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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE TULA – TEPEJI
Organismo Público Descentralizado del Gobierno del Estado de Hidalgo
DISEÑO DE PROGRAMAS PARA INSPECCIONES DE DESGASTE A EQUIPOS DEL PROCESO
PARA EL ÁREA DE CRUDO EN PLANTA VITO.
Proyecto profesional para obtener el Título de:
Ingeniero en Mantenimiento Industrial
Presenta:
Abraham Nieto Magos
Asesor Académico
Asesor Industrial
Ing. Adiel Basurto G. Ing. Víctor M. Gutiérrez H.
Agradecimientos Para todo el equipo de Mantenimiento planta Vito, que no dudaron en brindarme todo su apoyo para resolver las tareas asignadas. Mil gracias. Para todos los profesores de la carrera de Mantenimiento Industrial, que no escatimaron esfuerzos ni conocimientos para lograr nuestra formación académica. Mil gracias. Para mi esposa Araceli, que con su impulso y motivación colaboró paso a paso para lograr este objetivo. A mis hijos: Elvia, Araceli y Adan. Motivo de nuestros esfuerzos, y compromiso de nuestro futuro. A todos ustedes. Gracias de todo corazón…
ÍNDICE GENERAL
Página PORTADA I AGRADECIMIENTOS II RESUMEN 1 ABSTRAC 2
Capítulo 1 GENERALIDADES 1.1 OBJETIVO GENERAL 3 1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 3 1.3 INTRODUCCIÓN 4 1.4 ANTECEDENTES 6 1.5 DEFINICIÓN DEL PROYECTO 8 1.6 JUSTIFICACIÓN 9 1.7 DATOS DE LA EMPRESA 10 1.8 HISTORIA DE LAFARGE EN MÉXICO 11 1.9 LA INDUSTRIA DEL CEMENTO 13
Capítulo 2 MARCO TEÓRICO 2.1 PLANTEAMIENTO DEL PROYECTO 15 2.2 NOCIONES DE TRIBOLOGÍA 17 2.2.1 FRICCIÓN 18 2.2.2 DESGASTE 18 2.2.3 LUBRICACIÓN 19 2.3 FALLAS MAS COMUNES EN LA MAQUINARIA 20 2.3.1 CADENA DE FALLAS 22 2.3.2 PRUEBAS NO DESTRUCTIVAS 25
Capítulo 3 DESARROLLO DEL PROYECTO 3.1 DESARROLLO DEL PROYECTO 28 3.1.1 METODOLOGÍA APLICADA 35
Capítulo 4 EVALUACIÓN DEL PROYECTO
Página 4.1 ANÁLISIS DE RESULTADOS 37 CONCLUSIONES 40 RECOMENDACIONES 41 BIBLIOGRAFÍA 42 ANEXOS 44 GLOSARIO 50
ÍNDICE DE FIGURAS
Página
FIGURA1: DIAGRAMA DE GANTT GENERAL 28 FIGURA 2: DIAGRAMA DE FLUJO PARA EL ÁREA DE CRUDO 29 FIGURA 3: GRAFICA TIPO PASTEL MOSTRANDO EL ÁREA DE CRUDO ORDENADA POR CATEGORÍAS 31
FIGURA 4: FORMATO TÍPICO PARA INSPECCIONES DE DESGASTE 33 FIGURA 5: FORMATO TÍPICO PARA INSPECCIONES DE DESGASTE 34 FIGURA 6: “JOB PLAN” PARA UN ALIMENTADOR DE PLACAS 38 FIGURA 7: “JOB PLAN” PARA UN ELEVADOR DE CANGILONES 39 FIGURA 8: IMAGEN MOSTRANDO UN DESGASTE POR ABRASIÓN 44 FIGURA 9: IMAGEN MOSTRANDO UN DESGASTE POR FATIGA 45 FIGURA 10: IMAGEN MOSTRANDO UN DESGASTE POR EROSIÓN 46 FIGURA 11: IMAGEN MOSTRANDO UN DESGASTE POR AHESIÓN 47 FIGURA 12: IMAGEN MOSTRANDO UN DESGASTE POR CORROSIÓN 48 FIGURA 13: IMAGEN MOSTRANDO UN DESGASTE POR CORROSIÓN Y OXIDACIÓN 49
ÍNDICE DE TABLAS
TABLA 1: EQUIPOS ORGANIZADOS POR CATEGORIAS 30
RESUMEN
El presente trabajo se basa en el desarrollo de programas para inspecciones
específicas de desgaste, que se presenta en los diferentes equipos que
intervienen en la línea del proceso para la elaboración del cemento Portland.
El objetivo es integrar en un formato definido todas las actividades necesarias
para monitorear y dar seguimiento a cada uno de los equipos involucrados.
Guardando en todo momento las recomendaciones de seguridad y salud
aplicables al caso; además de dar seguimiento a los lineamientos establecidos
por el grupo Lafarge.
El área piloto definida para el desarrollo de este proyecto fue el taller de crudo;
dentro del cual existen ochenta y cinco equipos principales que integran la línea
de producción, para los cuales fue necesario diseñar un formato específico a
cada uno de ellos.
En estos programas se indica por principio de cuentas el área o taller al cual
corresponden, el nombre del equipo sujeto a inspección, el número de código
de referencia, las actividades aplicables a cada uno de ellos, así como su
frecuencia de monitoreo.
Para la ejecución de estas inspecciones fue necesario aplicar pruebas no
destructivas a los equipos seleccionados. Por ejemplo, la inspección visual
utilizando instrumentos de medición como: cinta métrica, calibrador o pie de
rey, y micrómetro. Se incluyen mediciones con ultrasonido en los espacios
donde no fue posible utilizar otro instrumento. Estas pruebas fueron ejecutadas
por personal capacitado y adiestrado de la propia empresa.
Como resultado de ésta implementación, se mejoró la administración del
departamento de mantenimiento; puesto que cada uno de estos equipos tiene
ahora un formato especifico para monitoreo y seguimiento de sus inspecciones
de desgaste.
El historial de las inspecciones especificas para desgaste que poco a poco se
está integrando, es pieza fundamental para la administración del
mantenimiento.
1
ABSTRACT
This work is based on the development specific programs for inspection
wearing, which is present in the different equipment involved in the process line
to produce Portland cement.
The objective is to integrate in a defined format for all activities necessary to
monitoring and paid attention to each one, keeping at all times, the health and
safety recommendations applicable to the case, besides following up the
guidelines established by the Lafarge group.
The pilot area defined for development of this project was the raw workshop in
which there are 85 equipments that make up the main line of the process, and
for which was necessary to design a specific format to each of them.
In these programs is indicated to begin whit the area or workshop to which they
relate, the name of equipment subject to inspection, the reference code
number, the activities applicable to each of them, as well as the frequency of
monitoring.
For the application of these inspections was necessary to apply non-destructive
testing to selected equipments, for example: visual inspection of measuring tool
so as: tape measure, gauge caliper and micrometer. So that addition of
ultrasound measurements in areas where it was not possible to use another
instrument. These inspections were carried out by skilled and trained in the
company.
As a result of this implementation was improved administration of the
maintenance department, as each of these equipments has a specific format for
monitoring and follow up inspections.
The history of specific inspections of wear gradually being integrated, is
fundamental to the administration of maintenance in addition, administrator now
have the necessary tool for making decisions with regard to programming
changes or substitution parts that have reached the end of its useful life.
2
1.1 OBJETIVO GENERAL
Diseñar un formato para inspecciones específicas de desgaste a cada uno de
los equipos que intervienen en el proceso para elaboración del cemento
Portland en el área de crudo planta Vito, con la finalidad de mejorar la
administración del departamento y mantener la fiabilidad de cada uno de los
equipos.
1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
-Maximizar la disponibilidad de la maquinaria y equipo para la producción.
-Preservar su valor y minimizar su deterioro.
-Lograr los objetivos de producción establecidos por el grupo.
-Mantener los estándares de calidad del producto.
-Reducir costos por mantenimiento.
-Tener un historial de desgates para cada equipo.
-Proteger el medio ambiente y fomentar la seguridad de todo el personal.
3
1.3 INTRODUCCIÓN
La globalización en todos los sectores industriales ha generado que la mayoría
de las industrias pequeñas, medianas y grandes, desarrollen estrategias
específicas para mantenerse dentro del mercado, ofreciendo productos o
servicios de alta calidad y al menor costo posible. El progreso industrial no se
reduce solo a la inversión en nuevas instalaciones de producción y a la
transferencia de tecnología extranjera, sino que es prioritario utilizar
eficazmente las instalaciones actuales, donde uno de los requisitos importantes
es el establecimiento de un servicio sistemático y técnico de mantenimiento
eficiente, seguro y económico de los equipos industriales.
En planta Vito a raíz de la adquisición de ésta por parte del grupo Lafarge, líder
mundial en la producción de cemento Portland. Se han implementado mejoras
en todos los aspectos; por ejemplo: la adquisición de programas para la gestión
de mantenimiento, el cambio de imagen del producto, la implementación de
políticas de seguridad y salud, así como políticas para el desarrollo sustentable.
En todas las instalaciones y plantas industriales donde existe maquinaría para
producción con elementos dotados de movimiento rotativo o alternativo, se
hace necesario efectuar inspecciones de estas unidades para mantenerlas en
correcto estado de operación y servicio; garantizando con ello, la seguridad y
fiabilidad de la planta. Por tal motivo, es conveniente el empleo de una
metodología que ayude a prevenir o minimizar el desgaste en los equipos que
conforman la línea de producción, especialmente aquellos que son prioritarios
en el proceso productivo.
De esta manera se hace necesaria una gestión de mantenimiento adecuada a
las necesidades de cada planta, la cual debe contemplar una planeación
adecuada y una correcta aplicación de los recursos económicos, técnicos y
humanos, que tendrán como resultado un negocio altamente competitivo y líder
en su sector.
4
Las nuevas metodologías para la detección de fallas, y el seguimiento
oportuno en su fase inicial de las mismas, es fundamental para tomar las
medidas preventivas necesarias y mantener dentro de los parámetros
establecido a todos los equipos de la planta. Con el análisis y control de los
parámetros determinados para cada equipo, se mantiene dentro de los
estándares establecidos a todo el sistema productivo.
5
1.4 ANTECEDENTES
Las empresas industriales día a día han ido reconociendo el importante papel
que desempeña la gestión del mantenimiento para sostener los niveles de
producción. Además de la responsabilidad básica de garantizar el
funcionamiento total y permanente de los equipos e instalaciones, la gerencia
de mantenimiento tiene como reto lograr optimización de todas sus actividades
aplicando los procedimientos y estrategias más convenientes a las condiciones
de su instalación industrial.
Después de la segunda guerra mundial los japoneses se concientizaron de la
necesidad de mejorar la calidad de sus productos con el lema “Yo soy el
responsable de mi propio equipo”, adaptado de técnicas de gestión, fabricación
y mantenimiento de los Estados Unidos, logrando excelentes resultados.
Antes de los años 50, el mantenimiento era exclusivamente de averías. En los
años 50 el desarrollo del mantenimiento preventivo estableció funciones de
prevención de fallas, con tendencia hacia el mantenimiento productivo y mejora
en la mantenibilidad. Ya en los años 60 el auge fue para el mantenimiento
proactivo, basado en la prevención y en la predicción de averías. Durante los
años 70 se desarrolló en el Japón el mantenimiento productivo total (TPM)
basado en el respeto a las personas y la participación total de los empleados,
con la ayuda de las ciencias administrativas y del comportamiento humano,
software para gestión, logística y ecología.
La productividad es la relación entre el logro obtenido por un sistema de
producción o de servicios y los recursos utilizados, es decir el cociente entre el
producto y el insumo. Incrementar la productividad significa obtener el más alto
volumen de producción, con la condición de lograr la optimización en el uso
total de los recursos, con la máxima eficiencia, y eficacia posible.
La relación del mantenimiento con respecto a la productividad varía de acuerdo
al tipo de industria. Para las empresas cuya operación depende del estado de
su maquinaria, el mantenimiento es la función que más tiene relación con la
producción, si se tiene en cuenta que influye representativamente sobre todos
6
sus parámetros. Esta relación será positiva o negativa, dependiendo de la
índole, calidad y eficiencia con que se implante el sistema de gestión de
mantenimiento.
Para conjugar todo lo antes descrito, es necesario contar con personal
capacitado y adiestrado en estas funciones de mantenimiento. La formación y
adiestramiento en las habilidades operativas y de mantenimiento son vitales.
Para la implantación de una adecuada gestión de mantenimiento, la compañía
debe estar dispuesta a invertir en el adiestramiento de sus empleados para el
manejo y control de todos los activos.
Por otro lado, las inspecciones específicas de desgaste se integran al sistema
de gestión del mantenimiento; asegurando con ello, la disponibilidad total de los
equipos que integran el proceso productivo.
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1.5 DEFINICIÓN DEL PROYECTO
La administración del departamento de mantenimiento en planta Vito ha
mejorado paulatinamente. Se han registrado cambios en las políticas, se han
adquirido nuevos programas para su administración, y se ha destinado
personal encargado de monitorear y dar seguimiento a cada uno de los equipos
que integran la línea de producción.
Dentro de las inspecciones específicas que se realizan a cada uno de los
equipos se encuentran entre otras: pruebas de aceite, monitoreo de
vibraciones, pruebas termográficas, entre otras.
Hasta este momento no se contaba con inspecciones específicas para
desgaste en los equipos del sistema.
Este tipo de inspección se aplica a todos los equipos, puede ser solamente
visual o incluir el uso de instrumentos de medición como: cinta métrica,
calibrador o pie de rey, micrómetro, lainómetro e incluso equipo de ultrasonido.
Con este instrumental se verifica el espesor de la pared, carcasa o casco de los
equipos. Se toman las dimensiones y se va integrando el archivo histórico para
cada uno de ellos. Los datos obtenidos sirven de referencia para evaluar su
comportamiento y la evolución del desgaste, y aplicar las medidas preventivas
necesarias para su minimización.
El inspector de mantenimiento cuenta con una herramienta segura para la toma
de decisiones en el reemplazo o sustitución de un equipo; apoyado
concretamente en los formatos para inspecciones especificas de desgaste
elaborados para este fin.
8
1.6 JUSTIFICACIÓN
La implementación de los formatos para inspecciones especificas de desgaste
a los equipos del proceso para elaboración del cemento Portland en planta Vito
mejorará notablemente la administración del mantenimiento en esta unidad.
Los resultados concretos de esta aplicación estarán reflejados en la mayor
disponibilidad de los equipos, así como su fiabilidad.
Con el desarrollo de este proyecto se fortalece la administración del
mantenimiento en planta Vito, ya que por medio de la aplicación de esta
metodología, se facilita la toma de decisiones para los problemas de desgaste
en los equipos del proceso.
Los beneficios tangibles que se obtendrán por el desarrollo de este proyecto
van directamente ligados a la preservación de la maquinaria y equipos;
reducción de los tiempos de paro y por ende la extensión de su vida útil; así
como la reducción de gastos por mantenimiento correctivo.
Estos resultados serán visibles a corto y mediano plazo después de la
implantación de dicho programa. Las graficas de tendencias tanto de
mantenimiento como de producción que se elaboren serán las evidencias
reales de este proyecto.
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1.7 DATOS DE LA EMPRESA
Nombre de la empresa: Lafarge cementos México, S.A. de C.V.
Sector: Manufactura.
Dirección: calle 1° de mayo n° 1 Vito de Atotonilco, Hidalgo.
Área de estadía: Departamento de Mantenimiento Mecánico.
Proyecto: Diseño de programas para inspecciones de desgaste a los equipos
del proceso en el área de crudo planta Vito.
Asesor industrial: Ing. Víctor M. Gutiérrez Herrera.
Puesto del asesor industrial: Gerente de Mantenimiento.
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1.8 HISTORIA DE LAFARGE EN MÉXICO
Lafarge inicia sus operaciones en México en el año 1999 por medio de la
adquisición de la planta de Cemento Portland Blanco de México, S.A. de C.V.,
mejor conocida como “La Polar”, ubicada en el poblado de Vito de Atotonilco,
Hidalgo. Esta empresa pertenecía al Sr. Arcadio Hernández Falcón, originario
de San Miguel Vindhó, y fundador también de la sociedad cooperativa “La Cruz
Azul, S.C.L.”
Misión de Lafarge México.
Ser la planta modelo de la división cemento y ejemplo para la industria
cementera de México. Para esto, se trabajará cumpliendo con los más altos
estándares de seguridad, medio ambiente, calidad y performance, buscando
siempre asegurar la preferencia de nuestros clientes.
Visión del grupo.
Ser el líder indiscutible a nivel mundial en la fabricación de materiales para
construcción.
Visión de la división cemento.
Ser reconocidos como el verdadero líder de la industria del cemento, creando
valor sustentable para nuestros clientes, colaboradores y otros stakeholders.
El grupo Lafarge es líder mundial en la fabricación de materiales para
construcción, tiene alrededor de 76 000 empleados y presencia en 78 países.
Esta posicionado en los primeros lugares de sus divisiones; número uno en la
fabricación de cemento Portland, número dos en producción de agregados y
concretos, y número tres en yesos.
La división de cemento cuenta con 160 plantas en operación, 44 253
empleados y presencia en 50 países. La división de agregados y concretos
cuenta con 1 718 canteras y centros de distribución, 23 438 empleados y
presencia en 36 países. Y la división de yesos con 77 plantas, 7 986
empleados y presencia en 30 países.
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El promedio de edad de la fuerza de trabajo del grupo Lafarge está totalmente
equilibrado; ya que los empleados menores de 30 años representan el 16.7 %,
los empleados entre 30 y 50 años el 63.3 % y los empleados mayores de 50
años el 20 %.
Lafarge México tiene una capacidad de producción para un millón de toneladas
anuales de cemento Portland, y da empleo directo a un promedio de 250
empleados divididos en sus dos localidades, planta Vito y planta Tula. Su
producto se fabrica bajo las más estrictas normas de calidad, cumpliendo con
la normatividad nacional e internacional. Además, planta Tula, es una de las
instalaciones con tecnología de punta más modernas y automatizadas de
Latinoamérica.
12
1.9 LA INDUSTRIA DEL CEMENTO
En la antigüedad algunos productos semejantes al cemento fueron empleados
para la construcción de sus monumentos, prueba de ello existen en la
actualidad algunas construcciones Griegas y Romanas con más de 2000 años
de antigüedad. Sin embargo, el cemento moderno se produjo por vez primera a
principios del siglo XIX. La industria ha cambiado considerablemente desde
entonces, aunque en gran medida, el producto sigue manteniendo las
propiedades originales.
Algunas características clave de la industria moderna del cemento son:
Producto esencial: El cemento es el componente primordial del concreto, que
a su vez es el segundo material más consumido en todo el planeta.
Proceso de uso intensivo de capital: La industria del cemento es una de las
industrias de uso más intensivo de capital: el costo de una planta cementera
nueva equivale a casi tres años de ingresos. Las plantas de cemento modernas
tienen capacidad de producción de más de 1 millón de toneladas por año. Una
vez construidas, las instalaciones pueden durar 50 años.
Proceso de uso intensivo de energía: Se requiere el equivalente de 60 a 130
kilogramos de combustible y 110 kWh de electricidad para producir una
tonelada de cemento.
Baja demanda de mano de obra: Las plantas cementeras modernas son
altamente automatizadas. Alrededor de 200 personas son suficientes para
operar una planta grande.
Producto homogéneo: El cemento es un producto de consumo global,
producido en miles de plantas locales. Hay solo unos cuantos tipos de
cemento.
Mezcla de empresas locales y globales: La industria está consolidada
globalmente, sin embargo, las grandes empresas multinacionales solo
representan menos de un tercio del mercado mundial. Muchas de las empresas
más pequeñas siguen siendo propiedad de las familias fundadoras. Algunas
industrias nacionales son propiedad del estado.
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Papel importante en el debate sobre cambio climático: La industria
cementera genera a nivel mundial 5% del CO2, uno de los principales gases de
efecto invernadero que contribuyen al cambio climático.
Producto pesado de bajo costo: La distribución de cemento vía terrestre es
costosa, y generalmente se limita a 300 kilómetros alrededor de la planta.
Considerando los costos por tonelada, es más barato cruzar el Océano
Atlántico con un cargamento de 35 000 toneladas, que trasportar el cemento en
camión a más de 300 kilómetros.
La industria cementera da empleo directo a 850 000 trabajadores
aproximadamente a nivel mundial, y tiene operaciones en más de 150 países.
El cemento se emplea principalmente para la elaboración de concreto, que es
una mezcla de arena, grava, agua y cemento.
Como dato relevante, una tercera parte de la producción global de cemento se
elabora en China.
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2.1 PLANTEAMIENTO DEL PROYECTO
La situación actual por la que pasa el departamento de mantenimiento de
planta Vito es crucial para mantener en operación esta fuente de trabajo. Una
de las debilidades que se tienen es la falta de programas específicos para el
monitoreo del desgaste en cada uno de los diferentes equipos que intervienen
en el proceso para la elaboración del cemento Portland.
Planta Vito está dividida en nueve áreas o talleres de los cuales cinco están
ligadas directamente al proceso y cuatro a los sistemas auxiliares. Para el
desarrollo de este proyecto se toma como área piloto al taller de crudo; que de
acuerdo a la base de datos respaldada en el sistema Máximo contempla un
total de ochenta y cinco equipos.
Como primer paso se realizó un plan de trabajo para organizar y priorizar todas
las actividades necesarias en la ejecución de este proyecto. Así mismo, se
solicito al personal involucrado toda la información existente relacionada al
mencionado taller. Para ello fue básico obtener el diagrama de flujo del área
indicada que nos permita visualizar los equipos instalados; así mismo, se revisó
la base de datos registrada en el programa Máximo para realizar el cotejo de
los mismos.
Apegados a la línea del proceso fueron seleccionados los equipos principales
del proceso, obteniendo un filtrado de ellos. Ya con la relación en mano se
inicio la programación para elaborar los formatos específicos que apliquen a
cada equipo; estos incluirán las actividades a realizar, además de las
frecuencias aplicables a cada una de ellas; así mismo, se indica el estado de
marcha o paro según sea el caso, manteniendo en todo momento los
estándares y las mejores prácticas desarrolladas por el grupo Lafarge.
Así mismo, la gerencia de mantenimiento solicito llevar a cabo reuniones de
seguimiento con personal de inspección y planeación para dar un mayor apoyo
técnico a este proyecto y poder resolver a la brevedad posible las dudas o
problemas que se susciten durante el proceso de este trabajo.
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La información recabada con la implantación de estos formatos será de gran
utilidad para la toma de decisiones del departamento de mantenimiento en
relación a la sustitución o adquisición de maquinaria, equipos, refacciones o
componentes de los mismos.
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2.2 NOCIONES DE TRIBOLOGÍA
La tribología es la ciencia que se encarga de estudiar la fricción, el desgaste y
la lubricación que tiene lugar durante el contacto entre superficies sólidas en
movimiento. El término es usado universalmente desde finales del siglo XX.
Para entender la tribología se requiere de conocimientos de física, de química y
de la tecnología de los materiales. Las tareas de un especialista en tribología
(tribólogo) son las de reducir la Fricción y el desgaste para conservar y reducir
energía, lograr movimientos rápidos y precisos, incrementar la productividad y
reducir el mantenimiento.
Con la tribología como ciencia se estudia la fricción y sus efectos asociados,
como el desgaste, tratando de prevenirlos con mejores diseños y prácticas de
lubricación. Tomando en cuenta, entre otros aspectos de la maquinaria
industrial, los siguientes:
• El diseño
• Los materiales de las superficies en contacto
• Los sistemas de lubricación
• El medio circundante
• Las condiciones de operación
La tribología está presente en todo lugar donde existan partes en movimiento
tales como: engranajes, rodamientos, embragues, frenos, árboles de levas,
sellos, chumaceras, etc.
La tribología se centra en el estudio de tres fenómenos:
1. La Fricción entre dos cuerpos en movimiento
2. El desgaste como efecto natural de este fenómeno
3. La lubricación como un medio para reducir el desgaste
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2.2.1 FRICCIÓN
La fricción se define como la resistencia al movimiento durante el deslizamiento
o rodamiento que experimenta un cuerpo sólido al desplazarse sobre otro con
el cual está en contacto. Esta resistencia al deslizamiento depende de las
características de las superficies. La fricción depende de:
• La interacción molecular (adhesión) de las superficies y
• La interacción mecánica entre las partes.
La fuerza de resistencia que actúa en una dirección opuesta a la dirección del
movimiento se conoce como fuerza de fricción. Existen dos tipos principales de
fricción: fricción estática y fricción dinámica. La fricción no es una propiedad del
material, es una respuesta integral del sistema.
Existen tres leyes de la fricción:
1. La fuerza de fricción es proporcional a la carga normal.
2. La fuerza de fricción es independiente del área de contacto entre las
superficies deslizantes.
3. La fuerza de fricción es independiente a la velocidad de deslizamiento.
2.2.2 DESGASTE
El proceso de desgaste, puede definirse como la perdida de material entre dos
cuerpos que entran en contacto, cuando se aplica un movimiento relativo bajo
la acción de una fuerza. Es un proceso en el cual las capas superficiales de un
sólido se rompen o se desprenden de la superficie. Al igual que la fricción, el
desgaste no es solamente una propiedad del material, es una respuesta
integral del sistema. Los análisis de los sistemas han demostrado que el 75%
de las fallas mecánicas se deben al desgaste de las superficies en contacto,
razón por la cual es necesario controlarlo al mínimo posible para aumentar la
vida útil de los equipos.
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Se tienen identificados seis tipos principales de desgaste que son los
siguientes:
Desgaste por abrasión: Es el daño por la acción de partículas sólidas
presentes en la zona del rozamiento.
Desgaste por fatiga: Es originado por la concentración de tensiones mayores
a las que puede soportar el material. Incluye las dislocaciones, formación de
cavidades y grietas.
Desgaste por erosión: Es producido por una corriente de partículas abrasivas,
muy común en turbinas de gas, ventiladores, etc.
Desgaste por adhesión: Es el proceso por el cual se trasfiere material de una
superficie a otra durante su movimiento relativo, en algunos casos parte del
material desprendido regresa a su superficie original o se libera en forma de
virutas o rebaba.
Desgaste por corrosión: Es originado por la influencia del ambiente,
principalmente la humedad; a este grupo pertenece el desgaste por oxidación;
ocasionado principalmente por la acción del oxigeno atmosférico.
Desgaste por cavitación o fretting: Este desgaste se presenta por las
vibraciones inducidas por un fluido a su paso por una conducción o tubería.
2.2.3 LUBRICACIÓN
El deslizamiento entre superficies sólidas se caracteriza generalmente por un
alto coeficiente de fricción y un gran desgaste debido a las propiedades
especificas de las superficies. La lubricación consiste en agregar una capa
intermedia de un material ajeno entre las superficies en movimiento. Estos
materiales intermedios se llaman lubricantes y su función es disminuir la
fricción y el desgaste; estos pueden ser sólidos, líquidos, gaseosos e incluso
semisólido o pastosos.
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2.3 FALLAS MÁS COMUNES EN LA MAQUINARIA
Todas las máquinas industriales son diseñadas con el fin de lograr un
propósito, razón por la cual son diseñadas con diferentes componentes y en las
condiciones ideales de operación, pero debido a múltiples factores después de
un tiempo, estas máquinas fallan. Cuando esto pasa, es tarea del encargado
de mantenimiento recabar la mayor cantidad de información posible para dar
solución al problema y evitar que este vuelva a suceder.
Antes se suscitarse una falla, la máquina presenta una serie de síntomas, los
cuales bien identificados, podrían evitar una falla catastrófica. Los síntomas
que arroja la máquina son evidencias de un problema interno; estos síntomas
generalmente son: ruidos anormales, vibraciones, temperatura elevada,
desgaste excesivo, elementos de unión flojos, fugas en sellos, deterioro
prematuro, baja potencia de la máquina, etc. Todos estos son evidencias de un
problema, que debe ser controlado a tiempo para evitar un daño mayor y en
consecuencia un alto costo de reparación.
Los problemas más comunes que se originan al interior de una máquina y que
ocasionan la mayoría de los síntomas mencionados son:
• Desbalance
• Desalineación
• Lubricación deficiente
• Sobrecarga
La descripción de cada uno de ellos, sus características y los métodos para
poder identificarlos se describen a continuación:
Desbalance: Es una condición en la cual el centro de la masa de un objeto
determinado no coincide con el centro de rotación del mismo. Las causas más
comunes que lo originan son:
- Porosidad en las piezas fundidas
- Material fuera de especificación
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- Adhesión o perdida de material
- Maquinado defectuoso
- Ejes torcidos
- Piezas con desgaste excesivo
El desbalance se muestra como una frecuencia de vibración exactamente igual
a la velocidad de rotación, con una amplitud proporcional al desbalance
presentado.
Desalineación: Es una condición donde el eje de la máquina conductora y la
máquina conducida no están en la misma línea de centro. La desalineación
provoca tensiones entre las uniones, y estas a la vez, causan un alto nivel de
vibración; originando desgaste en rodamientos, sellos y coples.
La fuerza radial transmitida de eje a eje son típicamente fuerzas estáticas
unidireccionales, pero a través del tiempo, esta desalineación trae consigo
efectos secundarios que presenta los siguientes síntomas:
- Falla prematura en rodamientos, sellos, ejes y acoplamientos.
- Alta temperatura en el casco o cercana a los cojinetes
- Goteo de lubricante a través de los sellos
- Pernos de sujeción sueltos
- Nivel de vibración alto en dirección radial y axial
La desalineación debe ser detectada a tiempo para evitar fallas que van desde
simples hasta catastróficas.
Lubricación: Es una práctica para disminuir la fricción entre dos superficies en
contacto. Con una buena lubricación, una maquina trabaja muy silenciosa;
aplicando el lubricante adecuado, en el lugar correcto y la cantidad indicada.
Una mala lubricación se identifica por los síntomas que presenta la máquina
como: calentamiento, goteo, ruido anormal, etc.
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Sobrecarga: Exposición del equipo a trabajar arriba de sus límites de
operación. Muchas veces en las industrias las máquinas se ven expuestas a un
sobresfuerzo que rebasa sus límites de operación, en el momento no se
percibe síntoma alguno, pero al paso del tiempo las fallas serán visibles.
Cuando una máquina es expuesta a sobrecargas, puede presentar fallas como:
- Ruido anormal
- Baja velocidad de operación
- Vibración excesiva
- Desgaste prematuro de componentes
- Rotura de elementos (dientes, paletas, etc.)
No existe un instrumento especial para detectar sobrecargas en una máquina,
solo el operador puede reconocer este síntoma con base en su experiencia.
2.3.1 CADENA DE FALLA
La cadena de falla está formada por cinco eslabones que son:
• Causa
• Mecanismo de falla
• Síntoma
• Modo de falla
• Consecuencia
Al activarse una causa de falla produce un efecto dominó, que termina en un
modo de falla con sus consecuencias correspondientes.
1. Causa de falla: Es la que da origen a que se inicie el proceso de falla de
un elemento de máquina. Tenemos la causa general y la causa
específica o raíz de la falla.
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Entre las causa generales de falla de una máquina se encuentran las
siguientes:
- Diseño incorrecto
- Materiales inadecuados
- Fabricación deficiente
- Ensamble mal hecho
- Operación errónea de máquina
- Mantenimiento incorrecto
- Tipos de falla
Diseño incorrecto: Se refiere a que el elemento de maquina fue mal diseñado.
Por ejemplo: mala selección del material por no considerar el medio de
operación.
Materiales inadecuados: Darle mayor importancia al costo del material que a
su calidad.
Fabricación deficiente: Las piezas pueden fallar por mal mecanizado,
tratamiento térmico incorrecto, soldadura deficiente, fundición con porosidades.
Ensamble mal hecho: No aplicar el torque correcto a tornillería puede
ocasionar la rotura del elemento al iniciar su operación.
Operación errónea: Respetar las condiciones de operación del equipo.
Mantenimiento incorrecto: Personal de mantenimiento sin capacitación.
Tipos de fallas:
- Fallas por desgaste: generalmente se presenta pérdida de material en la
superficie del elemento; puede ser abrasivo, adhesivo o corrosivo.
- Falla por fatiga superficial: se presenta por los esfuerzos en la superficie
de material.
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- Falla por fractura: se puede presentar del tipo frágil o dúctil, su huella
debe ser analizada para determinar el origen de la falla. La pieza queda
inservible, generalmente es causada por el fenómeno de fatiga.
- Falla por flujo plástico: se presenta deformación permanente del
material; es provocado por cargas que generan esfuerzos superiores al
límite elástico del material.
Causa Específica o raíz: Se presenta a partir de una o más fallas generales
indicadas anteriormente, pero corresponde a un aspecto técnico específico
relacionado con el modo de falla del componente de la máquina.
Como ejemplo podemos mencionar la rotura de una biela de un motor de
combustión interna (automóvil) al entrar agua al cilindro, debido a que el auto
fue introducido en una poza profunda. La causa general es por operación
incorrecta al colocar el vehículo en un ambiente para el cual no está diseñado.
La causa específica, el ingreso de agua en los cilindros del motor.
Las causas específicas son las que activan los mecanismo de fallas y estos los
síntomas, terminando al final en el modo de falla.
Mecanismo de Falla: Corresponde a un aspecto técnico que se acopla con la
causa específica, que da inicio al deterioro de la pieza. Entre los mecanismos
de fallas tenemos: abrasión, corrosión, erosión, calentamiento, sobrecarga, etc.
En el ejemplo anterior de la rotura de la biela, el mecanismo corresponde a
sobrecarga o aumento de la tensión de aplastamiento sobre la biela para la
cual no está dimensionada.
Síntoma: Al activarse un mecanismo de falla con el tiempo aparece un síntoma
detectable ya sea con los sentidos humanos o con instrumentos de medición
más sensibles.
Entre los principales síntomas detectables con los sentidos humanos, tenemos:
ruidos anormales, vibraciones, fugas de líquidos y gases, olores, cambio de
colores y aumento de temperatura, etc. También hay otros síntomas
específicos que solo son detectados con instrumentos, por ejemplo: aumentos
de presión, variación de amperaje, ondas ultrasónicas, entre otras.
24
El síntoma es muy importante en el mantenimiento por condición y en especial
el mantenimiento predictivo para medirlo, monitorearlo y planificar una acción
de mejora sobre la máquina. El síntoma es el último aviso para que el
mantenedor realice una acción preventiva sobre la máquina y evitar la falla de
la misma.
Los sistemas expertos para mantenimiento de máquinas parten de los
síntomas, además de una serie de preguntas para realizar el diagnóstico y
determinar qué sistema, componente o pieza está provocando falla.
Modo de falla: Corresponde a lo que le sucedió a la pieza dañada, como
quedó después que se presentó la falla. Entre los modos de falla más
conocidos tenemos: rotura, doblado, quemado, desgastado, corroído,
deformado, etc.
La técnica del análisis parte con la pieza dañada para descubrir la causa
específica y general que origino dicha falla.
Consecuencia: Toda falla de un componente tiene un efecto directo sobre la
máquina; y por consecuencia sobre la empresa.
Las consecuencias de una falla de una máquina pueden ir desde un colapso
hasta la destrucción de la misma. Los daños pueden ser mínimos o graves,
dependiendo de la magnitud e importancia del equipo.
2.3.2 PRUEBAS NO DESTRUCTIVAS
Existen muchos métodos para evaluar la salud de los componentes, equipos y
maquinaria que se tiene en operación dentro de las industrias. Dentro de estas,
se encuentran las pruebas no destructivas, que nos ayudan a determinan las
condiciones, la capacidad de servicio o calidad de una pieza o material, sin
limitar su utilidad. Las pruebas no destructivas se utilizan en el mantenimiento
para detectar no conformidades en la maquinaria u equipos con el fin de evitar
paros no programados y perdidas costosas a causa de la fatiga o desgaste;
estas pruebas se aplican para asegurar la calidad y fiabilidad de los mismos.
25
El objetivo de las pruebas no destructivas es determinar si la pieza analizada
puede seguir cumpliendo con la función para la que fue creada. Los ensayos
no destructivos implican un daño imperceptible o nulo a la pieza en estudio. Los
diferentes métodos se basan en la aplicación de fenómenos físicos tales como
ondas electromagnéticas, acústicas, elásticas, emisión de partículas
subatómicas, capilaridad, absorción y cualquier tipo de prueba que no implique
un daño considerable a la muestra examinada.
En la aplicación de las pruebas no destructivas se emplea todo tipo de energía;
que abarca todas las longitudes de onda del espectro electromagnético, así
como la energía mecánica de vibración, ultrasonido, termografía, etc. Estas
pruebas determinan las propiedades físicas, composición y estructura de los
materiales, útiles para la toma de decisiones concernientes a la mejora o
sustitución de los componentes.
La clasificación de los ensayos no destructivos en los materiales se basa en la
posición donde se localizan las discontinuidades que pueden ser detectadas, y
se clasifican de la siguiente manera:
1. Pruebas no destructivas superficiales: estas pruebas proporcionan
información relativa a la sanidad superficial de los materiales
inspeccionados. Los métodos de pruebas no destructivas
superficiales son: VT – inspección visual, PT – líquidos penetrantes,
MT – partículas magnéticas, y ET - electromagnetismo. En el caso de
utilizar VT y PT se tiene la limitante para detectar únicamente
discontinuidades superficiales; y con el empleo de MT y ET se
pueden detectar discontinuidades superficiales y sub-superficiales.
2. Pruebas no destructivas volumétricas: estas pruebas proporcionan
información relativa a la sanidad interna de los materiales
inspeccionados. Los métodos de pruebas no destructivas
volumétricas son: RT – radiografía industrial, UT – ultrasonido
industrial, AE – emisión acústica. Estos métodos permiten la
detección de discontinuidades internas y sub-superficiales.
26
3. Pruebas no destructivas de hermeticidad: estas pruebas
proporcionan información relativa a recipientes que contienen un
fluido. Los métodos de pruebas no destructivas de hermeticidad son:
LT – pruebas de fuga, HT – pruebas hidrostáticas, NT – pruebas
neumáticas.
Entre los ensayos no destructivos más comunes se encuentran:
• Análisis de aceite y ferrografía
• Análisis de vibraciones
• Análisis metalográfico
• Inspección por líquidos penetrantes (PT)
• Inspección por partículas magnéticas (MT)
• Inspección por ultrasonido (UT)
• Radiografía industrial (RT)
• Termografía (TT)
27
3.1 DESARROLLO DEL PROYECTO
Este proyecto se inicio con la elaboración de un programa de actividades, las
cuales se realizaron durante el período de estadía. La siguiente figura muestra
un diagrama de Gantt donde se hace referencia a cada una de las actividades
específicas que se desarrollaron durante la ejecución de este proyecto.
Figura 1. Diagrama de Gantt que muestra el orden de actividades que se
ejecutaron durante el desarrollo del proyecto.
Las actividades están ordenadas de acuerdo a la secuencia de ejecución,
hasta la terminación del trabajo, y posteriormente la obtención de la carta de
liberación.
28
Una vez elaborado el plan de trabajo, se procedió a solicitar la información
necesaria para ir armando el esquema general.
Siguiendo la inercia del programa, se obtuvieron los diagramas de flujo del área
de caolín y del área de crudo que integran este taller; además se solicitó la
relación general de los equipos localizada en el programa Máximo. Este
programa dentro de la gestión de mantenimiento es de gran ayuda en él se
encuentra la base de datos de toda la planta debidamente ordenados.
Otra utilidad de los diagramas de flujo es que las personas involucradas en el
proyecto que desconocen el proceso, se puedan familiarizar con los equipos
del sistema.
En la siguiente figura se muestra el diagrama de flujo antes mencionado,
perteneciente al taller de crudo de la planta Vito; dentro del cual se desarrolló
este proyecto.
Figura 2. Diagrama de flujo perteneciente al taller de crudo en planta Vito.
Banda retorno gruesosVIB-236-BC14Gusano alimentación Molino secundarioVIB-236-SC16Molino SecundarioVIB-236-MB18Aerodeslizador de CrudoVIB-238-AS02Ventilador del aerodeslizadorVIB-238-FA04Elevador 1 de crudo a SiloVIB-238-BE06Elevador 2 de crudo a Silo (doble)VIB-238-BE08
Generador de Gases Molino primarioVIB-235-GG20Ventilador aire primario Generador GasesVIB-235-FA22
Gusano alimentación Molino primarioVIB-235-SC30Molino PrimarioVIB-235-MB32
Muestreador de crudoVIB-238-SA10
Tolva de Fluorita a Elev. AditivosVIB-232-HO02
Elevador de RecircularVIB-236-BE02
Báscula alimentación FluoritaVIB-235-WF14
Válvula de Agujas Tolva calizaVIB-232-HO08VV10Válvula de Guillotina Tolva calizaVIB-232-HO08VN10
VIB-232-BC06VV10
Válvula pendular báscula alim. caolínVIB-235-WF10VV10
Tolva alimentación Báscula CalizaVIB-235-HO16VIB-235-HO16VV10VIB-235-HO16VN10
VIB-235-WF18
Válvula de agujas Tolva CalizaVálvula de guillotina Tolva Caliza
Báscula Alimentación Caliza
Silo de Crudo 1VIB-331-SO02Silo de Crudo 2VIB-331-SO10Compresor GD 1 Horno 3VIB-921-CM02Compresor GD 2 Crudo 3 y CementoVIB-921-CM04
Válvula 2 vías Desc. Elevador Caolín s/ Silos
Válvula Mariposa Vent. del Colector PrimarioVIB-235-DB08
Válvula 2 vìas Desc. del Elev. AditivosVIB-224-VV63Elevador de Aditivos CrudoVIB-224-BE62
Válvula pendularVIB-235-WF18VV10Tolva alimentación Báscula FierroVIB-235-HO20
VIB-235-HO20VV10VIB-235-WF22
Válvula de agujas Tolva FierroBàscula Alimentaciòn de Fierro
Tren de Vàlvuilas Combustible Generador GasesVIB-235-FS21
Válvula dos víasVIB-236-SC10VV20
SECADOR DE CAOLIN
CRUDO BLANCO
LAFARGE DIAGRAMA DE FLUJO
Ductos de succión Colector 1VIB-224-DT15Ductos de succión Colector 2 auxiliarVIB-224-DT16
Elevador aux. caolín a secadorVIB-224-BE08
Elevador descarga Rastra CaolínVIB-224-BE40
Secador de CaolínVIB-224-HD22Válvula péndular doble del SecadorVIB-224-HD22VV10Generador de gases calientes SecadorVIB-224-GG24
Rastra de CaolínVIB-224-DG38
Elevador Aditivos de CrudoVIB-224-BE62Válvula 2 vías del Elevador AditivosVIB-224-VV63
Silo 1 para caolínVIB-224-SO46Válvula almeja silo 1 caolínVIB-224-SO46VV10
Caja de humos Secador CaolìnVIB-224-BD10
Silo 2 para caolínVIB-224-SO47Válvula almeja silo 2 caolínVIB-224-SO47VV10Banda extracción Silo 2 caolínVIB-224-BC50
Almacén de CaolínVIB-221-BI02Tolva caolín 1VIB-224-HO01Tolva caolín 2VIB-224-HO02Alimentador de placas ppal.VIB-224-AF03Alimentador de placas aux.VIB-224-AF04Triturador de Martillos principalVIB-224-CR05Triturador de Martillos auxiliarVIB-224-CR06Banda 1 Alimentación CaolìnVIB-224-BC07Banda 2 Alimentación CaolìnVIB-224-BC09
Colector polvo 1 caolìnVIB-224-DC11Colector polvo 2 auxiliar caolìnVIB-224-DC12Ventilador colector 1VIB-224-FA13Ventilador colector 2 auxiliarVIB-224-FA14
Banda transportadora caolín a tolvasVIB-232-BC06
Gusano corto Desc. TolvaVIB-224-SC20Gusano Largo descarga Colector AuxiliarVIB-224-SC21
Gusano del colector proceso SecadorVIB-224-SC68Válvula péndular doble desc. gusano colector procesoVIB-224-VV72
Ducto desc. elev. Rastra a elev. AditivosVIB-224-DT64
Ducto succión Vent. Colector proceso SecadorVIB-224-DT69Ducto succión Colector proceso SecadorVIB-224-DT70
Válvula péndular desc. Banda 2VIB-224-BC09VV10
Colector polvo proceso SecadorVIB-224-DC65Ventilador colector proceso SecadorVIB-224-FA66
Damper Vent. Colector proceso SecadorVIB-224-DB67
Tolva desc. Colector 1 CaolìnVIB-224-HO19
VIB-224-FA28Ventilador Aire Primario Generador de gasesVIB-224-FA26Ventilador Aire Diluciòn Generador de gases
VIB-224-FS29Ventilador Aire Atomizaciòn Generador de gasesVIB-224-FA29Tren de vàlvulas combustible Generador de gases
REVISION GENERAL - 17/JULIO/2009 - A. NIETO M.
Válvula de Guillotina Tolva FluoritaVIB-232-HO02VN10Banda Transportadora Caolín s/ SilosVIB-232-BC06
Tolva Caliza VaciaderoVIB-232-HO08
Elevador de CalizaVIB-232-BE10Colector polvo Molino primarioVIB-235-DC02Ventilador colector Molino primarioVIB-235-FA04Ductos de succión colectorVIB-235-DT06Válvula pendular dobleVIB-235-DT06VV10Válvula pendular dobleVIB-235-DT06VV20
Tolva alimentación Báscula CaolínVIB-235-HO08Válvula de agujas Báscula CaolínVIB-235-HO08VV10Válvula de guillotinaVIB-235-HO08VN10Báscula alimentación CaolínVIB-235-WF10
Tolva alimentación Báscula FluoritaVIB-235-HO12Válvula de agujas Báscula FluoritaVIB-235-HO12VV10
Colector polvo Molino secundarioVIB-236-DC04Ventilador colector Molino secundarioVIB-236-FA06Ductos de succión Colector Mol. SecundarioVIB-236-DT08Válvula Mariposa del Vent. Colector Mol. Sec.VIB-236-DB10Gusano del colector molino secundarioVIB-236-SC10Válvula pendular del GusanoVIB-236-SC10VV10
Separador DinámicoVIB-236-SP12Válvula pendular dobleVIB-236-SP12VV10Válvula pendular gruesosVIB-236-SP12VV20
29
Los diagramas de flujo son útiles porque nos indican esquemáticamente el
orden que guardan todos los equipos que intervienen en la línea del proceso.
Además de los diagramas con anterioridad mencionados, también se obtuvo la
relación general de todos los equipos debidamente codificados que pertenecen
a este taller.
En esta área suman un total de 85 unidades principales que intervienen en el
proceso, y para las cuales fue necesario elaborar su programa específico de
inspecciones para desgaste; que más tarde se integró al sistema de gestión del
mantenimiento. A partir de aquí, en lo sucesivo se contará con un historial para
cada equipo, el cual será útil para realizar una administración más eficiente de
todo el departamento.
Como siguiente paso, se elaboró una tabla para organizar los equipos por
categorías, tomando como base el listado general del sistema. Quedando como
se muestra en la tabla siguiente.
Tabla 1. Esta tabla presenta todos los equipos ubicados en el taller de crudo en
planta Vito, organizados por categorías.
30
Como se aprecia claramente en esta tabla, de un total de 85 equipos
principales registrados y codificados para el taller de crudo; la relación
integrada por categorías se reduce a solo 24 familias. Ya que varios de ellos
son equipos similares, y por tal motivo aplican las mismas actividades de
inspección. Como ejemplo podemos tomar las válvulas que suman un total de
19 unidades, y abarcan el 22.35% de este taller. El segundo lugar lo tienen los
ventiladores, que suman 9 unidades, y representan el 10.59% del mismo taller.
Este ejercicio se realizó con la finalidad de administrar eficazmente el tiempo y
avanzar en el desarrollo del trabajo.
Continuando con el desarrollo, en la siguiente figura se muestra de una manera
grafica la situación del taller de crudo con sus equipos agrupados por
categorías. En esta se muestra gráficamente el peso en porcentaje que cada
una de ellas tiene.
Recordemos que una imagen dice más que mil palabras, y esta figura sirvió de
base para el desarrollo de este proyecto.
Figura 3. Equipos del taller de crudo agrupados por categorías.
31
Esta grafica de pastel nos indica que los equipos de mayor peso en este taller
son las válvulas con un 22%, los ventiladores con un 11%, y así
sucesivamente.
Realizado esto, la siguiente tarea fue recabar la información existente
relacionada a cada uno de los equipos instalados en este taller, para ir dándole
forma al formato para inspecciones especificas de desgaste.
Para ello, fue necesario el apoyo del inspector de mantenimiento y del jefe de
métodos de planta Vito, que aportaron toda la información relacionada a
inspecciones de desgaste, y de esta manera dar seguimiento al desarrollo de
los programas específicos a estas inspecciones.
Cada uno de estos programas contendrá la lista de actividades necesarias
requeridas por cada uno de los equipo para su inspección y seguimiento. El
objetivo final es reducir los paros no programados, disminuir los tiempos
muertos en la línea de proceso, aumentar el ciclo de vida del equipo, y
asegurar la fiabilidad y disponibilidad total de la maquinaria.
Estos son los resultados que se espera obtener a mediano y largo plazo; que a
su vez serán medibles por medio de los indicadores de disponibilidad y el factor
de fiabilidad aplicable a cada uno de los talleres y de la planta en general.
De esta manera, se cumple con los objetivos marcados por el grupo en
beneficio de la empresa y todos sus colaboradores que trabajan para ella. Con
su esfuerzo y compromiso aportan un granito de arena para hacer un México
más fuerte y competitivo.
Por otra parte, la siguiente figura muestra el formato típico que se diseño para
el monitoreo de las inspecciones específicas de desgaste. Como se puede
apreciar claramente, en la parte superior se indica el nombre del taller referido;
después se localizan los nombres de los equipos para los cuales aplica este
formato; así mismo, aparece su código de referencia; la actividad u actividades
que serán aplicadas al equipo; y como punto final, su frecuencia de monitoreo.
Toda esta información en un solo formato que será parte esencial para la
administración del mantenimiento en planta Vito.
32
Los análisis de aceites, análisis de vibraciones, pruebas con ultrasonido,
pruebas con líquidos penetrantes, entre otras, son aplicables en todos los
equipos principales de cada taller. Ahora con la implantación de los formatos
para las inspecciones específicas de desgaste se avanza en la administración
del mantenimiento.
Figura 4. Esta figura muestra el formato típico que se diseño para monitorear
las inspecciones específicas de desgaste, aplicable a equipos del taller de
crudo en planta Vito.
33
Este formato fue el aprobado por la jefatura del departamento de
mantenimiento planta Vito, para ser utilizado en las inspecciones específicas
para desgaste.
Figura 5. Muestra el formato aprobado por el departamento de mantenimiento
planta Vito para implantarse en el taller de crudo, como área piloto, y
posteriormente a todos los talleres de la planta.
Este formato es el resultado del trabajo en equipo realizado durante la estadía
en el departamento de mantenimiento mecánico de la planta Vito, y será pieza
34
fundamental en la gestión del mantenimiento. Se desarrollaron un total de 14
formatos para el monitoreo de desgaste; aprovechando el espacio se
agruparon en promedio seis equipos en cada uno.
La siguiente fase es la elaboración de los programas de trabajo denominados
(Job Plan) que serán desarrollados para cada una de las actividades
mencionadas en los formatos para inspecciones específicas de desgaste.
3.1.1 METODOLOGÍA APLICADA
La metodología permite la obtención de información con base en los
indicadores que diagnostican el estado real de los equipos, del proceso o
administración de la planta. Una vez que se tiene el diagnostico, podemos
proceder a la toma de decisiones apoyándonos con alguna herramienta
estadística o de gestión que nos ayude en la solución del problema.
En este caso en particular, nos son útiles los indicadores de disponibilidad y de
fiabilidad para corroborar la tendencia de los equipos principales que integran
el taller de crudo en planta Vito.
Muchas de las empresas carecen de un centro de planeación y control para
mantenimiento de la fábrica y además, de una herramienta estadística
confiable que puedan aplicar los criterios correctos de mantenibilidad y
confiabilidad, tanto para la sustitución de máquinas como para la asignación de
recursos aplicables a su mantención.
En la práctica, la confiabilidad puede apreciarse por el estado que guardan o el
comportamiento que tienen cinco factores llamados universales y que se
consideran existe en todo recurso por conservar; estos factores son:
• Edad del equipo
• Medio ambiente donde opera
• Carga de trabajo
• Apariencia física
35
• Mediciones o pruebas de funcionamiento
Estos cinco factores deben ser jerarquizados por el personal de mantenimiento
responsable de la administración de los equipos, para ello se aplica un peso
porcentual a cada uno de los cinco factores antes mencionados, con el fin de
que el resultado de la suma de ellos, sea igual al 100%.
36
4.1 ANÁLISIS DE RESULTADOS
En este caso en particular, las evidencias de factibilidad del proyecto serán
tangibles al mediano y largo plazo, puesto que se requiere de las mediciones
físicas tomadas a los equipo para integrar el historial de cada uno de ellos.
De esta manera, se puede asegurar que la inversión destinada a la ejecución
de este proyecto es mínima, comparada con los beneficios que de él se
obtendrán después de su implantación.
Como ya se mencionó, los beneficios serán tangibles a mediano y largo plazo,
cuando los indicadores de disponibilidad y fiabilidad tengan una tendencia
positiva. Alcanzando los objetivos propuestos por el grupo de un 96% de
fiabilidad en la unidad de negocio durante los próximos tres años.
La tendencia positiva en los indicadores de mantenimiento clave para la
administración de toda empresa, justificarán el acierto de este trabajo.
Por el momento, la implantación de los formatos para inspecciones de
desgaste a equipos del taller de crudo, han sido la pauta para iniciar la segunda
fase del proyecto, que se refiere a la elaboración de los planes de trabajo mejor
conocidos como “Job Plan” para el taller de crudo.
De esta forma se justifica de una manera real el desarrollo del presente trabajo.
Como evidencia se tienen en planta el “Job Plan” para el taller de crudo,
elaborado por el inspector del departamento. Un ejemplo de estos programas
de trabajo se ilustra en las siguientes figuras.
37
Figura 6. Aquí se muestra un ejemplo de un programa de trabajo o mejor
conocido como un Job Plan, aplicable a un alimentador de placas del área de
crudo en planta Vito.
Job PlanMPEjecutor Mantenimiento MecánicoTipo de trabajo Mantenimiento Clase de trabajo PreventivoOperación Mayor NOPrioridad de O.T. 1Duración 4.33 HorasFrecuencia
ALIMENTADOR PLACAS DE CAOLÍN LINEA 1 (VIB-213-AF01)
Tarea Equipo Descripcción Comentario Punto Duración
APLICACIÓN DE SAFETY PLAN
APLICAR PROCEDIMIENTO LO-TO-TO
UTILIZAR LA HERRAMIENTA ADECUADA Y EN BUEN ESTADO.
COORDINAR CON CUARTO DE CONTROL LA INTERVENCIÓN AL EQUIPO.
20 RETIRAR GUARDAS.Retirar guardas lado motriz y conducido (Colocarlas en lugar que no obstruyan) 1/2 HORA
Tomar medida con vernier el paso de la catarinas lado motriz.
Tomar medida con vernier el paso de la catarinas lado conducido.
Tomar medida con vernier a 10 eslabones la holgura de la cadena.
Tomar medida con vernier a 10 ruedas, junto con pernos el diametro de las ruedas y pernos (Marcar ruedas y pernos que fueron medidas)
Colocar guarda de catarinas lado conducido.
Colocar guarda de catarinas lado motriz.
60 ENTREGAR EL EQUIPO Verificar que no exista herramienta y/o objetos en area de trabajo 10
MINUTOS
Descripcion Codigo Costo Requieren
COSTO DE MANO DE OBRA
TOTAL
Descripcion1 Flexometro de 5 metros.1 Vernier de 6"2 Llaves 15/16"1 Perico 10"
Descripcion1 Electrico1 Mecanico1 Inspector
1 Turno de 4.33 horas
1/2 HORA
00:40 MINUTOS
40 CADENA Y RUEDAS.
1 HORA
10 SEGURIDAD
COLOCAR GUARDAS.
1.5 HORAS
REFACCIONES
MANO DE OBRA Y TIEMPO
HERRAMIENTAS
INSPECCION ESPECIFICA DESGASTE ALIMENTADOR CAOLIN.
50
CATARINAS MOTRIZ Y CONDUCIDA.30
38
Figura 7. Otro ejemplo donde se muestra un Job Plan aplicable a un elevador
de cangilones, también del área de crudo en planta Vito. Estos Job Plan están
cargados en el software de mantenimiento Máximo.
Job PlanMPEjecutor Mantenimiento MecánicoTipo de trabajo Mantenimiento Clase de trabajo PreventivoOperación Mayor NOPrioridad de O.T. 1Duración 4.83 HorasFrecuencia
Elevador cangilones caolín línea 1 VIB-213-BE01
Tarea Equipo Descripcción Comentario Punto DuraciónAPLICACIÓN DE SAFETY PLANAPLICAR PROCEDIMIENTO LO-TO-TOUTILIZAR LA HERRAMIENTA ADECUADA Y EN BUEN ESTADO.COORDINAR CON CUARTO DE CONTROL LA INTERVENCIÓN AL EQUIPO.
Retirar registro lateral del elevador.
Retirar registro frontal del volante conducido.Retirar registro del volante motrizMedir con flexometro elongación de cadena a 10ft y/o con vernier 10 eslabones.(Repetir medición 3 veces marcando eslabones donde se efectuaron las medidas)Medir con vernier diametro de bujes.Hacer inspección visual en equipo en movimiento el estado de cangilones (Marcar dañados)Tomar medida con flexometro y/o vernier ancho de la pista volante inferior.
Verificar estado de chumaceras y estoperos del volante inferior.
Tomar medida con flexometro y/o vernier ancho de la pista volante superior.
Verificar estado de chumaceras y estoperos del volante superior
Tomar medida de la separación que existe entre lengüeta y cangilon NO >3 mm de claro.Colocar registro lateral.Colocar registro frontal del volante conducido.Colocar Registro del volante motriz.
60 ENTREGAR EL EQUIPO Verificar que no exista herramienta y/o objetos en area de trabajo 10
MINUTOS
Descripcion Codigo Costo RequierenMARCADOR DE METAL AMARILLOCOSTO DE MANO DE OBRA
TOTAL
Descripcion1 Flexometro de 5 metros.1 Vernier de 6"2 Llaves 15/16"2 Llaves de 9/161 Perico 6"
Descripcion1 Electrico1 Mecanico1 Inspector
1 Turno de 4.83 horas
HERRAMIENTAS
INSPECCION ESPECIFICA DESGASTE ELEVADOR CANGILONES CAOLÍN LÍNEA 1
10 SEGURIDAD
MANO DE OBRA Y TIEMPO
CAJON DE ELEVADOR20
VOLANTE MOTRIZ Y CONDUCIDO40
CAJON DE ELEVADOR
00:40 MINUTOS
30 CADENA DEL ELEVADOR
60 MINUTOS
REFACCIONES
60 MINUTOS
60 MINUTOS
5060
MINUTOS
39
CONCLUSIONES
El desarrollo de los programas para inspecciones de desgate a equipos del
proceso en el taller de crudo en planta Vito, es vital para la sobrevivencia de
esta fuente de trabajo. Su implementación mejorará visiblemente la gestión del
mantenimiento en el departamento. La mayor disponibilidad de todos los
equipos involucrados en el proceso será evidencia real del acierto de este
proyecto.
El análisis del ciclo de vida de todos los equipos, proporciona una base sólida
para su mantención; y en un caso extremo, para programar su reemplazo;
tomando como base el historial asentado en los programas ya referidos. El
análisis de las fallas y su criticidad son los elementos que dan luz al planeador
para tomar las decisiones que contribuyan al buen funcionamiento y
rendimiento óptimo de todos los equipos.
La experiencia obtenida durante el desarrollo de este trabajo, servirá de apoyo
para proyectos futuros relacionados al monitoreo del desgaste en equipos del
proceso. Ya sea en la industria cementera, calera, metalmecánica u otra afín.
40
RECOMENDACIONES
Sintetizando los beneficios que se obtendrán de la implantación de los formatos
para inspecciones de desgate a equipos del proceso en el taller de crudo en
planta Vito. Se puede decir que se optimiza la gestión del mantenimiento,
mejorando la disponibilidad y confiabilidad de los equipos. Además de
incrementar su vida útil, y reducir los costo totales por mantenimiento.
La recomendación general es dar el seguimiento adecuado a cada equipo de
acuerdo a las observaciones encontradas en cada inspección. Ello evitará
averías que pueden generar altos costos de mantención.
Así mismo, se recomienda tener buena comunicación con el personal de
operación para que juntos eliminen las fallas potenciales. Tanto el personal de
operación como el de mantenimiento son los que mejor conocen los síntomas
de los equipos.
No olvidar que el factor más importante en toda empresa es el factor humano, y
como tal requiere de atención. Un ambiente de trabajo agradable, crea en él un
autentico sentido de pertenencia.
41
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www.aulafacil.com/cursosenviados/Mantenimiento-industrial.doc
Resumen Ejecutivo. (2002). World Business Council for Sustainable
Development. Disponible en: http://wbcsdcement.org/pdf/agenda_es.pdf
Saravia, M.A. (2006). Metodología de investigación científica. Bolivia: Consejo
nacional de ciencia y tecnología. Disponible en:
http://www.cienciaytecnologia.gob.bo/convocatorias/publicaciones/Metodologia.
Wikipedia. (2011). Ensayo no destructivo. Disponible en:
http://es.wikipedia.org/wiki/Ensayos_no_destructivo
43
ANEXO 1
Se anexan las siguientes imágenes para reforzar el conocimiento sobre los
tipos de desgaste más comunes encontrados en los equipos del taller de crudo
en planta Vito.
Figura 8. Se muestra un desgaste abrasivo ocurrido a un transportador
helicoidal (gusano) que alimenta a un molino de bolas. El material que maneja
es piedra de caolín (ligeramente abrasivo).
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ANEXO 2
Figura 9. Se muestra un desgaste por fatiga ocurrido al emplacado o blindaje
de un molino de bolas. Estas placas se fabrican en un acero al cromo
manganeso para resistir la abrasión y el impacto, ya que este equipo trabaja
con una carga de 20 toneladas de bolas de acero en diferentes tamaños.
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ANEXO 3
Figura 10. Aquí se muestra un desgaste por erosión ocurrido al impulsor de un
ventilador para colector de polvos. Su función es extraer el aire limpio y lanzarlo
a la atmosfera, pero debido a otros factores como: humedad, temperatura o
partículas sólidas, ocurre este tipo de desgaste.
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ANEXO 4
Figura 11. Se muestra un desgaste por adhesión ocurrido a la cadena de un
elevador de cangilones. Su función es elevar el material de un nivel a otro, pero
por atoramiento se produce una fricción excesiva entre cadena y volantes
(superior o inferior), originando el desgaste por adhesión.
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ANEXO 5
Figura 12. Se muestra un desgaste por corrosión ocurrido a un colector de
polvos en su cámara plena. Aquí elementos como la humedad, la temperatura
y las características del material son fundamentales para este tipo de desgaste.
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ANEXO 6
Figura 13. En esta figura se muestra un desgaste combinado corrosión y
oxidación, ocurrido en la parte exterior de un colector de polvos y su chimenea.
Aquí los elementos propios del medio ambiente, como la humedad, la
temperatura, y las características propias del material provocan este tipo de
desgaste.
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GLOSARIO
Acero al carbono: Tipo básico de acero que contiene menos del 3% de otros
elementos a parte del fierro y carbono.
Acero inoxidable: Tipo de acero que contiene más del 15% de cromo y
presenta excelente resistencia a la corrosión.
Acero: Metal formado por fierro y un máximo del 2% de carbono, y
generalmente con pequeñas cantidades de manganeso, fósforo, azufre y silicio.
Aleación: Combinación de elementos, de los cuales el más abundante es
metálico, que mejora algunas propiedades de los metales.
Cavitación: Erosión de una superficie metálica por las presiones intensas
producidas cuando una burbuja de gas se colapsa dentro de un liquido en
movimiento.
Cementación: Consiste en añadir carbono a la superficie del metal, con el
objeto de aumentar su dureza superficial.
Cohesión: Resistencia que oponen las moléculas de los materiales a
separarse unas de otras.
Confiabilidad: Probabilidad de que un equipo funcione adecuadamente
durante un periodo estipulado.
Desalineación: Condición donde el eje de la maquina conductora y la maquina
conducida no están en la misma línea de centro.
Desbalance: Condición en la cual el centro de masa de un objeto determinado
no coincide con el centro de rotación del mismo.
Desgaste: Separación de material de la superficie de un cuerpo como
consecuencia de la interacción con otro cuerpo. También, se considera como el
deterioro progresivo de un equipo o componente por consecuencia de su uso.
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Disponibilidad: Porcentaje de tiempo en el cual maquinaria u equipo están
disponibles para producir.
Ductilidad: Capacidad de un metal para ser laminado, estirado o deformado
sin que ocurra ruptura cuando se le aplica una fuerza.
Dureza: Resistencia que opone un material a ser penetrado o rayado por otro.
Elasticidad: Capacidad de un material de recobrar su forma primitiva cuando
cesa la causa que origino la deformación.
Ensayo: Procedimiento normalizado con el que se cuantifica las propiedades
de los materiales.
Fatiga: Resistencia a la rotura de un material sometido a esfuerzos variables
tanto de magnitud como de sentido.
Fragilidad: Propiedad contraria a tenacidad. Los materiales frágiles tienen muy
poca zona plástica.
Fricción: Resistencia al movimiento que existe cuando un objeto sólido se
mueve tangencialmente con respecto a la superficie de otro sólido con el que
está en movimiento.
Lubricación: Práctica para disminuir la Fricción entre dos superficies en
contacto.
Maleabilidad: Capacidad de los materiales de deformarse plásticamente frente
a esfuerzos de compresión.
Mantenibilidad: Se define como la rapidez con la cual las fallas o
funcionamiento defectuoso en los equipos es corregido, o la conservación
programada es ejecutada con éxito
Metales: Grupo de materiales que presentan características generales de
buena ductilidad, resistencia mecánica y conductividad eléctrica y térmica.
Normalizado: Se denomina al tratamiento térmico aplicable a los aceros para
obtener sus propiedades normales.
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Organizar: Planificar o estructurar la realización de algo, distribuyendo
convenientemente los medios materiales y personales con los que se cuentan y
asignándoles funciones determinadas.
Plasticidad: Capacidad de algunos materiales sólidos de adquirir
deformaciones permanentes sin llegar a romperse.
Recocido: Calentamiento de un metal a cierta temperatura determinada, y
seguido de un proceso gradual de enfriamiento. Empleado para eliminar parcial
o totalmente los efectos del trabajo en frío.
Revenido: Tratamiento complementario al temple, con el que se pretende
eliminar tensiones internas producidas durante el temple; mejora la tenacidad,
aunque se reduce la dureza.
Sobrecarga: Exposición del equipo a trabajar arriba de sus límites de
operación.
Soldabilidad: Capacidad del metal para facilitar el proceso de soldadura y
crear una unión eficaz.
Temple: Tratamiento típico de los aceros que consiste en calentarlos hasta una
temperatura superior a la de austenización, seguido de un enfriamiento lo
suficientemente rápido para obtener una estructura martensítica.
Tenacidad: Propiedad que tienen ciertos materiales de soportar sin deformarse
ni romperse, los esfuerzos bruscos que se le apliquen.
Tratamiento térmico: Proceso de calentamiento y enfriamiento que se aplica a
los metales para cambiar su estructura cristalina y modificar sus propiedades
mecánicas.
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