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Análisis de lubricantes y competencias técnicas

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Análisis de lubricantes y competencias técnicas

Gerardo Trujillo C.

 

Los mejores tiempos del mantenimiento preventivo han pasado. Esa estrategia que considera la intervención de la máquina con base en las horas de operación y periodos de tiempo fijos, ha comenzado a ser abandonada paulatinamente por las organizaciones que tienen en mente lograr una alta confiabilidad y disponibilidad de sus máquinas y procesos. Mucho hemos aprendido de los benéficos del mantenimiento preventivo cuando se le compara con el mantenimiento correctivo no planeado, pero también hemos descubierto que no es la solución perfecta. Muchas máquinas son intervenidas sin necesidad (ocasionando un gasto excesivo, tiempos de paro innecesarios y tiempo invertido sin retorno), y en ocasiones esa intervención ocasiona fallas en donde las cosas estaban funcionando bien (defectos inducidos durante la intervención). También es cierto que muchas máquinas fallan incluso antes de que el tiempo de hacer la intervención llegue.

Las empresas que buscan alta confiabilidad y disponibilidad de sus máquinas y procesos están convirtiendo sus programas basados en una estrategia de mantenimiento preventivo, en programas con un enfoque proactivo buscando eliminar —no sobrellevar— los modos de falla de manera sistemática y monitorean las causas de falla y sus síntomas mediante el uso de tecnología avanzada. El mantenimiento basado en condición (MBC) incluye tanto el enfoque proactivo de identificación de causa de falla, como el predictivo de búsqueda de síntomas o efectos de la falla.

 

Diseñando una estrategia efectiva de MBC

Implementar el MBC para incrementar la confiabilidad y la disponibilidad de la planta es una tarea que requiere de conocimiento y una visión especializada. Para hacerlo de manera efectiva y obtener los mejores beneficios debe utilizarse la norma ISO 17359, de monitorización de condición y diagnóstico de máquinas.

Aplicar la norma ISO 17359 garantiza que las máquinas críticas sean consideradas en la estrategia al estar basada en el análisis de criticidad de los equipos y, al mismo tiempo, utilizar la herramienta del análisis de modos de falla y efectos (AMEF) de estas máquinas para identificar aquellas fallas que mayor efecto tienen en la producción, la calidad y el ambiente, para identificar entonces las técnicas de monitorización de condición que pueden localizar la causa de la falla o los efectos y síntomas de la misma de manera más eficiente y efectiva.

Esta tarea requiere de conocimientos específicos de la norma ISO 17359, de las herramientas para determinar criticidad, diagrama de bloques de confiabilidad, AMEF y conocer con profundidad las fortalezas y debilidades de cada una de las tecnologías, para identificar aquella que puede detectar la causa del problema (con un enfoque proactivo) de la manera más temprana, o su efecto y síntoma (con un enfoque predictivo). Adicionalmente se debe identificar la técnica que ayude a comprobar el problema o a proporcionar mayor información, de tal manera que las técnicas se complementen, se optimice el programa y no se dupliquen esfuerzos (desperdicios).

Una vez seleccionada la técnica de monitorización (ver cuadro ‘Menú de técnicas de monitorización’) se debe identificar el lugar ideal de toma de muestra, de tal manera que la información recabada sea confiable y repetible. La frecuencia de muestreo deberá ser seleccionada con base en el tiempo en que la falla se desarrolla y la deja en condición de falla funcional.

El diseño de la estrategia (o la revisión de la misma) debe ser efectuado por un profesional certificado en confiabilidad y mantenimiento, para asegurar que cuenta con las competencias técnicas requeridas para esta tarea. Es recomendable que la industria tenga entre su personal alguien con este nivel de conocimiento y certificación, de lo contrario se deberá contratar el servicio con alguna empresa externa.

Monitorización de condición mediante el análisis de lubricante

En este documento, nos concentraremos en la técnica del análisis del lubricante. Identificaremos los elementos que son necesarios en el diseño y ejecución de la estrategia completa, así como las competencias profesionales requeridas para que la estrategia pueda ser exitosa. El diseño de la estrategia de monitorización de condición a través del análisis de lubricante se muestra en la ilustración 1 y se detalla a continuación.

Figura

1. Selección de las pruebas dirigidas al modo de falla

Una vez que se han identificado las máquinas que deben incluirse en el programa de monitorización de condición y se ha efectuado el AMEF —de sus modos de falla—, el especialista en análisis de lubricante debe identificar las pruebas de laboratorio o instrumentos de campo que pueden localizar las causas, síntomas y efectos, y diseñar la estrategia óptima. El especialista debe estar certificado como analista de lubricantes de maquinaria nivel III (MLA III) y de preferencia con alguna certificación en confiabilidad y mantenimiento. Esto garantiza que sus competencias y conocimientos de cada una de las pruebas del análisis de lubricante puedan ser aplicadas a localizar el problema con la mayor anticipación posible, a la vez que se complementa con otras técnicas disponibles.

2. Selección e instalación del puerto de toma de muestra

Seleccionar la localización del punto de toma de muestra determina la calidad de todo el programa y debe ser efectuada por un especialista certificado como analista de lubricantes de maquinaria nivel III (MLA III), de acuerdo con la norma ISO 18436–4. No cualquier lugar en la máquina es adecuado para la toma de muestra y, por lo general, este es el origen de resultados de laboratorio que dan información errónea (falsos positivos o falsos negativos) y que impiden la toma de decisiones acertada. La selección de la localización del puerto de toma de muestra debe ir acompañada con la selección de los dispositivos y accesorios para la toma de muestra, y con la documentación de los procedimientos para que la muestra sea tomada de manera consistente por los técnicos.

3. Determinación de la frecuencia de muestreo

Determinar la frecuencia de muestreo es parte del proceso que rige la norma ISO 17359 y deberá ser calculado en función del periodo en que se detecta la falla potencial y se llega a la falla funcional (también conocido como periodo P–F). La frecuencia de muestreo estará correlacionada con las pruebas seleccionadas y las condiciones de operación y la disponibilidad de la máquina y debe ser efectuada por un especialista certificado como analista de lubricantes de maquinaria nivel III (MLA III), de acuerdo con ISO 18436–4.

4. Toma de muestra

La toma de muestra es una tarea rutinaria del MBC y debe ser efectuada por un técnico entrenado en el procedimiento documentado que ha sido desarrollado en los pasos previos. El muestreo debe ser ejecutado de tal manera que la calidad de la muestra no se vea afectada y se apliquen los principios de seguridad, ergonomía y las mejores prácticas. Esta tarea debe ser efectuada por un especialista certificado como analista de lubricantes de maquinaria nivel II (MLA II), de acuerdo con ISO 18436–4.

5. Análisis de la muestra

El análisis de la muestra de lubricante en laboratorio debe ser efectuado para preservar la calidad de la muestra y extraer adecuadamente la información en ella contenida. La preparación de la muestra y el uso de los instrumentos de análisis conforme a los estándares ASTM/ISO correspondientes permitirá que la información de los instrumentos sea confiable. Esta tarea debe ser efectuada por un especialista certificado como analista de lubricantes en laboratorio nivel I (LLA I) de acuerdo con ISO 18436–5.

6. Administración de la información de la muestra

Los resultados del laboratorio del análisis de lubricante deben ser gestionados de tal manera que la información pueda ser almacenada de manera organizada, convertida en una tendencia y graficada. Se deben establecer los límites para cada prueba del análisis de aceite y la manera en que estas alertas deberán ser mostradas al especialista en el diagnóstico. Esta tarea debe ser efectuada por un especialista certificado al menos como analista de lubricantes de maquinaria nivel II (MLA II), de acuerdo con ISO 18436–4.

7. Diagnóstico, pronóstico y toma de decisiones

Hemos llegado al momento en que podemos obtener el retorno de la inversión, es decir, el análisis de la información por un especialista que pueda efectuar el diagnóstico de la condición del lubricante y de la máquina, para que al analizar la tendencia y el modo de falla presente se puedan recomendar las acciones de mantenimiento dirigidas a la causa de falla, para regresar al lubricante y a la máquina a una condición normal. Esta tarea debe ser efectuada por un especialista certificado como analista de lubricantes de maquinaria nivel III (MLA III), de acuerdo con ISO 18436–4.

8. Retroalimentación

Las acciones efectuadas en las máquinas posteriormente al diagnóstico y las recomendaciones deben ser registradas para efecto de verificar su efectividad y seguimiento por los analistas. Esta información debe ser comunicada también al laboratorio y a las áreas correspondientes, de tal manera que se decida si es que la causa ha sido removida o se requiere de la intervención de otras pruebas o tecnologías. Esta tarea debe ser efectuada por un especialista certificado como analista de lubricantes de maquinaria nivel III (MLA III), de acuerdo con ISO 18436–4.

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Beneficios

Una estrategia de MBC que ha sido diseñada bajo los principios de la norma ISO 17359, permite alinear la tecnología específicamente a aquellos modos de falla críticos y seleccionar las pruebas que mejor detectan las causas de falla en el momento preciso (antes de que sean irremediables). Es el equivalente a tener una mira de alta precisión en las condiciones que mayor impacto tienen a la maquinaria, el proceso y la calidad. El factor humano y las competencias técnicas certificadas bajo ISO 18436 aseguran que las actividades son efectuadas por personas que cuentan con las competencias y los conocimientos para tomar las decisiones correctas que mejoran la condición de la planta.

Conclusiones

La estrategia ejemplificada en este artículo para el análisis de aceite puede ser replicada fácilmente para otras tecnologías. Si su estrategia de MBC no ha sido diseñada bajo este protocolo, busque ayuda de los profesionales y asegúrese que cuentan con las certificaciones y competencias requeridas en cada uno de los pasos para garantizar el éxito y la optimización de su estrategia. El beneficio es una planta confiable, disponible, bajo el concepto de la optimización de los recursos.

 

 

El análisis ante las fallas prematuras

Identifique y corrija las fallas prematuras en rodamientos

Identificar y analizar la causa raíz de una falla en rodamientos es crítica, si se trata de prevenir fallas similares y que se presenten de nueva cuenta.

Muchos rodamientos que fallan prematuramente son reemplazados de manera inmediata, sin llegar a analizarlos o buscar la causa de la falla, lo que significará que fallas similares se producirán nuevamente resultandos de bajas disponibilidad y confiabilidad en el equipo, con todo lo que ello implica.

Examinar el modo de falla a menudo revela la causa verdadera del problema del rodamiento. Este es un proceso complicado partiendo del hecho de que un modo de falla podrá iniciar otro —por ejemplo, la corrosión en una elemento rodante (bola) dejará marcas de óxido, el cual podrá causar desgaste resultando en una pérdida de precarga o incremento en el juego radial; las partículas liberadas por el desgaste en un rodamiento lubricado con grasa podrán crear una insuficiencia del mismo y subsecuente sobrecalentamiento.

Usted puede atacar este y otros problemas a través del desarrollo de una estrategia sistemática para asegurar, inspeccionar y analizar sus rodamientos cada vez que fallen. El personal de mantenimiento no debe de esperar hasta la ocurrencia de una falla catastrófica, ya que eso dificultará el análisis; en lugar de esto, el personal deberá realizar un monitoreo periódico e inspección del estado del rodamiento: cuando un rodamiento falle el resultado puede ser muy costoso en términos de paros no planeados y afectación a la producción. Afortunadamente las fallas catastróficas en rodamientos no son tan frecuentes, y usualmente hay diferentes síntomas en la maquinaria indicando que existe un daño en rodamientos tiempo antes de que estos precisamente fallen.

El comportamiento del equipo como indicador de un fallo prematuro en rodamientos

La experiencia muestra que el daño y la subsecuente falla en un rodamiento no es debido al rodamiento per se,sino a los abusos en el manejo, instalación o trabajo al que fueron sometidos. Con frecuencia el primer síntoma de daño es traducido en un funcionamiento anormal del rodamiento, el cual podrá trabajar de manera no uniforme, reducirá la precisión de giro, provocará ruidos o una combinación de cualquiera de estos síntomas. Es crítico que cada uno de estos indicadores prematuros de daño sean documentados, ya que esta información será valiosa al llevar a cabo el análisis de falla y causa raíz del problema; no obstante, mientras más daño sea generado en el rodamiento, más difícil será encontrar la causa real del daño.

La clave para detectar estos síntomas prematuros es un programa efectivo de monitoreo de la condición del rodamiento. Esto puede ser de muchas maneras, dependiendo de la infraestructura, presupuesto, equipos de monitoreo de condiciones y personal disponible; pero para la gran mayoría de aplicaciones, el monitoreo y retroalimentación por parte del operador será suficiente para detectar —digamos— ruidos anormales en etapas prematuras. En aquellos equipos donde una falla es crítica o peligrosa, un monitoreo en forma será requerido incluyendo entre otros aspectos:

—limpieza del lubricante,

—medición de temperatura,

—análisis de vibración, etc.

Pasos para realizar un análisis de falla en rodamientos

Cuando un rodamiento tenga que ser desmontado de un equipo debido a una falla prematura, la causa debe de ser identificada para evitar la ocurrencia de la misma. La inspección del rodamiento por si sola muchas veces no es suficiente para llegar a una conclusión, hay que tomar en cuenta las partes adyacentes: lubricación, sellado, así como las condiciones de operación y ambientales.

Un procedimiento sistemático para desmontar el rodamiento deberá ser seguido de una inspección y aseguramiento del rodamiento, como recomendación general se pueden seguir estos pasos:

1. Determine los datos de operación.

2. Evalúe registros, documentos, gráficos, reportes del monitoreo de condiciones previo a la falla.

3. Obtenga muestras del lubricante usado.

4. Verifique el medio ambiente que rodea al rodamiento en busca de influencias externas (temperatura, lluvia, humedad, etc.) y otros daños.

5. Valore el rodamiento en la condición de montaje.

6. Marque la posición de montaje (libre, fijo).

7. Verifique los ajustes en eje y alojamiento

Finalmente, un recomendación importate como guía: evalúe el rodamiento utilizando los modos de fallas de la norma ISO 15243.

Menú de técnicas de monitorización

Varias técnicas del MBC están disponibles para identificar las causas de falla y sus efectos. Cada una de ellas tiene sus fortalezas y debilidades, dependiendo del contexto operacional y del tipo de máquina. Entre ellas podemos identificar:

—análisis del lubricante,

—análisis de las vibraciones mecánicas,

—análisis de imagen térmica,

—análisis de sonido y ultrasonido,

—análisis de corriente en motores eléctricos,

—pruebas no destructivas, etc.

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Perfil:

Gerardo Trujillo Corona es presidente de la Asociación Mexicana de Profesionales en Gestión de Activos AC (AMGA). Su correo electrónico es   Esta dirección electrónica esta protegida contra spambots. Es necesario activar Javascript para visualizarla . También es presidente del Comité Panamericano de Ingeniería de Mantenimiento (Copiman).

 

 

 

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