mantenimiento centrado en la confiabilidad _5

UNIDAD

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Anlisis de Modos y Efectos de Falla (FMEA)

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Indice

IndiceUnidad V : Anlisis de modos y efectos de falla (FMEA)1.1. QU ES UN MODO DE FALLA? ......................................................................... 3 1.2. POR QU ANALIZAR LOS MODOS DE FALLA?.................................................... 4 1.3. CATEGORAS DE MODOS DE FALLAS................................................................. 7 1.3.1. CADA DE LA CAPACIDAD ...................................................................... 8 1.3.1.1. DETERIORO...............................................................................8 1.3.1.2.FALLAS DE LUBRICACIN............................................................9 1.3.1.3.SUCIEDAD................................................................................10 1.3.1.4.DESMONTAJE...........................................................................10 1.3.1.5.ERRORES HUMANOS QUE REDUCEN LA CAPACIDAD...................10 1.3.2. INCREMENTO DEL RENDIMIENTO DESEADO (O DEL ESFUERZO APLICADO) POR ENCIMA DE LA CAPACIDAD INICIAL .............................11 1.3.2.1 SOSTENER DELIBERADAMENTE CARGA EXCESIVA.....................12 1.3.2.2. SOSTENER INVOLUNTARIAMENTE CARGA EXCESIVA.................13 1.3.2.3. SBITA CARGA EXCESIVA INVOLUNTARIA.......................................................................15 1.3.2.4 PROCESO O ALMACENAMIENTO INCORRECTO DE LOS MATERIALES ...........................................................................15 1.3.3. INCAPACIDAD INICIAL..........................................................................16 1.4. CUNTO DETALLE?........................................................................................17 1.4.1. CAUSALIDAD........................................................................................17 1.4.1.1.CAUSAS RAZ............................................................................22 1.4.1.2.ERROR HUMANO.......................................................................23 1.4.2. PROBABILIDAD ....................................................................................23 1.4.3. CONSECUENCIAS..................................................................................24 1.4.4. CAUSA VS. EFECTO...............................................................................25 1.4.5. LOS MODOS DE FALLA Y EL CONTEXTO DE OPERACIN ........................26 1.5. EFECTOS DE FALLA .........................................................................................26 1.5.1. EVIDENCIA DE UNA FALLA ....................................................................27 1.5.2. SEGURIDAD Y RIESGOS MEDIOAMBIENTALES .......................................28 1.5.3. DAOS SECUNDARIOS Y EFECTOS EN LA PRODUCCIN.........................29 1.5.4. ACCIN CORRECTIVA ...........................................................................30 1.6. FORMULARIOS DEL FMEA ................................................................................30 1.6.1. PROCEDIMIENTO .................................................................................32 1.6.2. EJEMPLOS ............................................................................................33 RESUMEN ................................................................................................................45

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Gestin del Mantenimiento Basado en la Confiabilidad

UNIDAD VANLISIS DE MODOS Y EFECTOS DE FALLA (FMEA)INTRODUCCIN El anlisis de modos y efectos de falla (FMEA) es un nombre dado a un grupo de actividades que se realizan para asegurar que potencialmente todo lo que podra salir mal con un producto ha sido reconocido y que se tomarn las acciones pertinentes para impedir que las cosas salgan mal. En los aos sesenta, los ingenieros del programa de vuelo a la luna, para encarar las consecuencias del mal funcionamiento de los vehculos espaciales, inventaron un mtodo para prever los problemas que podran ocurrir con cada componente. Estaban pensando ms all de las consideraciones del diseo normal, en las situaciones ms raras que uno podra imaginar. Lo lograron en largas y concentradas sesiones de tormenta de ideas. El resultado de este enfoque contribuy al xito del aterrizaje en la luna en 1969. Con el declive del programa espacial en los 1970s, muchos ingenieros de la NASA encontraron trabajo en otras industrias y se llevaron el mtodo de pronstico de fallas con ellos. La tcnica se conoci en el futuro como FMEA. En 1972, la NAAO, una organizacin para garantizar la calidad, desarroll el primer programa de entrenamiento sobre la confiabilidad que incluy un mdulo para la ejecucin del FMEA. Aunque los buenos ingenieros siempre han realizado un tipo de anlisis FMEA en sus diseos, la mayora de sus esfuerzos slo fueron documentados en los formularios de despiece finales y en los dibujos de ensamble. La repeticin de errores del pasado, sin embargo, era posible, porque las personas fueron asignadas a otras tareas, dejaron la compaa, etc. Por ejemplo, en la industria automotriz de los aos setenta, como un seguro contra la responsabilidad civil, el FMEA se volvi una herramienta natural para disminuir las ocurrencias de fallas. Desde ese tiempo, la disciplina se ha extendiendo entre las compaas multimillonarias. A su vez, estas grandes compaas han estado presionando a sus proveedores a que adopten el FMEA para mejorar la confiabilidad de sus productos. OBJETIVOS ! Mostrar la definicin de modo de falla y sus categoras. ! Elaborar el formato en el que se describe los modos de falla con sus diferentes niveles de detalle. ! Mostrar un procedimiento lgico para acciones correctivas despus del FMEA.

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Tecsup Virtu@lDISEO DEL FMEA


El diseo del FMEA identifica las reas que requieren consideraciones adicionales de diseo y/o prueba. Captura e ingresa datos al diseo, algunos de los cuales no podran hacerse en otra parte y de hecho, podran perderse. Se incluyen datos de otros departamentos como Fabricacin, Ventas, Compra, Servicio, Confiabilidad y Garanta de calidad. Combinando los diferentes puntos de vista y la experiencia no slo se mejora el diseo del producto sino tambin se mejora la aceptacin de l a lo largo de la compaa y en el campo. El diseo del FMEA, llamado generalmente como FMEA, comienza despus que se ha finalizado un diseo conceptual. Debe completarse substancialmente antes que se haya definido el hardware de la produccin, para asegurar que la documentacin de Produccin incluya los datos del FMEA y que el beneficio potencial de la informacin de FMEA se utilice totalmente. Tambin deben incorporarse los cambios subsecuentes a un producto. La documentacin del FMEA debe ponerse al da peridicamente para registrar los cambios y su impacto en la confiabilidad y riesgo. El FMEA lo comienza el ingeniero responsable de la actualizacin del producto para fabricarlo y despus que ha determinado que el producto diseado trabajar de acuerdo a las especificaciones, puede hacerse y ensamblarse de acuerdo al plano y es servible y seguro. El objetivo al realizar el diseo del FMEA es: Determinar si las especificaciones de rendimiento son apropiadas y completas. Determinar si y cmo el diseo puede ser inadecuado a las intenciones del diseador tanto por razones de carga excesiva como de contaminacin, condiciones extremas del clima, variaciones en la fabricacin, en las condiciones de servicio, mal uso del cliente o negligencia, etc. Evaluar las consecuencias de un producto marginal cuando es detectado por un cliente. Cuantificar el riesgo. Identificar la necesidad de acciones correctivas y asignar las prioridades para su ejecucin. Implementar y hacer el seguimiento de las acciones convenidas.

DEFINICIONES Se han definido las funciones y dado normas de funcionamiento de cualquier recurso, por lo que estamos definiendo los objetivos de mantenimiento con respecto a estos recursos. Tambin se ha visto que definiendo fallas funcionales se puede determinar exactamente lo que queremos decir al decir "fall". Estos dos problemas fueron abordados por las primeras dos preguntas del proceso de RCM. Las prximas dos preguntas (5.1 y 5.2) buscan identificar los modos de falla que son bastante probables causen cada falla funcional y determinar cual es el efecto asociado a cada una de las fallas. Esto se hace realizando un Anlisis de Modos y Efectos de Falla (FMEA), para cada falla funcional.

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1.1. QU ES UN MODO DE FALLA? Un modo de falla podra definirse como cualquier evento que es probable cause la falla de un recurso (sistema o proceso). Sin embargo, en la unidad 4 se explic que es vago y simplista aplicar el trmino falla a un recurso o activo en conjunto. Es mucho ms preciso distinguir entre una falla funcional (un estado de falla) y un modo de falla (un evento que podra causar un estado de falla). Esta distincin lleva a lo siguiente definicin ms precisa de un modo de falla:

Un modo de falla es cualquier evento que causa una falla funcional

La mejor manera de mostrar la conexin y la distincin entre estados fallidos y los eventos que podran causarlos, es primeramente listar las fallas funcionales, luego los modos de falla que podran causar cada falla funcional, como se muestra en la Figura 5.1. La figura 5.1 tambin indica que por lo menos, una descripcin de un modo de falla debera estar formado por un sustantivo y un verbo. La descripcin debe contener bastante detalle para seleccionar una adecuada administracin estratgica de la falla, pero no tanto detalle con lo que se perderan cantidades excesivas de tiempo en el proceso del anlisis. En particular, los verbos usados para describir los modos de falla deben escogerse con cuidado, porque ellos influyen fuertemente en la seleccin del proceso para la poltica de administracin de la falla. Por ejemplo, verbos tales como fallas o roturas o funcionamientos defectuosos' debe usarse sobriamente, porque ellos dan una pequea o ninguna indicacin acerca de lo que podra ser una manera apropiada de manejar la falla. El uso de verbos ms especficos hace posible seleccionar un rango lleno de opciones para la administracin de la falla.RCM II HOJA DE INFORMACION 1996 ALADON LTD FUNCION 1 Transferir agua desde el tanque X hasta el tanque Y a no menos de 800 L/m. SISTEMA Bombeo de agua de enfriamiento SUB-SISTEMA FALLA FUNCIONAL (prdida de funcin) A Incapaz de transferir agua 1 2 3 4 5 6 B Transfiere menos de 800 l/m 1 2

(causa de falla) Rodamientos daados. Impelente trabaja sin control. Impelente se bloquea por objetos extraos. El cubo del acoplamiento se ha fracturado debido a la fatiga. Motor quemado. Vlvula de entrada esta bloqueada, etc. Impelente desgastado. Lnea de succin parcialmente bloqueada. etc

Figura 5.1: Modos de Falla de una bomba.

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Por ejemplo, un trmino como falla del acoplamiento no proporciona ninguna pista acerca de lo que podra hacerse para anticipar o prevenir la falla. Sin embargo, si decimos los pernos del acoplamiento estn flojos o el acoplamiento falla debido a la fatiga, entonces llega a ser mucho ms fcil identificar una posible tarea proactiva. En el caso de vlvulas o interruptores, uno debe indicar tambin si la prdida de funcin es causada por el elemento fallando en la posicin abierta o cerrada vlvula bloqueada dice ms que la vlvula falla. Si est interesado en una claridad completa, puede ser a veces necesario dar un paso ms all. Por ejemplo, la vlvula est bloqueada debido al xido en el tornillo conductor, es ms claro que la vlvula est bloqueada. De la misma manera, uno puede necesitar distinguir entre rodamiento daado debido al desgaste y raspaduras' y rodamiento daado debido a la falta de lubricacin. 1.2. POR QU ANALIZAR LOS MODOS DE FALLA? Una sola mquina puede fallar por docenas de razones. Un grupo de mquinas o sistema como una lnea de produccin puede fallar por centenas de razones. Para toda la planta, el nmero puede subir a miles o incluso decenas de miles. La mayora de los gerentes tiemblan pensando en el tiempo y esfuerzo que probablemente se necesitara para identificar todos stos modos de falla. Muchos deciden que este tipo de anlisis es demasiado trabajo y abandonan por completo la idea. Haciendo esto, dichos gerentes pasan por alto el hecho que en el trabajo diario, el mantenimiento se maneja realmente al nivel de modo de falla. Por ejemplo: Las ordenes de trabajo o demandas de trabajo son confeccionadas para cubrir modos de falla especficos. Da a da la planificacin del mantenimiento hace planes para tratar un modo de falla especfico. En la mayora de empresas industriales, el personal de mantenimiento y operacin se renen todos los das. Normalmente las reuniones consisten en discusiones sobre lo que ha fallado, lo que caus la falla (y quin es el culpable), qu se est haciendo para repararla y - a veces - lo que puede hacerse para evitar que pase de nuevo. En resumen, toda la reunin es para discutir los modos de falla. Por un largo periodo, el sistema de registro histrico ha registrado los modos de fallas individuales (o por lo menos, lo que fue hecho para rectificarlos).

Desgraciadamente, en muchos casos, stos modos de falla son discutidos, registrados o tratados nuevamente despus que han ocurrido. Tratar con fallas despus que ellos han ocurrido es por supuesto la esencia del mantenimiento reactivo.

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La gestin Proactiva por otro lado, tratan con eventos antes que ellos ocurran o por lo menos, decidiendo cmo deberan ser tratados si hubieran ocurrido. Para hacer esto, necesitamos saber de antemano qu eventos son probables que ocurran. Los eventos en este contexto son los modos de falla. As, si deseamos aplicar de verdad el mantenimiento proactivo a cualquier recurso fsico, debemos intentar identificar todos los modos de falla que son bastante probables que afecten ese recurso. Idealmente, ellos deberan ser identificados completamente antes que ocurran o si esto no es posible, antes que ocurran de nuevo. Una vez que cada modo de falla ha sido identificado, es posible considerar lo que pasa cuando esto ocurre, evaluar sus consecuencias y decidir qu (si algo) debera hacerse para anticipar, prevenir, detectar o corregir - o quizs incluso para redisearlo. As el proceso de seleccin de tareas de mantenimiento - y mucho de la subsiguiente administracin de estas tareas - se lleva al nivel de modo de falla. Esto se ilustra brevemente en el ejemplo siguiente: Considere nuevamente la Hoja de Informacin RCM mostrada en la figura 5.1. Esta se aplica para la funcin primaria de la bomba mostrada en la Figura 3.1. La Figura 5.2 muestra que la bomba es de acoplamiento directo simple, de una sola etapa y por la parte posterior a la zona de succin esta sellada con un sello mecnico. En este ejemplo, vemos ms de cerca los tres modos de falla que se piensa que es probable slo afectan el impulsor. Estos son discutidos a continuacin con ms detalle y resumido en la Figura 5.2: El desgaste del Impulsor: es probable que sea un fenmeno relacionado con la edad. Como se muestra en la Figura 5.1, es probable que estos conformen el segundo de los seis modelos de falla introducidos en la figura 2.5 (Modelo de Falla B). As, si conocemos a grosso modo cul es la vida til del impulsor y si las consecuencias de falla son bastante serias, entonces podemos decidir prevenir esta falla cambiando el impulsor justo antes que llegue al final de su vida til.

Figura 5.2 Fallas del impulsor de una bomba.

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Impulsor atascado por un objeto extrao: la posibilidad que un objeto extrao apareciera en la lnea de succin ciertamente no tendr nada que ver con cunto tiempo el impulsor ha estado en servicio. Como resultado este modo de falla ocurrir bsicamente debido al azar (Modelo E en la Figura 2.5). En este caso, no habra ninguna advertencia acerca de la ocurrencia de la falla. As, si las consecuencias fueran bastante serias y la falla ocurriera bastante a menudo, es probable que consideremos modificar el sistema, quizs instalando algn tipo de filtro o proteccin en la lnea de succin. Impulsor sin control: si el mecanismo fijacin del impulsor est diseado adecuadamente y todava no hay un control sobre el mismo, la causa sera que no se coloc adecuadamente la primera vez. (Si conocemos que fue as, quizs el modo de falla debera actualmente ser descrito como impulsor ajustado incorrectamente). Esto indicara que la falla probablemente ocurrir poco despus del arranque, como se muestra en la figura 5.2 (Modelo F en la figura 2.5) y probablemente trataramos de mejorar el entrenamiento o los procedimientos.

Este ejemplo refuerza el punto que el nivel al que manejamos el mantenimiento de cualquier recurso no est al nivel del recurso en su conjunto (en este caso, la bomba), ni tampoco al nivel de cualquier componente (en este caso, el impulsor), sino al nivel de cada modo de falla. As antes que podamos desarrollar una estrategia sistemtica de gestin del mantenimiento proactivo para cualquier recurso, debemos identificar que modo de falla es (o podra ser). El ejemplo tambin sugiere que uno de los modos de falla puede ser eliminado por un cambio en el diseo y otro mejorando el entrenamiento y los procedimientos. As no todo los modos de falla se trataran con un mantenimiento programado. Tambin note que la administracin de las soluciones de las fallas propuestas en la Figura 5.2, representan slo una de las muchas posibilidades en cada caso. Por ejemplo podramos monitorear la vida del impulsor supervisando el rendimiento de la bomba y solo cambiar el impulsor cuando sea necesario. Tambin debemos tener en mente que agregando un filtro a la lnea de la succin agregamos tres posibilidades ms de falla que a su vez necesitan ser analizadas (se podra bloquear, podra agujerearse y por consiguiente podra cesar la proteccin y se podra desintegrar daando el impulsor). Todos estos puntos indican que la identificacin de modos de falla es uno de los pasos ms importantes en el desarrollo de cualquier programa cuya intencin sea garantizar que los recursos continen cumpliendo su funcin. En la prctica, dependiendo de la complejidad del elemento, su contexto de operacin y el nivel a cual se est analizando, normalmente se listan entre uno y treinta modos de falla por cada falla funcional.

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A continuacin se consideran dos de los problemas claves en esta rea bajo los ttulos siguientes: las categoras de modos de falla y el nivel de detalle. Despus de esto, se consideran los efectos de falla, las fuentes de informacin para un FMEA y cmo deben listarse los modos y efectos de falla. 1.3. CATEGORAS DE MODOS DE FALLAS Algunas personas consideran que el mantenimiento trata completamente y solamente con el deterioro. Algunos incluso van ms all hasta especificar que el FMEA aplicado a sus recursos debera tratar con los modos de falla causados por deterioro y deben ignorar otras categoras de modos de falla (como errores humanos y fallas del diseo). Esto es un grave error, porque con frecuencia ocurre a menudo que el deterioro causa sorprendentemente una proporcin pequea de las fallas. En estos casos, restringiendo as el anlisis del deterioro, pueden llevar a una estrategia incompleta de mantenimiento. Por otro lado, si uno acepta que el mantenimiento es un medio para asegurar que los recursos fsicos continen haciendo cualquier cosa que el usuario quiera que hagan, entonces un programa de mantenimiento debe dirigirse a todos los eventos que son bastante probables que amenacen esa funcionalidad. Los modos de falla pueden ser clasificados en uno de los siguientes tres grupos: 5.3.1. Cuando la capacidad cae debajo del rendimiento deseado. 5.3.2. Cuando se desea que el rendimiento se eleve por encima de la capacidad inicial. 5.3.3. Cuando el recurso no es capaz de hacer lo que se desea en la salida.

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Gestin del Mantenimiento Basado en la ConfiabilidadCADA DE LA CAPACIDAD

Figura 5.3: Modo de Falla Categora 1.

La primera categora de Modos de Falla cubre situaciones donde al principio la capacidad esta por encima del rendimiento deseado, pero luego cae debajo del rendimiento deseado despus que el activo es puesto en servicio como se ilustra en la figura 5.3. Las cinco causas principales de reduccin de la capacidad son las siguientes: 1.3.1.1. DETERIORO Cualquier activo fsico que cumple una funcin y entra en contacto con el mundo real, esta sujeto a una variedad de tensiones. Estas tensiones causan el deterioro del activo disminuyendo su capacidad o ms exactamente su resistencia a la fatiga. Eventualmente, la resistencia cae tanto que el activo ya no puede entregar el rendimiento deseado en otras palabras, falla. El deterioro cubre todas las formas de desgaste y roturas (fatiga, corrosin, abrasin, erosin, evaporacin, degradacin del aislante, etc.). Estos modos de falla deben ser incluidos en una lista de modos de falla dondequiera se piense que puedan aparecer. El nivel de detalle con el cual se necesita registrarlos se discute ms adelante en esta unidad. Pg. 8 Unidad V

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Gestin del Mantenimiento Basado en la Confiabilidad1.3.1.2. FALLAS DE LUBRICACIN La lubricacin est asociada con dos tipos de modos de falla. La primera concerniente a la falta de lubricante y la segunda a la falla del lubricante en si mismo. Con respecto a la falta de lubricante, las cosas han cambiado considerablemente en las ultimas dos dcadas. Hace veinte aos, la mayora de los puntos de lubricacin eran llenados manualmente. El costo de lubricar cada uno de estos puntos era pequeo comparado con el costo de no hacerlo. Fue tambin muy pequeo comparado con el costo de analizar en detalle los requerimientos de lubricacin en cada punto. Esto significa que no tena valor hacer un anlisis profundo para establecer un programa de lubricacin. En cambio normalmente estos programas fueron iniciados sobre la base de un rpido estudio de un especialista en lubricacin. Hoy en da sin embargo, los componentes sellados de por vida y los sistemas de lubricacin centralizados han llegado a ser la norma en la mayora de las industrias. Esto ha conducido a una masiva reduccin en el nmero de puntos donde se tenia que aplicar aceite o grasa a una maquina y un masivo incremento en las consecuencias de las fallas (especialmente las fallas de los sistemas de lubricacin centralizados). Desde un punto de vista analtico, ahora esto permite un ahorro efectivo en los costos si: Se emplea RCM para analizar los sistemas de lubricacin centralizados. Se consideran las perdidas de lubricante en los pocos puntos restantes de lubricacin manual como un modo de falla individual.

La segunda categora de fallas asociada con la lubricacin, esta referido al deterioro del lubricante en s. Esto es causado por fenmenos tales como la contaminacin de las molculas de aceite por oxidacin del aceite base y trmino del aditivo. En algunos casos el deterioro del aceite puede ser agravado por el aumento de lodo o por la presencia de agua o de otros contaminantes. Un lubricante tambin puede fallar en su trabajo simplemente porque se ha empleado un aceite inadecuado (o mal seleccionado). Si alguno o todos estos modos de falla son considerados probables en su contexto operativo, deben ser registrados y sujetos a un mayor anlisis. (Esto tambin se aplica a aceites de transformadores y aceite hidrulico).

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Gestin del Mantenimiento Basado en la Confiabilidad1.3.1.3. SUCIEDAD La suciedad o el polvo es una causa muy comn de falla. Interfieren directamente con las mquinas causando bloqueo, deslizamiento o embotamiento. Es tambin una causa principal de falla de funciones que tienen que ver con la apariencia del activo (se ve limpio o se ve sucio). La suciedad tambin puede causar problemas en la calidad del producto o ingresar dentro del mecanismo de sujecin de las mquinas y causar desalineamiento o ingresar directamente dentro de los productos tales como comida, productos farmacuticos o en el camino de recorrido del aceite de lubricacin de los motores. Como resultado, las fallas causadas por la suciedad deben ser puestas en una lista dentro del FMEA, cuando probablemente interfieran con una funcin significante de los activos. 1.3.1.4. DESMONTAJE Si algunos de los componentes de la mquina se caen, los montajes fallan por completo o por partes y al azar y sus consecuencias son muy serias y deben ser listadas. Estos son normalmente fallas de soldaduras, juntas soldadas o remachadas, ambos por fatiga o por corrosin o por falla de componentes roscados tales como tornillos, conexiones elctricas o de tuberas los cuales tambin pueden fallar por fatiga o corrosin o simplemente se rompen. Tambin se debe tener cuidado de registrar las funciones y los modos de falla asociados a los mecanismos de cierre tales como los pines deslizantes y tuercas de cierre cuando se considere la integridad del montaje. 1.3.1.5. ERRORES HUMANOS CAPACIDAD QUE REDUCEN LA

Son errores causados por las personas lo cual reduce la capacidad de los procesos que se extienden hasta no poder cumplir la funcin requerida por el usuario. Por ejemplo podemos citar a las vlvulas operadas manualmente dejadas cerradas causando que el proceso no pueda arrancar, partes incorrectamente ajustadas por personal de mantenimiento o sensores colocados de tal manera que la mquina se para cuando nada esta mal.

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Si se conoce que modos de falla de este tipo pueden ocurrir, estos deben ser registrados en el FMEA de tal modo que se puedan considerar ms tarde dentro del proceso decisiones apropiadas para gestionar las fallas. Sin embargo, cuando se liste los modos de falla causadas por las personas, se debe tener cuidado simplemente de registrar que estuvo mal y no quin lo causo. Si ponemos mucho nfasis en el quin, el anlisis podra llegar a ser innecesariamente adverso y la gente empezara a perder de vista el hecho que es un ejercicio para evitar o resolver problemas y no para atacar con reproches. Por ejemplo es suficiente decir la vlvula de control esta ajustada demasiado alto y no la vlvula de control esta incorrectamente ajustada por el tcnico de instrumentacin. 1.3.2. INCREMENTO DEL RENDIMIENTO DESEADO (O DEL ESFUERZO APLICADO) POR ENCIMA DE LA CAPACIDAD INICIAL La segunda categora de modos de falla ocurre cuando el rendimiento deseado est dentro de la capacidad del recurso cuando se pone en servicio por primera vez, pero luego el rendimiento deseado aumenta hasta exceder la capacidad. Esto causa que el recurso falle en una de las dos maneras siguientes: El rendimiento deseado sube hasta que el recurso ya no puede entregar ms. El aumento del esfuerzo causa un deterioro acelerado y el activo llega a ser no confiable y por lo tanto inservible.

Un ejemplo del primer caso ocurre si los usuarios de la bomba mostrada en la figura 3.1 hubieran aumentado la salida del tanque a 1 050 litros por minuto (y la bomba solo enva 1 000 litros por minuto). Bajo estas circunstancias, la bomba es incapaz de llenar el tanque. (Note en este caso que los usuarios no estn obligando a la bomba a trabajar ms rpido - sino simplemente tienen la vlvula abierta a una mayor capacidad del sistema.) El segundo caso ocurre por ejemplo si el dueo de un automvil cuyo motor tiene su limite a 6 000 rpm persiste en trabajar el motor a 7 000 rpm. Esto causa el deterioro ms rpido que si el usuario trabaja dentro del lmite descrito. Este fenmeno esta ilustrado en la figura 5.4. Esto ocurre por cuatro razones, las primeras tres tienen que ver con el error humano:

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Figura 5.4: Modo de Falla categora 2.

1.3.2.1. SOSTENER DELIBERADAMENTE CARGA EXCESIVA En muchas industrias, los usuarios tienen la tentacin de acelerar una equipo en respuesta a la demanda existente. En otros casos, la gente emplea los activos adquiridos para un producto para procesar otro con diferentes caractersticas (ms grandes, unidades ms pesadas o estndares de calidad ms altos). Las personas hacen esto con la creencia que sacarn ms de sus medios sin ningn incremento en la inversin de capital. Esto incluso puede ser verdad en el corto plazo. Sin embargo, esta solucin nos lleva en el largo plazo a penalidades en trminos de disponibilidad o confiabilidad reducida, sobre todo cuando las tensiones aumentadas empiezan a aproximarse o exceden la capacidad del recurso para resistirlos.

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(Este fenmeno causa algunas de las disputas ms feroces entre el personal de mantenimiento y el personal de operacin. Cuando esto ocurre, el personal de operacin tiende a afirmar que debe haber algo malo con el mantenimiento, mientras que mantenimiento acusa a los operarios de conducir la mquina hacia la muerte. Estas disputas ocurren porque el personal de operaciones normalmente acta en funcin de lo que ellos requieren de cada recurso, mientras el personal de mantenimiento tiende a pensar en trminos de lo que puede hacer el activo. Ninguno de ellos esta mal, simplemente estn considerando el problema desde dos puntos de vista diferentes). En estos casos, llevando a cabo mejores procedimientos de mantenimiento harn poco o nada para resolver el problema. De hecho, manteniendo una mquina que no puede entregar el rendimiento deseado se asemeja a reestructurar las sillas de cubierta del Titanic. En tales casos necesitamos ver ms all de las soluciones de mantenimiento. Las dos opciones son modificar el recurso para mejorar su capacidad inherente o bajar nuestras expectativas y operar la mquina dentro de sus capacidades existentes. 1.3.2.2. SOSTENER INVOLUNTARIAMENTE CARGA EXCESIVA Muchas industrias responden al aumento de la demanda emprendiendo un programa formal de eliminacin del cuello de botella. Estos programas traen consigo el aumento de la capacidad y una facilidad de produccin tal como una produccin en lnea para lograr un nuevo nivel de rendimiento deseado. Sin embargo, muchas de las mortificaciones de sus patrocinadores, es que estos programas parecen a menudo terminar causando ms problemas que soluciones. Esto normalmente pasa porque se omiten del programa algunos subsistemas o componentes pequeos, normalmente con devastadores resultados. Se ilustra en la figura 5.5 cmo ocurre esto.

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Figura 5.5: Impacto desestabilizador del Cuello de botella.

omo se puede ver en el ejemplo, la demanda de los productos producidos se ha incrementado y para satisfacer a los usuarios se ha incrementado la salida de 400 a 500 toneladas por semana. Las lneas punteadas representan la capacidad de cada operacin. Se muestran que la mayora de las operaciones son capaces de alcanzar el nuevo requisito. Sin embargo, las operaciones 3, 8 y 10 tienen una capacidad menor de 500 toneladas, as que ellos son el cuello de botella. Para lograr el nuevo objetivo, los usuarios deben eliminarlos instalando nuevas mquinas o componentes que sean capaces de producir ms de 500 toneladas por semana. Esto tambin incrementa la energa suministrada. Sin embargo, en este ejemplo la necesidad de actualizar el equipo de suministro de aire fue pasado por alto, por lo que la planta empez a tener problemas intermitentes cuando la exigencia de aire estaba al mximo. (Note que aunque las operaciones inalteradas son capaces de producir ms de 500 toneladas, el programa ha reducido su margen por el deterioro, por lo que tambin empiezan a fallar con ms frecuencia). Claramente, si una planta est sufriendo modos de falla de este tipo, deben registrarse en el FMEA para que puedan ser tratados apropiadamente. (Algunas organizaciones Industriales han encontrado que a pesar de los mejores esfuerzos de sus ingenieros, los programas de eliminacin de cuellos de botella causan tanta inestabilidad que estn prohibidos, sino en todo, restringido a circunstancias controladas rigurosamente. En estos casos el crecimiento debe tomarse en cuenta en el diseo de la planta original y/o en la construccin de nuevas plantas).

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Gestin del Mantenimiento Basado en la Confiabilidad1.3.2.3. SBITA CARGA EXCESIVA INVOLUNTARIA Muchas fallas son causadas por un sbito y (usualmente) no intencional aumento de la carga aplicada, normalmente causado por uno de los siguientes motivos: Operacin incorrecta (por ejemplo si una mquina es puesta en reversa mientras est funcionando en sentido correcto). Montaje incorrecto(por ejemplo sobre ajuste de un tornillo). Dao externo (por ejemplo, un golpe a una bomba o descarga elctrica debido a una instalacin con proteccin deficiente).

stos realmente no son aumentos del rendimiento deseado, porque nadie quiere que el operador ponga la mquina en marcha atrs en el peor momento o que un golpe quiebre la bomba. Sin embargo, pertenecen a sta categora porque el esfuerzo aplicado se eleva por encima de la capacidad del recurso que puede soportar. Si cualquiera de stos modos de falla se piensa son razonablemente probables dentro del contexto bajo consideracin, deberan ser incorporados en el FMEA. 1.3.2.4. PROCESO O ALMACENAMIENTO INCORRECTO DE LOS MATERIALES Los procesos de fabricacin con frecuencia sufren fallas funcionales causados por el procesado de materiales que estn fuera de especificacin (ciertas variables tales como consistencia, dureza o pH). Similarmente las plantas de almacenamiento con frecuencia sufren de un inadecuado o incompatible almacenamiento de materiales. En ambos casos, las mquinas fallan o trabajan mal porque no pueden manejar materiales fuera de las especificaciones. Esto puede verse como un aumento del esfuerzo aplicado.

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Gestin del Mantenimiento Basado en la ConfiabilidadEn la prctica, stos modos de falla raramente son el resultado de una falla del recurso bajo revisin, pero casi siempre es el efecto de una falla en otra parte del sistema. Esto significa que la accin para remediarlo tiene que ser aplicada a diferentes recursos. Sin embargo, reconocer estas fallas cuando se analizan los recursos afectados ayuda a asegurar que ellos recibirn atencin cuando el sistema que realmente est causando el problema sea analizado. Como resultado, estos modos de falla deberan ser incorporados en el FMEA (donde son conocidos los efectos del recurso bajo revisin), como un comentario en la columna de efectos de falla lo cual dirige la atencin a la fuente real del problema.

1.3.3.

INCAPACIDAD INICIAL

Figura 5.6: Modo de Falla Categora 3.

En la unidad III se ha explicado que para que cualquier recurso sea mantenible, su rendimiento deseao debe estar dentro de su capacidad. La mayora de los recursos deben seleccionarse de esta manera. Sin embargo hay situaciones que elevan el rendimiento deseado sobre la capacidad inicial de salida como se muestra en la figura 5.6.

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Gestin del Mantenimiento Basado en la ConfiabilidadEste problema de incapacidad raramente afecta a todos los recursos. Normalmente afecta una o dos funciones de uno o dos componentes, pero estos eslabones dbiles perturban el funcionamiento de toda la cadena. El primer paso para corregir problemas de esta naturaleza es listarlos como modos de falla en un FMEA.

1.4. CUNTO DETALLE? Al inicio, se mencion que los modos de falla deberan ser descritos con bastante detalle para poder seleccionar una estrategia apropiada de gestin de la falla, pero no con tanto detalle que haga que se pierda un tiempo excesivo en el anlisis del proceso mismo.Los modos de falla debern ser definidos con suficiente detalle para hacer posible la seleccin de una poltica conveniente de gestin de fallas.

En la prctica, puede ser sorprendentemente difcil encontrar un apropiado nivel de detalle. Sin embargo, es importante hacerlo as, porque el nivel de detalle afecta profundamente la validez del FMEA y la cantidad de tiempo necesario para hacerlo. Muy poco detalle y/o muy pocos modos de falla conducen a un anlisis superficial y algunas veces peligroso. Por otro lado, demasiados modos de falla y/o demasiados detalles causan que el proceso entero del RCM tomen ms tiempo que el necesario. En casos extremos, el detalle excesivo puede causar que el proceso tome dos o incluso tres veces ms de tiempo que el necesario (un fenmeno conocido como la parlisis del anlisis). Esto significa que es esencial intentar encontrar el equilibrio correcto. Algunos de los factores claves que deben tomarse en cuenta son discutidos en los prrafos siguientes. 1.4.1. CAUSALIDAD Las causas de cualquier falla funcional pueden definirse a cualquier nivel de detalle y los diferentes niveles son apropiados en situaciones diferentes. Por un lado, a veces es suficiente resumir las causas de una falla funcional en una sola declaracin, tal como la mquina falla. Por otro lado, podemos necesitar considerar lo que esta mal a nivel molecular y/o explorar los ms remotos extremos de la psiquis de los operadores y mantenedores para definirlas como las llamadas causas raz de la falla. En la figura 5.7 se ilustra hasta que punto los modos de falla pueden ser descritos a diferentes niveles de detalle.

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La figura 5.7 esta basada en la bomba mostrada en la figura 5.2, algunos de cuyos modos de falla se listaron en la figura 5.1. La figura 5.7 lista maneras en las que la bomba podra sufrir la falla funcional completamente incapaz de transportar agua. Estos modos de falla son considerados en siete diferentes niveles de detalle. El nivel ms alto (nivel 1) es la falla completa de la bomba. El nivel 2 reconoce la falla de los cinco mayores componentes de la bomba - la bomba, el eje de propulsin, el motor, el suministro de energa y la entrada/salida. Despus de esto las fallas son consideradas progresivamente con ms detalle. Al considerar este ejemplo, note que:

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Tecsup Virtu@lNivel 1 Conjunto de fallas de una bomba Nivel 2 Fallas de una bomba Nivel 3 I. Fallas del impulsor Nivel 4 Tuerca de montaje desecha Hilo de la tuerca de montaje gastados Tuerca del impulsor agrietada Impulsor se mova al garete Nivel 5

Gestin del Mantenimiento Basado en la ConfiabilidadNivel 6 La tuerca no tuvo correcto ajuste Hilos erosionados/ corrodos Tuerca de mal material Tuerca del impulsor sobreajustada Tuerca de mal material Incorrecta especificacin del acero Incorrecta suministro del acero Nivel 7 Error en el ensamble Material mal especificado Material mal suministrado Error en el ensamble Material mal especificado Material mal suministrado Error en el diseo Obtencin errnea Mal almacenamiento Mala requisicin Ver apndice 2 Error de ensamble Ver apndice 2

Chaveta del impulsor cizallado

Objetos rompen el impulsor Ruptura de la carcasa Tornillos de la carcasa flojos

Partes en el sistema despus de MP Objetos extraos entran al sistema Tornillos de la carcasa no ajustados Se perdi tornillo por la vibracin Hilos en la carcasa corrodos Falla de tornillos por fatiga Incorrecto ajuste de la junta Falla por traqueteo Carcasa despedazada por un vehculo Despedazada por un objeto desde el cielo Sello abrasionado Bajo nivel de agua Error en el ensamble Error en el ensamble Sello mal suministrado Sello mal especificado Sello de bomba se cay en almacn Sello de bomba daada en trnsito Nivel 5

Error de ensamble Filtro de succin no instalado Filtro agujereado por la corrosin Error de ensamble

Falla en la junta de la carcasa Carcasa despedazada

Error de ensamble Error de operacin Bomba en posicin vulnerable Carcasa golpeada por meteorito Carcasa golpeada por aeroparte

Ver apndice 2 Ver apndice 2 Error de diseo

Fallas en el sello de la bomba

Desgaste normal Giro en seco Sello mal alineado Sello c/caras secas Sello mal colocado

Ver apndice 2 Ver apndice 2 Obtencin errnea Mal almacenamiento Error en el diseo Error en el almacenamiento Obtencin errnea Nivel 6 Ver apndice 2 Ver apndice 2 Ver apndice 2 Ver apndice 2 Ver apndice 2 Nivel 7

El sello instalado estuvo daado Nivel 1 Nivel 2 Nivel 3 II. Nivel 4

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Tecsup Virtu@lConjunto de fallas de una bomba Fallas del motor Rodamiento agarrotado Desgaste normal Fatiga subsuperficial en el anillo exterior Caminos de rodadura desgastados Motor subdimensionado Fallan sellos del rodamiento Fallas por la grasa


Carga axial excesiva Fallas de lubricacin

Rodamiento mal instalado

Inadecuada envasado del lubricante Daado previo a la instalacin Daado durante la instalacin Mal alineado Rodam. Instalado esta defectuoso Rodam. Instalado es inadecuado

Motor en reversa Devanado el estator quemado

Rebobinado incorrecto Motor con fallas en el aislamiento

Error de ensamble Aislamiento deteriorado Motor opera con excesiva carga Aislamiento hmedo

Sellos daados en la instalacin Escasa proteccin de los sellos Aceite de base oxidante Grasa licuada Aditivos incompletos Error de manufactura Rodamiento se cay en el almacn Daado en el trnsito Rodam. Golpeado con un martillo Error de ensamble Rodam. Suministrado con defectos Corrodo en el almacn Mal especificado Mal suministrado Ver apndice 2 Desgaste normal Error de operacin Fallas en las empaquetaduras Carcasa daada Almacenado en rea hmeda Empaquet. de caracasa mal fijadas Rocear agua sobre el motor Tornillos de la carcasa flojos

Error de ensamble Error de manufactura

Error de almacenamiento Obtencin errnea Error de ensamle Ver apndice 2 Error de manufactura Error de almacenamiento Error de diseo Obtencin errnea

Ver apndice 2 Deterioro Normal Incorrectamente fijadas Se cay en el almacn Golpe de objeto extra Error de almacenamiento Error de ensamble Error de operacin Error de ensamble Ver apndice 2 Ver apndice 2 Nivel 7 Error de diseo Error de manufactura

Motor sobrecalentad Fallan ventiladores No arranca Nivel 3 Eje cizallado Error de operacin III. Nivel 4 Conjunto de fallas de una Fallas en la propulsin Cizallado debido a la fatiga

Rejilla del ventilador llena de polvo Ventilador montado al revs Ventilador no est bien fijado Ver apndice 2 Nivel 5 Elevada tensin en algunas partes del eje Error de ensamble Error de ensamble Nivel 6 Filetes muy agudos Filetes mal construidos

Nivel 1

Nivel 2

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Tecsup Virtu@lbomba Chavetas cizalladas Vlvula cerrada Vlv. Cierre atascada Vlv. Cierre floja Falla el interruptor principal Acero mal especific. Ac. Mal suministrado Chavetas muy cortas Manija perdida Eje de la vlvula agarrotado Error de operacin Fallas del contactor Acero suministrado con defectos Error de diseo Obtencin errnea Error de ensamble Manejo canibalizado Debido a al corrosin Ver apndice 3 Puntos de contacto desgastados Bobina magntica quemada Resortes fallan por fatiga Contactos sucios

Gestin del Mantenimiento Basado en la ConfiabilidadAcero mal manufacturado Ver apndice 2 Ver apndice 2 Ver apndice 2 Error de ensamble Grasa fug entre las ranuras Grasa mal utilizada

Ver apndice 2 Error de ensamble

Fallas en la energa

Falso contacto

Sobrecarga partes de baja tensin Falsa falla de fusible

Error de ensamble Derivaciones sobrecargadas Fusible mal colocado Defectos en la conexin Error de operacin Revestimiento deteriorado Revestimiento mal manufacturado Daado por impacto Cable abrasionado Conexin floja Conexin corroda

Puntos sucios en la instalacin Cubierta de panel permite ingresar polvo Ver apndice 2 Obtencin errnea Fusible suministrado con defectos Fusible daado en la instalacin Ver apndice 2

Error de ensamble Cubierta mal fijada Cubierta no apropiada

Ver apndice 2 Error de manufactura Error en el ensamble

Falla en el cableado de poder

Desconexin accidental Falla aislamiento Cable daado

Fallan conexiones

Error de operacin Cable demasiado largo Cable muy delgado Aflojamiento en servicio Instalacin muy floja Falla en la caja de terminales

Ver apndice 2 Error en el ensamble Error de diseo Error en el ensamble Daada por impacto Sello no bien fijados

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Los niveles han sido definidos y los modos de falla asignados a cada nivel solo con el propsito de este ejemplo. No son un tipo de clasificacin universal. La figura 5.7 no muestra todas las posibilidades de falla de cada nivel por lo tanto no usar este ejemplo como un modelo definitivo. Es posible analizar algunos de los modos de falla en niveles aun ms bajo que el nivel 7, pero en prctica raramente es necesario hacerlo as. Los modos de falla listados solo se aplican a la falla funcional incapaz de transportar completamente agua. La figura 5.7 no muestra modos de falla que causaran otras fallas funcionales, como prdida de contencin o prdida de proteccin.

El primer punto que surge de este ejemplo es la conexin entre el nivel de detalle y el nmero de fallas listadas. El ejemplo muestra que cuanto ms se profundiza en el FMEA, se pueden listar un gran nmero de modos de falla. Por ejemplo, Hay cinco modos de falla listadas en el nivel 2 de la bomba, pero hay 64 en el nivel 6. Los dos problemas ms importantes que surgen de la figura 5.7 se relacionan con las causas raz y los errores humanos. Ellos son discutidos a continuacin. 1.4.1.1. CAUSAS RAZ El termino causa raz es frecuentemente usado en conexin con el anlisis de fallas. Esto implica que si uno se introduce lo suficiente, es posible arribar a un nivel final y absoluto de causalidad. De hecho es raro este caso. Por ejemplo, en la figura 5.7 el modo de falla perno del impulsor sobre ajustado esta listado en el nivel 6 y es causado por un error de montaje en el nivel 7. Si furamos un nivel ms all, el error de montaje podra haber ocurrido porque el mecnico estaba distrado (nivel 8). El podra haber estado distrado porque su hijo estaba enfermo (nivel 9). Esta falla podra haber ocurrido porque el nio comi comida en mal estado en el restaurante (nivel 10). Claramente, este proceso de perforacin hacia adentro podra seguir casi eternamente ms all del punto en el que la organizacin esta realizando el FMEA y tiene control sobre los modos de falla. Esto implica que el nivel en el cual cualquier modo de falla debera ser identificado es el nivel en el cual es posible identificar una apropiada poltica de gestin de la falla. (Esto es igualmente cierto cuando uno esta llevando un FMEA antes que la falla ocurra o un anlisis de la causa raz despus que la falla ha ocurrido.)

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Gestin del Mantenimiento Basado en la ConfiabilidadEl hecho que el nivel apropiado puede variar para diferentes modos de falla significa que no tenemos que hacer la lista de todos los modos de falla al mismo nivel dentro de la Hoja de Informacin del Trabajo. Algunos modos de falla podran ser identificados en el nivel 2, otras en el nivel 7 y el resto en alguna parte entre ellos. Por ejemplo, en un contexto particular, podra ser apropiado listar solo los modos de falla de un cierto nivel, en la figura 5.7. Y en otro contexto podra ser apropiado un FMEA completo para una bomba idntica consistente en un simple modo de falla La bomba falla. Otro contexto podra llamar otra seleccin. Obviamente, para ser capaz de detenerse en el nivel apropiado, las personas que hacen estos anlisis debe ser conscientes del rango total de opciones y polticas de gestin de fallas. 1.4.1.2. ERROR HUMANO En este captulo se mencion varias maneras generales de errores humanos que podran causar fallas en las mquinas. Se sugiere que si se piensa que los modos de falla asociados con ellos son bastante probables, deberan ser incorporados en el FMEA. Esto se ha hecho en la figura 5.7, donde todos los modos de falla que acaban con la palabra error son alguna forma de error humano.

1.4.2.

PROBABILIDAD Diferentes modos de falla ocurren a frecuencias diferentes. Algunos pueden ocurrir regularmente, a intervalos medios medidos en meses, semanas o das. Otros igual pueden ser extremadamente improbables, con tiempo promedio entre ocurrencias medidos en millones de aos. Al preparar un FMEA, deben tomarse decisiones continuamente acerca de qu modos de falla son tan improbables que puedan ser ignoradas. Esto significa que no intentamos listar todas las fallas simples posibles sin tener en cuenta su probabilidad.Cuando liste modos de falla, no trate de listar todas las fallas simples posible sin considerar su probabilidad

Slo modos de falla que podran esperarse que ocurran razonablemente en el contexto en cuestin deberan ser registrados. Una lista de modos de falla probablemente razonables debera incluir lo siguiente: Fallas que han ocurrido antes en los mismos o similares recursos.- stos son los candidatos ms obvios para ser incluidos en un FMEA a menos que el recurso se halla modificado para que la falla no pueda ocurrir de nuevo. Como se discuti, las fuentes de informacin sobre estas fallas incluyen a las personas que conocen bien el recurso (sus propios empleados, vendedores o otros usuarios del mismo equipo), la historia tcnica registrada y los bancos de datos.

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Gestin del Mantenimiento Basado en la ConfiabilidadLos modos de falla que ya son rutinas del mantenimiento proactivo.- y lo qu ocurrira si ningn mantenimiento proactivo se estuviera haciendo. Una manera de asegurar que ninguno de stos modos de falla se hayan pasado por alto es estudiar los programas de mantenimiento y preguntar qu modo de falla ocurrira si no hiciramos esta tarea?". Sin embargo, una revisin de los programas existentes slo debe llevarse a cabo como un chequeo final despus que el anlisis RCM se ha completado, para reducir la posibilidad de perpetuar el status quo. (Algunos usuarios de RCM estn tentados a asumir que todos que los modos de falla razonablemente probables estn cubiertos por sus sistemas de PM existentes y que stos son los nicos modos de falla que necesitan ser considerado en el FMEA. Esta asuncin los lleva a desarrollar completamente el FMEA trabajando al revs, desde su programa de mantenimiento existente y luego trabajando otra vez con los ltimos tres pasos del proceso RCM. Este enfoque normalmente se adopta en la creencia que se acelerar el proceso. De hecho este acercamiento no se recomienda porque entre otras limitaciones, lleva a un anlisis del RCM peligrosamente incompleto). Cualquier otro modo de falla que todava no ha ocurrido pero que est considerado con una posibilidad real.- Identificando y decidiendo cmo tratar con fallas que no han sucedido todava es un rasgo esencial de la gestin proactiva en general y de la gestin del riesgo en particular. Esto es tambin uno de los aspectos ms desafiantes del proceso RCM, porque esto requiere un alto grado de juicio. Por un lado, necesitamos listar todos los modos de falla razonablemente probables, mientras que por otro lado, no queremos perder tiempo en fallas que nunca han ocurrido antes y que es sumamente improbable (increble) que ocurran.

Por ejemplo, los rodamientos sellados de por vida se instalan en el motor de la bomba mostrada en Figura 5.7. Esto significa que la probabilidad de falla por lubricacin es baja, tan bajo no sera incluido en la mayora de los FMEA. Por otro lado, la falla debido a la falta de lubricante probablemente sera incluida en un FMEA preparado para componentes lubricados manualmente, sistemas de lubricacin centralizados y reductores. Sin embargo, la decisin para no listar un modo de falla debera ser contemplada bajo una cuidadosa consideracin de las consecuencias de la falla. 1.4.3. CONSECUENCIAS Si las consecuencias de modos de fallas son probablemente de hecho muy severas, entonces deben listarse menos posibilidades de fallas probables y deben tenerse en cuenta para posteriores anlisis. Por ejemplo, si la bomba de la figura 5.7 fue instalada en una fbrica de comida o una planta de ensamble de vehculos, el modo de falla cubierta rota por un objeto cayendo del cielo debera ser desechada inmediatamente por ser risiblemente improbable. Sin embargo, si la bomba estuviera bombeando algo muy sucio en una instalacin nuclear, es ms probable tomar seriamente en cuenta este modo de falla, aunque todava sea altamente improbable. (Las polticas de gestin de falla apropiadas podran prohibir el despegue de un avin o disear un tejado que puede resistir un avin chocado). Unidad V

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Gestin del Mantenimiento Basado en la ConfiabilidadOtro ejemplo de la Figura 5.7 es el motor no encendi. Este modo de falla probablemente no ser considerado en el campo de la improbabilidad en la mayora de las situaciones. Aun cuando esto ocurra, las consecuencias pueden ser tan triviales que se excluyen del FMEA. (Por otro lado, podra ocurrir y es importante - especialmente en casos donde las cosas deben encenderse en una sucesin particular y algunas cosas podran daarse si no se hace as - entonces este modo de falla debe ser considerado.)

1.4.4.

CAUSA VS. EFECTO Debera tenerse bastante cuidado para no confundir causas y efectos al listar modos de falla. ste es a menudo un error sutil hecho por personas novatas con el proceso RCM. Por ejemplo, una planta tena unos 200 reductores, todos con el mismo diseo y realizando la misma funcin ms o menos en el mismo tipo de equipo. Inicialmente, los siguientes modos de fallas se registraron para uno de estos reductores: Rodamientos del reductor desbocados. Dientes del engranaje rotos.

Estos modos de falla se listaron para empezar, ya que las personas que llevan a cabo la inspeccin los renombraron porque cada falla haba sucedido anteriormente segn su conocimiento (alguno de los reductores tenan veinte aos de antigedad). Las fallas no afectaban la seguridad pero s afectaban la produccin. As que la implicacin fue que podra ser mejor hacer tareas preventivas tales como chequear el desgaste de los dientes de engranajes o chequear la luz del reductor y chequear los rodamientos por vibracin. Sin embargo, posteriores discusiones revelaron que ambas fallas haban ocurrido porque el nivel de aceite no haba sido revisado cuando debera haberse hecho, por lo que en la actualidad, los engranajes haban fallado debido a la falta de aceite. Ms an, nadie podra afirmar que alguno de los reductores fall si haban sido lubricados adecuadamente. Como resultado, el modo de falla se registr como: El reductor fall debido a la falta de aceite. Esto nos subraya la importancia de la tarea proactiva obvia que era verificar el nivel de aceite peridicamente. (Esto no sugiere que todos los reductores deben ser analizados de esta manera. Algunos son mucho ms complejos o estn ms sobrecargados, por lo que estn sujetos a una ms amplia variedad de modos de falla. En otros casos, las consecuencias de fallas pueden ser mucho ms severas, lo cual llamara a observaciones ms defensivas de posibilidades de falla).

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Gestin del Mantenimiento Basado en la ConfiabilidadLOS MODOS DE FALLA Y EL CONTEXTO DE OPERACIN Hemos visto cmo las funciones y las fallas funcionales de cualquier elemento son influenciadas por su contexto de operacin. Esto tambin es verdad para los modos de falla en trminos de causalidad, probabilidad y consecuencias. Por ejemplo, considere las tres bombas mostradas en Figura 3.7. Los modos de falla que afectan la bomba de reserva (como endurecimiento de rodamientos, estancamiento de agua en la cubierta de la bomba e incluso el prestar importantes componentes para usarlos en otro equipo en una emergencia) son probablemente diferentes de aquellos que podran afectar a la bomba de trabajo, como se observa en la figura 5.7. Similarmente, un vehculo operando en el rtico estar sujeto a diferentes modos de falla que otro similar operando en el desierto del Sahara. Asimismo, una turbina a gas que propulsa una avin tendr diferentes modos de falla que su similar trabajando como generador de energa motriz en una plataforma petrolera. Estas diferencias significan que debemos tener un gran cuidado para asegurar que el contexto operativo es idntico antes de aplicar un FMEA desarrollado en un conjunto de circunstancias a un activo y luego ser empleado en otro. El contexto operativo afecta los niveles de anlisis tanto como las causas y consecuencias de falla. Como se discute posteriormente, podra ser apropiado identificar los modos de falla para dos activos idnticos en un cierto nivel y contexto operativo y hacer lo mismo en otro nivel y contexto operativo.

1.5. EFECTOS DE FALLA El cuarto paso en el proceso de revisin RCM lista completamente que sucede cuando ocurre cada modo de falla. Estos son conocidos como efectos de falla.Los efectos de falla describen que ocurre cuando ocurre un modo de falla

(Note que los efectos de falla no son los mismos que las consecuencias de falla. Un efecto de falla responde a la pregunta: Qu sucede?, mientras que una consecuencia de falla responde a la pregunta: Cmo sucede? de qu manera ocurren?). Una descripcin de efecto de falla debe incluir toda la informacin necesaria para respaldar la evaluacin de las consecuencias de una falla. Especficamente, cuando describimos los efectos de una falla, se debe registrar lo siguiente: Pag. 26 Qu evidencia (si la hay) se tiene que la falla ha ocurrido? De qu manera (si las hay) est relacionado con la seguridad o el medio ambiente? De qu manera (si la hay) afecta a la produccin o a las operaciones? Qu dao fsico (si lo hay) es causado por la falla? Qu debe hacerse para reparar la falla? Unidad V

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Estos aspectos son revisados en los siguientes prrafos. Note que uno de los objetivos de este ejercicio es establecer si es necesario el mantenimiento proactivo. Si lo hacemos correctamente, no podemos asumir que ya se est haciendo alguna clase de mantenimiento proactivo, por lo que los efectos de una falla debern ser descritos como si nada se estuvo haciendo para prevenirlo. 1.5.1. EVIDENCIA DE UNA FALLA Los efectos de falla deben ser descritos de una manera en la cual el grupo que esta realizando el anlisis RCM se esfuerce por decidir si la falla llegar a ser evidente a los operadores bajo circunstancias normales. Por ejemplo, la descripcin deber establecer si la falla causa que se encienda una luz de advertencia o hace sonar una alarma (o ambas) y si la advertencia se da en un panel local o en el cuarto de control (o en ambos). Similarmente, la descripcin deber establecer si la falla esta acompaada (o precedida) por un efecto fsico obvio tal como bulla, fuego, humo, escape de vapor, olor anormal o charcos de lquido en el piso. Tambin se debe establecer si la mquina se detendr como resultado de la falla. Por ejemplo, si estamos considerando el agarrotado de los rodamientos de la bomba mostrada en la figura 4.5, los efectos de falla podran describirse como sigue (las letras itlicas describen que debera hace evidente al operador que la falla ha ocurrido): Falla del motor y la alarma suena en el cuarto de control. En el tanque Y la alarma de bajo nivel suena despus de 20 minutos y el tanque se seca despus de 30 minutos. La parada requiere 4 horas para el reemplazo de los rodamientos. En el caso de una turbina de gas estacionaria, un modo de falla que ocurre con frecuencia es el crecimiento gradual de deposito de la combustin en los labes del compresor. Este deposito debe ser removido con una inyeccin peridica de materiales especiales en la corriente de aire, un proceso conocido como jet blasting. Los efectos de falla se describieron como sigue: La eficiencia del compresor disminuye y el gobernador compensa con energa suficiente, causando que la temperatura de salida se eleve. La temperatura de salida se muestra en un panel de control local y en el cuarto de control central. Si no se toma accin, la temperatura del gas de salida se eleva sobre los 475C a plena carga. Una alarma de alta temperatura de los gases de salida anuncia en el panel de control local y se enciende una luz de advertencia en el cuarto de control central. Sobre los 500C, el sistema de control apaga la turbina. (Trabajar a temperaturas sobre los 475C acorta la vida de los labes de la turbina). Los labes pueden ser parcialmente limpiados por un jet blasting en 30 minutos.

Este es un modo de falla inusualmente complejo, as que la descripcin de los efectos de falla son algo ms largos que lo usual. La descripcin promedio de un efecto de falla normalmente est entre 20 y 60 palabras.

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Gestin del Mantenimiento Basado en la ConfiabilidadCuando se describan los efectos de falla, no prejuzgar la evaluacin de las consecuencias de falla empleando palabras tales como escondido o evidente. Ellas son parte del proceso de evaluacin de las consecuencias y emplendolas prematuramente podran sesgar incorrectamente la evaluacin. Finalmente, cuando se traten con los dispositivos de proteccin, la descripcin de los efectos de fallas podran establecer brevemente qu sucedera si el dispositivo protegido hubiera fallado mientras el dispositivo de proteccin estuvo inservible.

1.5.2.

SEGURIDAD Y RIESGOS MEDIOAMBIENTALES El diseo de plantas industriales modernas tienen involucrado el aspecto que solo una pequea proporcin de modos de falla estn directamente relacionados con la seguridad o el medioambiente. Sin embargo, si existiera la posibilidad que alguno pueda herir o matar a alguien como resultado directo de la falla o al contravenir un estndar o norma medioambiental, el efecto de falla debera describir cmo podra ocurrir. A continuacin se mencionan algunos ejemplos: Riesgo creciente de incendio o explosiones. El escape de qumicos dainos (gases, lquidos o slidos). Electrocucin. Cada de objetos. Estallidos a presin (especialmente presin de vaco y sistemas hidrulicos). Exposicin a materiales muy calientes o fundidos.. La desintegracin de grandes componentes en rotacin. Accidentes vehiculares o descarrilamientos. Exposicin a bordes filudos o maquinaria mvil. Creciente nivel de ruido. El colapso de estructuras. El crecimiento de bacterias. Ingreso de suciedad a los productos alimenticios o farmacuticos. Inundacin.

Cuando liste estos efectos, no haga declaraciones cualitativas como esta falla tiene consecuencias de seguridad o esta falla afecta el medioambiente. Simplemente declare qu sucede y deje la evaluacin de las consecuencias al siguiente paso del proceso RCM. Note tambin que no slo estamos interesados en las posibles amenazas a nuestro propio personal (operadores y mantenedores), sino tambin a las amenazas a la seguridad de los clientes y la comunidad en su conjunto. Esto puede originar algn estudio de investigacin al grupo que realiza el anlisis sobre estndares medioambientales y de seguridad que gobiernan el proceso bajo revisin.

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Gestin del Mantenimiento Basado en la ConfiabilidadDAOS SECUNDARIOS Y EFECTOS EN LA PRODUCCIN La descripcin de los efectos de falla deberan ayudar a las decisiones sobre las consecuencias de falla operacionales y no operacionales. Para hacerlo as, deberamos indicar cmo es afectada la produccin (si es as) y por cunto tiempo. Esto est usualmente dado por la cantidad de paradas asociadas con cada falla. En este contexto, una parada significa el tiempo total en que el activo estar normalmente fuera de servicio debido a esa falla, desde el momento en que falla hasta el momento en que est operando de nuevo normalmente. Como se indica en la figura 5.8, esto es normalmente mucho ms que el tiempo de reparacin.

Fig. 5.8: Tiempo de parada vs. Tiempo de reparacin.

El tiempo de parada como se defini anteriormente puede variar grandemente para diferentes ocurrencias de la misma falla y normalmente consecuencias ms serias causan puestas fuera de servicio ms prolongadas. Ya que estas son las consecuencias que ms nos interesan, el tiempo de parada registrada en la hoja de informacin del trabajo deber basarse en el peor caso tpico. Por ejemplo, si el tiempo de parada causada por una falla que ocurre, un fin de semana en el turno de la noche normalmente es mayor que cuando la falla ocurre en un turno de da normal y si tal turno de noche es una ocurrencia regular, listaremos la anterior. Es posible por su puesto reducir las consecuencias operacionales de una falla tomando pasos que acorten el tiempo de parada, frecuentemente reduciendo el tiempo que toma tener los repuestos. Sin embargo, estamos an en el proceso de definir el problema, por lo que el anlisis debera basarse, al menos inicialmente, en la cartera de polticas disponibles actualmente. Note que si las fallas afectan las operaciones, estas son ms importantes para registrar el tiempo de parada que el tiempo promedio de la reparacin de la falla (MTTR), por dos razones:

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Gestin del Mantenimiento Basado en la ConfiabilidadEn la mayora de las mentes de las personas, la palabra tiempo de reparacin tiene el significado mostrado en la figura 5.8. Si esto se usa en vez del tiempo de parada, puede perturbar la subsiguiente evaluacin de las consecuencias operacionales de la falla. Deberamos basar la evaluacin de las consecuencias en el peor caso tpico y no en el promedio, como se discuti anteriormente.

Si la falla no causa una parada del proceso, debera registrarse el promedio de tiempo que toma reparar la falla, porque este puede ayudar a establecer los requerimientos de mano de obra. Adicionalmente al tiempo de parada, debera listarse cualquier otro medio por el cual la falla podra tener un efecto significativo sobre la capacidad operacional del activo. Dentro de las posibilidades podramos incluir: 1.5.4. Si es afectada la calidad del producto o el servicio al cliente y si est involucrada penalidades financieras. Si cualquier otro equipo o actividad tambin ha parado (o es ms lento). Si la falla conduce a un aumento de los costos operativos totales adicionales a los costos directos de reparacin (tales como un mayor costo de consumo de energa). Qu dao secundario (si lo hay) es causado por la falla.

ACCIN CORRECTIVA Los efectos de falla deberan establecer que debe hacerse para reparar la falla. Esto puede incluirse en la declaracin sobre la parada, como se muestra en palabras itlicas en los siguientes ejemplos: Tiempo de parada para reemplazar los rodamientos 4 horas. Tiempo de parada para limpiar el bloqueo y restaurar el interruptor 30 minutos. Tiempo de parada para desmontar la turbina y reemplazar el disco 2 semanas.

1.6. FORMULARIOS DEL FMEA Se aplican las siguientes definiciones:Modo de falla La manera en que una parte o el sistema no realiza lo que se especific en el diseo. Efecto de falla La experiencia del dueo como resultado de un modo de falla. Causa de falla Una indicacin de debilidad del diseo. Causa de prevencin Verificaciones de diseo e inspecciones de garanta de calidad programadas y ejecutadas. Grado de severidad Una evaluacin subjetiva de la consecuencia de un modo de falla con el usuario final. Grado de ocurrencia Una estimacin subjetiva de la probabilidad que si una parte defectuosa se instala, sta cause el modo de falla con su efecto particular. Grado de deteccin Una estimacin subjetiva de la probabilidad que la causa de una falla potencial sea descubierta y se corrija antes que llegue al usuario final. Nmero de Prioridad Es el producto del grado de severidad, ocurrencia y del riesgo (RPN) deteccin.

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El modo de falla, efecto de falla y causa de falla sirven para documentar todo lo que podra fallar, cmo se percibira la falla si pasara y lo que podra causarlo. La prevencin de la causa sirve para documentar todo lo existente y para programar todas las medidas especificadas para asegurar que la causa de una falla sea eliminada. El grado de severidad, el grado de ocurrencia y el grado de deteccin proporcionan medios numricos para definir una estimacin subjetiva de los parmetros respectivos. Tpicamente, en una escala de 1-10, las clasificaciones jerrquicas representan un nmero que refleja cuan severo es el efecto de una falla, cuan probable es que suceda la falla y cun improbable es que no se detecte la causa de la falla. Tabla 5.1 Ejemplos de modo de fallas.Anlisis de Modos y Efectos de Fallas (FMEA) Hoja N________ de _____ Sistema: Componente: Estado del sistema: Estado de componentes: Condiciones de operacin: Documentacin:

N

Parte/ Funcin

Modo de falla

Modo de falla bsico/ Causa Posible

Deteccin de fallas (Inspeccionabilidad)

Mediciones disponibles

Efectos de la falla

El Nmero de Prioridad de Riesgo (RPN) es el resultado de la multiplicacin de las tres clasificaciones jerrquicas. El RPN permite la ordenacin de las acciones que necesitan ser realizadas para disminuir el riesgo. La tabla 5.1 ilustra un formulario de FMEA tpico. No hay un modelo de FMEA que satisfaga a todas las empresas y a todas las aplicaciones. Sin embargo, de la primera a la cuarta categora estn, casi siempre presentes. Tambin, el formulario contiene siempre un espacio para la informacin necesaria para identificar el producto, el nmero de plano del producto, sus aplicaciones, dnde se ha hecho y su funcin. Debe haber tambin un espacio para la inscripcin de acciones correctivas. Las acciones correctivas son recomendadas por los participantes del FMEA y es indiferente si se seguirn o no, pero deben registrarse en el formulario. Finalmente, debe haber un espacio para el nombre de la persona responsable para la aplicacin de una accin correctiva.

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Ocurrencia 8 Severidad 9 Deteccin 10 RPN 11

1

2

3

4

5

6

7

12 Valoracin de la falla y acciones recomendadas

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El diseo del procedimiento FMEA es parte integral del diseo del producto. El ingeniero responsable del producto debe ingresarlo en los formularios de FMEA, listando sus pensamientos y razonando concurrentemente mientras realiza las otras actividades de diseo y de prueba. Es importante que la informacin escrita en los formularios sea concisa, clara y colocada sistemticamente, porque las personas poco familiarizadas con el producto y el FMEA la leern despus y evaluarn las entradas. Si las entradas son vagas o incompletas, el potencial del esfuerzo del FMEA no se comprender; no slo el tiempo de varias personas se perder sino tambin pueden pasarse por alto los problemas potencialmente peligrosos. La experiencia indica que es ms rentable no realizar un FMEA que producir uno vago, sin entusiasmo. Se necesita un cierto talento hacia la escritura y la organizacin para producir el documento de FMEA. No todo ingeniero tiene el talento y no todo ingeniero est deseoso de dedicar el tiempo necesario para investigar toda la informacin, escribirla y volverla a escribir hasta que se llegue al mensaje pertinente en slo tres o cuatro palabras. Cuando los planos de la produccin estn disponibles el ingeniero avisa a la persona responsable para las actividades de FMEA. Juntos seleccionan a las personas que deben repasar los bosquejos del FMEA, enmendando y ordenando las entradas. La seleccin de los revisadores se hace en base a su calificacin con respecto a su conocimiento del producto y a su habilidad para contribuir al proceso del FMEA. Los participantes seleccionados se informan del producto y de los deberes esperados de ellos en el proceso del FMEA. Despus que han tenido oportunidad de estudiar los documentos del FMEA, se recolecta la informacin relacionada con el producto, se enmiendan y ordenan las entradas y se convoca a una reunin sobre el FMEA. La reunin puede durar varios das, por lo que debe planearse el momento adecuado. Durante la reunin se revisan todas las entradas al formulario, se confirman las acciones recomendadas y se asignan las prioridades. Cuando se obtiene la aprobacin directiva de las acciones recomendadas, se dan las fechas limites a las acciones. El control de la realizacin se asegura con las entradas en el formulario FMEA, normalmente en un formulario separado, ms corto que slo lista las acciones aceptadas. Generalmente puede decirse que el entrenamiento de los participantes del FMEA y el esfuerzo involucrado al realizar el FMEA es sustancial. Los beneficios de un FMEA son la mejora de la confiabilidad y la minimizacin de los costos, no una medida de ahorro en el fondo. Por consiguiente, llevar a cabo las actividades de FMEA de una manera eficaz exigen el compromiso incondicional de la direccin y una direccin especializada. La tcnica de FMEA proporciona los medios de presentar los pensamientos de uno de una manera metdica. El objetivo es documentar todas las fallas potenciales de un producto, evala los riesgos asociados con cada uno y prevenir la ocurrencia de riesgos altos.

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Gestin del Mantenimiento Basado en la ConfiabilidadLos beneficios del proceso FMEA se extienden claramente ms all de los aspectos del diseo de un producto. Permite al diseador y al dueo ganar un conocimiento ms profundo del producto. Adems, aumenta el conocimiento de las caractersticas que ofrece el producto y mantiene una base para la valoracin de la confiabilidad, mantenibilidad y seguridad de un producto similar o recientemente diseado.

1.6.2.

EJEMPLOS En los prrafos precedentes hemos visto que un FMEA produce los resultados siguientes: Identifica los modos de falla potenciales y conocidos. Identifica las causas y los efectos de cada modo de falla. Prioriza los modos de falla identificados segn la frecuencia de ocurrencia, severidad y formacin del defecto. Permite planear el seguimiento del problema y la accin correctiva.

Un FMEA eficaz depende de ciertos pasos importantes. Los pasos esenciales son: 1. Describir el modo de falla anticipado. El analista debe hacer la pregunta: Cmo fall el componente, sistema o proceso? Podra romper, deformar, desgastar, corroer, atar, debilitar, acortar, abrir, etc.?. La tabla 6.2 y la siguiente lista de funciones de modo de falla pueden servir como una gua: 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 1.10 1.11 1.12 1.13 1.14 1.15 1.16 1.17 1.18 1.19 1.20 1.21 1.22 1.23 1.24 1.25 No abre - completo o parcial. No permanece en la posicin. Falla al cierre - completo o parcial. Falla en la apertura. Falla en el cierre. Fuga interna. Fuga externa. Falla fuera de tolerancia. Rendimiento errneo. Rendimiento reducido. Prdida de rendimiento: empuje, indicacin, parcial, falsa. Indicacin errnea. Flujo excesivo. Flujo restringido. Falla en la parada. Falla en el arranque. Falla en el cambio. Funcionamiento prematuro. Funcionamiento retardado. Funcionamiento errtico. Inestabilidad. Funcionamiento intermitente. Funcionamiento inadvertido. Rotura. Vibracin excesiva.

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Nivel de Componente/Elemento 2.2 Nivel de Ensamble 2.1.1 Fuerza/Tensin/Impacto 2.2.1 Fuerza/Tensin/Impacto 1. Deformacin 1. Amarrado 2. Fractura 2. Accesado 3. Ruptura 3. Desalineado 4. Rotura del aislamiento 4. Desplazado Reaccin con el 2.1.2 5. Aflojado medioambiente 1. Corrosin 2.2.2 Reaccin con el Medio ambiente 2. Oxidacin 1. Desgastado 3. Manchado 2. Corrodo 4. Fragilizado frio 2.2.3 Temperatura 5. Fatiga por corrosin 1. Contraccin/dilatacin 6. Hinchazn 2. Desalineamiento trmico 7. Ablandamiento 2.2.4 Tiempo 2.1.3 Trmico 1. Logro del ciclo de vida 1. Estiramiento 2. Desgaste relativo 2. Fragilizado frio 3. Envejecimiento 3. Rajadura del aislamiento 4. Degradacin 4. Sobrecalentamiento 5. Contaminacin 2.1.4 Tiempo 6. Atoro 1. Fatiga 2. Erosin 3. Desgaste 4. Degradacin Tabla 5.2 Modos de Falla: Bsico.

El investigador intenta anticiparse en el diseo considerado, cmo, posiblemente, pudiera fallar. A estas alturas, l no debe hacer el juicio acerca de si fallar o no, sino se concentrar en cmo podra fallar. 2. Describa el efecto de la falla. El analista debe describir el efecto del falla en trminos referentes a la reaccin del dueo. En otros trminos Qu experimentar el operador como resultado del modo de falla descrito?". Por ejemplo, considerado el modo de falla de un diafragma de acople de una turbina de alta velocidad manejando la aplicacin del compresor de proceso (Fig. 5.9), el analista tendra que determinar cmo esto afectara el funcionamiento. Habra una aceleracin sbita de la turbina y el dispositivo de proteccin de embalamiento responder apropiadamente activando la vlvula de cerrado de vapor? Hay necesidad que una emergencia redundante que maneje la seguridad de la parada? 3. Describa la causa de la falla. El analista se anticipar a la causa de falla ahora. La carga excesiva temporal causara la falla del diafragma de acoplamiento? Las condiciones medioambientales causaran un problema? Para abreviar, el analista investiga qu condiciones pudieran provocar el modo de falla. l se concentrar en "FRETT", los posibles efectos de fuerza excesiva, un ambiente reactivo, temperatura anormal y un tiempo excesivo.

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Gestin del Mantenimiento Basado en la Confiabilidad4. Estime la frecuencia de ocurrencia de la falla. El analista debe estimar la probabilidad que el modo de falla dado ocurrir. l evala la probabilidad de ocurrencia, basado en su conocimiento del sistema, usando una escala de evaluacin de 1 a 10. Un 1 indicar una probabilidad baja de ocurrencia y un 10 indicar una certeza cercana de ocurrencia. 5. Estime la severidad de falla. Estimando la severidad del falla, el investigador pesa la consecuencia del falla. Un 1 aqu indicar una molestia menor y un 10 indicar una consecuencia severa tal como una turbina fuera de control o un trancado de la vlvula del gobernador.

Figura 5.9 (a) Acoplamiento de diafragma. (b) Acoplamiento de diafragma con accionamiento de emergencia por engrane posterior.

6. Estime la deteccin de la falla. El investigador proceder a estimar la probabilidad que un falla potencial sea detectada antes que pueda tener cualquier consecuencia. Emplear nuevamente una escala del 1-10 para la evaluacin. Un 1 sealar una probabilidad muy alta que un falla sea detectada antes que se presenten consecuencias serias. Un 10 indicar una probabilidad muy baja que la falla sea detectada y las consecuencias seran por consiguiente apreciables. Por ejemplo, un falla del diafragma del acoplamiento descrita anteriormente podra asignrsele una probabilidad de deteccin de 10 porque ocurrira de repente, sin posibilidad de deteccin. Similarmente, a un diafragma del acoplamiento con un dispositivo de emergencia de parada (Fig. 5.9 b) se le asignara una probabilidad de deteccin de 4, porque para la falla del diafragma habra un ruido perceptible para permitir la toma de medidas de contingencia. Finalmente, la falla de la palanca de restablecimiento auxiliar del sistema de embalamiento de la turbina de vapor (Fig. 5.10) podra asignrsele un nmero de deteccin de 1 por razones obvias.

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Gestin del Mantenimiento Basado en la Confiabilidad7. Calcule el nmero de prioridad de riesgo. El RPN obviamente proporciona una prioridad relativa del modo de falla anticipado. Un nmero alto indica un modo de falla serio. Usando los nmeros de prioridad de riesgo, puede desarrollarse un resumen de los artculos crticos para resaltar las reas de alta prioridad que requerirn la accin. 8. La accin correctiva recomendada. Es vital que el analista tome las acciones correctivas adecuadas o vea que otros hagan lo mismo. El aspecto de seguimiento del ejercicio es claramente crtico para el xito de esta herramienta analtica. La delimitacin de responsabilidades y el cronometrado para la realizacin deben determinarse para todas las acciones correctivas. El rbol de decisin en la figura 5.11 puede usarse para decidir las acciones correctivas como resultado de un FMEA. EL FORMULARIO DEL FMEA Los formularios FMEA (Tabla 5.1) puede usarse para componentes de la maquinaria o ensambles y para el anlisis de los modos y efectos de falla de sistemas. Para completar el formulario el analista necesita la informacin siguiente: Las especificaciones del sistema. La descripcin de funcin, hojas de flujo y dibujos. La descripcin de condiciones que opera.

Con esta informacin se entra en las filas apropiadas. Se numeran componentes y sus modos de falla para la identificacin (ver columna 1). Se ingresan componentes, sistemas o funciones del proceso en la columna 2; el modo de falla en la columna 3; los mecanismos de falla y las posibles causas en la columna 4. Se detallan mecanismos de falla en este contexto ms las explicaciones del modo de falla por lo que se refiere a extender en la mecnica, mecanismos fsicos o qumicos que llevan al modo de falla anticipado.

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Figura 5.10 Sistema de regulacin hidrulica de la velocidad de una Turbina de vapor.

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Figura 5.11 Arbol de decisiones para acciones correctivas despus del FMEA.

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Deben listarse las causas de falla hasta donde sean asignables a cada modo de falla. Sera bueno asegurarse que la lista es exhaustiva para que la terapia de accin pueda dirigirse a todas las causas pertinentes. Los ejemplos de causas son como sigue: 1.0 1.1 1.2 1.3 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 3.0 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 4.0 4.1 4.2 4.3 4.4 La fase de diseo. Mala seleccin del material, p.e. frgil al fro. Malas consideraciones en el diseo, p.e. temperatura de diseo demasiado baja. Error en el diseo. Materiales, fabricacin, prueba y envo. El material falla, p.e. inadecuado espesor de la plancha. Fabricacin inapropiada, p.e. calidad de la soldadura inferior. Ensamble inapropiado, p.e. torque insuficiente (ajuste). Comprobacin inadecuada, p.e. no probada en condiciones de operacin. Preparacin impropia para el embarque, p.e. las partes estn sujetas a deterioro. Dao fsico, es decir dao en trnsito. Proteccin insuficiente, es decir, partes o ensamble sucio. Instalacin, comisionado y funcionamiento. Fundaciones impropias, p.e. cimiento combado. Apoyo de tubera inadecuado, p.e. tubera deflecta a mquina. Mal ensamble final, p.e. construccin desalineada. Inadecuada salida, p.e. eje doblado en la turbina de vapor. Mantenimiento inadecuado, p.e. construccin sucia. Funcionamiento inadecuado, p.e. sin lubricacin. Los modos de falla bsicos (FRETT). Falla debido a elevadas fuerzas, tensiones e impacto, p.e. rotura en la unin con la vlvula de compuerta. Falla debido al ambiente reactivo, p.e. cuerpo de la bomba corrodo. Falla debido a problemas termales, p.e. incremento trmico causa desalineamiento. Fallas dependientes del tiempo, p.e. el envejecimiento causa fuga en el O-ring.

La columna 5 muestra las posibilidades de descubrimiento de falla, como por ejemplo el anuncio automtico, inspecciones y las pruebas funcionales. La columna 5 proporciona la informacin sobre la supervivencia. La columna 6 puede contener la informacin sobre medidas apropiadas disponibles por el diseo. stas sern todas las medidas y rasgos que contribuyen a limitar o evitar las consecuencias de un modo de falla anticipado. Ejemplos son los dispositivos de repuesto, la redundancia diseada, interruptor encima de los rasgos y dispositivos que limitarn el dao consiguiente. Al entrar en los efectos de falla en la columna 7 nosotros asumimos que las medidas listadas en la columna 6 son eficaces. Deben expresarse efectos de falla referentes a la reaccin del operador. La siguiente lista servir como gua:

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Gestin del Mantenimiento Basado en la Confiabilidad1. Ningn efecto. 2. Prdida de la redundancia, es decir, falla de uno de los sellos dobles del eje. 3. Degradacin funcional, es decir excesivo esfuerzo en la operacin. 4. Prdida de la funcin, es decir, la bomba no suministra. 5. La fuga / soltura de lquidos/ humos/ gases, es decir, falla en la junta de empaquetadura. 6. Excesivo ruido/ vibracin, es decir, pulido interno debido a la expansin trmica. 7. Violacin de reglas y normas de seguridad, es decir, bloqueo de la vlvula de seguridad. 8. No indica. 9. No alarma. 10. No tropieza. 11. No empieza. 12. No detiene.

Figura 5.12 Ensamble de labes gua de ingreso ajustable. 1, Eje de accionamiento superior; 2, polea de accionamiento; 3, lengeta; 4, labe gua; 5,rodamiento de bolas; 6,polea extrema; 7, polea extrema; 8, polea; 9,cable tipo de aviacin de 1/8 de diam.; 10, eje inferior de accionamiento; 11, labe gua; 12, pared de la admisin; 13, soporte interior; 14, cubierta.

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Anlisis de Modos y Efectos de Fallas (FMEA) Hoja N________ de _____ Sistema: ensamble de labes gua de ingreso ajustable Estado del sistema: Operativo 1 2

Componente:

Estado de componentes: Controlando el flujo de ingreso al compresor 3 4 Modo de falla bsico/ Causa Posible Combado

N 1

Parte/ Funcin Eje superior de accionamiento

Modo de falla Fractura

Deteccin de fallas (Inspeccionabilidad)

Mediciones disponibles

Efectos de la falla

Cuando se Manual de Reduccin intervencin de la estaba salida del ajustando compresor

Ocurrencia 8 Severidad 9 Deteccin 10 RPN 11 2 3 6 36 1 3 6 18 1 3 6 18

Condiciones de operacin: Presin ambiental 60 100F Aceite y polvo 5 6

Documentacin: Dibujo de lneas de aire 7 12 Valoracin de la falla y acciones recomendadas Pruebas peridicas Es decir MP.

2

Polea motriz

Aflojamien to

Lengeta cizallada

Visible movimient o errtico

Manual de Reduccin intervencin De la salida del compresor

Pruebas y ejercicios peridicos

3

Lengeta Corte/ Del eje Fractura

Procedimiento inapropiado de montaje

Ver al respecto

Ver respecto

al

9 Cable Ruptura

Ruptura

Tabla 5.3 Ejemplos de modo de fallas: Gua de ingreso ajustable de los labes.

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La columna 8 evala la probabilidad de ocurrencia con una valoracin de 110. Por ejemplo, 10 indicara una ocurrencia sumamente probable, considerando que 1 significara una ocurrencia muy improbable. La columna 9 estima la severidad o consecuencia de la falla con una valoracin de 1-10. El nmero asignado a la deteccin en la columna 10 esta basado en la probabilidad que el modo de falla anticipado sea descubierto antes que se vuelva un problema. De nuevo, 10 indica una probabilidad baja que la falla se descubrira antes que las consecuencias ocurran. Un 1 indica la probabilidad de deteccin alta. La columna 5 ayudar en la evaluacin de la columna 10. La columna 11 contiene el nmero de prioridad de riesgo (RPN) y es calculado multiplicando los nmeros en las columnas 8 al 10. El nmero de RPN es un indicador de prioridad relativa. Finalmente, la columna 12 contiene la valoracin de falla anticipada junto con una descripcin breve de las acciones correctivas recomendadas. Bajo estos comentarios las personas o departamentos encontraran responsable para las acciones correctivas as como su estado por lo que se refiere a progrese y cronometrando. LA EVALUACIN La evaluacin de los efectos de fallas del componente puede hacerse segn un criterio diferente. Los ejemplos de criterio de valoracin son: El caso de mantenimiento, es decir los efectos de falla no conducen a la falla del sistema. La falla del sistema. El estado inadmisible del sistema, es decir, los efectos de falla conducen a un estado del sistema que viola las normas de seguridad. El estado de peligro, es decir, el potencial de riesgo del sistema se ha liberado.

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Figura 5.13 Diagrama esquemtico de un sistema de aire comprimido.

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Anlisis de Modos

mantenimiento centrado en la confiabilidad _5

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