INTRODUCCIN

Universidad Nacional Experimental PolitcnicaAntonio Jos de Sucre

Vicerrectorado Puerto Ordaz

Especialidad: Ingeniera IndustrialCtedra: Planificacin y Control de Mtto.

Mantenimiento Predictivo

Integrantes:

Laura Navea.Javier Rivas.Ciudad Guayana, Septiembre 2009INTRODUCCIN

Sin dudas, el desarrollo de nuevas tecnologas ha marcado sensiblemente la actualidad industrial mundial. En los ltimos aos, la industria mecnica se ha visto bajo la influencia determinante de la electrnica, la automtica y las telecomunicaciones, exigiendo mayor preparacin en el personal, no slo desde el punto de vista de la operacin de la maquinaria, sino desde el punto de vista del mantenimiento industrial.

La realidad industrial, matizada por la enorme necesidad de explotar eficaz y eficientemente la maquinaria instalada y elevar a niveles superiores la actividad del mantenimiento. No remediamos nada con grandes soluciones que presuponen diseos, innovaciones, y tecnologas de recuperacin, si no mantenemos con una alta disponibilidad nuestra industria.

Es decir, la Industria tiene que distinguirse por una correcta explotacin y un mantenimiento eficaz. En otras palabras, la operacin correcta y el mantenimiento oportuno constituyen vas decisivas para cuidar lo que se tiene.

MANTENIMIENTO PREDICTIVO.

Este tipo de Mantenimiento se basa fundamentalmente en detectar una falla antes de que suceda, para dar tiempo a corregirla sin perjuicios al servicio, ni detencin de la produccin, etc. Estos controles pueden llevarse a cabo de forma peridica o continua, en funcin de tipos de equipo, sistema productivo, etc. Para ello, se usan para ello instrumentos de diagnstico, aparatos y pruebas no destructivas, como anlisis de lubricantes, comprobaciones de temperatura de equipos elctricos, etc.

( OBJETIVO DEL MANTENIMIENTO PREDICTIVO

Predecir eventos en Maquinarias y Sistemas que puedan interferir con el proceso productivo y tomar acciones para evitarlos.( HISTORIA

Durante los aos 60 se inician tcnicas de verificacin mecnica a travs del anlisis de vibraciones y ruidos si los primeros equipos analizadores de espectro de vibraciones mediante la FFT (Transformada rpida de Fouries), fueron creados por Bruel Kjaer. ( VENTAJAS DEL MANTENIMIENTO PREDICTIVO

Reduce los tiempos de parada.

Permite seguir la evolucin de un defecto en el tiempo.

Optimiza la gestin del personal de mantenimiento.

La verificacin del estado de la maquinaria, tanto realizada de forma peridica como de forma accidental, permite confeccionar un archivo histrico del comportamiento mecnico.

Conocer con exactitud el tiempo lmite de actuacin que no implique desarrollo de un fallo imprevisto.

Toma de decisiones sobre la parada de una lnea de mquinas en momentos crticos.

Confeccin de formas internas de funcionamiento o compra de nuevos equipos.

Permite el conocimiento del historial de actuaciones, para ser utilizada por el mantenimiento correctivo.

Facilita el anlisis de las averas.

Permite el anlisis estadstico del sistema. ( DESVENTAJAS DEL MANTENIMIENTO PREDICTIVO.

La implantacin de un sistema de este tipo requiere una inversin inicial importante, los equipos y los analizadores de vibraciones tienen un costo elevado. De la misma manera se debe destinar un personal a realizar la lectura peridica de datos.

Se debe tener un personal que sea capaz de interpretar los datos que generan los equipos y tomar conclusiones en base a ellos, trabajo que requiere un conocimiento tcnico elevado de la aplicacin.

Por todo ello la implantacin de este sistema se justifica en mquina o instalaciones donde los paros intempestivos ocasionan grandes prdidas, donde las paradas innecesarias ocasionen grandes costos( TCNICAS APLICADAS AL MANTENIMIENTO PREDICTIVO.

Existen varias tcnicas aplicadas para el mantenimiento preventivo entre las cuales tenemos las siguientes:

1. Anlisis de vibraciones.

El inters de de las Vibraciones Mecnicas llega al Mantenimiento Industrial de la mano del Mantenimiento Preventivo y Predictivo, con el inters de alerta que significa un elemento vibrante en una Maquina, y la necesaria prevencin de las fallas que traen las vibraciones a medio plazo.

Registro de vibraciones en un ciclo de trabajo de la pala Transformada Tiempo-Frecuencia.

El inters principal para el mantenimiento deber ser la identificacin de las amplitudes predominantes de las vibraciones detectadas en el elemento o mquina, la determinacin de las causas de la vibracin, y la correccin del problema que ellas representan. Las consecuencias de las vibraciones mecnicas son el aumento de los esfuerzos y las tensiones, prdidas de energa, desgaste de materiales, y las ms temidas: daos por fatiga de los materiales, adems de ruidos molestos en el ambiente laboral, etc.

Parmetros de las vibraciones.

Frecuencia: Es el tiempo necesario para completar un ciclo vibratorio. En los estudios de Vibracin se usan los CPM (ciclos por segundo) o HZ (hercios).

Desplazamiento: Es la distancia total que describe el elemento vibrante, desde un extremo al otro de su movimiento.

Velocidad y Aceleracin: Como valor relacional de los anteriores.

Direccin: Las vibraciones pueden producirse en 3 direcciones lineales y 3 rotacionales.Tipos de vibraciones.

Vibracin libre: causada por un sistema vibra debido a una excitacin instantnea.

Vibracin forzada: causada por un sistema vibra debida a una excitacin constante las causas de las vibraciones mecnicas

A continuacin detallamos las razones ms habituales por las que una mquina o elemento de la misma puede llegar a vibrar.

Vibracin debida al Desequilibrado (maquinaria rotativa).

Vibracin debida a la Falta de Alineamiento (maquinaria rotativa)

Vibracin debida a la Excentricidad (maquinaria rotativa).

Vibracin debida a la Falla de Rodamientos y cojinetes.

Vibracin debida a problemas de engranajes y correas de Transmisin (holguras, falta de lubricacin, roces, etc.)Medida de Vibraciones

Evaluacin del estado de la mquina

Nivel de Vibraciones

Evaluacin de lmites segn VDI 2056

Evaluacin

Evaluacin de lmites segn IEC 34-14

Rodamientos: Mejor anlisis de tendencia que norma

(Tendencia Vibraciones Absolutas de Rodamiento

Evaluacin de lmites (Carta de Rathbone)

2. Anlisis de lubricantes.

Estos se ejecutan dependiendo de la necesidad, segn:

Anlisis Iniciales: Se realizan a productos de aquellos equipos que presenten dudas provenientes de los resultados del Estudio de Lubricacin y permiten correcciones en la seleccin del producto, motivadas a cambios en condiciones de operacin.Anlisis Rutinarios: Aplican para equipos considerados como crticos o de gran capacidad, en los cuales se define una frecuencia de muestreo, siendo el objetivo principal de los anlisis la determinacin del estado del aceite, nivel de desgaste y contaminacin entre otros

Anlisis de Emergencia: Se efectan para detectar cualquier anomala en el equipo y/o Lubricante, segn:

Contaminacin con agua

Slidos (filtros y sellos defectuosos).

Uso de un producto inadecuado

Equipos

Bombas de extraccin

Envases para muestras

Etiquetas de identificacin

FormatosEste mtodo aporta lo siguiente: Mxima reduccin de los costos operativos.

Mxima vida til de los componentes con mnimo desgaste.

Mximo aprovechamiento del lubricante utilizado.

Mnima generacin de efluentes.

En cada muestra podemos conseguir o estudiar los siguientes factores que afectan a nuestra maquina:

Elementos de desgaste: Hierro, Cromo, Molibdeno, Aluminio, Cobre, Estao, Plomo.

Conteo de partculas: Determinacin de la limpieza, ferrografa.Contaminantes: Silicio, Sodio, Agua, Combustible, Holln, Oxidacin, Nitracin, Sulfatos, Nitratos.

Aditivos y condiciones del lubricante: Magnesio, Calcio, Zinc, Fsforo, Boro, Azufre, Viscosidad.

Grficos e historial: Para la evaluacin de las tendencias a lo largo del tiempo.

De este modo, mediante la implementacin de tcnicas ampliamente investigadas y experimentadas, y con la utilizacin de equipos de la ms avanzada tecnologa, se lograr disminuir drsticamente:

( Tiempo perdido en produccin en razn de desperfectos mecnicos.

( Desgaste de las mquinas y sus componentes.

( Horas hombre dedicadas al mantenimiento.

( Consumo general de lubricantes.3. Anlisis por ultrasonido.

Este mtodo estudia las ondas de sonido de baja frecuencia producidas por los equipos que no son perceptibles por el odo humano.

Ultrasonido pasivo: Es producido por mecanismos rotantes, fugas de fluido, prdidas de vaco, y arcos elctricos. Pudindose detectarlo mediante la tecnologa apropiada.

El Ultrasonido permite:( Deteccin de friccin en maquinas rotativas.( Deteccin de fallas y/o fugas en vlvulas.( Deteccin de fugas de fluidos.( Prdidas de vaco.( Deteccin de "arco elctrico".( Verificacin de la integridad de juntas de recintos estancos.

Se denomina Ultrasonido Pasivo a la tecnologa que permite captar el ultrasonido producido por diversas fuentes.El sonido cuya frecuencia est por encima del rango de captacin del odo humano (20-a-20.000 Hertz) se considera ultrasonido. Casi todas las fricciones mecnicas, arcos elctricos y fugas de presin o vaco producen ultrasonido en un rango aproximado a los 40 Khz. Frecuencia con caractersticas muy aprovechables en el Mantenimiento Predictivo, puesto que las ondas sonoras son de corta longitud atenundose rpidamente sin producir rebotes. Por esta razn, el ruido ambiental por ms intenso que sea, no interfiere en la deteccin del ultrasonido. Adems, la alta direccionalidad del ultrasonido en 40 Khz. permite con rapidez y precisin la ubicacin de la falla.La aplicacin del anlisis por ultrasonido se hace indispensable especialmente en la deteccin de fallas existentes en equipos rotantes que giran a velocidades inferiores a las 300 RPM, donde la tcnica de medicin de vibraciones se transforma en un procedimiento ineficiente.De modo que la medicin de ultrasonido es en ocasiones complementaria con la medicin de vibraciones, que se utiliza eficientemente sobre equipos rotantes que giran a velocidades superiores a las 300 RPM.Al igual que en el resto del mundo industrializado, la actividad industrial en nuestro Pas tiene la imperiosa necesidad de lograr el perfil competitivo que le permita insertarse en la economa globalizada. En consecuencia, toda tecnologa orientada al ahorro de energa y/o mano de obra es de especial inters para cualquier Empresa.

4. Termografa.

La Termografa Infrarroja es una tcnica que permite, a distancia y sin ningn contacto, medir y visualizar temperaturas de superficie con precisin.

Los ojos humanos no son sensibles a la radiacin infrarroja emitida por un objeto, pero las cmaras termogrficas, o de termo - visin, son capaces de medir la energa con sensores infrarrojos, capacitados para "ver" en estas longitudes de onda. Esto nos permite medir la energa radiante emitida por objetos y, por consiguiente, determinar la temperatura de la superficie a distancia, en tiempo real y sin contacto.

La gran mayora de los problemas y averas en el entorno industrial (ya sea de tipo mecnico, elctrico y de fabricacin) estn precedidos por cambios de temperatura que pueden ser detectados mediante la monitorizacin de temperatura con sistema de Termo - visin por Infrarrojos. Con la implementacin de programas de inspecciones termogrficas en instalaciones, maquinaria, cuadros elctricos, etc. es posible minimizar el riesgo de una falla de equipos y sus consecuencias, a la vez que tambin ofrece una herramienta para el control de calidad de las reparaciones efectuadas.

El anlisis mediante Termografa infrarroja debe complementarse con otras tcnicas y sistemas de ensayo conocidos, como pueden ser el anlisis de aceites lubricantes, el anlisis de vibraciones, los ultrasonidos pasivos y el anlisis Predictivo en motores elctricos. Pueden aadirse los ensayos no destructivos clsicos: ensayos, radiogrfico, el ultrasonido activo, partculas magnticas, etc.

El anlisis mediante Cmaras Termogrficas Infrarrojas, est recomendado para:

( Instalaciones y lneas elctricas de Alta y Baja Tensin.

( Cuadros, conexiones, bornes, transformadores, fusibles y empalmes elctricos. ( Motores elctricos, generadores, bobinados, etc.

( Reductores, frenos, rodamientos, acoplamientos y embragues mecnicos.

( Hornos, calderas e intercambiadores de calor.

( Instalaciones de climatizacin.

( Lneas de produccin, corte, prensado, forja, tratamientos trmicos.

Las ventajas que ofrece el Mantenimiento Preventivo por Termo-visin son:

( Mtodo de anlisis sin detencin de procesos productivos, ahorra gastos.

( Baja peligrosidad para el operario por evitar la necesidad de contacto con el equipo.

( Determinacin exacta de puntos deficientes en una lnea de proceso.

( Reduce el tiempo de reparacin por la localizacin precisa de la Falla.

( Facilita informes muy precisos al personal de mantenimiento.

( Ayuda al seguimiento de las reparaciones previas.

5. Anlisis por rbol de fallas.

El Anlisis por rboles de Fallos (AAF), es una tcnica deductiva que se centra en un suceso accidental particular (accidente) y proporciona un mtodo para determinar las causas que han producido dicho accidente. Naci en la dcada de los aos 60 para la verificacin de la fiabilidad de diseo del cohete Minuteman y ha sido ampliamente utilizado en el campo nuclear y qumico. El hecho de su gran utilizacin se basa en que puede proporcionar resultados tanto cualitativos mediante la bsqueda de caminos crticos, como cuantitativos, en trminos de probabilidad de fallos de componentes.

Para el tratamiento del problema se utiliza un modelo grfico que muestra las distintas combinaciones de fallos de componentes y/o errores humanos cuya ocurrencia simultnea es suficiente para desembocar en un suceso accidental.

La tcnica consiste en un proceso deductivo basado en las leyes del lgebra de Boole, que permite determinar la expresin de sucesos complejos estudiados en funcin de los fallos bsicos de los elementos que intervienen en l.

Consiste en descomponer sistemticamente un suceso complejo (por ejemplo rotura de un depsito de almacenamiento de amoniaco) en sucesos intermedios hasta llegar a sucesos bsicos, ligados normalmente a fallos de componentes, errores humanos, errores operativos, etc. Este proceso se realiza enlazando dichos tipos de sucesos mediante lo que se denomina puertas lgicas que representan los operadores del lgebra de sucesos.

Cada uno de estos aspectos se representa grficamente durante la elaboracin del rbol mediante diferentes smbolos que representan los tipos de sucesos, las puertas lgicas y las transferencias o desarrollos posteriores del rbol.6. Anlisis FMECA.

Otra til tcnica para la eliminacin de las caractersticas de diseo deficientes es el anlisis de los modos y efectos de fallos (FMEA); o anlisis de modos de fallos y efectos crticos (FMECA)

La intencin es identificar las reas o ensambles que es ms probable que den lugar a fallos del conjunto.

El FMEA define la funcin como la tarea que realiza un componente --por ejemplo, la funcin de una vlvula es abrir y cerrar-- y los modos de fallo son las formas en las que el componente puede fallar. La vlvula fallar en la apertura si se rompe su resorte, pero tambin puede tropezar en su gua o mantenerse en posicin de abierta por la leva debido a una rotura en la correa de rbol de levas.

La tcnica consiste en evaluar tres aspectos del sistema y su operacin:

( Condiciones anticipadas de operacin, y el fallo ms probable.

( Efecto de fallo en el rendimiento.

( Severidad del fallo en el mecanismo.

La probabilidad de fallos se evala generalmente en una escala de 1 a 10, con la criticidad aumentando con el valor del nmero. Esta tcnica es til para evaluar soluciones alternativas a un problema pero no es fcil de usar con precisin en nuevos diseos.

El FMEA es til para evaluar si hay en un ensamble un nmero innecesario de componentes puesto que la interaccin de un ensamble con otro multiplicar los efectos de un fallo. Es igualmente til para analizar el producto y el equipo que se utiliza para producirlo.

El FMEA, ayuda en la identificacin de los modos de fallo que es probable que causen problemas de uso del producto. Ayuda tambin a eliminar debilidades o complicaciones excesivas del diseo, y a identificar los componentes que pueden fallar con mayor probabilidad. Su empleo no debe confinarse al producto que se desarrolla por el grupo de trabajo. Puede tambin usarse eficazmente para evaluar las causas de parada en las mquinas de produccin antes de completar el diseo.7. Anlisis de Fourier de vibraciones mecnicas:

Investiga los mecanismos de dao

Analiza el estado de los elementos de desgaste

Modifica el diseo de las mquinas para facilitar su mantenimiento

Utiliza un poltica predictiva

Proporciona una evaluacin del estado de la mquina

Identifica la causa de las averas

Determina la vida remanente

( ELEMENTOS DE UN PROGRAMA DE MANTENIMIENTO PREDICTIVO EFICAZ.1. Deteccin: Consiste en la recopilacin y registro de datos, tales como nivel de vibracin, lubricacin, temperatura, velocidad de rotacin, entre otras variables inherentes al funcionamiento de las mquinas. 2. Anlisis: Consiste en el estudio de los datos registrados, con el fin de determinar la naturaleza de las fallas que puedan presentar los equipos. El problema puede ser identificado comparando dichas lecturas detalladas con otra informacin acerca de las mquinas.3. Correccin: Ofrece la oportunidad de realizar las correcciones necesarias en el momento ms oportuno y de acuerdo con los planes de mantenimiento establecidos.( PASOS PARA ORGANIZAR UN MANTENIMIENTO PREDICTIVO: 1. Reconocimiento de la planta. 2. Seleccin de las mquinas. 3. Seleccin de tcnicas ptimas para la verificacin de la condicin. 4. Implantacin del sistema de mantenimiento Predictivo. 5. Fijacin y revisin de datos y lmites de condicin aceptables. 6. Mediciones de referencia de las mquinas. 7. Medicin peridica de la condicin. 8. Recopilacin de datos. 9. Registro de datos. 10. Anlisis de las tendencias de deteccin de las fallas. 11. Anlisis de la condicin. 12. Correccin de las fallas.( ORGANIZACIN PARA EL MANTENIMIENTO PREDICTIVO.

Esta tcnica supone la medicin de diversos parmetros que muestren una relacin predecible con el ciclo de vida del componente. Algunos ejemplos de dichos parmetros son los siguientes:

Vibracin de cojinetes

Temperatura de las conexiones elctricas

Resistencia del aislamiento de la bobina de un motor

El uso del mantenimiento Predictivo consiste en establecer, en primer lugar, una perspectiva histrica de la relacin entre la variable seleccionada y la vida del componente. Esto se logra mediante la toma de lecturas (por ejemplo la vibracin de un cojinete) en intervalos peridicos hasta que el componente falle.

La figura muestra una curva tpica que resulta de graficar la variable (vibracin) contra el tiempo. Como la curva lo sugiere, debern reemplazarse los cojinetes subsecuentes cuando la vibracin alcance 1,25 in/seg (31,75 mm/seg). Los fabricantes de instrumentos y software para el mantenimiento Predictivo pueden recomendar rangos y valores para reemplazar los componentes de la mayora de los equipos, esto hace que el anlisis histrico sea innecesario en la mayora de las aplicaciones.( METODOLOGA DE LAS INSPECCIONES.

Una vez determinada la factibilidad y conveniencia de realizar un mantenimiento Predictivo a una mquina o unidad, el paso siguiente es determinar la o las variables fsicas a controlar que sean indicativas de la condicin de la mquina. El objetivo de esta parte es revisar en forma detallada las tcnicas comnmente usadas en el monitoreo segn condicin, de manera que sirvan de gua para su seleccin general. La finalidad del monitoreo es obtener una indicacin de la condicin (mecnica) o estado de salud de la mquina, de manera que pueda ser operada y mantenida con seguridad y economa.

Por monitoreo, se entendi en sus inicios, como la medicin de una variable fsica que se considera representativa de la condicin de la mquina y su comparacin con valores que indican si la mquina est en buen estado o deteriorada. Con la actual automatizacin de estas tcnicas, se ha extendido la acepcin de la palabra monitoreo tambin a la adquisicin, procesamiento y almacenamiento de datos. De acuerdo a los objetivos que se pretende alcanzar con el monitoreo de la condicin de una mquina debe distinguirse entre vigilancia, proteccin, diagnstico y pronstico. Vigilancia de mquinas: Su objetivo es indicar cundo existe un problema. Debe distinguir entre condicin buena y mala, y si es mala indicar cun mala es.

Proteccin de mquinas: Su objetivo es evitar fallas catastrficas. Una mquina est protegida, si cuando los valores que indican su condicin llegan a valores considerados peligrosos, la mquina se detiene automticamente.

Diagnstico de fallas: Su objetivo es definir cul es el problema especfico. Pronstico de vida la esperanza a. Su objetivo es estimar cunto tiempo ms Podra funcionar la mquina sin riesgo de una falla catastrfica.

En el ltimo tiempo se ha dado la tendencia a aplicar mantenimiento Predictivo o sintomtico, sea, esto mediante vibro-anlisis, anlisis de aceite usado, control de desgastes, etc.

CONCLUSINEs importante considerar que la productividad de una industria aumentar en la medida que las fallas en las mquinas disminuyan de una forma sustentable en el tiempo. Para lograr lo anterior, resulta indispensable contar con la estrategia de mantenimiento ms apropiada y con personal capacitado tanto en el uso de las tcnicas de anlisis y diagnstico de fallas implementadas como tambin con conocimiento suficiente sobre las caractersticas de diseo y funcionamiento de las mquinas.

El mantenimiento Predictivo permite que la gerencia de la planta tenga el control de las mquinas y de los programas de mantenimiento y no al revs. En una planta donde se usa el mantenimiento Predictivo el estado general de las mquinas esta conocido en cualquier momento y una planificacin ms precisa ser posible.

El mantenimiento Predictivo usa varias disciplinas. La ms importante de estas es el anlisis peridico de vibraciones. Se ha demostrado varias veces que de todas las pruebas no destructivas, que se pueden llevar a cabo en una mquina, la firma de vibraciones proporciona la cantidad de informacin ms importante acerca de su funcionamiento interno.

Entre las tcnicas de anlisis utilizadas hoy en da, se destaca el anlisis de vibraciones mecnicas, ilustrando con un grafico su alcance as como la necesidad de usar diferentes indicadores con el fin de llegar a un diagnstico acertado. Diagnosticados y solucionados los problemas, la vida de las mquinas y su produccin aumentar y por tanto, los costos de mantenimiento disminuirn.

BIBLIOGRAFIA

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