SESION N 11

TEORIA DE LA FALLA EN EQUIPOS

Ejemplo:

Modelo de flujograma en la determinacin de la Disponibilidad de un equipo

de un Sistema de Generacin de Energa Elctrica, donde se puede apreciar

la importancia de los datos de las fallas de este equipo o sistema.

1. La primera etapa:

Identificar acorde a un sistema de anlisis, los tiempos de operacin hasta las fallas y el tiempo requerido para la reparacin producto de la falla.

Los tiempos seleccionados debern ser cuidadosamente seleccionados, pues en la operacin de sistemas complejos, como las plantas de generacin de energa elctrica, la prdida de desempeo o estado de falla puede ser ocasionado por otro componente.

As, en la operacin de un ciclo combinado por ejemplo, la falta de combustible ocasionara inmediatamente la indisponibilidad del sistema, sin que ninguno de sus componentes haya presentado falla.

2. La segunda etapa:

Sugiere el clculo de la mantenibilidad y de la confiabilidad del sistema.

En sistemas de generacin de energa elctrica que son sistemas con capacidades separadas, la mantenibilidad depende de los tiempos de reparacin, los cuales dependen a su vez de diferentes factores, como las destrezas adquiridas a lo largo de la operacin por los encargados de mantenimiento (tiempos cortos), o de la disponibilidad de piezas de reposicin (tiempos largos), lo cual torna estos tiempos altamente variables a lo largo de su operacin.

3. La tercer etapa se refiere:

Al clculo de la disponibilidad operacional del sistema que est dada por la relacin entre la media de los tiempos medios entre fallas y el ciclo de operacin del sistema, como muestra la ecuacin siguiente:

Destacando que, como el tiempo medio de reparacin no se distribuye exponencialmente, ste posee variacin en el tiempo.

4. La etapa sugerida como anlisis de sensibilidad:

No es tan obligatoria y se refiere a la repeticin del procedimiento, con ayuda de programas computacionales, que permitirn aumentar el volumen de repeticiones para ajustar los datos de forma ms adecuada (simulacin).

Con la aplicacin del RCM el tiempo de las intervenciones de mantenimiento deben reducirse y en esta etapa pueden ser

simulados, hasta alcanzar valores de disponibilidad deseados y as reprogramar las actividades de mantenimiento.

5. Finalmente:

Los resultados de los clculos, pueden ser presentados como indicadores de desempeo operacional, y pueden ser utilizados como respaldo para negociaciones de contratos de comercializacin de energa elctrica del sistema.

Dada la habilidad de los resultados de representar el

comportamiento operacional de un sistema de generacin de energa elctrica, stos posibilitan la comparacin de un sistema de generacin con otro sistema de la misma naturaleza (Benchmarking).

11.1 TIPOS Y CAUSAS DE FALLAS

Ejemplo: Datos de Fallas en la Aviacin civil

El proceso de fallo:

Fallo o Falla, hemos indicado, significa que un componente o un sistema no satisface o no funciona de acuerdo con las especificaciones dadas.

Un Fallo no equivale necesariamente a parada, interrupcin del funcionamiento del equipo, o el no desempeo absoluto de su funcin.

Cualquier incidencia relativa al estado fsico del equipo, que conlleva el incumplimiento de las especificaciones que debe cumplir en relacin con la funcin, puede ser sealada como fallo o falla.

En el estudio del proceso del fallo, se relaciona los aspectos de confiabilidad y calidad en el servicio prestado por mantenimiento, y se hace posible establecer indicadores, que permitan estimar el nivel de seguridad de dichos sistemas, en los que se describa el impacto sobre la infraestructura y los riesgos asociados.

El mecanismo causa-efecto es el que se sita en la esencia del mantenimiento.

Un fallo o falla, puede ser considerada como la desviacin de una condicin original de un equipo o sistema, cuyo funcionamiento pasa a ser catalogado como insatisfactorio para un usuario.

La determinacin de que el funcionamiento es insatisfactorio, depende de la evaluacin previa que se realice de las consecuencias del fallo en un contexto operativo determinado, ya que las consecuencias, son las que fijan la prioridad de las actividades de mantenimiento o mejoras de diseo necesarias para impedir el mismo.

Especficamente:

EL MANTENIMIENTO BASADO EN LAS FALLAS

Generalmente:

Bajo costo si es correctamente aplicado.

Si el mantenimiento no es requerido, no hay costo.

Las fallas son generalmente inesperadas.

No se requiere de planificaciones avanzadas, lo cual es una reduccin

de costos.

Recoleccin de datos; pueden usarse los mismos datos de otros

equipos no crticos.

Baja probabilidad de mortalidad infantil.

El mantenimiento preventivo trae al equipo al estado tan bueno como

nuevo.

De otro lado:

Grandes prdidas de produccin pueden ocurrirse, debido a paros

intempestivos y sin control.

La falla de un componente puede provocar daos secundarios en otros

componentes.

Ya que las fallas son inesperadas, se requieren stocks de repuestos.

Para mantener la tasa de produccin confiable, muchas veces es

requerible de equipos en redundancia.

Para ser capaz de reaccionar suficientemente rpido, se necesitan

equipos de mantenimiento en stand by.

RESUMEN DE LOS PARAMETROS QUE CARACTERIZAN LA

VIDA UTIL DE LOS EQUIPOS

EJEMPLO CON EL ANALISIS DE LA FIABILIDAD:

Cuando en un sistema aumenta el nmero de componentes, la

FIABILIDAD de todo el sistema desciende.

Como se ha enunciado la FIABILIDAD del sistema Rs es:

Ejemplo:

Si un Sistema tiene una fiabilidad del 90%, significa que:

1. El sistema realizar su funcin el 90% del tiempo.

2. El sistema fallar el 10% del tiempo.

Ejemplo:

Si en una empresa se realiza un proceso con tres funciones en serie,

que presentan la siguiente fiabilidad:

Componente i Fiabilidad, Ri

1 90%

2 80%

3 99%

La Fiabilidad del sistema es: Rs = 0.9 x 0.8 x 0.99 = 71%

La Fiabilidad se mide en una unidad bsica, llamado ndices de fallas

del producto (FR = Failure Ratio), que representa el porcentaje con

respecto al nmero total de productos.

FR: Representada en %

FR. Representada en unidades

En el Anlisis de la Fiabilidad, tambin se considera el tiempo medio

entre fallas, que constituye la inversa del ndice de Fallas en

unidades:

Ejemplo:

Si se tiene un lote de 20 TV, de los cuales al probar se nota que fallan

2, entonces:

Si a los 20 TV se les hace operar 24 h/da, se tendra 20 x 24, 480

horas de operacin diaria, siendo:

Ejemplo:

En una empresa se tiene 10 componentes trabajando en paralelo

para la produccin del producto final. Los 10 componentes se

probaron durante 500 horas y se encontr lo siguiente:

Un componente fall despus de 200 horas.

Otro componente fall luego de 400 horas.

Los otros 8 componentes trabajaron de forma continua durante

las 500 horas de la prueba.

Determinar los indicadores de Fiabilidad:

Solucin:

# de Fallas 2

# de componentes 10

Tiempo que duro la prueba 500

Falla del componente #1 a las 200

Falla del componente #2 a las 400

Tiempo de operacin 500 x 10 = 5000

Tiempo de NO operacin por falla del componente #1

500 200 = 300

Tiempo de NO operacin por falla del componente #2

500 400 = 100

Tiempo Neto de operacin 5000 -300 100 = 4600

FR (fallas/hora)

TMEF (horas/falla)

ANALISIS DEL MODO Y EFECTO DE FALLA (AMEF)

Tarea:

Investigar el mtodo MCSA (Motor Current Signature Analysis) de evaluacin de motores elctricos; metodologa consistente en el anlisis del espectro de frecuencia de la seal de corriente estatrica, con vistas de detectar los armnicos caractersticos de cada clase de defecto.

PRACTICA CALIFICADA:

Aplicar AMEF para los siguientes equipos:

1. Grupo 1: Motor elctrico 2. Grupo 2: Transformador de Potencia. 3. Grupo 3: Tablero elctrico de potencia. 4. Grupo 4: Caldera de vapor.