Mantenimiento Centrado en La Confiabilidad _1

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UNIDAD

El RCM, alcances y limitaciones

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Indice

Indice Unidad I: “El RCM , Alcances y Limitaciones” 1. ALCANCES ALCANCES Y LIMITA LIMITACIONE CIONESS ............. ................... ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ........2 ..2 1.1. LOS ASPECTOS ASPECTOS INTUIT INTUITIVOS IVOS DE LA LA CONFIABILI CONFIABILIDAD.. DAD......... ............. ............. ............. ............ .......2 .2 1.2. METODOLOG METODOLOGÍA....... ÍA............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............ ............. ............. ............ .............5 .......5 1.2.1. 1.2.1. LOS DIAGRAMAS DIAGRAMAS DE CAUSA Y EFECTO........... EFECTO................. ............ ............. ............. ............. ........6 .6 1.2.2. 1.2.2. LA ESTIMACIÓ ESTIMACIÓN N Y LA PREDICCI PREDICCIÓN ÓN DE LA LA CONFIABIL CONFIABILIDAD............. IDAD..............8 .8 1.2.3. 1.2.3. EL ANÁLISIS ANÁLISIS DE MODOS MODOS Y EFECTOS EFECTOS DE DE FALLA FALLA (FMEA) (FMEA)....... .............. .............8 ......8 1.2.4. 1.2.4. EL ANÁLISIS ANÁLISIS DE DISPONIBILI DISPONIBILIDAD DAD ............ ................... ............. ............. ............. ............. ............8 .....8 1.2.5. 1.2.5. EL ANÁLISIS ANÁLISIS DEL ÁRBOL DE FALLA FALLA ............ .................. ............. ............. ............ ............. ............8 .....8 1.2.6. 1.2.6. EL ANÁLISIS ANÁLISIS DE RIESGO ............. .................... ............. ............ ............. ............. ............ ............. .............8 ......8 1.2.7. 1.2.7. LAS INVESTIGAC INVESTIGACIONES IONES DE CAMPO CAMPO ............. ................... ............ ............. ............. ............ ...........9 .....9 1.2.8. 1.2.8. LA REVISIÓN REVISIÓN DETALLADA DETALLADA DEL DISEÑO DISEÑO ............. ................... ............. ............. ............ ...........9 .....9 1.3. EL SIGNIFIC SIGNIFICADO ADO DE CONFI CONFIABILI ABILIDAD DAD ............ ................... ............. ............ ............. ............. ............. ............9 .....9 1.3.1. 1.3.1. EL SISTEMA Y LA MISIÓN....... MISIÓN.............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. .........10 ...10 1.3.2. 1.3.2. ENSAMBLE ENSAMBLE Y PARTE................. PARTE........................ ............. ............ ............ ............. ............. ............ ............. ......... 11 1.3.3. 1.3.3. JERARQUÍA JERARQUÍA DEL ENSAMBLE...... ENSAMBLE............ ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ........ ..13 13 1.3.4. 1.3.4. LA FALLA FALLA ............. ................... ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ .........14 ...14 1.3.5. 1.3.5. EL MODO DE FALLA FALLA ............. ................... ............. ............. ............ ............ ............. ............. ............ ............14 ......14 1.3.6. 1.3.6. LA VIDA DE SERVICIO............ SERVICIO.................. ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ..........15 ....15 1.3.7. 1.3.7. LA CONFIABILI CONFIABILIDAD.......... DAD................ ............. ............. ............ ............ ............. ............. ............ ............ ..........15 ....15 1.3.8. 1.3.8. MANTENIBIL MANTENIBILIDAD IDAD....... ............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. ........ ..16 16 1.3.9. 1.3.9. LA INSPECCION INSPECCIONABILI ABILIDAD.. DAD......... ............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ........ ..17 17 1.3.10. LA DISPONIBILIDAD .................................................................... 17 2. RESUMEN RESUMEN ............. ................... ............ ............. ............. ............ ............ ............. ............. ............ ............ ............. ............. ............ ............ .........19 ...19

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Gestión del Mantenimiento Basado en la Confiabilidad

UNIDAD I “EL RCM, ALCANCES Y LIM ITACIONES” INTRODUCCION La evolución del mantenimiento no es una casualidad es un evento que acontece por la imparable necesidad de ser cada vez más productivos. Se dice que el mantenimiento es un fenómeno dinámico y no estático, ya que esta inmerso en continuos cambios, basta con reconocer que los equipos envejecen y otros son reemplazados lo que determina cambios en las frecuencias de mantenimiento, además herramientas modernas, personal mejor capacitado y nuevas técnicas de trabajo acortan los tiempos de reparaciones. Es precisamente en la carrera por sobrepasar las fronteras del mantenimiento tradicional que ocurre el desarrollo del mantenimiento centrado en la confiabilidad, pero este desarrollo no fue aislado si no que acontece acompañado de los avances en los conceptos de calidad en el trabajo, en el medio ambiente, herramientas estadísticas y de filosofías que promueven un cambio en la actitud de las personas como camino hacia la integración total y la optimización del uso de los recursos.

OBJETIVOS ! !

Proporcionar el marco global de trabajo del que forma parte el RCM. Establecer el significado de algunos algunas herramientas y conceptos fundamentales.

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Gest Gestió ión n del del Mant Manten enim imie ient nto o Basa Basado do en la Conf Confia iabi bililida dad d

1 . ALCANCES Y LIMI TACIONES Por cualquier lado que observemos, notamos un apremio y un nuevo énfasis en la idea de calidad. Vemos como los obreros recolectan los datos que luego son convertidos en información y empleados por los métodos de control estadístico de la calidad (SQC) para manejar sus programas. La calidad y la confiabilidad tienen en común tres aspectos importantes. Primero, uno es impensable sin el otro (ver Fig. 1.1). Segundo, los dos son conceptos antiguos y básicos y son entendidos intuitivamente por la mayoría de las personas. Tercero, todo el entendimiento cuantitativo de la calidad y la confiabilidad se basa en la probabilidad y en la estadística. Estamos interesados en los últimos dos rasgos de la calidad y la confiabilidad. El propósito de las secciones siguientes es evaluar los aspectos intuitivos de estimación de la confiabilidad de la maquinaria. Describiremos brevemente cuando y como se aplica y finalmente veremos la manera de pensar probabilística y estadística para tratar las materias de confiabilidad, disponibilidad y seguridad de la maquinaria en proceso.

Figura 1.1 Algunas medidas y determinantes de la calidad de un equipo.

1.1. LOS ASPECTOS ASPECTOS INTUITIVOS DE LA CONFIAB CONFIAB ILI DAD Los aspectos intuitivos de la confiabilidad son ilustrados por la confusión semántica que rodea los términos "Disponibilidad", "Mantenibilidad" y "Confiabilidad". Cuando alguien habla sobre una Confiabilidad buena o mala de una máquina dada, por ejemplo, entendemos todavía intuitivamente lo que se significa. La figura 1.2 ayuda a entender la Confiabilidad y su relación con otros términos. También muestra que la Confiabilidad y las actividades relacionadas no pueden existir sin alguna directiva global que llamaremos "estándares de operación". Los estándares son declaraciones básicas, como "Excelencia", "Ser el mejor" o simplemente "Calidad" como se ilustra a continuación: Pág. 2

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Figura 1.2 Elementos Elementos que contribu yen en la confiabilidad del equipo.

¿Cuándo debemos evaluar la Confiabilidad de la maquinaria? La respuesta es, a lo largo del ciclo de vida del equipo, siempre que enfrentemos las perspectivas o consecuencias de una pobre Confiabilidad de la maquinaria. Las fases del ciclo de vida de la maquinaria son típicamente diseño, construcción, comprobación, instalación, puesta en marcha, operación, reevaluación, mantenimiento, reparación, overhaul, inspección y reemplazo. Sin embargo, debemos entender que las alternativas disponibles para mejorar la Confiabilidad disminuyen conforme el equipo atraviesa su ciclo de vida, es decir, de la fase de diseño a la fase operacional. A menudo la decisión más difícil en el contexto de estimación de la Confiabilidad de la maquinaria relaciona a la magnitud y la situación del esfuerzo de estimación. Hay un gran elemento de juicio involucrado, pero no obstante existen algunas consideraciones. El esfuerzo asignado debe aplicarse en base a prioridades en esas áreas que son probablemente las que producen los más grandes ingresos. Un primer paso sería determinar la criticidad de equipo. La siguiente lista sirve como una guía para esta tarea: • • • • • • •

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Parte de un proceso continuo. Equipo independiente. Sin repuestos. La única o de aplicación sin precedentes. Diseño nuevo no probado. Diseño probado; poca experiencia interna. Diseños de gran escala en el pasado o amplia experiencia. Unidad I

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• • • • •


Operando a alta o peligrosa: ! Temperatura. ! Presiones. ! Voltaje. ! Flujo del proceso Accesibilidad. Componentes de alta velocidad o inercia. Condiciones del mercado. Nivel de habilidad requerido. Disponibilidad y costo de repuestos.

Se muestran las consideraciones más detalladas vía un diagrama lógico (Fig. 1.3). Para una nueva parte de maquinaria, por ejemplo en la pregunta (1): ¿ se reconoce que la experiencia es la mejor prueba de actuación?. Puede obtenerse una respuesta afirmativa si la experiencia es favorable y pertinente. La experiencia sólo es pertinente si viene de una máquina similar, en servicio similar y con los parámetros similares de operación. Los cambios en las condiciones de operación o partes y componentes pueden parecer a menudo pequeños e insignificantes para quien no está familiarizado. Ellos pueden, sin embargo, “resultar en diferencias significativas en la actuación de la Confiabilidad”. Por consiguiente, es necesario una comparación completa y detallada entre servicios aparentemente similares. La pregunta (2) ¿La producción es afectada? Hace la diferencia entre la maquinaria esencial a la operación, tal como el equipo que proporciona utilidades y aquellas cuyas funciones pueden interrumpirse sin una inmediata pérdida de la producción. La respuesta “SI “ (desventajosa para la producción) indica un requisito para una alta Confiabilidad. Otra pregunta sería naturalmente: “¿Cuánto “¿Cuánto cuesta realmente el paro forzado de una máquina?”

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Figura 1.3 Diagrama lógico del esfuerzo de estimación la Confiabilidad de la maquinaria.

La última pregunta ¿Es posible el acceso al equipo en la línea de producción?; producción? ; esto dirige la atención hacia un parámetro vinculado a la Confiabilidad de los equipos, considerado frecuentemente como el más importante a saber: La Mantenibilidad. Sin el acceso en línea, ninguna reparación en línea es posible y se requiere alta Confiabilidad de la máquina. 1.2. METODOLOGÍA Después que se ha determinado el grado del esfuerzo de estimación de la Confiabilidad en un punto dado en el ciclo de vida de una máquina, debemos preguntarnos: “¿Cuál “¿Cuál de las técnicas de estimación es probablemente la más eficaz? ”. La respuesta depende considerablemente de las circunstancias. Entre las principales herramientas analíticas disponibles encontramos: • • • • • • •

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Diagramas de causa – efecto. Estimación y predicción de la Confiabilidad. Análisis de efectos y modos de falla (FMEA). Análisis de disponibilidad. Análisis del árbol de fallas. Análisis de riesgos. Investigación de campo. Unidad I

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Revisión detallada del diseño.

Cada uno de estas técnicas es un método sistemático para recopilar información para la toma de decisiones y después poder examinarla en más detalle. Las diversas técnicas nos ayudan a que hagamos las preguntas adecuadas ya que la razón de experimentar Confiabilidades insatisfactorias proviene mas a menudo de las fallas para hacer las preguntas que de la incapacidad para contestarlas. Estos métodos ayudan a organizar la información tanto en forma cualitativa como en forma cuantitativa para poder tomar las decisiones. Como resultado, el método seleccionado depende de la información necesitada. La tabla 1.1 lista el grado de esfuerzo requerido para aplicar estos métodos. 1.2.1.

LOS DIAGRAM AS DE CAUSA Y EFECTO EFECTO Frecuentemente, la estimación de la Confiabilidad de la maquinaria es parte de la actividad de resolver el problema. Resolver el problema fue definido por Kepner-Tregoe como “un proceso lógico que incluye la identificación del problema, la definición del problema y la corrección del problema”. El enfoque de Kepner-Tregoe es una síntesis de la metodología clásica para resolver un problema. Encontramos al diagrama de causa y efecto como herramienta sumamente útil para resolver los problemas relacionados con la Confiabilidad de la maquinaria. Los diagramas de causa y efecto se desarrollaron para representar la relación entre algún “efecto” y todas las “causas” que lo influyen. El efecto o problema, en nuestro caso alcanzar la Confiabilidad, se declara en el lado derecho del mapa y se listan las influencias mayores o “causas” a la izquierda.

MÉTODOS DE EVALUACIÓN DE LA CONFIABILIDAD

EVALUACIÓN DEL ESFUERZO Ningún Bajo Moderado Alto esfuerzo esfuerzo esfuerzo esfuerzo

Diagramas de causa y efecto Predicción y estimación de la confiabilidad Análisis de modos y efectos de fallas (FMEA) - cualitativo FMEA - cuantitativo Análisis del árbol de fallas (FTA) - cualitativo FTA - cuantitativo Inspecciones de campo Auditorías y revisiones detalladas Análisis de factores de peso

Tabla 1.1 1.1 Métodos y Grados de esfuerzo para evaluar la Confiabilidad de la Maquinaria.

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Se dibujan los diagramas causa y efecto para ilustrar claramente las diferentes causas y componentes de un problema de confiabilidad de la maquinaria. Ayuda a ordenar y relacionar las causas. Un diagrama causa y efecto bien definido asumirá la forma de espinas y ha recibido por consiguiente el nombre de “diagrama de espina de pescado”. De esta lista bien definida de causas podemos identificar y seleccionar causas adicionales que probablemente influyen en la confiabilidad de la maquinaria. La figura 1.4 es un ejemplo de un diagrama del causa y efecto usado en el trabajo de estimación de la confiabilidad. El diagrama causa y efecto identifica los diversos componentes del problema y sirve como una herramienta de comunicación. La figura 1.4 describe las consideraciones para el logro de la confiabilidad de un sistema complejo de lubricación para un proceso de compresión centrífugo de gas. Los diagramas de causa y efecto son importantes. Ellos facilitarán la identificación de causas que contribuyen a un problema de confiabilidad de una maquinaria específica.

Figura 1.4 Diagrama causa - efecto para evaluar la Confiabilidad de una m áquina crítica.

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1.2.2.


LA ESTIMACIÓN CONFIABILIDAD

Y

LA

PREDICCIÓN

DE

LA

Utiliza un modelo de confiabilidad estadística a partir de los datos de confiabilidad disponibles, para predecir la confiabilidad de componentes y sistemas de la maquinaria. 1.2.3.

EL ANÁLISI S DE MODOS Y EFECTOS EFECTOS DE FALLA (FMEA) Es una herramienta de pronóstico básica. El método es una técnica analítica que asegura que se han identificado todo los posibles modos de falla de una máquina. El FMEA permite la estimación de la probabilidad de ocurrencia de una falla así como el efecto de una falla. Este enfoque sistemático confronta la disciplina mental que todo diseñador o crítico tiene a través de cualquier proceso. Con un esfuerzo adicional pueden asignarse los valores numéricos a las probabilidades y consecuencias de falla. Esta estimación cuantitativa permite hacer una clasificación jerárquica relativa de riesgos de falla y proporciona la entrada a otros análisis.

1.2.4.

EL ANÁLISIS DE DISPONIBI DISPONIBI LIDAD Es una actividad que emplea los resultados del FMEA como datos de entrada. La magnitud de esta actividad puede ir desde el examen sólo de las partes más críticas de una máquina hasta una completa estimación del sistema de la máquina.

1.2.5.

EL ANÁLISI S DEL ÁRB OL DE FALLA A diferencia de los métodos precedentes, es específico en la identificación de las posibles causas de un falla en particular. Puede ir desde un boceto simple hasta un diagrama complejo o un programa de computación para obtener una solución numérica. En una forma u otra, el árbol de fallas es útil para solucionar problemas a cualquier nivel desde un componente hasta el sistema completo de la maquinaria.

1.2.6.

EL ANÁLISIS DE RIESGO Cubre específicamente la revisión HAZOP (Riesgo y Operabilidad) dirigida a la maquinaria. Este análisis define los riesgos alrededor de la maquinaria y los riesgos asociados, intentando encontrar la respuesta a tres preguntas: • • •

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¿Qué puede salir mal? Probablemente ¿Cómo saldrá mal? ¿Cuáles son las consecuencias?

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1.2.7.


LAS INVESTIGACIONES DE CAMP O Ayudan a que lleguemos a la confiabilidad de la maquinaria y a los indicadores complejos que pueden usarse para determinar las necesidades de la gestión de la confiabilidad.

1.2.8.

LA REVISI ÓN DETALLADA DETALLADA DEL DISEÑO Repasa todas las asunciones hechas por ingeniería para la comprobación y prueba de la confiabilidad. Veremos que este enfoque es esencialmente una auditoria de los componentes individuales de la maquinaria. Es una estimación de integridad o vulnerabilidad para asegurar la aptitud para el propósito bajo las condiciones de servicio dentro del sistema total de la maquinaria. El análisis se realiza en detalle y tiene en cuenta requisitos tales como: • • • • • •

Mantenibilidad. Inspeccionabilidad. Tolerancias de fuerza y tensión. Compatibilidad reactiva y medioambiental. Tiempo de supervivencia. Resistencia a la temperatura, etc.

1.3. EL SIGNIFICADO DE CONFIABILIDAD Para uniformizar criterios, vamos a definir algunas condiciones básicas usadas en este texto. Las máquinas son sistemas artificiales y concretos que consisten en un conjunto de elementos totalmente ordenados y funcionalmente conectados. Un sistema se caracteriza porque guarda una relación con su ambiente. La conexión del sistema a su ambiente se mantiene a través de parámetros de entrada y salida. Cada sistema normalmente puede subdividirse en dos o más subsistemas. Generalmente, estas subdivisiones pueden hacerse con un grado variable de detalle dependiendo del propósito global. Por ejemplo, considere el “sistema de acoplamiento del embrague” mostrado en la figura 1.5. Normalmente encontraríamos este “sistema” como un ensamble dentro de una máquina. Sin embargo, si nosotros queremos investigar el sistema desde un punto de vista funcional, podríamos separarlos en los subsistemas “acoplamiento elástico” y “embrague”. Estos subsistemas, a su vez, podrían subdividirse en componentes del sistema o partes individuales. Con el propósito de estimar la confiabilidad hemos encontrado útiles las siguientes definiciones:

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1.3.1.


EL SISTEMA SISTEMA Y LA M ISIÓN Un sistema es cualquier composición de hardware o software que trabaja para realizar una misión o un conjunto de misiones relacionadas. Una misión es la meta "externa" de un sistema. Una función es a su vez el propósito “interior” de un sistema o componentes de un sistema necesarios para lograr la misión. Un sistema complejo puede estar conformado por dos o más agrupaciones de elementos de hardware o de software, cada uno de los cuales realiza un papel distinto para alcanzar la misión del sistema.

Figura 1.5 Sistema de Embrague: a-h son elementos del sistema. i-l son elementos conectados. S es el sistema total. S1 es el subsistema “acoplamiento elastomérico”. S 2 es el subsistem a “Embrague” . E entradas, A salidas.

La definición de función y misión en un caso dado está sujeto frecuentemente a la interpretación personal pero debe ser tan completa como sea posible. Por ejemplo, considere el sistema de aceite de un compresor de tornillo rotatorio con inyección de aceite (Fig. 1.6). El examen superficial puede llevar a la definición de la misión o función del sistema como “Suministrar aceite para la lubricación y refrigeración del compresor”. Una buena idea sería subdividir esta “función” en por lo menos cuatro sub-funciones y subsistemas relacionados pero distintos: Su b-fun ciones

Subsistem as

1. Suministro de aceite cuando el compresor 1. Sistema de Engrase - válvula de parada está funcionado. del aceite, artículo 28. 2. Suministro de aceite para refrigeración y 2. Sistema de Engrase y sistema de agua control de temperatura. los refrigeradores. 3. Filtración del aceite. 3. Sistema de Engrase - los filtros. 4. Separación del aire y aceite.

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4. Sistema de aceite/aire – los separadores.

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Esta subdivisión más completa sobre la avería llevará a un mejor entendimiento de la misión del sistema así como su función. El ejemplo también revela que hay varias funciones que son realizadas simultáneamente por un sistema, subsistema o sus componentes. Esto nos lleva a pensar razonablemente el determinar las funciones primarias y secundarias en estos casos y ordenarlos según sus valores de criticidad. 1.3.2.

ENSAMBLE Y PAR TE Un ensamble es cualquier componente funcional que puede desmontarse en dos o más componentes secundarios sin romper las uniones físicas permanentes. Un ejemplo simple de un dibujo de ensamble de un sello mecánico se muestra en la figura 1.7. Los componentes de un ensamble pueden ser cualquier combinación de sub-ensambles o partes. Una parte está a su vez definida como cualquier elemento del hardware que no puede desmontarse en componentes subordinados sin destruir las uniones físicas permanentes. Ya hemos visto cómo puede investigarse un ensamble considerando sus características funcionales. Es importante considerar los aspectos geométricos de las partes para la estimación de la confiabilidad de la maquinaria. Presentamos el término “elemento” para definir cuatro funciones interiores usadas en el ensamble de la maquinaria. Hay cuatro tipos de elementos: 1. Elementos de transmisión, como las superficies de los dientes de un engranaje. 2. Elementos de apoyo y retención, como los rodamientos y sellos. 3. Elementos de sujeción, como los tornillos o pernos. 4. Elementos que no tienen ninguna función directa pero que se necesitan inevitablemente para apoyar las funciones anteriores (por ejemplo poleas o soportes de rodamientos). El término “componente” se usa casi intercambiablemente con “ensamble”. Sin embargo, “componente” tendrá un carácter algo más independiente o autosuficiente. Por ejemplo, los componentes de la maquinaria son los embragues, los acoplamientos, fajas trasportadoras, reductores o los sistemas neumáticos e hidráulicos.

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Figura 1.6 1.6 Diagrama del sistema de un com presor de tornillo de 2 etapas sumergido en aceite.

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1.3.3.


JERARQUÍA DEL ENSAMBLE De acuerdo a lo anterior puede entenderse fácilmente que los sistemas de la maquinaria tienen una estructura jerárquica (vea tabla 1.2). La jerarquía del ensamble describe la organización de los elementos del hardware del sistema en los niveles del ensamble. Los niveles del ensamble descienden de la cima - o nivel del sistema – a la base funcional y a veces a las relacionadas a partes estáticas (también vea Fig. 1.8).

Figura 1.7 1.7 Ensamble de un sello mecánico. Nivel del sistema

Sistema Sub-sistema Ensamble Parte Elemento

Ejemplo

Unidad compresor de tornillo. Compresor o motor. Ensamble de engranajes. Lista de partes. Dientes de engranes, rodamientos, tornillos.

Tabla 1.2 1.2 Jerarquía del ensamble.

Figura 1.8 Jerarquía de ensamble del circuito de refrigeración de un m otor de automóvil.

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Las estimaciones completas de confiabilidad se llevan a cabo en la sucesión jerárquica inversa: primero, echamos una mirada a los componentes de bajo nivel; luego se evalúan los componentes del nivel próximo superior y así sucesivamente hasta alcanzar el nivel de la cima (el nivel del sistema). 1.3.4.

LA FALLA Los sistemas de la maquinaria están sujetos a falla. En su forma más simple, la falla puede definirse como cualquier cambio en una parte o componente de la maquinaria que causa la incapacidad para realizar satisfactoriamente su función intencional o misión. Una manera popular para medir las fallas experimentadas de partes, ensambles, componentes o los sistemas de la maquinaria es determinar una tasa de falla. La tasa de falla se obtiene dividiendo el número de fallas experimentadas en varios artículos homogéneos, también llamada “población”, dentro de un lapso de tiempo, por la población, por ejemplo, si tuviéramos 10 bombas de inyección y 3 fallaron durante un período de 12 meses, nuestra tasa de falla (λ) sería: λ =

3

Fallas

= 0.3

10 Maquinas − año

λ =

0.3

Fallas / maquina − año 365 × 24

Fallas / maquina − año

= 34 × 10

−6

Fallas / maquina − hora

Para las estimaciones de confiabilidad, las fallas son frecuentemente clasificadas como intrínsecas u operacionales. Por ejemplo, una falla intrínseca sería una falla que puede atribuirse a un defecto en el diseño o fabricación. Un falla operacional sería un falla causada por la exposición de la parte a las tensiones operacionales, medioambientales o estructurales más allá de los límites especificados en el diseño. Otras fallas operacionales son esas atribuibles a un error del operador o a un manejo o mantenimiento inapropiado. Otras términos usados en el contexto de la experiencia en fallas de máquinas son : “funcionamiento defectuoso” y "falta", los cuales deberían ser claramente definidos, cuando se usen. 1.3.5.

EL MODO DE FALLA Un modo de falla es cualquier evento que causa una falla funcional en cualquier componente de maquinaria. No debe confundirse con la causa raíz de la falla, ya que lo anterior está entre el efecto y la causa raíz de la falla. Pueden definirse los modos de falla para todos los niveles del sistema y la jerarquía del ensamble, por ejemplo, el deterioro de la válvula de cierre de aceite (Figura 1.6, artículo 28) del sistema del compresor con inyección de aceite, podría tener uno de los modos de falla siguiente:

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1. Modo de falla: falla en la apertura. La consecuencia: el compresor se inunda y no puede arrancarse. 2. Modos de falla: falla en el cierre. La consecuencia: el compresor se para debido a la alta temperatura de la descarga. 3. Modo de falla: la válvula no cierra o abre totalmente. La consecuencia: deterioro gradual del rendimiento del sistema. Las causas raíces de estos modos de falla podrían ser comunes, tales como la suciedad u objetos extraños en la válvula o específicos a cada modo de falla, por ejemplo, un resorte roto podría mantener abierta la válvula, la presión de descarga insuficiente, podría mantenerla cerrada y así sucesivamente. 1.3.6.

LA VIDA DE SERVICIO La vida de servicio designa el espacio de tiempo durante el cual puede esperarse que un producto opere seguramente y dentro de los estándares de operación especificados, mantenido de acuerdo con las instrucciones del fabricante y no sujetó a las tensiones medioambientales u operacionales más allá de los límites especificados. La vida de servicio para una parte de la maquinaria dada representa una predicción que al menos una cierta proporción del sistema de la maquinaria o sus componentes operará adecuadamente por un lapso de tiempo definido, un número de ciclos o una distancia viajada. La vida de servicio es claramente un término probabilístico sujeto a un límite de confianza. Un buen ejemplo son los cojinetes antifricción. Ya que la falla de un cojinete generalmente produce la falla de la máquina en que se instala, los fabricantes de cojinetes han hecho un esfuerzo considerable para identificar los factores que son responsables de sus fallas. Una ecuación típica por determinar la vida de servicio de las bolas de un cojinete muestra que la tasa de vida es inversamente proporcional a la velocidad de rotación del anillo interno y la tercera potencia de la carga radial aplicada. La tasa de vida en este caso es la llamada L10 que es el número de revoluciones del cojinete o el número de horas de trabajo a una cierta velocidad de rotación, la cual será alcanzada o excedida por el 90% de todos los cojinetes. Para rodamientos de bolas se tiene: L10 1/3 = C/P y L10 = Lh x N x 60 / 10 6

1.3.7.

LA CONFIABILIDAD La confiabilidad, finalmente, en términos generales, es la capacidad de un sistema o componente para realizar una función requerida bajo las condiciones establecidas para un período de tiempo definido. También está claro que “la confiabilidad” frecuentemente se usa como una característica denotada por una probabilidad λ de éxito o tasa de éxito. Esto significa que puede declararse que:

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1. Un componente o pieza de maquinaria debe operar adecuadamente durante X horas en el Y% de ocasiones en que se le exija operar; o 2. Una máquina no debe fallar frecuentemente más de X veces en Y horas de operación; o 3. La vida promedio de una población de componentes o maquinarias similares debe ser igual o mayor a Y horas con una desviación estándar de S horas. Se utiliza mucho la siguiente fórmula: R(t)= 1.3.8.

e – t/ MTBF

MANTENIBILIDAD Se diseñan muchos componentes de la maquinaria para recibir alguna forma de atención durante su vida. La meta es compensar los efectos de uso o permitir el reemplazo de elementos consumibles o sacrificados. La facilidad con que este tipo de trabajo puede hacerse es denominado “Mantenibilidad”. La función operacional y orgánica de este trabajo se llama “Mantenimiento”. Se ilustran las posibilidades de mantenimiento en la Fig. 1.9, se ha demostrado que, si se tiene que realizar el mantenimiento de la maquinaria en proceso, el modo más rentable es el mantenimiento predictivo. La Mantenibilidad es entonces la habilidad para que un artículo, bajo condiciones establecidas de uso, pueda ser mantenido o restaurado a un estado en que pueda realizar sus funciones requeridas, cuando el mantenimiento se ha realizado bajo condiciones establecidas y usando procedimientos y recursos prescritos. La Mantenibilidad tiene una influencia directa en la confiabilidad de los sistemas de la maquinaria. Veremos que los parámetros de Mantenibilidad deben ser considerados como una parte integral del esfuerzo de estimación de la confiabilidad de la maquinaria.

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Se utiliza mucho la siguiente fórmula: M(t)= 1 -

e – t/ MTTR

Figura 1.9 1.9 Clasificación de Procedimientos de Mantenimiento para un a máquina del Proceso.

1.3.9.

LA INSPECCIONABILIDAD Ya hemos encontrado este término en la figura 1.2. La inspeccionabilidad se relaciona estrechamente con la Mantenibilidad y recibirá la misma atención dentro de la actividad de estimación de la confiabilidad global. Ya hemos declarado que el proceso de mantenimiento de la maquinaria puede perfeccionarse practicando el mantenimiento basado en la condición o el Mantenimiento predictivo. La inspeccionabilidad es la clave. Está definido como un parámetro cuantitativo que incluye: • • • •

La accesibilidad para la inspección. La operatibilidad si es requerida. La habilidad para monitorear el deterioro de un componente de la maquinaria. La provisión de indicadores y dispositivos de alarma.

1.3.10. LA DISPONIBI LIDAD La Mantenibilidad junto con la confiabilidad determinan la disponibilidad de un sistema de la maquinaria (vea Fig. 1.2). La disponibilidad se influencia por la demanda hecha por las medidas de mantenimiento preventivas y correctivas. Las actividades de mantenimiento que se realizan durante tiempos fuera de servicio planeados o asistencia en línea sin interrumpir la operación no tienen impacto en la disponibilidad. La disponibilidad (A) esta medida por: Pág. 17

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A =

MTBF MTBF + MTTR

Donde: MTBF = Tiempo promedio entre fallas, MTTR = Tiempo promedio para reparar o el tiempo promedio de reparación. Recordar que es de mayor prioridad incrementar el MTBF que disminuir el MTTR. Nos interesa que nuestros equipos trabajen lo más posible entre falla y falla, si estas ocurrieran. 2 . R E S U M EN EN La confiabilidad de los equipos no es algo que se maneja de manera aislada por el contrario está relacionada con otros indicadores tales como la mantenibilidad, la disponibilidad, etc. En el texto que sigue, se comentan brevemente los indicadores mencionados anteriormente y algunas herramientas muy útiles que nos permiten analizar las fallas y las causas raíces de las mismas como es el caso del diagrama de Ishikawa o de espina de pescado, cuya potencialidad ha sido demostrada a lo largo de los años en muchas empresas que han buscado soluciones a sus problemas. Además se hace una introducción a lo que significan la tasa de fallas y el modo de falla, concepto moderno que es parte del nuevo enfoque que imprime el RCM al mantenimiento.

FIN DE LA UNIDAD

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Mantenimiento Centrado en La Confiabilidad _1

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