminan a los 0,314 pulg./seg. Por lo tanto, si se mide una velocidad de


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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM 0,20 pulg./seg., no importa con qué frecuencia, la tabla indicará que la máquina presenta un funcionamiento LEVEMENTE AGITADO.

Tabla General de Intensidades de la vibración de la Maquinaria.


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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM Cómo utilizar la tabla general de la intensidad de la velocidad en unidades métricas. En la Tabla general de la intensidad de la vibración, la escala del eje horizontal corresponde a las unidades de frecuencia de vibración y el eje vertical a las unidades de desplazamiento. la zona entre las líneas diagonales representa los niveles de intensidad de la vibración que varían entre EXTREMADAMENTE SUAVE y MUY AGITADO.

Tabla de la Intensidad de la Vibración de la Maquinaria en Unidades Métricas.


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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM Cómo utilizar la tabla de la intensidad de la velocidad/aceleración. El rango de frecuencia, desde 1 8,000 a 600,000 CPM, está trazado a lo largo del eje horizontal y la aceleración de pico a lo largo del eje vertical.

Tabla de la Intensidad de la Vibración de la Aceleración y la Velocidad.


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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM Para determinar la intensidad del estado de una máquina, se debe asociar una lectura de aceleración dada con una frecuencia filtrada. Sin embargo, fíjese que se pueden utilizar las líneas diagonales que representan la velocidad para determinar el estado considerando solamente la velocidad de la vibración. Las pautas que aparecen en estas dos tablas de la intensidad se aplican a la maquinaria rotatoria en general donde la vibración no afecta en forma directa la calidad del producto terminado: motores, ventiladores, compresores y bombas. Estas tablas no serán de utilidad para máquinas que presentan alto niveles de vibración en forma normal, tal como molinos con rotor de martillos móviles, trituradores de piedra y carbón, etc. Esta guía será de utilidad sólo si la experiencia, los registros de mantenimiento, la historia de la tecnología y el sentido común demuestran su validez. Alarmas Globales sugeridas según el Tipo de Máquina Sistema Métrico (Pico, Velocidad global mm / seg.)

TIPO DE MÁQUINA

BUENO

REGULAR

ALARMA

0 -9,5

9,5 - 15

15

Oscilante.

0-8

8 - 13

13

Tornillo rotatorio.

0-7

7 - 11

11

0-5

5 - 7,5

7,5

0-5

5 - 7,5

7,5

0-4

4 - 6,5

6,5

0 - 7,5

7,5 - 11,5

11,5

0-7

7 - 11

11

0 - 6,5

6,5 - 9,5

9,5

0 - 6,5

6,5 - 9,5

9,5

0-5

5 - 7,5

7,5

Ventiladores grandes de tiro por aspiración.

0 - 4,5

4,5 - 7

7

Ventilador integral montado en eje.

0 - 4,5

4,5 - 7

7

Accionado por correa.

0-7

7 - 11

11

De acoplamiento directo.

0-5

5 - 7,5

7,5

VENTILADORES DE TORRE DE ENFRIAMIENTO. COMPRESORES.

Centrífugo con o sin caja de engranajes externa. Centrífugo. Engranajes integrales (Med. Axial). Centrífugo. Engranajes integrales (Med. Radial). VENTILADORES. Lóbulo – Tipo rotativo. Ventilador accionado por correa. Ventiladores de accionamiento directo de uso general. Ventiladores de aire primario. Ventiladores grandes de tiro forzado.

JUEGOS DE GENERADORES/MOTORES.


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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM TIPO DE MÁQUINA

BUENO

REGULAR

ALARMA

0 - 6,5

6,5 - 10

10

Centrífugo (De aire libre).

0-5

5 - 7,5

7,5

Centrífugo (Cerrado).

0-4

4-6

6

Generadores/Turbinas de 3600 rpm.

0 - 6,5

6,5 - 9,5

9,5

Generadores/Turbinas de 1800 rpm.

0 - 4,5

4,5 - 7

7

Bombas verticales (Altura de 12 a 20 pies).

0 - 9,5

9,5 - 15

15


0-8

8 - 13

13


0 - 6,5

6,5 - 10

10


0-5

5 - 7,5

7,5

Horizontal de uso general.

0-5

5 - 7,5

7,5

Bombas de alimentación de caldera.

0-5

5 - 7,5

7,5

Bombas hidráulicas.

0-3

3-5

5

0 - 2,5

2,5 - 4,5

4,5

0-4

4-6

6

0 - 2,5

2,5 - 4,5

4,5

Operaciones preliminares.

0-2

2-3

3

Terminación a máquina.

0-1

1-2

2

0 - 0,5

0,5 - 1

1

FRIGORÍFICOS. Oscilante.

GENERADORES/TURBINAS GRANDES.

BOMBAS CENTRÍFUGAS.

MÁQUINAS HERRAMIENTAS. Motor. Entrada de la caja de engranajes. Salida de la caja de engranajes. USOS.

Terminación crítica.

Notas de las tablas: 1. Suponiendo que la velocidad de la máquina varía de 500 a 600.000 RPM. 2. Suponiendo que las mediciones se tomaron mediante acelerómetro o captor de velocidad lo más cerca posible del alojamiento del cojinete. 3. Suponiendo que la máquina no está montada en aislantes de vibración (para maquinaria aislada, fijar la alarma un 30 ó 50% más alto). 4. Fijar las mismas alarmas de motor indicadas según el tipo de máquina, a menos que se indique lo contrario. 5. Fijar las alarmas de los engranajes externos individuales un 25% más alto de lo que indica el tipo de máquina.


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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM ORIGEN DEL PROBLEMA

TIPO DE ESPECTRO

RELACION DE FASE

ROTOR EXÉNTRICO

La excentricidad se produce cuando el centro de rotación se desfasa del eje longitudinal geométrico de una polea, un engranaje, un rodamiento, una armadura de motor, etc. La vibración más alta ocurre a 1X RPM del componente excéntrico a travez del centro de los dos rotores. Las lecturas horizontales y verticales comparativas de la fase se diferencian generalmente por 0º o por 180º (cada apoyo indica la fase en línea recta). Siempre que se trate de balancear un rotor excéntrico reducirá la vibración en una dirección, pero aumentara en la otra dirección (dependiendo del grado de excentricidad).

EJE DOBLADO

Los ejes doblados causan una alta vibración axial con diferencias de fase axiales que tienden a los 180º en un mismo componente de la máquina. Normalmente la vibración dominante será de 1X, si el doblez se encuentra cerca del centro del eje, pero aumentará a 2X si este se encuentra cerca del acoplamiento. (No olvide tomar en cuenta la orientación del censor en cada medición axial; si se invierte la dirección de la sonda). Confirmar el doblez del eje con un reloj comparador.

DESALINEACIÓN ANGULAR

La desalineación angular se caracteriza por una vibración axial alta, 180º fuera de fase en el acoplamiento. Comúnmente, se tendrá una vibración axial alta de 1x y 2x RPM. Sin embargo no es extraño que domine 1X, 2X y 3X. Estos síntomas también pueden indicar problemas en el acoplamiento, comparar con los espectros de falla propios del acoplamiento.


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TIPO DE ESPECTRO

RELACION DE FASE

DESALINEACIÓN RADIAL

La desalineación radial presenta síntomas de vibración similares a los de la desalineación angular, pero registra una vibración radial alta que se aproxima a 180º fuera de la fase en el acoplamiento. A menudo, 2X es mayor que 1X está determinada por el tipo y la construcción del acoplamiento. Cuando se agrava la desalineación angular o la desalineación radial, se puede generar amplitudes de pico altas en armónicas mucho más altas (4X - 8X) o incluso una serie completa de armónicas de alta frecuencia similares en apariencia al huelgo mecánico.

DESBALANCE DE MASA (DESBALANCE ESTÁTICO)

El desbalance estático estará en fase y será estable. La amplitud provocada por el desbalance aumentará al cuadrado de la velocidad (un aumento de velocidad de 3X = un aumento de vibración de 9X). 1X RPM siempre está presente y normalmente domina el espectro. Se corregirá colocando pesa de equilibrio en un solo plano del centro de gravedad del rotor (CG). Observar la diferencia de fase de 0º que debe existir entre AE y AI. Y también una diferencia de fase de 90º de la lectura vertical con la horizontal de cada apoyo (±30º).

DESBALANCE DE MASA (DESBALANCE DE PAR O CUPLA)

El desbalance de par tiende a estar 180º fuera de fase en el mismo eje. 1X siempre está presente y normalmente domina el espectro. La amplitud varía según el cuadrado de la velocidad creciente. Puede causar una alta vibración axial y radial. Para corregirlo se deben colocar pesas de equilibrio por lo menos en dos planos. Observar la diferencia de fase de 180º que debe existir entre AE y AI tanto en la lectura horizontal como en la vertical. Y también mostrará una diferencia de fase de 90º entre lecturas verticales y horizontales de cada apoyo (±30º)


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TIPO DE ESPECTRO

RELACION DE FASE

DESBALANCE DE MASA (DESBALANCE DINÁMICO)

El desbalance dinámico esta dominada por fase cruzada y es la combinación del desbalance estático con el desbalance de par. 1X RPM normalmente domina el espectro, y se requiere la conexión en 2 planos. Observar la diferencia de fase radial entre AE y AI (±30º), la diferencia de fase entre la lectura horizontal y vertical deben encontrarse muy cerca. Es posible también, cuando el desbalance es severo encontrar una diferencia de fase de 90º entre lecturas horizontales y verticales en cada apoyo (±40º).

DESBALANCE DE MASA

(DESBALANCE ROTOR EN VOLADIZO)

El desbalance del rotor en voladizo origina 1X RPM alto tanto en dirección radial como axial. Las lecturas de fase axiales tienden a estar en fase, mientras que las lecturas de fase radial pueden ser inestables. A menudo, los rotores en voladizo presentan tanto desbalance estático como de par, por lo que deberá ser balanceado en dos planos.

ROZAMIENTO DE ROTOR (HONDA TRUNCADA Y APLANADA)

El rozamiento del rotor provoca espectros similares a los de la soltura mecánica cuando las partes rotatorias entran en contacto con componentes fijos. Produce subarmónicas racionales de la velocidad de funcionamiento (1/2, 1/3, ¼, 1/n X) según la ubicación de las frecuencias naturales del rotor. Puede ser muy grave y de corta duración cuando es debido al contacto del eje con el soporte del cojinete antifricción (cojinete babbit).


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TIPO DE ESPECTRO

RELACION DE FASE

SOLTURA MECÁNICA

Los espectros A, B y C indican la presencia de soltura mecánica: Tipo A. Se produce cuando la holgura o debilidad en la base, la placa base o los cimientos de la máquina, cuando hay juntas deterioradas, pernos de sujeción sueltos y cuando se produce una deformación en el armazón de la estructura. El análisis de fase revelaría una diferencia de fase de 90º a 180º entre medidas verticales del perno, el pie de la máquina, la placa base y el cimiento. Tipo B. Se produce cuando no hay fijación adecuada de los componentes, grietas en la estructura o en el pedestal del rodamiento. Tipo C. Se produce cuando hay holgura excesiva en los apoyos del rodamiento, en los manguitos; o cuando un rotor se suelta del eje, lo que producirá armónicas debido a la respuesta no lineal de las partes sueltas a las fuerzas dinámicas que provienen del rotor. Esto provoca un corte en la onda de tiempo. La fase es irregular y puede variar considerablemente de una medición a otra, especialmente si el rotor cambia de posición en el eje en cada encendido de la máquina. La soltura mecánica es a menudo altamente direccional y puede provocar lecturas muy diferentes y comparar los niveles de incrementos a 30º en dirección radial alrededor del soporte del rodamiento. La soltura provocará a menudo múltiplos subarmónicos exactamente a ½ o 1/3X RPM (0,5X, 1,5X, 2,5X, etc.).


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TIPO DE ESPECTRO

RELACION DE FASE

ETAPAS DE FALLAS DE LOS RODAMIENTOS. Etapa 1: Las primeras señales que indican problemas en los rodamientos aparecen en las frecuencias ultrasónicas que varían de 250,000 a 350,000 Hz; luego con el aumento del desgaste disminuyen ubicándose aproximadamente entre 20,000 a 60,000 Hz (1’ 200, 000 – 3’ 600,00 CPM). Estas frecuencias se evalúan con energía de picos (gSE), (SEE), HFD e impulso excitador (dB). Ejemplo, en la etapa 1, la energía de picos aparece por primera vez alrededor de 0,25 gSE (el valor real depende del lugar de medición y la velocidad de la máquina). La obtención de envolvente de espectros de alta frecuencia confirma la falla del rodamiento en la etapa 1: Etapa 2: Comienza los ruidos sonoros en la frecuencia natural (fn) del rodamiento debido a la presencia de defectos leves, las que se presentan principalmente en el rango de 30K – 120K CPM. Al finalizar la etapa 2, aparecen las frecuencias de banda lateral en el pico de la frecuencia natural. La energía de picos aumenta (por ejemplo de 0,25 a 0,5 gSE).


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Etapa 3: Comienzan a aparecer las frecuencias y las armónicas de fallas del rodamiento. Cuando el desgaste va en aumento aparecen más armónicas de frecuencias de fallas y aumenta la cantidad de bandas laterales tanto alrededor de estas frecuencias de falla como de las frecuencias naturales del rodamiento. La energía de picos continúa aumentando (por ejemplo de 0,5 a más de 1,0 gSE). En este momento, el desgaste es visible y se puede extender por toda la periferia del rodamiento, especialmente cuando bandas laterales bien formadas aparecen a los costados de las armónicas de las frecuencias de falla del rodamiento. Cuando las bandas laterales de alta frecuencia desmoduló y envolvió los espectros confirma la etapa 3. Reemplace los rodamientos inmediatamente (Independientemente de las amplitudes de los espectros de frecuencias de fallas). Etapa 4: Finalmente, se afectará la amplitud de 1X RPM. La amplitud aumenta y generalmente, hace que aumenten muchas armónicas de velocidad de funcionamiento. Los espectros de defectos leves y de las frecuencias naturales comienzan a desaparecer y son reemplazadas por niveles mínimo de ruido y espectros de banda ancha errático de alta frecuencia con base alta, pero al final antes de producirse la falla de energía de picos y HFD generan amplitudes muy altas. ORIGEN DEL PROBLEMA

TIPO DE ESPECTRO

RELACIÓN DE FASE

ENGRANAJES A. ESPECTRO

El espectro normal de los engranajes muestra velocidades de la rueda y el piñón, junto con la frecuencia de engranamiento (GMF) y muy pequeñas GMF armónicas. Los armónicos tendrán comúnmente bandas laterales de la velocidad alrededor de ellos. Todos los picos están en amplitud baja, y no se amplifican ninguna frecuencia natural de engranamiento. La Fmáx recomendada deberá ubicarse en 3.25X GMF (mínimo) cuando se conoce el número de dientes. Si el número de dientes no se conoce fijar la Fmáx en 200X RPM en cada eje.

ORIGEN DEL PROBLEMA

TIPO DE ESPECTRO

RELACION DE FASE

ENGRANAJES B. DESGASTE DE DIENTES


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TIPO DE ESPECTRO

RELACION DE FASE

ENGRANAJES C. SOBRECARGA DE LOS DIENTES

Las frecuencias de acoplamiento del engranamiento son a menudo muy sensibles a la carga. Las amplitudes GMF altas no siempre indican un problema especialmente si las frecuencias de banda lateral permanecen bajas y no aparecen las frecuencias naturales del engranaje. Cada análisis se debe realizar con el sistema funcionando a plena carga para efectuar comparaciones de espectros significativos. ORIGEN DEL PROBLEMA

TIPO DE ESPECTRO

RELACION DE FASE

ENGRANAJES D. EXCENTRICIDAD Y JUEGO DEL ENGRANAJE.

Las bandas laterales de amplitud altas alrededor de los armónicos de GMF a menudo indican excentricidad, soltura y ejes no paralelos del engranaje, todo lo cual permite que la rotación del engranaje “module” la amplitud GMF o la velocidad de giro del engranaje. El engranaje defectuoso se identifica por la separación que existe de las frecuencias de bandas laterales. También, el nivel de 1X RPM del engranaje excéntrico será normalmente alto si la excentricidad es debido a la soltura, lo que provocara armónicos de GMF y de frecuencia natural del engranaje; ambas aparecerán como bandas laterales de GMF y de 1X RPM y disminuirán al aumentar la carga si la soltura mecánica es el problema.


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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM CÁLCULOS DE COSTOS PARA SU IMPLEMENTACIÓN CON ALGUNOS EQUIPOS DE MEDICIÓN. COSTOS DE MANTENIMIENTO: Los costos de mantenimiento involucran los siguientes rubros: - Personal. - Repuestos, materiales e insumos. - Servicios de terceros. - Adquisición de maquinarias y equipos para mantenimiento. COSTOS DE LOS DIFERENTES TIPOS DE MANTENIMIENTO. Como se puede observar en el gráfico, el índice de Costo de Mantenimiento/HP x año es el menor para el Mantenimiento Predictivo en comparación con los otros tipos de Mantenimiento. Costo de Mantto. HP / año

5

7/9

PREDICTIVO

10

11 / 13

PREVENTIVO

15

17 / 18

IMPREVISTO CORRECTIVO

20

Tipo de Mantenimiento

Algunos expertos aseguran que en la aplicación del Mantenimiento Predictivo se puede ahorrar el 1% del valor agregado de producción por un año, de los cuales el 65% está relacionado a la producción y el 35% a los costos de mantenimiento.


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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM COSTO DE APLICACIÓN DEL MANTENIMIENTO PREDICTIVO: Activo Fijo:

Inversión Inicial Analizador IRD 838 Termómetro Digital Tacómetro Digital Computadora

Costo de Mano de Obra: 1 Jefe Dpto. de Inspección 1 Inspector

$ 12,000 600 800 2,500 $ 15,900

$ $

600 300 900

Costo Anual: 12 x 900 x 2 = $ 21,600 Mantenimiento de Instrumentos: $ 1,500

Costo Total Anual er

1 . año do 2 .año er 3 . año

Escenario 1

Escenario 2

$ 39,000 $ 23,100 $ 23,100

$ 24,600 $ 8,700 $ 8,700

LA ECONOMÍA DEL MANTENIMIENTO PREDICTIVO. DETERMINACIÓN DE COSTOS Y AHORROS. Hay varios modos de medir el impacto financiero del MPd. Una manera es rastrear los problemas de equipo que son identificados mediante el MPd y permanentemente controlar sus paradas, y comparar los costos de reparación de esos problemas con los costos históricos en las mismas condiciones de funcionamiento y de falla. Otro modo de evaluar es la relación de los costos de reparación con el sobre tiempo, lo cual da una perspectiva de la aplicación del MPd. El análisis financiero debería reflejar las metas y objetivos de cada empresa en particular. Sin embargo, prescindiendo de alguna metodología propia, cada análisis financiero deberían tener las siguientes características comunes: - Los resultados deben ser mensurables y económicamente cuantificables. - Los costos y estimados deben ser concordados con todas las partes concernientes. - Los resultados financieros se deben poner en términos que la administración los comprenda.


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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM - La documentación periódica del rendimiento financiero debe ser una parte integral del programa. Estas características se discutirán en detalle a continuación: LOS RESULTADOS DEBEN SER MENSURABLES Y ECONÓMICAMENTE CUANTIFICABLES. Este debe ser un parámetro de evaluación del progreso o falla del programa. No es suficiente para decir que el programa ahorrará dinero, cuando y cuanto se deben calcular o estimar. Algunas empresas estiman en un 25% de reducción de paradas imprevistas, o 5% de reducción en costos de mantenimiento, la mayor parte selecciona un rango de perfomance de 20 a 25% de reducción en paradas imprevistas. Cuando se calculan costos ahorros, considerar en los cálculos máquinas que tengan estadísticas que rápidamente dispongan y faciliten la medición. Indicadores como son: costo de mantenimiento mensual, disponibilidad de mantenimiento, costos marginales de mantenimiento, producción perdida, etc. Indagar con los administradores y proveerse de reportes que contengan información importante. LOS COSTOS Y ESTIMADOS DEBEN SER CONCORDADOS CON TODAS LAS ÁREAS. Es muy importante que Administración, mantenimiento y producción concuerden en como medir los resultados antes de que el programe arranque. La concentración debe ser enriquecida con metas específicas, y sobre cuales estadísticas serán usadas y que valores deberán ser estimados. La concertación deberá también enriquecerse con una fórmula para determinar el costeo de paradas imprevistas de máquina. Más aún, es importante que administración reconozca que los costos de mantenimiento probablemente subirán durante los seis primeros meses del inicio del MPd, después deberán bajar dramáticamente. La razón ara este incremento es que el programa identifica problemas que aparentemente no existían, muchos de los cuales son mayores y requieren atención inmediata. Los problemas menos serios no requieren de atención inmediata y pueden programarse durante el mantenimiento preventivo normal.


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Gráfico que muestra la tendencia de los costos de mantenimiento.

Hay una consideración final que hace de la concertación de costos y estimados un asunto de vital importancia. El impacto financiero del MPd. es frecuentemente tan significativo que mucha gente se le hace difícil creer en las estadísticas. No es inusual que el MPd ahorre decenas de miles de dólares en los primeros meses, y miles de dólares en los primeros meses, y miles de dólares en el primer año. Una planta de papel en los Estados Unidos tiene ahorros documentados conservadores de 10 millones de dólares al año, basados en una inversión total de menos que un millón de dólares por año en equipos y costos de instalación. LOS RESULTADOS FINANCIEROS SE DEBEN EN TÉRMINOS QUE LA ADMINISTRACIÓN COMPRENDA Los reportes deben ser simples e informativos. Muchos reportes deberían ser un resumen de no más allá de una página. El formato de reporte debería hacerse familiar de manera que lo reconozcan fácilmente. Mas aún, para reportes estandar de costos de mantenimiento y producción, ciertos análisis son usualmente requeridos. Ellos incluyen análisis de: ROI-Retorno sobre Inversión y Período de devolución (Payback) ROI: RETORNO sobre INVERSIÓN. El ROI es un indicador que determina el valor económico que recibe la empresa por la inversión en el programa. Un alto ROI es importante. La gerencia usualmente apoya aquellos programas que dan el ROI más favorable sobre un largo período de tiempo. El ROI se calcula así: ROI = ($Ahorro - $ Inversión) / $Inversión


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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM Por ejemplo, si el costo del programa fue de $25,000 y obtuvo ahorros de $35,000 en el primer año, el retorno de la inversión sería: ($35,000 -$25,000)/ 25,000 = 0.40 ó 40% Si el costo del programa fue de $10,000 en el segundo año, y los ahorros se mantienen fijos en $35,000, entonces el ROI para el segundo año sería de 25% PERÍODO DE DEVOLUCIÓN (PAYBAC). Este indicador determina en el tiempo, meses o años, en un programa toma en devolver la inversión original, se expresa en la fórmula: pp (años) = ($ Inversión) / ($ahorro anual) Por ejemplo, si el costo del programa fue de $25,000 y dio lugar a un ahorros de $35.000 en el primera año, el período de devolución es de 0.71 años aproximadamente 8.5 meses. Muchos planes de MPd. tienen un período de devolución menor a 18 meses, y muchas más de menos de un año. LA DOCUMENTACIÓN PERÍODICA DEL RENDIMIENTO FINANCIERO DEBE SER PARTE INTEGRAL DEL PROGRAMA. A largo plazo las consecuencias del MPd. requieren una completa documentación de los beneficios en un largo período. Los datos económicos deberían ser colectados inmediatamente después de que un problema ha sido identificado y resuelto, cuando los hechos, gráficos y estimados están frescos en las mentes de la gente. Desarrollar un simple formato reporte para usar cuando las reparaciones son hechas de forma que resalten los ahorros financieros que brinda el programa de MPd. Estos reportes mantienen informada a la Gerencia acerca de los avances y son una conveniente fuente de información para los informes mensuales, semestrales y anuales: de hecho, los reportes sirven para muchos propósitos: - Resaltan hallazgos tales como, la necesidad de mejorar la práctica de los trabajadores, o verificar la baja calidad de reparación ejecutada por un contratista o por el taller de maestranza, o la preocupación acerca de la operación de los equipos fuera de los límites de diseño. - Se usan también para educar a la gente de mantenimiento y producción exponiendo los beneficios que el programa brinda. - Provee valiosa documentación que sirve de base para expandir el programa e incluir nuevas áreas de la planta o incorporar nueva tecnología. En resumen, las cuatro características comunes para todos los análisis financieros de los programas de MPd. deben ser comprendidos por todas las partes involucradas en él, priorizando la presentación de la justificación de costos o algún otro análisis financiero de MPd.


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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM JUSTIFICACIÓN DE COSTOS Y AHORROS. La justificación de costos estima la valorización del programa de MPd. en términos financieros estándar: - Reparaciones totales-ahorros de mantenimiento. - Retorno de inversión (ROI). - Período de devolución. Cantidad de incremento de producción Una exitosa justificación de costos requiere información de los costos de los programas de mantenimiento existentes, de los costos del sistema de MPd., y de los costos estimados de ahorros logrados por el MPd. DETERMINACIÓN DE COSTOS. Los costos del programa de mantenimiento existente, incluyendo personal, materiales y repuestos, servicio de terceros, y costos administrativos, pueden ser determinados a partir de los reportes financieros existentes. La determinación de los costos de pérdidas de producción puede resultar dificultosa. Los costos de parada de equipo varían de una industria a otra, de una planta a otra, de una máquina a otra. La cooperación entre contabilidad, producción y mantenimiento, es necesaria para proveer costos válidos o costos estimados de parada de equipo. Como se menciona en un comienzo, es muy importante para administración, producción y mantenimiento, estar de acuerdo en todos los costos y los estimados. Los costos de un Sistema de MPd. consisten de: -

Costos de operación y supervisión. Costos de instalación de hardware y software. Costos de entrenamiento. Costos administrativos.

COSTOS DE OPERACIÓN Y SUPERVISIÓN. Son estimados según, el número de puntos a ser monitoreados, estimado del tiempo requerido para la recolección de datos, (o toma de muestras), y el tiempo requerido para analizar e interpretar datos. Las máquinas simples, bombas, motores o ventiladores, deberían tener 2 a 3 puntos de medición por apoyo para un preciso diagnóstico; las más complejas requieren de varías decenas de puntos de medición para cubrir, rodamientos o cojinetes críticos, engranajes y equipo auxiliar. Con el monitoreo periódico se puede estimar que un técnico puede monitorear 40 a 50 puntos / hora. Un técnico de mantenimiento puede obtener 2 a 3 muestras de aceite /hora, 12 a 20 lecturas termográficas / hora y 60 a 90 lectura en general / hora. En los equipos más


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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM críticos, que requieren de monitoreo más frecuente se incrementaran las necesidades de horas-hombre. Usualmente hay una equivalencia con el tiempo requerido para la revisión de datos, generar reportes y supervisar el programa. Muchas empresas comienzan con pequeños programas, con pocas máquinas, 10 a 20. Entre ellas algunas máquinas que son críticas para la producción de igual modo se incorporan máquinas que tiene problemas crónicos y también algunas que funcionan muy bien. Es importante incluir a las máquinas con problemas crónicos porque en ellas se muestran inmediatamente los beneficios del MPd. Arrancar con pequeñas ayudas, asesoría externa, entrenamiento. COSTOS DE INSTALACIÓN DE HARDWARE Y SOFTWARE. Depende de como hayan definido sus requerimientos. Existen sistemas de MPd compuestos por medidores y vibrómetros portátiles, vibrómetros recolectores, recolectores / analizadores, acompañados por una computadora base y el software de MPd. cuyo costo va desde los $3,000 hasta los $30,000. Los proveedores de sistemas de MPd. le ayudaran a identificar sus necesidades de hardware y software y los costos. Los servicios de terceros de MPd.: Son requeridos para la ejecución de aquellas técnicas para las cuales no se cuenta con equipo propio, por ejemplo, termografía, análisis de aceite. ENTRENAMIENTO. Es uno de los ítems más importantes del presupuesto. El entrenamiento continuo es clave para el desarrollo, manteniéndose siempre al tanto de las mejoras y novedades existentes. Para los programas de MPd. nuevos los proveedores normalmente dan entrenamiento y familiarización con los instrumentos. Una vez que el sistema de MPd. esta en funciones, el entrenamiento continuo y el desarrollo son elementos esenciales para el éxito del sistema. El desarrollo práctico y la experiencia ayudan a mantener un alto nivel de interés personal, fomenta el intercambio y multiplicación del conocimiento, factores que elevan la productividad del sistema del MPd. Uno de los objetivos del entrenamiento es la necesidad de mejorar las habilidades de los trabajadores identificando sus deficiencias. Esto es muy cierto en el caso del personal de MPd., cuando ellos tienen el entrenamiento adecuado, logrando poseer un buen nivel de análisis, los diagnósticos son certeros, determinando con precisión los reemplazos de rodamientos, balanceos o alineamientos. Un razonable presupuesto de entrenamiento debe incluir, cursos, seminarios, congresos, suscripción a revistas especializadas, materiales, etc. el costo por persona debería estar alrededor de $1,500 al año. COSTOS ADMINISTRATIVOS. Incluyen la oficina, servicios secretariales, computadora y otros que pueden ser considerados como un porcentaje de una cantidad.


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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM DETERMINACIÓN DE AHORROS / BENEFICIOS. El elemento final para una justificación exitosa de costos es el valor estimado, de los beneficios que brinda el sistema de MPd., en el ejemplo siguiente, se muestra un esquema de beneficios de una hipotética empresa que reduce sus costos de materiales en 20% (mediante la reducción de serios problemas), reducción del sobretiempo en 35% y reducción de costos de servicio de terceros en 20% (por mejoras de la eficiencia del mantenimiento) y elimina 30% de paradas imprevistas de maquinaria. Notar que el retorno de la inversión es significativo, aun con estimados conservadores, y el período de devolución es menor que un año. Lo más importante es que el sistema de MPd. permite un incremento de la capacidad de producción de 2,940 unidades, con un adicional de ventas de $2 millones de dólares. También note que el sistema de MPd. se desarrolla y extiende durante el segundo año, y los beneficios que continúan son muy impresionantes. Ejemplo: Justificación de Costos de un Sistema de Mpd. En el primer año: Costos del sistema de MPd. Costos de labor de MPd. - 01 Técnico. - 01 Ingeniero. Instalación de Hardware y Software para análisis vibracional. Servicio de terceros para análisis de aceites. Servicios de terceros para termografía. Entrenamiento.

$ 14,000 21,000 20,000 4,000 10,000 15,000

TOTAL costos de puesta en marcha del sistema de MPd.

$ 84,000

Ahorros logrados por el Sistema de MPd. Reducción de los costos de materiales y repuestos en 20% Reducción del sobretiempo en 35% Reducción de servicios de terceros en 20%

$ 25,000 70,000 70,000

TOTAL de ahorros en el primer año.

$ 165,000

Retorno de la inversión. Período de devolución

96.4% 6.1 meses

Eliminación del 30% de paradas imprevistas e incremento de la capacidad de producción. Ventas adicionales.


2,940 Und. $ 1.91 Millón

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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM En el segundo año: Costos de labor de MPd. - 01 Técnico - 01 Ingeniero Servicio de terceros para análisis de aceites. Servicios de terceros para termografía.

$ 14,000 21,000 6,000 15,000

Entrenamiento. Gastos administrativos.

10,000 5,000

TOTAL costos de Mpd.

$ 71,000

Ahorros logrados por el Sistema de MPd. Reducción de los costos de materiales y repuestos en 30% Reducción del sobretiempo en 40% Reducción de costos deservicios de terceros en 20%

$ 37,500 80,000 105,000

TOTAL de ahorros en el segundo año. Retorno de la inversión.

$ 222,500 313%

Eliminación del 50% de paradas imprevistas y del 10% de paradas previstas, incrementando la capacidad de producción. Ventas adicionales

2,940 Und. $ 3.425 Millones

PARÁMETROS DE MEDICIÓN. Cada empresa debe definir qué parámetros va ha analizar en cada máquina y con ello definir el equipamiento necesario para la ejecución del plan de Mantenimiento Predictivo. A continuación se presenta un listado de los parámetros de medición que se pueden considerar para el análisis de una determinada máquina, así como las herramientas empleadas. 1. ELEMENTOS MECÁNICOS. A. Equipos o componentes rotativos (motores bombas, componentes generadores, ventiladores, turbinas, cajas de engranaje, cojinetes).


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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM LUBRICACIÓN.

PARÁMETROS DE MEDICIÓN

HERRAMIENTAS O MÉTODOS

Corriente dieléctrica. Análisis expectográfico de aceite.

Sensor de lubricación. Programa de verificación de aceite.

Análisis ferrográfico de aceite. Viscosidad.

Ferrógrafo de lectura directa. Viscosímetro.

Cromatografía en fase gaseosa.

Cromatógrafo en fase gaseosa.

FUERZAS PARÁMETROS DE MEDICIÓN Vibración: - Desbalance. - Alineación. Sinergia de impulso. Sobrecojinete. Deformación. Tensión.


Medidor de velocidad de vibraciones Medidor de impulso excitador. Probador de tensión de correa en V. Medidor de deformación. Medidor de empuje. Indicador de cuadrante máquina equilibradora.

Emisión acústica.

A. Equipos o componentes fijos (prensas, inyectoras, máquinas herramientas, calderos, intercambiadores de calor, trampas de vapor, etc.). Estos equipos tienden a calentarse, perder espesor o presentar defectos y están sometidos a esfuerzos y fuerzas considerables; es por esta razón que se debe centrar la inspección en los parámetros de calor, espesor y fuerzas, asimismo, el análisis de espesores y defectos en los materiales nos ayudan a realizar una evaluación de la estructura. CALOR PARÁMETROS DE MEDICIÓN


Temperatura.

Termómetro.

Pérdida Térmica. Conductividad.

Pirómetro. Contadores de sensibilidad térmica.

Fugas.

Termografía infrarroja, pistola de aire caliente, medidor de ultrasonido.


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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM ESPESOR O DEFECTO. PARÁMETROS DE MEDICIÓN Deformación. Esfuerzo. Impacto. Vibración. Presión. Vacío.

HERRAMIENTAS O MÉTODOS Probador de ultrasonido de espesor, Rayo sónico, Ensayo con tinta penetrante, Rayos X, Emisión Acústica, Magnaflux (Sistema de Inspección magnética), Flujo ZI, Medidor de espesor de pintura

RESISTENCIA.

PARÁMETROS DE MEDICIÓN Deformación Esfuerzo Impacto Vibración Presión Vacío

HERRAMIENTAS O MÉTODOS Medición de deformación, Prueba de presión, Medición de fragilidad esfuerzo / Revestimiento, Prueba hidráulica, Analizador de vibraciones, Prueba de vacío.

2. ELEMENTOS ELÉCTRICOS. A. Equipos eléctricos (Generadores, motores, transformadores, disyuntores, alimentadores de energía - cables).

capacitadores,

CALOR. PARÁMETROS DE MEDICIÓN

Temperatura.

HERRAMIENTAS O MÉTODOS Scanner infrarrojo, termómetro, contadores de sensibilidad térmica, trazador de temperatura.

RESISTENCIA. PARÁMETROS DE MEDICIÓN Ohms.


HERRAMIENTAS O MÉTODOS Prueba de Megger. Medidor de protección accidental de un conductor a tierra.

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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM CAPACITANCIA.

PARÁMETROS DE MEDICIÓN Pérdida de corriente Oxidación Voltaje

HERRAMIENTAS O MÉTODOS Prueba de sobrepotencial de CC. Doble prueba, análisis dieléctrico del aceite, cromatografía en fase gaseosa, voltímetro trazador.

VIBRACIÓN.

PARÁMETROS DE MEDICIÓN Velocidad. Energía de choque.

HERRAMIENTAS O MÉTODOS Medidor de velocidad de vibraciones. Medidor de impulso de choque, análisis de frecuencia, balanceo.

B. Equipos de control (Dispositivos de arranque del generador, conmutador, reles). En estos sistemas, también se mide el calor generado, la capacitancia de los elementos, la resistencia para verificar si hay pérdida de aislamiento.

CALOR. PARÁMETROS DE MEDICIÓN Temperatura.

HERRAMIENTAS O MÉTODOS Explorador infrarrojo.

CAPACITANCIA.

PARÁMETROS DE MEDICIÓN Pérdida de corriente.

HERRAMIENTAS O MÉTODOS Prueba de cargar. Doble prueba.

RESISTENCIA. PARÁMETROS DE MEDICIÓN Ohms


HERRAMIENTAS O MÉTODOS Prueba de Megger. Comparación de ondas de impulso.

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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM PRECAUCIONES / CUIDADOS EN EL USO DE EQUIPOS DE MEDICION Y CONTROL. En la Industria, se encuentran una gran cantidad de equipos trabajando en forma continua los cuales deben tener un mantenimiento adecuado. El MPd cumple esta función empleando una gran variedad de parámetros y herramientas que están en función al equipo o parte del que se va a analizar. Es por ello que los equipos de medición y control necesitan mucho cuidado en su manipulación para evitar que arrojen valores erróneos y se deterioren. ANALIZADOR DE LUBRICANTES. El Analizador detecta y mide la constante dieléctrica de un aceite. Comparando las características obtenidas de los aceites usados y sin usar de la misma marca, el analizador puede determinar el grado de cambio en la constante dieléctrica del aceite. El cambio dieléctrico esta directamente relacionado a la degradación y nivel de contaminación del aceite e indicar al usuario para perfeccionar los intervalos de cambios de aceite y descubrir el desgaste mecánico y pérdida de las propiedades de los aceites lubricantes.

Antes de la calibración es importante asegurarse que la célula de prueba esté limpia y seca, libre de humedad y contaminación para así de esa manera obtener resultados confiables. Asegurarse que cuando se usa una muestra de aceite representativa su temperatura no es más alta que 40°C (100°F). En caso de que un aceite de otra marca se esté verificado, se necesitará re-calibración del instrumento. MEDIDOR DE VIBRACIONES. Los medidores de vibraciones son herramientas de monitorado multi-paramétrico de vibraciones, capaces de medir la vibración (causadas por problemas rotacionales y estructurales de la maquinaria, como desequilibrios, desalineaciones, holguras, etc.) y capaces de medir vibraciones de alta frecuencia (provocadas por los elementos rodantes de los rodamientos o por defectos de los engranajes) La velocidad de vibración global producida en la banda de frecuencia entre 10Hz y 1 KHz es considerado el mejor parámetro de operación para detectar problemas


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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM rotacionales y estructurales tales como desequilibrio, resonancias, desalineación, holguras y tensiones que actúan sobre el componente sobre el que se mide. Las condiciones ambientales de funcionamiento sin problemas es: -10ºC a 50ºC y 20% a 90% de humedad relativa.

TERMÓMETRO DE PRECISIÓN. El termómetro de precisión es un instrumento que ofrece excelentes aplicaciones industriales y de automoción sobre un amplio rango de temperaturas. Por ejemplo de -200 ºC a 1350 ºC, con una resolución de 0,1º ( -100º a 1000º ); 1º (≤ -100º, ≥ 1000º )

TACÓMETRO ÓPTICO. El Tacómetro Óptico es un instrumento de alta calidad multifunción, preciso y controlado por microprocesador. Este instrumento ofrece una excelente versatilidad en las mediciones de velocidad rpm, m/min o ft/min, ciclos o número total de revoluciones, medida del tiempo entre ciclos y medida del tiempo total acumulado. Por ejemplo, cubre una amplia gama de velocidad (3 a 99,999 rpm) con una alta resolución (0,001 a baja velocidad) y una alta precisión (1 dígito de lectura). ESTETOSCOPIO ELECTRÓNICO. Es un instrumento sensible de muy alta calidad e ideal para la determinación de la existencia de problemas en los rodamientos u otros componentes de la maquinaria por detección de ruidos o vibraciones. Este instrumento se utiliza con una cinta demostrativa de sonidos pregrabados para comparaciones. Por ejemplo cubre una gama de frecuencias (30 Hz - 15 kHz), temperatura de funcionamiento (0º - 45º).


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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM COLECTOR DE DATOS. El colector de datos simplifica enormemente la recopilación de los datos gracias a su sistema automático de almacenamiento, reduciendo así la probabilidad de error humano. Por ejemplo cubre un rango de frecuencia: vibración ISO (10 Hz - 1 kHz) y una envolvente de (10 kHz -20 kHz). Precisión: vibración ISO (± 5% +2 dígitos a 80 Hz) y con una envolvente (± 20% +2 dígitos a 15 kHz).

ALINEADOR DE EJES Y ACOPLES. La alineación perfecta de los ejes de la máquina es primordial para evitar fallos prematuros del rodamiento, problemas de sellado y vibraciones. Reduce, además, el riesgo de recalentamiento y el consumo excesivo de energía. Las herramientas de alineación de ejes ofrecen un modo fácil y preciso de ajustar dos unidades de maquinaria giratoria de manera que los ejes de las unidades estén en línea recta. Por ejemplo el alineador de ejes y cubre: Rango de diámetro del eje Precisión del sistema Precisión Rango de temperatura 0 - 40 °C Presentando además:

acoplamientos 30 - 500 mm. mínima 2%. sin impresora.

Unidades de medición: Tipo de láser: Láser de diodo, con una longitud de onda del láser 670 - 675 NM, con una potencia máxima del láser 1 mW. Distancia máxima entre unidades de medición (1,00 m a 2,5 m), con tipos de detectores uniaxial. Unidad de visualización: Tipo de pantalla LCD (pantalla de cristal líquido) 55 x 77 mm.


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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM DESCRIPCIÓN DE LAS TÉCNICAS PREDICTIVAS. Algunas de las técnicas empleadas en el MPd son las siguientes: -

Análisis de vibraciones / monitoreo de vibraciones. Método de impulso de choque. Análisis espectrográfico de aceite. Análisis ferrográfico de partículas. Inspección infrarrojo. Ensayo de Ultrasonido. Termografía. Análisis acústico. Ensayos no destructivos. Análisis de rayos X. Resistencia eléctrica (Megger). Medición de temperaturas. Medición de presión, etc.

Se definirán algunas de ellas: ANÁLISIS DE VIBRACIONES/ MONITOREO DE VIBRACIONES. La vibración es considerada el mejor parámetro de operación para juzgar las condiciones dinámicas tales como balance, estabilidad de los rodamientos y esfuerzos aplicados a los componentes. Muchos problemas de maquinaria se manifiestan como vibraciones. Solturas mecánicas, resonancia estructural, soltura en el anclaje o fundamento; desalineamiento, flexión del rotor o pérdida de alabes del rotor. Todos ellos pueden detectarse y evaluarse con las mediciones de vibración. La medición de la posición relativa de un rotor en relación a sus componentes estacionarios protege contra los cambios que puedan resultar debido a contactos catastróficos. La medición de la vibración total de la máquina, de un rotor en relación con una máquina o la estructura de la máquina y la comparación de la medición con su valor normal indica el estado de salud en que está se encuentra. Los instrumentos que se emplean son: Transductores, acelerómetro, detectores de impulsos, sondas ultrasónicas, medidores de vibraciones, detector de vibraciones, balanceadores, recopilador portátil de datos. La técnica empleada es medir las vibraciones en distintas direcciones (horizontal, vertical y axial) con el objeto de detectar un exceso que pueda provocar averías y se analiza las tendencias. Lo que se mide en realidad, es la velocidad de propagación de la onda (mm/s). La velocidad de vibración, en un equipo rotatorio por ejemplo, se mide en tres direcciones o puntos: horizontal, vertical y axial, y la frecuencia de audición debe de ser como mínimo una vez al mes.


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Vibración: Puntos y Frecuencias de Medición.

Después de realizada la medición, la información es convertida en formatos de análisis. Algunos modos de usar la vibración de la máquina incluye la medición de: - Niveles de Vibración total. - Análisis de frecuencias de Vibración. - Análisis de espectro FFT (Fast Fourier Transformation). - Análisis de señal en el dominio del tiempo. NIVEL DE VIBRACIÓN TOTAL. Es una medida de la energía total asociada a todas las frecuencias de vibración procedentes del punto de medición dado. En el punto donde se está midiendo hay una suma vectorial producida en distintas partes de la máquina, y en máquinas vecinas. Es la técnica más rápida para evaluar el estado de un equipo, pero no mide con precisión señales de vibración de baja frecuencia en condiciones "ruidosas" y no indica la causa de la excesiva vibración. Los niveles de vibración total son proyectados por las tendencias, con el fin de graficar cambios en la condición del equipo en un período de tiempo, generalmente asociado al inicio de problemas o cambios en las tendencias existentes (ver figura).


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Velocidad ( pulg. / seg) Rotura Límite de ingeniería Se origina ranura

0,6 0,6

Límite de ingeniería Crítico

Inaceptable: Reemplace

0,45

Observe con cuidado

0,30 Normal Tiempo Normal 2 a 3 semanas antes de la falla

0,15 Bien

Nivel de Vibración Total en rodamientos.

Normalmente, las fuentes de niveles de elevada vibración son: Cojinetes en mal estado, problemas de giro (desalineamiento y desbalance). La medición de la vibración es un buen comienzo para la realización del MPd. ANÁLISIS ESPECTRAL FFT (FAST FOURIER TRANSFORMATION). Es el método que se recomienda para analizar y resolver problemas de vibración. Permite descomponer la vibración total en sus frecuencias componentes para poder analizarlas individualmente. Esto se logra con filtros de frecuencias, ya que cada vibración tiene en general una frecuencia distinta. Dichas frecuencias se descomponen normalmente en armónicos de la frecuencia de giro de la máquina (múltiples de la frecuencia de giro). Las señales se descomponen en componentes secuenciales con su respectiva amplitud vibracional.


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Desequilibrio

1 mil

Juego Mecánico

1 mil

4 mil Engranajes Defectuosos

1 mil

Cojinetes Defectuosos

1 mil

Componentes Vibración Total

El espectro FFT, se muestra en gráficos que nos dan la amplitud de vibración en función de los múltiples de la frecuencia de giro de la máquina (1x, 2x, 3x..........), y que tienen algunas formas ya casi definidas tal como podemos ver en los siguientes gráficos. :


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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM El gráfico muestra un espectro FFT simple de baja frecuencia con picos a la velocidad de giro de la máquina y múltiples (armónicos) en condiciones normales de funcionamiento como se puede apreciar en las frecuencias añadidas a 2x, 3x,..... la amplitud va disminuyendo aproximadamente en 1/3 de la amplitud a la frecuencia de giro, lo cual es un comportamiento normal.

La vibración a dos veces la velocidad de giro implica desalineamiento. Si la amplitud a dos veces la velocidad de giro es más de 75% de la velocidad de giro, esta a punto de ocurrir una falla. La condición debe ser monitoreada de cerca y corregida a la primera oportunidad.

El desbalance casi siempre se observa como una alta amplitud a la velocidad de giro y medida en dirección radial. Muchas máquinas de marcha suave muestran esta condición debido al desbalance inherente. Es necesario comparar espectros actuales con los espectros base medidos cuando la máquina estaba en buenas condiciones balance.


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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM La soltura mecánica generalmente se caracteriza por una larga cadena de armónicos de la frecuencia de giro con altas amplitudes anormales. Asimismo, antes de convertir la señal en un espectro de frecuencia, se puede obtener la onda de la vibración total en función del tiempo, por un breve período de tiempo. El análisis de estas ondas proveen información adicional sobre el estado de la máquina la cual no siempre es evidente en el espectro de frecuencia.

Gráfica de onda en dominio Tiempo mostrando desalineamiento

MÉTODO DE IMPULSO DE CHOQUE. Como ya se ha visto, la velocidad de vibración de los equipos rotativos, nos da una idea de la magnitud de la fuerza ejercida sobre los cojinetes, los cuales de ser muy elevadas van a reducir considerablemente la vida de los mismos. Cuando un equipo que gira a alta velocidad, está desbalanceado, generará fuerzas muy elevadas sobre los cojinetes debido a que estará "golpeando", en cada giro, sobre los apoyos. Estos golpes o impulsos de choque, pueden ser medidos y empleados para predecir la resistencia de cojinetes. Asimismo, se puede emplear para predecir la resistencia de las válvulas. Por ejemplo; en un sistema hidráulico el fluido que corre por una tubería es pulsante; por lo tanto al pasar por una válvula, generará choques sobre el mecanismo interno los que irán aumentando en función al desgaste de la válvula. Estos impulsos pueden ser medidos y nos pueden ayudar a predecir la vida de la válvula. Para el empleo de este método, se emplean los siguientes instrumentos: - Medidores de vibración. - Transductores. - Conjuntos balanceadores. - Acelerómetros. - Recopilador portátil de datos. - Detector de impulsos. - Sonda ultrasónica.

Sonda ultrasónica.


Recopilador portátil de datos.

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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM ANÁLISIS DE ACEITE. El monitoreo de la condición del aceite lubricante avisa sobre el incremento de sustancias extrañas, tales como agua, el cual degrada las propiedades lubricantes del aceite y origina la falla de los rodamientos. También detecta la presencia de partículas metálicas arrastradas en el flujo del lubricante. Estas partículas metálicas pueden ser analizadas para determinar qué parte de la máquina es la que se está desgastando y que tan rápido. - ANÁLISIS ESPECTOGRÁFICO DEL ACEITE. Permite analizar el estado del aceite y del combustible, para revisar su viscosidad, su grado de oxidación su contaminación (agua, suciedad, partículas metálicas, lacas, etc.) y poder predecir la necesidad de un cambio de aceite. Los instrumentos normalmente empleados son: - Viscosímetro. - Espectrómetro. - Kit de prueba de lubricación.

Analizador del estado del aceite.

Viscosímetro.

- ANÁLISIS FERROGRÁFICO DE PARTÍCULAS. La ferrografía es el estudio y análisis de las partículas contenidas en el aceite lubricante. La composición, el tamaño y las cantidades relativas pueden registrarse, ser proyectadas en tendencias y analizadas para deducir los problemas asociados con el desgaste y la contaminación. El análisis, detecta la presencia de partículas metálicas arrasadas por el flujo lubricante y depositadas en el mismo. Se pueden evaluar hasta 21 metales de desgaste para determinar su procedencia y con lo cual se pueden encontrar componentes desgastados. Identificar diversas aleaciones de partículas de desgaste, ferrosas y no ferrosas y detectan la pieza que presenta desgaste anormal. Algunas fuentes de metales de desgaste son las siguientes:


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Acero

Cilindros, engranajes, anillos, pistones, rodamientos, chumaceras, herrumbre, etc.

Cromo

Anillos, rodamientos.

Cobre

Reductores, cojinetes deslizantes, platos enfriadores de aceite, aditivos en aceite.

Aluminio

Níquel Plata Manganeso

Molibdeno

ejes

de

de

levas,

fricción,

Pistones, bobinas, bombas, sopladores, motores.

Válvulas. Cojinetes de deslizamientos, reductores. Elementos de contacto en rodillos y anillos, aditivos de gasolina.

Aditivos de algunos aceites.

Ferrógrafo analítico

Los instrumentos que se emplean para este análisis son los siguientes: - Ferrógrafo de lectura directa. - Ferrógrafo analítico. - Ferroscopio.


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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM ANÁLISIS DE LA TEMPERATURA. La medición de la temperatura es un indicador muy útil de la condición o de la carga aplicada a componentes específicos tales como cojinetes de empuje. Los defectos en el rodamiento causan fricción lo que hace que la temperatura se eleve. La instalación de sensores o termocuplas en el alojamiento del rodamiento y la medición de los cambios de temperatura en el rodamiento o en el lubricante permite detectar problemas tempranos y programar el mantenimiento antes de que ocurra una falla más seria y costosa. En otras palabras, se mide la temperatura de las superficies de las máquinas y sus componentes, materiales, construcciones, componentes eléctricos (conmutadores, trasnsformadores, hornos, trampas de vapor, cañerías, aislaciones, etc., para lo cual emplean los siguientes instrumentos: Termómetros compactos de infrarrojo con visor láser, termómetro de bolsillo, termómetro bimetálico de aire / superficie, indicadores / medidores de temperatura y termocuplas.

Termómetro de bolsillo

Por otro lado, con la termografía se puede realizar inspecciones infrarrojas, utilizando rastreadores infrarrojos, similares a las cámaras de vídeo, para detectar diferencias de temperatura en la superficie. La imagen que muestra la pantalla realiza estas diferencias dando diferentes tonalidades en blanco y negro o a color. Estas imágenes pueden ser fotografiadas o grabadas en cintas de vídeo y utilizadas para analizar los patrones de color ganado o perdido. Sin embargo, la termografía mide sólo la temperatura superficial, pero nos dan imágenes de infrarrojo de todas las áreas o de los componentes que indican una distribución exacta de la temperatura.


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Cámara de infrarrojo.

Para estos análisis, se emplean los siguientes instrumentos: - Explorador infrarrojo. - Cámara de infrarrojo. - Radiómetro de imágenes térmicas de infrarrojo. - Termómetro láser de infrarrojo. ANÁLISIS ACÚSTICOS. Las vibraciones de muy altas frecuencias transmitidas acústicamente son medidas con un sensor piezoeléctrico de alta frecuencia. El sensor es excitado por la compresión producida por las ondas generadas debido al contacto metal con metal y por el metal mecánicamente averiado. La señal acústica del defecto detectado es procesada para producir una señal que pueda ser medida en valores numéricos por un medidor. Estas mediciones se usan para evaluar la condición total del rodamiento, así como también, para reconocer y evaluar los defectos locales. Esta técnica es muy efectiva en la detección temprana de fallas en rodamientos y la falta de lubricación. Se miden los sonidos normalmente audibles para el oído humano, con el objeto de detectar deterioros en los cojinetes y problemas similares. Es también apropiado para medir los niveles de sonido de los equipos, líneas de proceso y de la planta en general. Se emplea por lo general: micrófono, analizador de frecuencias y medidores de nivel de sonido.

Auricular acústico


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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM Asimismo, se pueden realizar ensayos ultrasónicos, que detectan y miden niveles de sonido y señales acústicas con el objeto de inspeccionar cojinetes, detectar pérdidas de (gas, aire, líquidos en trampas de vapor, válvulas, intercambiadores de calor). Las ondas sonoras se emplean para medir espesores y para detectar y definir discontinuidades internas o superficiales en casi todos los metales sólidos. Al trabajar a altas frecuencias en onda corta, se pueden detectar problemas como cavitación en bombas, fugas en válvulas de compresores, pérdidas de dientes en engranajes, etc. Se emplea los siguientes instrumentos: - Explorador ultrasónico. - Transmisor ultrasónico. - Auricular acústico. - Registradores. ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS Y OTROS. Dentro de estos ensayos tenemos la termografía infrarrojo, líquidos penetrantes, partículas magnéticas, ensayos de ultrasonido, radiografías (rayos X). Permiten encontrar grietas y fisuras, internas o superficiales, espesores, que, al hacer una evaluación estructural podrán definir si se puede seguir en operación, y de ser así, por cuanto tiempo. Asimismo, el análisis de resistencia eléctrica en un motor, es otra forma de MPd, que realiza ensayos sobre la integridad dieléctrica de la aislación entre giros, bobinas y fases y verifica la existencia de cortocircuitos en los motores. El 60% de la falla de los motores, se producen en el bobinado. Otro tipo de análisis por ejemplo es la medición de la presión, medir la presión (vacío) en calderas, tanques, intercambiadores, sistemas neumáticos, etc., advierte sobre la excesiva presión (vacío) y puede parar al equipo (presión de alivio). Se puede usar para determinar el estado del equipo (grado de contaminación) y la limpieza necesaria, empleando manómetros, indicadores de vacío, válvulas de alivio. La información disponible en un sistema de control de máquinas, tales como la presión, el flujo y la velocidad, o de los indicadores de la maquinaria pueden ser incorporados en el programa de MPd para complementar la información necesaria para la evaluación y también pueden proyectarse las tendencias. Esta información adicional ayuda en el análisis de condición. El monitoreo de los parámetros de funcionamiento separadamente del sistema de control de la maquinaria, también sirve como respaldo para verificar la precisión del sistema de control, proporciona alarma adicional y reportes de control.


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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM ANÁLISIS VÍBRACIONAL. La vibración es el movimiento de un lado a otro de partes que giran, oscilan o reciprocan respecto a su posición de descanso; siendo estas inherentes a toda máquina. Las características de vibración son: Amplitud, Frecuencia, Angulo de Fase, su Forma de Onda. La regla de oro de la Técnica Predictiva es que todo el problema mecánico tiene características propias de vibración y el incremento de su amplitud indica un desmejoramiento de la máquina.

Espectro de la vibración

Mediante el análisis del espectro de la vibración se puede determinar los siguientes problemas: - Desequilibrio, desalineamiento, cojinetes defectuosos, soltura mecánica, fajas motrices averiadas, engranajes defectuosos, problemas eléctricos, etc. - La intervención a una máquina depende del nivel Global de vibración, debiendo sobrepasar los niveles referenciales establecidos para tomar acción correctivo. FERROGRAFÍA. Ciencia que estudia el desgaste y fricción de los componentes de máquina y su protección. Se basa en el análisis de partículas de desgaste, tiene un rango de detección de partículas de 0,1 - 500 micrones.


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Rango de detección de partículas.

Partículas en el lubricante. Grupos: - Contaminantes. Polvos o suciedad del ambiente, Asbesto de los empaques, fibras o elementos de los Filtros. - Degradación del Lubricante. Productos de corrosión, polímeros derivados de fricción. - Oxido de Fierro. Oxido rojo, todos ellos productos de corrosión por presencia de oxígeno o agua. - Partículas de Desgaste No Ferrosas. Metales Blancos. Aleaciones de cobre. Aleaciones de plomo estaño. Son productos de desgaste por roce u otro proceso destructivo sobre metales de bancada, cojinetes lisos, coronas de bronce o bujes de metales. - Partículas de Desgaste Ferrosa. Desgaste normal por roce, desgaste por corte, desgaste por fatiga rodante, desgaste por fatiga de deslizamiento. Son productos magnéticos de los elementos metálicos, principales: rodamientos, ejes, camisas, engranajes, anillos. MONITOREO. Detección de un problema que se manifiesta a través de un desprendimiento de una cantidad y tamaño anormal de partículas de desgastes. TENDENCIAS. Almacena datos de dicho perfil de distribución y concentración de partículas en el tiempo, para determinar su tendencia. DIAGNÓSTICO. Se realiza un análisis de forma y tamaños de las partículas de desgaste, con apoyo de microscopía y patrones de reconocimiento.


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QUÉ ES LA FERROGRAFÍA. ES LA TÉCNICA QUE CUMPLEN CON LAS NECESIDADES DE MANTENIMIENTO PREDICTIVO DE: - Monitoreo. - Tendencias. - Diagnóstico. Se basa en el análisis de partículas de desgaste. Ofrece un método efectivo de monitoreo de condición de equipamiento (maquinarias).

TERMOGRAFÍA. Es la aplicación en forma gráfica de la medición de temperatura utilizando termómetros infrarrojos que permiten medir la temperatura de contacto.

Radiómetro de imágenes térmicas de infrarrojo.

Principio: “Emisión de irradiación

Sensor infrarrojo

Señal eléctrica”

Características: - No requiere contacto físico con el equipo inspeccionado. - Permite analizar grandes áreas en tiempos reducidos. - Se obtiene un registro visual de la distribución de temperaturas. - Sistema portátil y autónomo. - Gran sensibilidad que permite tomar mediciones a distancia. - No interrumpe el funcionamiento del Equipo.


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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM Aplicaciones: Sector Eléctrico: - Desperfectos. - Oxidación de contactos. - Envejecimiento del material. - Sobrecargas. Aislamientos Térmicos: - Detectar el estado de envejecimiento de los aislantes. - Detectar la existencia de pérdidas térmicas. - Permite verificar la calidad de montaje de aislamiento. Inspección de refractarios: - Estado de refractario: Desgaste, fisura y pérdida de resistencia térmica. - Equipos: Hornos rotativos, chimeneas, calderas. MEDICIÓN POR ULTRASONIDO. El objetivo de la medición de espesores es controlar el avance del desgaste de materiales y estimar la vida útil remanente de los componentes de algunos equipos, para optimizar su disponibilidad mediante una adecuada programación de Mantenimiento. Principio: Reflexión del Eco Ultrasónico. Aplicación: Intercambiadores de Calor, Inspección de tubos de Calderos, Líneas de Vapor, Tanques de Almacenamiento.

Reflexión del eco ultrasónico

MONITOREO DE CONDICIÓN. Históricamente el personal de mantenimiento de maquinaria efectuaba una inspección visual y mediante el tacto en una rutina establecida, buscando síntomas obvios de problemas de maquinaria tales como fuga de aceite, aceite sucio, vibración excesiva, ruido, etc.


80

MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM Hoy en día la tecnología ofrece una variedad de equipos de monitoreo de maquinaria que miden con más exactitud la condición de la máquina en forma continua o periódica. Debe anotarse que esas nuevas tecnologías no reemplazan a los métodos de análisis actuales, sino que deben realizarse adicionalmente a los métodos existentes. Las inspecciones visuales son muy importantes y deberán seguir realizándose en forma simultánea a la toma de mediciones. • Monitoreo Continuo examina las mediciones tomadas permanentemente. El monitoreo continuo es un sistema automático de recolección de mediciones con sensores instalados permanentemente. El monitoreo continuo requiere un gasto relativamente alto en su inicio, pero una vez instalado, el costo de operación es bajo. • Monitoreo Periódico se basa en la toma de mediciones a intervalos regulares. Las mediciones son frecuentemente obtenidas manualmente con un instrumento portátil. El monitoreo periódico tiene un costo inicial bajo, pero utiliza intensamente al personal y es por lo cual tiene un costo continuo relativamente alto. Costo

Costo

Continuo

Tiempo/N° de puntos

Periódico

Tiempo/N° de puntos

El mejor y más efectivo programa de mantenimiento predictivo, consiste en un monitoreo periódico y/o continuo combinado con inspecciones visuales y basado en frecuencias determinadas de reemplazo de componentes. CRITERIOS A TENER EN CUENTA PARA SU APLICACIÓN. • SELECCIÓN Y CLASIFICACIÓN DE MAQUINARIA. La instalación de un eficaz programa de MPd, requiere de un estudio cuidadoso de las necesidades de la planta. Es necesario conocer cada máquina, su comportamiento y su respuesta a los cambios. En equipos críticos, donde los problemas se desarrollan rápidamente y tienen consecuencias financieras severas o en máquinas en las que la falla pone el peligro al personal, es necesario el monitoreo continuo. Los equipos menos críticos, donde el avance del deterioro es menos rápido y notorio permiten su reparación antes de que la falla ocurra, usualmente se monitorean periódicamente.


81

MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM El monitoreo de maquinaria debe iniciarse en un orden prioritario. Las primeras máquinas a incluirse en un Plan de MPd deben ser aquellas calificadas como críticas; aquellos con problemas conocidos o con una historia de problemas. Otros factores a considerar cuando se hace una selección de equipos son: - La seguridad del personal. Si el equipo manipula material peligroso, su monitoreo debe observar todas las recomendaciones de seguridad. Similarmente, si la máquina presenta riesgos al personal, tales como las hélices de ventiladores de torres de enfriamiento. - La probabilidad de falla. Los equipos que operan en los límites extremos de diseño y/o manipulan material agresivo, deben ser monitoreados con más frecuencia que el equipo que opera en servicio ligero o en rutina normal. En algunos casos se puede forzar a un equipo a operar con deficiencias conocidas, a niveles que lo hacen susceptible de falla. El conocimiento de la frecuencia histórica de fallas, es un factor a considerar para clasificar al equipo. - Nivel de control de operación.- Si el equipo que es operado remotamente, por regla general requiere de un monitoreo continuo además de un sistema de protección, desde donde se pueden extraer los datos para el MPd.

Clasificación de máquinas y/o equipos

- Costos y efecto de una parada imprevista o falla.- Si el costo y efecto es alto, el MPd es fácilmente justificado. • ESTABLECIMIENTO DE PARÁMETROS DE EVALUACIÓN. Una vez que las máquinas han sido seleccionadas para el monitoreo, la tarea siguiente es decidir cuales son los parámetros necesarios que con mayor precisión reflejen el estado de la máquina. El secreto para un MPd efectivo, es una selección de parámetros que completa y efectivamente definan la condición de la maquinaria. Esta etapa, efectuada con una reflexión cuidadosa y profunda, reportará grandes beneficios futuros. Los parámetros tales como la vibración y la temperatura son los mejores indicadores de la condición de la maquinaria rotativa. La condición del lubricante es con frecuencia también útil. La presión, temperatura, flujo etc. son necesarios para evaluar la perfomance y, en algunos casos también pueden indicar condiciones mecánicas.


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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM - Establecimiento de frecuencias de medición.- Muchos de los procesos de reflexión y criterios usados para la selección de la maquinaria y los parámetros de medición se utilizan para establecer la frecuencia de medición. Son consideraciones importantes para la selección de frecuencias: El registro histórico de fallas. La rapidez con que se desarrolla la degradación hacia la falla. - La necesidad de intervalos cortos o de monitoreo continuo.- Un cojinete de empuje típicamente falla muy rápidamente, con resultados catastróficos. Donde este tipo de fallas ocurren es probable la justificación de monitoreo continuo.

Control de parámetros de funcionamiento.

- El monitoreo periódico.- De aquellos parámetros cuyas mediciones proveen una alarma temprana y precisa de los cambios de condición y que finalmente podrían causar fallas; estos parámetros, por lo general cambian lentamente. La experiencia provee una guía excelente para la selección de frecuencias. Las máquinas que tienen un pasado de problemas o que históricamente sus fallas se desarrollan rápidamente requieren de frecuencias cortas, las máquinas confiables históricamente demandaran frecuencias largas. • ESTABLECIMIENTO DE NIVELES DE ALARMA Para establecer estos niveles, primero tenemos que saber que es lo normal; cuando se trata de parámetros como la presión o temperatura, la cosa es muy simple, se parte de los valores de diseño. Sin embargo; para otros parámetros vitales de condición (la vibración es el primer ejemplo), el asunto es mucho más dificultoso, los niveles de alarma dependen del tipo de máquina, de su construcción y hasta del punto que se está midiendo. Para empezar, se recomienda la fijación de niveles de conformidad con las normas de vibración ISO 2372 o ISO 3945, las cuales cubren un amplio espectro de máquinas, evaluándolas según la severidad de vibración en velocidad RMS. En el futuro, con su sistema de MPd. en marcha, será su experiencia y su propia base de datos la que determinará los niveles más apropiados, auxiliados por el manejo estadístico de los datos que el software de MPd posibilita.


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Control de la condición de los equipos.

• ESTABLECIMIENTO DE PUNTOS DE MEDICIÓN. Todas las medidas que se requieren para definir cabalmente la condición mecánica del equipo a ser monitoreado, deberán ser detalladas al nivel de componentes y adecuadamente codificadas. Después de establecer el plan de MPd el siguiente paso es la selección del equipo requerido, las opciones son: - Medidores portátiles y analizadores. - Medidores recolectores y analizadores. - Software para MPd y análisis vibracional. - Colectores de datos y analizadores en línea.

Puntos de medición.


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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM APLICACIÓN DE ANÁLISIS VIBRACIONAL. EJEMPLOS: A. Motor - Variador de agitador N° 1 y N° 2. 1. Características Técnicas - Motor = 6 HP - n = 1710 rpm - Nsd = 150 rpm - Juego de piñones ( Z1 = 46, Z2 = 9, Z3 = 50 y Z4 = 19 ) - Rodamientos = 6208, 3304, 6304 2. Diagnóstico. Los niveles de vibración del equipo son inadmisibles, estando en peligro su operatividad. 3. Recomendaciones. Programar el cambio del agitador Nro.1 a corto plazo y del agitador Nro.2 a mediano plazo. B. Bomba de vacío N° 2. 1. Características Técnicas. - Bomba = Tipo Comesa 700 - Motor = 48 HP - n = 1750 rpm - Nb = 1050 rpm - N° de alabes = 16 - Rodamientos = 2311K, 1311K 2. Diagnóstico. Luego de realizar el análisis vibracional se puede determinar los siguientes defectos. a. Desbalance del motor. b. Ajuste de pernos de anclaje del motor. c. Desalineamiento entre poleas. d. Desgaste del rodamiento posición N° 4. 3. Recomendaciones: a. Cambiar base por una de mayor rigidez. b. Chequear cojinete N° 4. c. Realinear poleas. d. Realizar un nuevo control vibracional. C. Bomba del desintegrador. 1. Características técnicas: - Bomba = Tipo Comesa 700 - Motor = 9 HP - n = 1740 rpm - Nb = 1050 rpm - N° de alabes = 2 - Rodamientos = 2311K, 1311K


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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM 2. Diagnóstico. Los niveles registrados se encuentran en grado inadmisible, debido posiblemente a los siguientes defectos a. Desbalance del impulsor. b. Desgaste de bocina de apoyo. c. Deflexión de eje o falta de concentricidad de partes. 3. Recomendaciones. Intervenir la bomba a corto plazo para realizar las correcciones que se detectan D. Motor de translación oeste. 1. Características técnicas: - Motor = 8,8 HP - n = 150 rpm - Rotor cónico. - Rodamientos = 6208, 3304, 6304 2. Diagnóstico. Se presenta el nivel de vibración no permisible siendo su principal causa. a. La falta de concentricidad en el motor. b. Verificación de rieles. c. Freno de pedal (hidráulico). 3. Recomendaciones. Intervenir el motor para corregir defectos, verificando además asiento de los carbones y tensión del resorte


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MÁQUINA = Motor - Variador LOCALIZACIÓN = Agitador VELOCIDAD = 1710 rpm POTENCIA = 6 HP EQUIPO DE MEDICIÓN Analizador – Balanceador MICROLOG CMVA55 JUEGO DE PIÑONES = 2 RODAMIENTOS = 3 AMPLITUD Velocidad = Desplazamiento = UNIDADES Mils = mm/s =

SÍMBOLO Punto

Fecha Posición

1

2

3

4

V H A t V H A t V H A t V H A t

Rodam Niveles Nomin. pulg/s

Chuma

H

V

A

t

Horiz.

Vert.

Axial.

Temp.

30/05/90 30/05/90 30/5/90 30/5/90 30/5/90 0,66 0,45

0,17 0,25

0,26 0,20

0,13 0,18

0,10 0,10

50 ºC 0,22 0,29 0,45 48 ºC 0,30 0,40

52 ºC 0,08 0,13 0,12 50 ºC 0,09 0,13

68 ºC 0,06 0,04 0,03 64 ºC 0,30 0,02

40 ºC 0,10 0,12 0,09 43 ºC 0,08 0,07

42 ºC 0,15 0,11 0,07 39 ºC 0,11 0,09

40 ºC 0,26 0,44 0,22 45 ºC

39 ºC 0,07 0,10 0,11 48 ºC

60 ºC 0,05 0,05 0,04 65 ºC

41 ºC 0,03 0,09 0,10 52 ºC

46 ºC 0,02 0,06 0,13 46 ºC


87


SÍMBOLO Punto

Fecha Posición

5

6

7

8

9

10

11

V H A t V H A t V H A t V H A t V H A t V H A t V H A t

H

V

A

t

Horiz.

Vert.

Axial.

Temp.

Rodam

Chuma

Niveles Nomin. pulg/s

30/5/90 30/5/90 30/5/90 30/5/90 30/5/90

0,21 0,19 50 ºC 0,16 0,20 0,15 49 ºC 0,17 0,10 0,10 40 ºC 0,13 0,16 0,19 49 ºC 0,05 0,10

0,14 0,07 42 ºC 0,08 0,10 0,07 52 ºC 0,06 0,12 0,12 55 ºC 0,05 0,05 0,08 56 ºC 0,07 0,12

0,05 0,13 38 ºC 0,03 0,06 0,03 68 ºC 0,03 0,19 0,19 60 ºC 0,02 0,03 0,02 62 ºC 0,09 0,19

0,10 0,19 52 ºC 0,11 0,13 0,15 47 ºC 0,07 0,11 0,11 47 ºC 0,08 0,01 0,06 48 ºC 0,02 0,11

0,08 0,10 36 ºC 0,09 0,19 0,09 42 ºC 0,05 0,17 0,17 39 ºC 0,10 0,07 0,12 58 ºC 0,01 0,17

40 ºC 0,09 0,10

55 ºC 0,03 0,12

70 ºC 0,01 0,19

39 ºC 0,10 0,11

48 ºC 0,07 0,17

62 ºC

50 ºC

48 ºC

39 ºC

51 ºC

Descarga Amperaje Inspector OBSERVACION


88


MÁQUINA = Bomba Vacío LOCALIZACIÓN = VELOCIDAD = 1750 rpm POTENCIA = 48 HP EQUIPO DE MEDICIÓN Analizador – Balanceador MICROLOG CMVA55 Nro. ALABES = 16 RODAMIENTOS = AMPLITUD Velocidad = Desplazamiento = UNIDADES Mils = mm/s =

SÍMBOLO Punto

Fecha Posición

1

2

3

4


H

V

A

t

Horiz.

Vert.

Axial.

Temp.

Rodam

Chuma


30/5/90 30/5/90 30/5/90 30/5/90 30/5/90 0,10 0,12

0,09 0,15

0,11 0,14

0,15 0,11

0,04 0,10

38 ºC 0,10 0,08 0,07 48 ºC 0,08 0,06

45 ºC 0,13 0,10 0,02 50 ºC 0,07 0,05

40 ºC 0,11 0,13 0,11 62 ºC 0,05 0,03

50 ºC 0,12 0,14 0,09 49 ºC 0,04 0,04

48 ºC 0,10 0,05 0,04 42 ºC 0,04 0,03

40 ºC 0,11 0,10 0,08 45 ºC

46 ºC 0,10 0,12 0,01 48 ºC

60 ºC 0,04 0,20 0,02 65 ºC

50 ºC 0,03 0,12 0,09 52 ºC

56 ºC 0,02 0,13 0,10 46 ºC

Descarga Amperaje Inspector OBSERVACION MECÁNICO DE MANTENIMIENTO

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MÁQUINA = Bomba LOCALIZACIÓN = Desintegrador VELOCIDAD = 1740 rpm POTENCIA = 9 HP EQUIPO DE MEDICIÓN Analizador – Balanceador MICROLOG CMVA55 Nro. ALABES = 2 RODAMIENTOS = AMPLITUD Velocidad = Desplazamiento = UNIDADES Mils = mm/s =

SÍMBOLO Punto

Fecha Posición

1

2

3

4


H

V

A

t

Horiz.

Vert.

Axial.

Temp.

Rodam

Chuma


30/5/90 30/5/90 30/5/90 30/5/90 30/5/90 0,12

0,17

0,26

0,13

0,15

42 ºC 0,15

52 ºC 0,20

68 ºC 0,40

45 ºC 0,17

56 ºC 0,25

48 ºC 0,08

50 ºC 0,13

70 ºC 0,20

49 ºC 0,11

39 ºC 0,10

40 ºC 0,10

46 ºC 0,12

60 ºC 0,20

50 ºC 0,12

56 ºC 0,13

0,20 45 ºC

0,29 48 ºC

0,45 65 ºC

0,19 52 ºC

0,16 46 ºC


90


SÍMBOLO Punto

Fecha Posición

5

6

7

8

9

10

11

V H A t V H A t V H A t V H A t V H A t V H A t V H A t

H

V

A

t

Horiz.

Vert.

Axial.

Temp.

Rodam

Chuma


30/5/90 30/5/90 30/5/90 30/5/90 30/5/90 0,15

0,14

0,17

0,14

0,18

0,10 48 ºC 0,10

0,11 50 ºC 0,12

0,15 70 ºC 0,19

0,09 49 ºC 0,11

0,16 59 ºC 0,17

48 ºC

50 ºC

70 ºC

49 ºC

51 ºC



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MÁQUINA = Motor LOCALIZACIÓN = Translación oeste VELOCIDAD = 3360 rpm POTENCIA = 8,8 HP EQUIPO DE MEDICIÓN Analizador – Balanceador MICROLOG CMVA55 RODAMIENTOS = AMPLITUD Velocidad = Desplazamiento = UNIDADES Mils = mm/s =

SÍMBOLO Punto

Fecha Posición

1

2

3

4


H

V

A

t

Horiz.

Vert.

Axial.

Temp.

Rodam

Chuma


30/5/90 30/5/90 30/5/90 30/5/90 30/5/90 0,03 0,12 0,08 38 ºC 0,10 0,07 0,02 48 ºC 0,06

0,04 0,15 0,10 42 ºC 0,13 0,02 0,05 50 ºC 0,05

0,05 0,14 0,13 40 ºC 0,11 0,11 0,03 62 ºC 0,03

0,06 0,11 0,14 50 ºC 0,12 0,09 0,04 49 ºC 0,04

0,04 0,10 0,05 48 ºC 0,10 0,04 0,06 42 ºC 0,03

40 ºC 0,08

39 ºC 0,01

44 ºC 0,02

49 ºC 0,09

52 ºC 0,10

45 ºC

48 ºC

55 ºC

50 ºC

46 ºC



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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM ORGANIZACIÓN DEL MANTENIMIENTO PREDICTIVO. ACTIVIDADES PRINCIPALES EN LA IMPLEMENTACION DEL MANTENIMIENTO PREDICTIVO. 1. Listado de equipos a incluir en el programa. 2. Niveles aceptables de vibración. 3. Niveles normales de vibración y condiciones actuales de la máquina. 4. Selección de puntos de chequeo periódico de vibración. 5. Selección del intervalo para chequeos periódicos de vibración. 6. Arranque de un sistema de registro de datos. 7. Entrenamiento del personal. CLASIFICACIÓN DE EQUIPOS Y MÁQUINAS.

- Crítico CATEGORÍA DE EQUIPOS

-

- Esencial - Propósito general

La regla 20/ 80 20 % de las maquinas absorven el 80% del presupuesto. Probabilidad de falla de los equipos. Costo de parada por equipos. Seguridad de personal.

- Manual periódico DECISIÓN DEL TIPO DE MANTENIMIENTO - Continuo OBJETIVOS: -

Intervención de los equipos rotativos y alternativos utilizando la técnica del MPd. Integrar al sistema actual de mantenimiento. Aumentar la confiabilidad de los equipos (estado de funcionamiento). Reducir los costos (mano de obra, repuestos). Reducir o eliminar las paradas imprevistas. Plantear soluciones a los problemas crónicos de los equipos.

METAS: - 80% de equipos críticos incluidos. - 50% de OTM son originados por el MPd. - Mejoramiento de la performance de planificación y programación del mantenimiento 95%. - Reducir los costos en un 5% del valor actual. - Reducción de paradas Imprevistas 0%. - Evaluación del estado de equipos mensualmente.


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FUNCIONES DEL LIDER. 1. Asesorar técnicamente respecto al Análisis de Vibraciones de problemas complejos y en el manejo de los equipos del MPd. 2. Coordinar con el Área de Operaciones e Ingeniería. 3. Preparar la Programación Semanal y Mensual de las Inspecciones. 4. Elaborar un Plan de Capacitación para los inspectores. 5. Reajustar promedios de inspección y niveles normales de vibración. 6. Mejorar los procedimientos en la toma de datos; así corno, el uso de la instrumentación. 7. Emitir reportes mensuales de los resultados de la aplicación del MPd. a Operación e Ingeniería.

Reportes

- Costos - Disponibilidad - Seguridad

8. Coordinar con Logística para verificar stock de repuestos. 9. Dirigir el análisis de fallas de las causas principales de problemas crónicos de los equipos. 10. Elaborar estándares de mantenimiento para obtener condiciones óptimas de funcionamiento de los equipos. 11. Controlar el avance del programa en base a indicadores establecidos. 12. Incluir nuevos equipos al sistema.


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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM Asesoría Técnica. Dirigir análisis de fallas. Estándares de mantenimiento. Inclusión de nuevos equipos.

FUNCIONES DEL INSPECTOR. 1. Tomar las lecturas de inspección según el programa de mantenimiento. 2. Mantener la base de datos del análisis vibracional, colectar y almacenar la información, emitir opinión respecto al control. 3. Informar al líder del grupo cuando es necesario un barrido de frecuencias y realizar dicho análisis de vibración. 4. Preparar un Informe del estado del equipo y posible falla de componentes al área de operaciones para que emita una OTM (Orden de Trabajo de Mantenimiento). 5. Proponer cambios en frecuencia y niveles normales. 6. Coordinar con mantenimiento para recibir información de recibir reparaciones realizadas a los equipos (historial). 7. Cumplir el ciclo de trabajo del MPd. 8. Cuidar y conservar los instrumentos de medición. 9. Coordinar con los operadores de máquinas el ingreso para la toma de datos de vibración a los equipos. 10. Observar aspectos relativos al entorno de los equipos. 11. Realizar los trabajos teniendo en cuenta los procedimientos de seguridad industrial.


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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM CÁLCULOS FRECUENCIA DE VIBRACIÓN. Los parámetros fundamentales en una onda son: El período, la frecuencia, la velocidad de propagación, la longitud de onda, la amplitud y la fase. El período (T): El tiempo necesario para que cada oscilador (en una onda mecánica) haga una oscilación completa, es el período de la onda. Se mide en segundos. La frecuencia (v): El número de oscilaciones en la unidad de tiempo, de los osciladores es la frecuencia de la onda. Se mide en hertz. La frecuencia es la misma para todos los osciladores. La frecuencia de la onda es la correspondiente al agente externo que la genera. Recordar que el periodo y la frecuencia se relacionan como sigue, v T = 1 La frecuencia angular (ω) de la onda es la correspondiente a cada oscilador, se mide en v rad/s y se relaciona con la frecuencia así: ω = 2πv La velocidad de propagación (V). La velocidad con que se propaga la energía (con que viaja el “mensaje”) entre los osciladores (que es diferente a la velocidad de vibración de estos) corresponde a la velocidad de propagación de la onda. Obviamente depende de propiedades del medio: como veremos más adelante, en el caso de las ondas mecánicas dependerá de la densidad del medio y de un factor que caracteriza la elasticidad de éste; y en el caso de las ondas electromagnéticas dependerá de la permitividad Є y de la permeabilidad μ. Si la onda se propaga en medios homogéneos su velocidad de propagación es constante. Dos velocidades muy especiales y que deberíamos mantener en la memoria, son la velocidad del sonido en el aire a temperatura a 25 ºC (340 m/s) y la velocidad de la luz en el vacío o aproximadamente en el aire (300.000 Km/s). La longitud de onda : λ Para comprender el significado físico de la longitud de onda se observa la figura.


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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM En ella se muestra las posiciones instantáneas de los osciladores en una onda viajera (la interpretación de longitud de onda que realizamos en esta sección, sólo es válido para ondas viajeras) que se propaga en una cuerda en cinco instantes diferentes:

t = 0, T/4, T/2, 3T/4, T Si se observa detenidamente, se capta que mientras el primer oscilador realiza una oscilación completa, ha transcurrido un tiempo equivalente a un período y la energía alcanza a llegar a un oscilador que va a seguir oscilando en fase con este ( realmente el primer oscilador lo aventaja en una fase igual a 2π ). A la distancia que separa a estos dos osciladores se le denomina longitud de onda λ. En otras palabras: la longitud de onda λ, es la distancia que viaja la energía en un tiempo equivalente a un período. Esta última idea se puede plasmar en forma de ecuación así:

λ=VT y como vT = 1, se puede escribir:

λv=V

Otra forma de visualizar esto es la siguiente: la distancia que hay entre dos osciladores consecutivos que estén en fase se le denomina longitud de onda. Es de anotar que todos los osciladores que están en fase están separados entre sí por un número entero de longitudes de onda. Ver figura.

VIBRACIÓN. Se entiende por “Vibración” las oscilaciones perceptibles y medibles en la superficie de las máquinas, elementos constructivos, sus fundaciones, etc. También es llamado ocasionalmente “ruido estructural” ya que se propaga exclusivamente en cuerpos sólidos. En contraste el “ruido aéreo” se transmite por un medio gaseoso (por ejemplo : el aire, etc.). La vibración es simplemente el movimiento de una máquina o pieza desde su posición de descanso. El modo más sencillo para demostrar la vibración es seguir el movimiento de un peso suspendido en el extremo de un resorte, tal como se ilustra en la figura. Esto es típico de todas las máquinas puesto que también ellas tienen propiedades similares a pesos y resortes.


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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM Hasta que se aplique una fuerza al peso para producir su movimiento no habrá vibración. Al aplicar una fuerza ascendente, el peso se moverá hacia arriba, comprimiendo el resorte. Al soltarlo, el peso caerá por debajo de su punto neutro hasta su limite inferior del recorrido, en cuyo punto el resorte detendrá el peso. Este emprenderá inmediatamente el recorrido hacia arriba pasando por el punto neutro hasta llegar al límite superior del movimiento y de vuelta otra vez por el punto neutro.

Vibración de un simple sistema de resorte – masa.

Este movimiento seguirá exactamente de la misma manera mientras quede aplicada la fuerza. Por lo tanto, la vibración es la reacción de un sistema a una excitación (estímulo) o fuerza interna o externa aplicada al mismo. Las vibraciones mecánicas sólo pueden ocurrir técnicamente cuando las masas se mueven. Esas masas pueden ser partes rotativas u oscilantes de las máquinas, así como líquidos y gases en contacto con cuerpos sólidos. Medición: Un curso de análisis de maquinaria debe incluir los fundamentos de vibración. El análisis vibracional es considerado como la técnicas mas efectiva para monitorear las condiciones de la maquinaria rotativa. La medición de la vibración es una medición de un movimiento periódico. Un ejemplo simple es el uso del sistema masa-resorte. Cuando se aplica una fuerza vertical a la masa, se produce un movimiento armónico, el cual puede verse en un gráfico Amplitud vs Tiempo, obteniéndose una curva sinusoidal similar a la mostrada.


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El punto de partida se ubica en el punto cero (cuando la masa está en reposo), continuando el movimiento a través del tiempo con desplazamiento positivo y luego negativo, hasta completar el ciclo. Causas: Salvo algunas excepciones la causa de la vibración reside en los problemas mecánicos de una máquina. A continuación se presenta una lista de los problemas más comunes que producen vibración a saber: -

Desbalance de las piezas rotativas. Falta de alineamiento de acoplamientos y rodamientos. Ejes vencidos. Engranajes desgastados, excéntricos o dañados. Bandas o cadenas de trasmisión en mala condición. Rodamientos -del tipo antifricción- deteriorados. Desviaciones del par de torsión. Fuerzas electromagnéticas. Fuerzas aerodinámicas. Fuerzas hidráulicas. Aflojamiento. Rozamiento. Resonancia.

Características: La condición de una máquina y sus problemas mecánicos se determinan midiendo las características de su vibración. Entre las características más importantes se encuentran las siguientes: -

Frecuencia. Desplazamiento. Velocidad. Aceleración.

- Fase. - Energía de impulsos.

Con referencia al peso suspendido de un resorte, podemos estudiar en detalle las características de la vibración trazando un gráfico del movimiento del peso en función del tiempo, tal como se presenta en la figura.


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Movimiento de un peso en vibración trazado en función del tiempo.

El movimiento del peso desde su punto neutro hasta el limite superior del recorrido, de vuelta a través del punto neutro hasta el límite Inferior del recorrido, y su regreso al punto neutro representa un ciclo de movimiento y cuenta con todas las características necesarias para medir la vibración. El movimiento continuo del peso sencillamente repetirá dichas características. FRECUENCIA DE LA VIDRACIÓN. Como se puede apreciar en la figura, la cantidad de tiempo requerida para llevar a cabo un ciclo completo de un espectro de vibración se llama "período de vibración". T = Ciclo o periodo

Periodo de un patrón de vibración

El periodo de vibración es una característica simple y significativa empleada normalmente en la detección y análisis. Otra característica de Igual simplicidad y mayor significado es la frecuencia.


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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM La frecuencia de la vibración es la medida de la cantidad de ciclos completos que acontecen en un período de tiempo específico. La relación entre la frecuencia y el periodo de un patrón de vibración es expresada mediante la siguiente fórmula:

Frecuencia = 1 / T La frecuencia de la vibración por lo general es expresada como cantidad de ciclo que acontece cada minuto de aquí el origen de la expresión "ciclos por minuto", o sea cpm. El poder especificar la frecuencia de la vibración en términos “cpm” facilita la relación entre dicha característica y otro Importante de los equipos rotativos, las “rpm” es decir, la cantidad de revoluciones por minuto. Por lo cual, si se tiene una máquina que gira a una velocidad de 3600 rpm, es posible que ciertos problemas generen vibración a una frecuencia de 3600 cpm. DESPLAZAMIENTO DE LA VIBRACIÓN (Cresta a Cresta). La distancia total recorrida por la pieza vibrante de uno a otro límite extremo del recorrido se conoce como “desplazamiento de cresta a cresta”. Unidades: 1 mils <> 0,001 pulg. 1 µ <> 0,001 mm. VELOCIDAD DE LA VIBRACIÓN (Valor de Cresta). Puesto que el peso vibrante está en movimiento ( véase la figura ), es obvio que se mueve a cierta velocidad. Sin embargo, la velocidad del peso cambia constantemente, al llegar al límite superior del movimiento la velocidad es cero dado que el peso se detiene antes de proceder en la dirección opuesta, alcanzando el valor máximo al pasar el peso por su punto neutro. La velocidad del movimiento es Indudablemente una característica de la vibración, pero, considerando que cambia constantemente durante el ciclo, para la medición se selecciona la velocidad de “cresta” más elevada.

Velocidad de un objeto vibrante


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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM Cada vez que la pieza se detiene al final del recorrido tiene que “acelerar” para adquirir velocidad mientras se dirige hacia el otro extremo. Desde el punto de vista técnico, la aceleración es el coeficiente de cambio de la velocidad. FASE DE LA VIBRACIÓN. Otra característica Importante de la vibración es la “fase”, definida como le posición de una pieza vibrante en un momento dado con referencia a un punto fijo u otra pieza vibrante. En el sentido práctico, las mediciones de fase a menudo ofrecen un modo conveniente para comparar un movimiento vibratorio con otro, o para determinar el tipo de vibración de una pieza en relación con otra. En el ejemplo ilustrado en la Figura, se tienen dos pesos que vibran con la misma frecuencia y desplazamiento; sin embargo, el peso “A” se encuentra en el límite Interior. Podemos emplear la fase para expresar la comparación.

Relación entre fases Dos objetos que vibran con un desfasaje de 180º

ULTRASONIDO. Los ultrasonidos son ondas acústicas de idéntica naturaleza que las ondas sónicas, diferenciándose de éstas en que su campo de frecuencias se encuentra por encima de la zona audible. Por los fenómenos que provocan en su propagación a través de los sólidos, líquidos y gases han dado lugar a la aparición de numerosas aplicaciones técnicas y científicas, siendo la más significativa el control no destructivo de materiales. En este tipo de inspecciones se aprovecha la energía acústica como portadora de la señal, lo que en general va asociado a bajos niveles de energía. PROCEDIMIENTO. Mediante un generador de pulsos eléctricos, las sondas acústicas son introducidas en el material gracias a un cristal o palpador con propiedades piezoeléctricas capaz de


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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM transformar el impulso eléctrico en ondas ultrasónicas. Dichas ondas de alta frecuencia se propagan a través del material, se reflejan, difractan y atenúan, según encuentren o no obstáculos en su camino.

Equipo de ultrasonido.

La señal, recogida por el mismo u otro palpador, y enviada a una pantalla de rayos catódicos dará una imagen formada por distintos ecos, de los que analizando su situación, altura y forma podrá saberse el tipo de obstáculo en que rebotó (grieta, poro, escoria, etc.) y su situación en la pieza examinada.

El método de inspección por ultrasonidos hace posible, por tanto, la detección de heterogeneidades, la medida de espesores o la determinación de ciertas propiedades tecnológicas. Comparando con otras técnicas no destructivas las principales ventajas que presenta el ensayo por ultrasonidos son: - Alto poder de penetración, aportando información de todo el volumen de la muestra. - Alta sensibilidad, permitiendo detectar defectos de pequeño tamaño.


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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM Determinación de la posición de los defectos internos. Sólo es necesario el acceso por una superficie. El resultado de la inspección es instantáneo, produciéndose en tiempo real. No presenta riesgo para el operador. Los equipos utilizados son portables. La información obtenida en el ensayo puede ser fácilmente procesada por técnicas digitales. - Elevada versatilidad.

-

APLICACIONES: Dada la enorme variedad de aplicaciones de los ultrasonidos nos limitamos a citar aquellas más importantes desde el punto de vista industrial: Defectología. En procesos de fabricación, chapas, placas, barras, redondos, tubos, uniones soldadas, etc. Metrología. Control de corrosión y medida de espesores. Caracterización de materiales. Medida de la velocidad acústica, de la atenuación, acustoelasticidad, etc. Ensayos de nuevos materiales. Materiales compuestos, cerámicas técnicas, uniones soldadas por difusión, uniones adhesivas, etc. Inspecciones de mantenimiento. Detección de grietas, grietas de corrosión, grietas de fatiga, estimación del tamaño de grieta, etc. Corrientes inducidas. Técnica de ensayo no destructivo, basada en la medida de la impedancia que poseen los cuerpos cuando se inducen corrientes de Foucault, sobre el área de los mismos. SUSTANCIAS QUÍMICAS REACTIVAS. Son el conjunto de materias que, por su acción química, dañan gravemente el tejido epitelial de la piel y las mucosas al entrar en contacto con ellas, o que, en caso de fuga, pueden originar daños a otras mercancías o a los medios de transporte pudiendo llegar a destruirlos, dando lugar a otros peligros. Se engloban también las materias que sólo producen un líquido corrosivo al entrar en contacto con el agua o que, con la humedad natural del aire, produzcan vapores o neblinas corrosivas. En lo que se refiere a su peligrosidad en las intervenciones, podemos decir que, contrariamente a productos tóxicos y varios tipos de gases o productos radiactivos, los corrosivos, para que dañen se tiene que entrar en contacto físico con ellos, lo que supone que el evitar este contacto, o protegerlo, evitaría la agresión. En función de su peligrosidad se pueden dividir en:


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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM - Materias muy corrosivas. - Materias corrosivas. - Materias de menor grado de corrosividad. Los riesgos con las sustancias corrosivas consisten en: -

Heridas por destrucción de tejidos. Daños Medioambientales. Intoxicación. Radiación de calor.

Los corrosivos pueden ser divididos en tres grupos: Ácidos: Son las sustancias corrosivas más importantes por el volumen de su producción y transporte (más de 6 millones de Tm/año, únicamente con el ácido sulfúrico y nítrico). Debemos destacar su importancia económica y productiva, al tratarse de materias primas para otros procesos. Los ácidos se caracterizan por tener un pH bajo. (Un ácido fuerte tiene un pH igual a 0), pudiéndolos dividir en orgánicos e inorgánicos. Los más fuertes y peligrosos, esto es, los más peligrosos son los inorgánicos. Poseen la propiedad de poder mezclarse con el agua. Estos ácidos liberan calor cuando se disuelven en agua, lo que puede ocurrir violentamente si el ácido está concentrado. Causan efectos destructivos sobre los tejidos vivos y reaccionan fuertemente con las materias. Bases: También llamadas álcalis. Las bases representan también un volumen e importancia muy elevado en cuanto a su transporte y utilización, especialmente los hidróxidos sódicos (sosa cáustica) y potasio (potasa cáustica) y el hipoclorito sódico. Las bases se caracterizan por tener un pH alto (una base fuertemente alcalina tiene un pH de 14). Son extraordinariamente corrosivas y los daños que producen en los tejidos son mayores que los de los ácidos, debido a que disuelven las proteínas del organismo, ocasionando más rápidamente la muerte de los tejidos, lo cual quiere decir que, para el hombre, son mucho más peligrosas que los ácidos. Ambos, esto es, ácidos y bases se neutralizan mutuamente, y en esa neutralización se produce agua mas una sal, liberando durante el proceso de reacción una gran cantidad de calor. Las bases se disuelven en agua generando calor, y atacan a los metales generando gas. A las bases se les denomina también lejías, atacando también a muchas materias orgánicas. Otras sustancias corrosivas: Existen también varios tipos de materiales corrosivos que no son ni ácidos ni bases, pero también destruyen los tejidos vivos. Podemos incluir aquí de entre los mas frecuentes y corrosivos los bromuros y cloruros orgánicos, los ácidos de halógenos y sustancias que contienen flúor.


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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM La mayoría de las sustancias son muy reactivas e intensamente corrosivas para la piel y la mucosa nasal, siendo en contacto con el agua o humedad muy propensas a la formación de gases o soluciones corrosivas, atacando a la mayoría de los metales, llegando algunas de ellas (el caso de acetilbromuro) a descomponerse en contacto con la humedad del aire produciendo ácidos de bromo y cloro. Mención especial merecen las disoluciones de peróxido de hidrógeno (variedades de agua oxigenada), modificándose su peligrosidad en función de las concentraciones ( 6, 40, y hasta 60 %), teniendo, además de sus características de fuerte oxidante la de reacción violenta con ciertas sustancias orgánicas (permanganatos, sales de plomo).


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PRECAUCIONES / CUIDADOS EN EL MANIPULEO DE SUSTANCIAS REACTIVAS. Las sustancias químicas que se encuentran en el comercio o son empleadas en los procesos productivos, además de los beneficios que aportan por sus usos, generación de empleos y de ingresos, pueden conllevar riesgos para el ambiente, la población y los bienes cuando poseen propiedades que las hacen peligrosas (corrosivas, reactivas, explosivas, toxicas o inflamables) y cuando son manejadas en forma inadecuada. Tales riesgos pueden variar en las diversas fases del ciclo de vida de las sustancias (producción o importación, almacenamiento, transporte, comercialización, aplicación y disposición final), por ello son competencia de diversas dependencias del gobierno, las cuales las regulan y controlan con base en sus respectivas legislaciones y normas.

Manipulación de reactivos químicos

UNIVERSO DE SUSTANCIAS QUÍMICAS. Como se indica en la Figura siguiente, se han identificado más de 12 millones de sustancias químicas en la Tierra, de las cuales alrededor de cien mil se encuentran en el comercio o son empleadas en las actividades productivas en el mundo. Además de los beneficios que han aportado a la sociedad, al contribuir a preservar alimentos, combatir plagas, tratar enfermedades y permitir el avance tecnológico en multitud de áreas, también se ha descubierto que el manejo de un cierto número de ellas puede conllevar riesgos para la salud humana, los ecosistemas, y los bienes. Por tal razón, se han constituido bases de datos en las que se describen las propiedades que las hacen peligrosas, las condiciones de exposición en las que pueden ejercer sus efectos adversos y las distintas medidas para prevenir y reducir sus riesgos; a la vez que se publican regularmente perfiles toxicológicos y criterios de salud ambiental en los que se ponderan sus riesgos para orientar a los tomadores de decisiones.


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PIC = Procedimiento de Información y Consentimiento Previo a la importación de sustancias prohibidas o restringidas. FUENTE: Unidad de Sustancias Químicas y Evaluación Ambiental, Instituto Nacional de Ecología,(México) 1997. Algunos agentes químicos industriales y sus principales efectos biológicos en la salud de los trabajadores Agente químico industrial

Principal efecto biológico en la salud

Ácido cianhídrico Ácido sulfhídrico

Asfixia química Asfixia química

Arsénico Asbesto

Cáncer en la piel Cáncer pleural

Benceno

Leucemia

Berilio Cloruro de vinilo

Necrosis hepática Cáncer hepático

Cromo hexavalente Disulfuro de carbono

Cáncer bronco génico Neuropatía periférica

Níquel Tolueno

Cáncer de fosas nasales Neuropatía central

Tetracloruro de carbono

Cirrosis hepática

Trinitrotolueno

Cirrosis hepática

FUENTE: World Health Organitation International Agency for Research on Cancer, Masson, Paris, 1990 Stacey H. Neil, Occupational Toxicology, Ed. Taylor and Francis, Londres, 1993.


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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM SUSTANCIAS TOXICAS VENENOSAS. Como sustancias tóxicas, de manera genérica entendemos aquellas que aún no teniendo entre ellas afinidades químicas ni características físicas comunes solo presentan en común el producir efectos muy nocivos o infecciones en el ser humano y los animales domésticos. Pueden dañar en cantidades relativamente pequeñas y por una acción única o de baja duración la salud del ser humano o causar su muerte por ingestión, absorción cutánea o inhalación. Los riesgos son principalmente de intoxicación y daños al medio ambiente. Se pueden clasificar en función de su forma de presentación en: - Polvos tóxicos. - Gases tóxicos. - Gases tóxicos sin olor. - Vapores y polvos nocivos. - Aquellos que desprenden gases tóxicos cuando están en contacto con agua, ácidos o influencia de otras sustancias. A la hora de seleccionar el nivel de equipamiento para este tipo de materias, es importante tener en cuenta las formas en que el cuerpo humano puede ser afectado por estas sustancias. Se puede hacer una distinción entre las cuatro diferentes vías y una combinación de ellas. Las sustancias pueden entrar al cuerpo a través de: - La piel. - El aparato respiratorio. - El sistema alimenticio. - Las mucosas. Es de una gran importancia averiguar y establecer cuales de estas vías son relevantes, y en esto basar la selección del equipo de protección adecuado. Por su grado de peligrosidad podemos distinguir entre: - Materias muy tóxicas. - Materias tóxicas. - Materias que presentan un grado menor de toxicidad. GASES TÓXICOS. Como todos los gases envasados a presión, tienen los siguientes riesgos: - Rotura del envase. - Peligro de proyectiles. - Ondas de presión. - Enfriamiento súbito.


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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM La mayoría son también inflamables, con sus correspondientes riesgos, pero además, por ser tóxicos, tienen también el riesgo de intoxicación. La mayoría de estas sustancias son también corrosivas o cáusticas. PRODUCTOS MÁS SIGNIFICATIVOS. AMONÍACO. Gas inflamable y tóxico y corrosivo. Gas incoloro que se transporta bajo presión en forma líquida, que se usa como refrigerante y en la fabricación de fertilizantes, explosivos, fibras sintéticas, plásticos, productos farmacéuticos, limpiadores domésticos, colorantes y una amplia variedad de otros productos químicos. Es bastante soluble en el agua, puede arder por medio de una fuente de ignición apropiada, dentro de una gama relativamente estrecha de concentraciones en el aire. El producto líquido pesa aproximadamente 0,68 kilogramos por litro en su punto bajo de ebullición de (-33,4 ºC). CLORO. El cloro es un gas no inflamable y toxico, verdoso amarillento, que se transporta licuado a presión y que tiene un olor sofocante y agrio. Se utiliza para purificar el agua, blanquear papel, pasta de madera y textiles y para hacer una gran variedad de otros productos y productos químicos. Es ligeramente soluble en agua, y más pesado que ella, el cloro licuado se hundirá parcialmente en el agua mientras que hierve rápidamente, desprendimiento al medio ambiente producirá la generación de grandes cantidades de un gas que es más pesado que el aire, que es altamente corrosivo y tóxico y que puede persistir en hoyos, fosas y terrenos bajos. Es un fuerte oxidante y materias combustibles se incendiarán y/o se quemarán en la presencia del cloro. El gas licuado pesa aproximadamente 1,56 kilogramos por litro cerca de su punto de ebullición. DIOXIDO DE AZUFRE. Es un gas tóxico, no inflamable, incoloro, que se envía en estado líquido bajo presión y que tiene un olor agudo, como el azufre ardiendo. Se usa para hacer desinfectantes, fumigantes, vidrio, vino, proceso de alimentos y una variedad de otros productos químicos. Es bastante soluble en agua. El dióxido de azufre líquido es más pesado que el agua y, debido a su punto de ebullición de (-10 ºC), puede esperarse que se hunda en el agua, mientras, simultáneamente, hierve y reacciona para formar una disolución ácida corrosiva. La mayoría de los derrames producen grandes cantidades de gas y humos. Forma ácido sulfuroso en reacciones con agua, y este ácido puede corroer el aluminio y otros metales. El contacto con el sodio o el potasio, puede tener como resultado incendios o explosiones. Puede atacar algunos tipos de plásticos, gomas y revestimientos y es corrosivo para los tejidos corporales. Usos Comunes: Fabricación de compuestos de azufre, desinfectantes, fumigantes, vidrio, vino, hielo, proteínas, medidores de presión de vapor; blanqueo del azúcar de


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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM remolacha, harina, fruta, grano, aceite, otros productos; curtido del cuero; insecticida; fungicida. ÁCIDO CLORHÍDRICO. También conocido como ácido muriático, es un líquido fumante con un color que va de incoloro a amarillo claro, con un olor agudo sofocante e irritante. Se usa para hacer fertilizantes, colorantes, seda artificial, pigmentos y una variedad de otros productos químicos; en galvanizado, refinado de jabón y aceite comestible, curtido de cuero, refinado de minerales, extracción de petróleo y una amplia gama de otros procesos. No es inflamable pero el contacto con muchos metales produce gas hidrógeno, inflamable y potencialmente explosivo. Es completamente soluble en agua y pesa aprox. 1,2 kg./ litro. ÁCIDO FLUORHÍDRICO, DISOLUCIONES. Líquido Fumante, extremadamente corrosivo, no inflamable, de incoloro a amarillo claro, con un olor penetrante, irritante, punzante y desagradable, que consta de fluoruro de hidrógeno (normalmente del 30-70 % en peso) disuelto en agua. Se utiliza como abrillantador, agua fuerte y esmerilado; decapado, electropulido, limpieza y tratamiento de varios metales; disolvente de minerales; y para otros muchos usos. El ácido es completamente soluble en agua y se mezcla rápidamente generando calor. En contacto con otros metales puede liberar hidrógeno, gas inflamable y potencialmente explosivo. El líquido pesa aproximadamente 1,2 kilos por litro. HIDRACINA. La hidracina es un líquido incoloro aceitoso, fumante, higroscópico, altamente reactivo, inflamable y tóxico que tiene un olor a pescado, parecido al amoniaco. Se usa como combustible de cohetes, agente reductor y disolvente inorgánico y en la fabricación de productos químicos, pesticidas, plásticos, medicinas, antioxidantes, aleaciones para soldaduras, explosivos y otros productos. Es totalmente soluble en agua y se mezclará libremente. Su punto de inflamación de +37.8 ºC. Los contenedores de líquido pueden romperse violentamente si se les expone al fuego o calor excesivo durante un periodo de tiempo suficiente. Las características inusuales de inflamabilidad incluyen un límite superior de inflamabilidad tan alto como el 100 %, lo que indica que la hidracina puede arder en ausencia de aire, y una temperatura de autoignición que varía de acuerdo con el tipo de material con el que la hidracina está en contacto y que puede ser tan bajo como +23.3 ºC en presencia de hierro oxidado. Merece atención especial un punto de fusión y congelación entre +14 ºC y +2.0 ºC. La hidracina no reacciona con el agua y es estable en el transporte normal a temperaturas ambiente ordinarias. Sin embargo, es un agente reductor muy fuerte que puede inflamarse en contacto con materias porosas tales como madera, tela, tierra, metales oxidados e incluso amianto. Hay riesgo de explosión. La toxicidad del producto es relativamente alta y se le considera corrosivo para los tejidos corporales. Debería considerarse la evacuación de la zona situada en la dirección del viento si la hidracina se está derramando pero no ardiendo. Evaluar en un radio de 1000 metros.


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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM HIDRÓXIDO DE SODIO. El hidróxido de sodio, también conocido como sosa acústica, es un sólido blanco, inodoro y no volátil, que puede enviarse en forma de copos, cuentas o en forma granular, o disuelto en agua como disolución incolora. Se usa en la fabricación de rayón, celofán, plásticos, algodón mercerizado, papel, explosivos, materias colorantes y en una amplia variedad de otros productos y procesos. Por contacto del producto húmedo con metales como el aluminio, estaño, plomo, zinc, magnesio, cromo, latón y bronce, puede generarse hidrógeno, gas inflamable y potencialmente explosivo. El sólido pesa aproximadamente 2.1 kilos por litro. Las disoluciones pesan aproximadamente 1.5 kilos por litro. El contacto con nitrometano y otros compuestos "nitro", puede tener como resultado la formación de sales explosivas sensibles a los golpes. ACIDO CIANHÍDRICO. El ácido cianhídrico es un gas incoloro (cianuro de hidrógeno) que se envía como líquido puro bajo presión o puede estar disuelto en agua para formar disoluciones acuosas de diversa concentración. El ácido cianhídrico puro es totalmente soluble en agua, tiene un olor dulzón, como las almendras. Las acumulaciones de vapor en espacios cerrados pueden explotar si se inflaman. El ácido cianhídrico se disuelve en agua con una reacción moderada. Puede volverse inestable si se almacena durante un largo periodo de tiempo o se le expone a altas temperaturas y presiones. Es incompatible con álcalis. Es una sustancia altamente tóxica por todas las vías de exposición, y se le considera un veneno. Los productos de la combustión son tóxicos y pueden incluir cianuros y óxidos de nitrógeno. Sin embargo, si la materia está ardiendo, no apagar el fuego. Los productos de la combustión suponen un riesgo menor que el producto químico sin quemar. LA PROTECCIÓN AMBIENTAL EN EL MANTENIMIENTO INDUSTRIAL. El efecto ecológico del mantenimiento se garantiza mediante la gestión eficaz y eficiente de éste y su mejoramiento continuo dentro de un Sistema de Gestión Ambiental (SGA), lo cual significa que todos los aspectos ambientales están bajo control operacional y se han tomado todas las acciones para prevenir y corregir impactos.


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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM UN PRODUCTO ES ECOLÓGICO SI EL RIESGO DE SU DAÑO AMBIENTAL ES MÍNIMO O NULO. Relacionado a ello, se define el Mantenimiento Ecológico como el mantenimiento cuya gestión está integrada a un Sistema de Gestión Ambiental, mediante el establecimiento de un conjunto de acciones técnico organizativas, que aseguran la reducción del riesgo de impacto ambiental de los equipos y de las acciones de mantenimiento.

Las acciones para prevenir daños al medioambiente deben ser dirigidas a las personas, los equipos y los procesos de mantenimiento. Los factores causales más importantes identificados que pueden propiciar la ocurrencia de impacto al medio ambiente desde el mantenimiento son: los errores humanos, la ausencia de mantenimiento, la aplicación de políticas de mantenimiento incorrectas y procesos de mantenimiento no controlados. El establecimiento de las interrelaciones con otras funciones de la organización (calidad y seguridad) asegura el mejoramiento de la eficacia de las acciones implementadas. El compromiso de la gerencia con este propósito es decisivo para alcanzar los resultados esperados, expresado mediante el establecimiento de políticas y acciones concretas que aseguren cambios en el modo de actuación de las personas hacia el medio ambiente y den al mantenimiento un alcance nuevo.

La aplicación de un Sistema de Gestión Ambiental (SGA), asegura establecer las acciones necesarias en la protección ambiental y los mecanismos para su control y mejoramiento continuo. El SGA se integra a la actividad general de la gestión empresarial y contempla en lo fundamental:


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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM - El compromiso de la alta dirección, expresado en la política y los objetivos ambientales de la organización. - Los aspectos organizativos relacionados con el medioambiente. - Procedimientos de control operativo sobre los principales aspectos ambientales. - Programa de mejora continua con objetivos concretos. El mantenimiento como acción, desde el punto de vista ambiental, constituye un medio para prevenir impactos negativos, dado que asegura la fiabilidad de los equipos, lo que reduce el riesgo de ocurrencia de accidentes catastróficos, como incendios, explosiones, emisiones de sustancias tóxicas etc. y a su vez, una fuente de contaminación, porque en su ejecución se producen desechos peligrosos (sólidos, líquidos y gaseosos).

Un producto es ecológico si el riesgo de su daño ambiental es mínimo o nulo. Relacionado a ello, se define el Mantenimiento Ecológico como el mantenimiento, que su gestión está integrada a un Sistema de Gestión Ambiental, mediante el establecimiento de un conjunto de acciones técnico organizativas, que aseguran la reducción del riesgo de impacto ambiental de los equipos y de las acciones de mantenimiento.

Las acciones encaminadas a la preservación del medio ambiente en el Mantenimiento deben tener carácter proactivo y estar integradas a los trabajos que generan los impactos. Para asegurar que la prevención tenga efecto, todas las acciones (técnicas, organizativas y económicas) deben haber sido tomadas y documentadas; los procesos estar bajo control operacional y las personas poseer los conocimientos y el entrenamiento necesario para ejecutar las acciones establecidas.


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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM Los factores causales más importantes identificados que pueden propiciar la ocurrencia de impacto ambiental desde el mantenimiento son: - Errores humanos. - La ausencia de mantenimiento. - La aplicación de políticas de mantenimiento incorrectas. - Los procesos de mantenimiento no controlados.

El impacto ambiental provocado por errores humanos es debido fundamentalmente a violaciones de los procedimientos establecidos. La ausencia de mantenimiento está fundamentada en el pobre papel que le asignan a esta función en la organización y la deficiente cultura en este sentido. La aplicación de políticas de mantenimiento incorrectas y la falta de control de los procesos son consecuencia de una deficiente gestión. MEJOR PREVENIR. Para prevenir los riesgos de impacto ambiental debe llevarse a cabo un proceso que permita identificar todos los aspectos ambientales y establecer las acciones para su control operacional. Para ello se propone el siguiente proceso cuyo contenido se describe: 1) Determinar los equipos y procesos de mantenimiento críticos para el medio ambiente. Equipo crítico: Equipo que contiene, manipula o controla sustancias o productos dañinos al medio ambiente y la ocurrencia de un fallo en éste, puede producir impacto ambiental.


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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM Fallo crítico: Fallo que ocurre en un equipo crítico y cuya consecuencia produce impacto ambiental.

Proceso de mantenimiento critico: Acciones de mantenimiento necesarias para mantener o reparar un equipo, en el cual se emplean sustancias o productos, y/o se generan desechos que pueden producir daños al medio ambiente.

2) Identificar, registrar y evaluar los riesgos potenciales de los procesos de mantenimiento y equipos críticos, así como los aspectos ambientales significativos asociados a ellos. Identificar los modos de fallo críticos y determinar sus causas raíces.


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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM 3) Establecer acciones proactivas mediante procedimientos documentados que aseguren tener bajo control las causas que originan los impactos. Estas acciones deben estar contenidas en los procedimientos de ejecución de los trabajos según corresponda.

4) Evaluar el desempeño ambiental: Seguimiento y evaluación de resultados. El desempeño ambiental en el mantenimiento es una medida de su eficiencia y eficacia.

5) Establecer procesos de mejora continua: La mejora continua de la gestión del Mantenimiento tiene una contribución significativa sobre la eficacia de la gestión ambiental. Es importante la aplicación del Benchmarking, dirigido a identificar las mejores prácticas y resultados, para su divulgación, generalización y perfeccionamiento de la actividad. Las acciones dirigidas a prevenir los riesgos de impacto ambiental desde el punto de vista del mantenimiento, deben estar dirigidas al personal, a los equipos, al proceso y sus interrelaciones. Las acciones dirigidas al personal están encaminadas a: Educación ambiental para:


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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM - Promover nuevas conductas y aptitudes hacia el medio ambiente. - Buscar el compromiso personal y permanente con la política y procedimientos ambientales de la organización. - Desarrollar capacidades de actuación ante impactos ambientales.

Mejora del desempeño profesional mediante: - La capacitación continua para elevar el nivel de conocimiento y adiestramiento en la función que realiza. - La definición clara de sus funciones, responsabilidades y alcance de sus acciones. - La evaluación constantemente de su desempeño para mejorar su eficacia. Estas actividades de formación y adiestramiento deben llevarse a cabo mediante planes.

Las acciones dirigidas a los equipos son entre otras: 1. La aplicación de técnicas de análisis de fiabilidad (Análisis del modo de fallo y efecto (FMEA), Análisis del modo de fallo y efecto y análisis de criticidad (FMECA), Análisis de árboles de fallo (FTA) etc. Para identificar problemas repetitivos, determinar su impacto, así como evaluar el estado del equipo y cuantificar su fiabilidad.


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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM 2. La optimización de acciones de mantenimiento a llevar a cabo para asegurar su fiabilidad y mejorar los procedimientos de ejecución de los trabajos. Esto permite disminuir desechos y con ello fuentes potenciales de contaminación. (La metodología RCM y el mantenimiento predictivo son dos elementos básicos para este fin). El establecimiento de la frecuencia de las acciones de mantenimiento para su planificación y programación ulterior. Acciones dirigidas al proceso de mantenimiento. 1. Identificar las acciones de mantenimiento a ejecutar con riesgos de impacto ambiental, identificar y evaluar los aspectos ambientales asociados a ellas. 2. Determinar las acciones a llevar a cabo para reducir riesgos potenciales. 3. Identificar los productos con riesgos de impacto que pueden ser reciclados para reducir desechos. 4. Identificar los residuos peligrosos que se producirán, las tecnologías a emplear para su procesamiento y control, lugar y tipo de almacenamiento y procedimientos de control. Establecer programas para la gestión de residuales y su mejora. 5. Identificar los procesos que pueden ser mejorados o cambiados por tecnologías más limpias y eficientes. Establecer programa para evaluación técnico económico de alternativas y su introducción. 6. Identificar productos o sustancias con riesgo de impacto ambiental que pueden ser sustituidos por productos ecológicos u otros cuyo riesgo y nivel de contaminación sean menores. Establecer planes para su sustitución. 7. Establecer procedimientos escritos para regular la conducta ambiental del personal de mantenimiento durante la ejecución de los trabajos y ante situaciones anormales. Establecer planes de contingencias. 8. Determinar la capacidad del personal de mantenimiento para ejecutar los trabajos. Identificar necesidades de formación y adiestramiento. Establecer planes. 9. Establecer procedimientos para la recepción de los trabajos. Realizar análisis comparativo del estado de los equipos antes y después del mantenimiento. 10. Evaluar continuamente, mantener y mejorar el estado de orden y limpieza de las áreas. 11. Identificar y establecer los puntos de control y medición en el proceso para evaluar el desempeño ambiental antes, durante y después de la realización de los trabajos. Recolección de datos, tomas de muestras y observaciones. Análisis y comunicación de los resultados. 12. Análisis y mejora de procesos. Importante: Debe tenerse en cuenta además, que muchas organizaciones por sí solas, no pueden garantizarse de manera exclusiva los servicios de mantenimiento, teniendo que contratarlos a empresas especializadas.


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En estos casos, se requiere reforzar los requerimientos contractuales referidos a la protección ambiental y establecer mecanismos de control más rigurosos sobre la forma en que dichas empresas realizan su trabajo.

Las auditorias medioambientales pueden ser empleadas como una herramienta de seguimiento de los aspectos ambientales significativos identificables del servicio prestado por dichas organizaciones.


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MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y TPM Repercusión en la calidad. Para conseguir mejoras significativas en la protección ambiental por la gestión del mantenimiento integrada a un Sistema de Gestión Ambiental, deben ser coordinados los esfuerzos con otras funciones importantes de la organización, como son la Calidad y la Seguridad Industrial, para producir la sinergia necesaria que asegure una mayor fiabilidad y efectividad de las acciones tomadas. En cuanto a la Calidad, la adopción de los modelos de la ISO 9000 la favorecen porque aseguran el establecimiento de procedimientos documentados para cada actividad dentro del proceso, permiten detectar y registrar no conformidades y establecer acciones para corregirlas y su mejora continua. Las relaciones con la Seguridad Industrial garantizan procedimientos documentados de seguridad relativos a las operaciones dentro del mantenimiento, determinar y proveer los recursos necesarios para garantizarla. Programar las acciones de control sobre las acciones establecidas, tener planes de emergencia ante incidentes y accidentes ambientales y realizar estudios relativos a la seguridad para introducir métodos de trabajos más seguros y eficaces. Este proceso por sí sólo no produce resultados, requiere de una visión nueva, integradora, que le dé al mantenimiento una trascendencia más relevante en la gestión empresarial, dirigida a la ecoeficiencia. Para el logro de este fin, se requieren cambios que conduzcan a la mejora del proceso. Los cambios deben estar precedidos por el compromiso decidido de la gerencia con este enfoque, expresado mediante políticas y acciones concretas, encaminadas a modificar procesos y las conductas de los miembros de la organización, para hacer que el mantenimiento adquiera una dimensión nueva y sus efectos sobre la preservación del medio ambiente sean tangibles. CONCLUSIONES: - La gestión del mantenimiento integrada a un Sistema de Gestión Ambiental debe estar dirigida hacia la ecoeficiencia. - La mejora continua de la gestión mantenimiento resulta un refuerzo en la acción preventiva de la protección ambiental. El papel de los directivos para el logro de tal objetivo es determinante en los resultados. - El mantenimiento, fundamentalmente en la industria, es la función que más puede contribuir a reducir los riesgos de impacto ambiental, dado que es el garante de la fiabilidad de los equipos y donde se realizan gran número de operaciones que pueden producir daños. El desempeño ambiental en el mantenimiento industrial es una medida de su eficiencia y su eficacia.


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89000443 Mantenimiento Predictivo y Tpm

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