1._introduccion mantenimiento predictivo

Dr. Ing. Eduardo Diez Cifuentes

Dr. (c) Ing. Jorge Gonzlez Salazar

Departamento de Ingeniera Mecnica

Universidad de La Frontera

Mantenimiento Predictivo

Unidad 1: Introduccin

2012

Qu es mantenimiento?

Por qu es necesario el mantenimiento?

Cmo se lleva a cabo el mantenimiento?

Cmo enfrentamos la falla repetida de un componente?

Quin cree usted que es el ingeniero mejor capacitado para

innovar en temas de

mantenimiento?

Ingeniera de Mantenimiento

www.emersonprocess.com

Objetivo del mantenimiento: maximizar la disponibilidad de los equipos al costo mnimo.

Disponibilidad: % del tiempo planificado de produccin, que un equipo es capaz de

desarrollar la funcin para la cual fue concebido (o est listo para realizarla).

Costos de mantenimiento representan la mayor parte de los costos de operacin.

De donde provienen los costos de mantenimiento:

- Paradas de produccin (Planificadas y de emergencia).

- Rechazo de productos.

- Costos de mantenimiento directos: horas hombre, sobretiempos,

inventarios de repuestos, reparacin de partes y piezas.

Introduccin: Problemtica

asociada al mantenimiento

Mantenimiento tiene impacto en: Seguridad, calidad del producto, costo de produccin y utilidades del negocio

Tradicionalmente el mantenimiento ha sido mirado como un mal necesario: Lubricacin para evitar el desgaste, inspecciones

para evitar sorpresas, etc.

Esta visin ha cambiado desde el desarrollo del microprocesador y los sistemas de medicin basados en computadores

personales.

1. Programas de gestin del mantenimiento

2. Sensores e instrumentacin para diagnstico de la condicin

3. Hardware para recoleccin y procesamiento de seales en tiempo real.



Evolucin del Mantenimiento en el siglo XXI

1 generacin: Hasta la 2 guerra mundial

Poca mecanizacin, prioridad de prevencin de fallas era baja.

Mquinas con factores de seguridad altsimos Equipos confiables.

El mantenimiento se limitaba a rutinas de limpieza y lubricacin.

2 generacin: Desde la 2 guerra mundial

Aumenta la demanda de bienes y la demanda de mano de obra aumenta la mecanizacin.

Aumento del inters por la disponibilidad. Surgimiento del mantenimiento preventivo con reparacin mayor (overhaul) a intervalo constante.

3 generacin: Desde mediados de los 70s

Creciente competencia en el mercado (JIT)

Confiabilidad, clave en industrias como salud, comunicaciones, navegacin area

Mantenimiento productivo total (TPM), Mantenimiento centrado en confiabilidad (RCM), mantenimiento sintomtico



Introduccin: Filosofas de

Mantenimiento

Tradicionalmente se consideran dos estrategias de mantenimiento: reactivo y preventivo, pero hay otros enfoques.

Mantenimiento reactivo

Tambin conocido como mantenimiento a la falla o correctivo

Cuando una mquina falla, se repara.

Caractersticas:

- Alto costo por inventario de repuestos

- Alto costo por horas extras

- Baja disponibilidad de los equipos paradas de produccin

- Necesidad de personal capaz de reaccionar rpido a la falla

En resumen, mantenimiento reactivo implica mayores costos de mantenimiento y baja disponibilidad de los equipos.


Mantenimiento

Mantenimiento preventivo (o planificado)

Se basa en tiempo. Las tareas de mantenimiento se basan en el tiempo transcurrido o las horas de operacin del equipo.

Ejemplos: tareas de lubricacin, paradas programadas de planta, recambio de componentes de mquinas por tiempo, etc.


Mantenimiento

Curva de la baera, vida til del equipo y tiempo medio antes de una falla (MTTF, Mean Time To Failure)

Las reparaciones del equipo se planifican en base al MTTF.


Mantenimiento

Cul es el problema de programar el mantenimiento utilizando este enfoque?

La forma de operar un equipo y las variables de operacin definidas por el proceso afectan la vida til de la mquina.

El tiempo medio entre fallas no ser el mismo para dos equipos idnticos operando bajo distintas condiciones. Incluso puede

ser distinto para dos equipos idnticos operando bajo las mismas

condiciones (rodamientos).

Adems, el MTTF para algunos elementos de mquina es muy variable (Rodamientos).


Mantenimiento

Utilizando este enfoque siempre existir la posibilidad de que planifiquemos

reparaciones innecesarias, con el costo

que ello involucra.

Utilizando este enfoque siempre existir la posibilidad de que el equipo presente una

falla catastrfica, con el costo que ello

involucra.

Mantenimiento predictivo

Tambin se conoce como mantenimiento sintomtico o basado en la condicin.


Mantenimiento

El objetivo es optimizar las labores de mantenimiento por medio de la evaluacin continua de la condicin mecnica de los

equipos (Medicina de mquinas).

Para cumplir este objetivo se dispone de varias herramientas como son: Anlisis de vibraciones, termografa, anlisis

tribolgico, etc.

Resultado desde el punto de vista del mantenimiento:

1. Mejoramiento de la disponibilidad

y vida de los equipos y sus componentes.

Se evitan fallas mayores.

2. Reduccin de costos de mantenimiento.


Mantenimiento

En qu consiste un programa de mantenimiento predictivo?

Es un programa basado en la condicin de los equipos

No se planifica en base a estadsticas industriales o de planta (Datos del fabricante, experiencia previa, etc.)

Se planifica basado en la condicin mecnica de la mquina y en los sntomas que la mquina emite al exterior.


Mantenimiento

Principio del monitoreo de la condicin: Tendencia

Los sistemas de control distribuido (DCS) de planta permiten el registro automatizado y visualizacin de mltiples variables de proceso.

Otras variables ms especficas pueden construirse midiendo la variable y usando programas especficos de gestin de mantenimiento.

- Temperatura

- Corriente

- Vibracin y ruido

- Contaminacin en el aceite

- Degradacin de propiedades del

aceite


Mantenimiento

Cul es el rol del mantenimiento?

Mantener Reparar

1. Disponibilidad ptima: Alcanzar y sustentar en el tiempo una

disponibilidad ptima de los equipos de la planta.

2. Condiciones de operacin ptimas: Que aseguren que la planta opere

en su ptimo (velocidad de produccin, calidad del producto, etc.)

3. Utilizacin de los recursos de mantenimiento mxima: inventarios,

subcontratos, repuestos, etc.

4. Vida de equipos ptima: es una forma de reducir los costos de

mantenimiento.

5. Inventario de repuestos mnimo: se puede alcanzar con estrategias de

mantenimiento predictivo.

6. Capacidad de reaccin rpida: Es imposible evitar todas las fallas

catastrficas.

Mantenimiento Proactivo

No se considera una forma tradicional de hacer mantenimiento, es ms bien una actitud de los encargados del mantenimiento

(Profesionales, tcnicos, etc.)

Proactividad: Capacidad para crear o controlar una situacin, ms que responder a ella.

La proactividad es una actitud muy valorada en cualquier profesional (Ver requisitos de trabajo del diario).


Mantenimiento

Si un equipo falla continuamente, un ingeniero proactivo hace ms que reparar la falla una y otra vez: Busca la causa de la

falla y la corrige.

Para ser proactivo no basta con tener actitud, es fundamental conocer las mquinas y contar con herramientas de

diagnstico de la condicin de equipos: Mantenimiento

predictivo.

En ingeniera de mantenimiento la proactividad se relaciona con la bsqueda de la causa de las fallas y el funcionamiento

ptimo de las mquinas.

Objetivo: Maximizar la vida til de los equipos y usar los recursos de manera eficiente.


Mantenimiento

Ejemplo: Vida til de los rodamientos.

Teora de vida del rodamiento segn ISO 281:

L10 = (C/P)p

L10 h = 106/(60n) L10

L10 = Vida nominal (Al 90% confiabilidad), [millones de revoluciones]

L10h = Vida nominal (Al 90% confiabilidad), [horas de operacin]

C = Capacidad de carga dinmica, kN]

P = Carga dinmica equivalente, [kN]

n = Velocidad de rotacin, [r/min]

p = exponente de la ecuacin de vida

3 para rodamientos de bola

10/3 para rodamientos de rodillos

La vida se ve fuertemente afectada por la carga que soporta el rodamiento.


Mantenimiento

Ejemplos de problemas que modifican las condiciones de carga de un rodamiento:

- Desbalanceamiento del rotor

- Desalineamiento entre ejes


Mantenimiento

Nueva teora de vida del rodamiento segn SKF:

Lnm = a1 aSKF L10

Lnm = Vida ajustada de acuerdo a nueva teora SKF

Lnmh = Vida ajustada de acuerdo a nueva teora SKF

L10 = Vida nominal

a1 = Factor de confiabilidad

aSKF = Factor SKF de modificacin de la vida

La vida se ve fuertemente afectada por las condiciones de lubricacin del rodamiento.


Mantenimiento

www.machine design.com www.skf.com


Mantenimiento

Mencione algunos ejemplos de problemas de lubricacin que pueden afectar la vida del rodamiento.


Mantenimiento

El mantenimiento proactivo es a donde deben apuntar los ingenieros de mantenimiento en la actualidad.

Ejemplos de proactividad en el mantenimiento de rodamientos.


Mantenimiento

Introduccin: Justificacin

Econmica de un Plan Predictivo

Justificacin puede llegar a ser complicada debido a la falta de informacin dentro de la empresa.

Inversin en equipo para mantenimiento predictivo necesita considerar aspectos que son difciles de medir.

Caso fcil de justificar: proceso en que la mquina crtica es totalmente dependiente de un componente como un rodamiento

o caja de engranajes, y la falla produce una parada de

produccin que afecta a gran parte de la planta.



Ejemplo 1: Accionamiento de camin para transporte de mineral. Minera del cobre.

Costo del sistema de monitoreo

V/S

Costo de parar produccin + costo de ingreso de mquinas

externas a faena + costo de reparacin

Ejemplo 2: Turbina a vapor. Celulosa.

Costo del sistema de monitoreo

V/S

Costo de: KWhr que dejo de producir + multas + reparacin

turbina

Observar que la criticidad viene dada principalmente por el efecto de la detencin de la mquina, no por el costo del equipo



A veces la justificacin no es tan evidente, o lo es para el ingeniero de mantenimiento, pero no para el departamento de

adquisiciones.

Cualquier ingeniero de mantenimiento debe observar siempre indicadores tpicos del desempeo de la planta, tales como:

- Frecuencia de fallas

- Aleatoriedad de las fallas

- Necesidad de repetir reparaciones

- Nmero de defectos en los productos

- Consumo energtico durante operacin

- Otros

Estos indicadores sirven para planificar el mantenimiento.



Es difcil cuantificar estos indicadores en trminos de prdidas econmicas de manera precisa.

Entonces: Cmo justificamos el gasto en equipo para monitoreo de la condicin?

Se debe justificar como una inversin de capital, mostrar buen retorno tangible en corto tiempo.



Es fundamental contar con indicadores de lo que le cuesta a la empresa la parada del equipo.

Se debe incluir cada beneficio que produce la incorporacin del equipo de monitoreo de la condicin.

Ejemplo: Efecto de la carga en la vida del rodamiento. Aleatoriedad de la falla.

Tambin se debe incluir todos los costos, que no solo se refieren al costo del equipo, tambin capacitacin de personal,

instrumentacin, sensores, etc.

1._introduccion mantenimiento predictivo

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