tmi 102 vol ii feb 2010

CURSO

DE

EXPERTO EN

MANTENIMIENTO

INDUSTRIAL

VOL. II

Curso TMI 102 “Experto en Mantenimiento Industrial”. 2ª edición Febrero 2010

Editor TMI, S.L. Plaza Obispo Irurita, 3 entreplanta

31011 Pamplona (España) Depósito Legal: NA – 264/2002

R.P.I.: NA – 2869

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I N D I C E

2. COSTES DE MANTENIMIENTO. MTO. MODIFICATIVO. GESTIÓN DE REPUESTOS Y TRIBOLOGÍA DE MÁQUINAS

Página 2.1 Costes de Mto. Su Implantación. Previsión, Control y Reducción...................................................................... 5 2.1.1 El coste integral de mantenimiento ................................ 5 2.1.2 Valores estadísticos sobre costes de Mto. por sectores empresariales.................................................. 28 2.1.3 Coste de Mto. preventivo sobre el Total de Mto............. 30 2.2 Base de datos para el Mto. modificativo. Ficha histórica de Mto. Parámetros de Fiabilidad y Mantenibilidad. Curvas de infiabilidad y mantenimiento para reformas de máquinas. 31 2.2.1 Definición de histórico de un equipo .............................. 31 2.2.2 Histórico y microfallos (paradas menores) ..................... 31 2.2.3 Histórico y Mto. Preventivo ............................................ 33 2.2.4 Ficha histórica de Mto. Recogida de información .......... 34 2.2.5 Causas de avería e incidentes en las máquinas e instalaciones .................................................................. 41 2.2.6 Explotación de los datos contenidos en la Ficha histórica ......................................................................... 42 2.3 Iniciación al T.P.M. aplicación del Mto. Autónomo y papel del mando y técnico de Mto.............................................. 54 2.3.1 Introducción al T.P.M. .................................................... 54 2.3.2 El mantenimiento en el ámbito de T.P.M. ...................... 59 2.3.3 Nuevo concepto de rendimiento en T.P.M. La tasa de Rendimiento sintético T.R.S........................................... 65 2.3.4 El T.R.S. y el tipo de planta industrial ............................ 67 2.3.5 Las grandes pérdidas..................................................... 69 2.3.6 Eliminación de las 6 grandes pérdidas........................... 71 2.3.7 Actividades de Mto. preventivo en T.P.M....................... 86 2.3.8 El mantenimiento autónomo y sus pasos....................... 86

2

Página

2.3.9 La limpieza en T.P.M., las 5S y las 5E. Estándares....... 94 2.3.10 Los 5 niveles de mantenimiento en T.P.M. .................. 112 2.3.11 Mantenimiento T.P.M. del servicio de Mto. .................. 115 2.3.12 La formación en T.P.M................................................. 116 2.4 Nociones prácticas de Normalización. Especificaciones Técnicas de maquinaria. La normativa ISO 9000 y el Mto. 121 2.4.1 Normalización y la mantenibilidad.................................. 121 2.4.2 Especificaciones técnicas de las diferentes ejecuciones de válvulas de asiento instaladas en industrias X. Navarra, S.A. ................................................................. 130 2.4.3 Especificaciones de maquinaria o información horizontal de la mantenibilidad. ...................................................... 131 2.4.4 La norma de Calidad ISO 9000 y el Mantenimiento....... 138

2.4.4.1 Introducción. ......................................................... 138 2.4.4.2 Norma ISO 9000................................................... 140 2.4.4.3 Norma ISO 9001................................................... 141 2.4.4.4 Norma ISO 9004................................................... 142 2.4.4.5 ISO 9000 y su relación con el Mto. ....................... 142 2.4.4.6 Elementos del Sistema de Calidad del Mto. ......... 143 2.4.4.7 Elementos del Sistema de Aseguramiento de la

Calidad en el Mto.................................................. 146 2.4.4.8 Determinación de recursos materiales. ................ 148 2.4.4.9 Disponibilidad de Recursos Humanos .................. 148 2.4.4.10 Documentación de Mantenimiento ..................... 150 2.4.4.11 Control y evaluación del Mantenimiento ............. 151

2.5 Gestión de Stocks de repuestos y parámetros. Determinación de Stock mínimo, punto de pedido y nivel. Rotación. Calidad del Servicio e inmovilización de repuestos de una máquina. 153 2.5.1 La Gestión de Repuestos............................................... 153

2.5.1.1 Definición, tipos y codificación de los Repuestos de un sistema.. ..................................................... 153

2.5.1.2 Niveles de los Repuestos. .................................... 153 2.5.1.3 Tipos de Repuestos de una máquina ................... 154 2.5.1.4 Codificación de los Repuestos.............................. 156

2.5.2 Materiales de Gestión de Stocks de Mto........................ 168 2.5.3 Fundamentos de Gestión de Stocks Automática ........... 169 2.5.4 La Gestión Clásica de Stocks de Mto. ........................... 175

3

Página

2.5.5 La Calidad de Servicio (CS), Indice de Rotación (IR) y el inmovilizado del almacén de Repuestos. ................... 177 2.5.6 Método de Mayoración y Minoración ............................. 181

2.5.6.1 Fórmulas y factores. ............................................. 181 2.5.6.2 Procedimiento de gestión ..................................... 181 2.5.6.3 Ejemplo de procedimiento de punto de pedido..... 182 2.5.6.4 Ejemplo de procedimiento a nivel ......................... 184

2.6 Patología de Tribología de las máquinas: Desgaste, abrasión, fatiga, cavitación, oxidación, corrosión, temperatura y otras causas de degradación..................... 187 2.6.1 Tribología de las máquinas ............................................ 187

2.6.1.1 Definición de tribología. ........................................ 187 2.6.1.2 Tipos y clasificación del desgaste......................... 187 2.6.1.3 Condiciones que influyen en el desgaste ............. 190 2.6.1.4 Diversos desgastes .............................................. 192 2.6.1.5 Desgaste por cavitación ....................................... 203

2.6.2 Desgaste por Corrosión ................................................. 208 2.6.3 Protección Catódica ....................................................... 213 2.6.4 La protección “Sobreespesor de Corrosión” .................. 216 2.6.5 La Fatiga ........................................................................ 221 2.6.6 Materiales metálicos más usados en la industria........... 226 2.6.7 Materiales sintéticos no metálicos utilizados en Mto...... 233 2.6.8 Últimos materiales utilizados en construcción de bienes de equipos. .................................................................... 238

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SEGUNDO MODULO

COSTES DE MTO. MTO. MODIFICATIVO

T.P.M. – NORMALIZACIÓN GESTIÓN DE REPUESTOS

Y TRIBOLOGÍA DE MÁQUINAS 2.1 COSTES DE MANTENIMIENTO. SU IMPLANTACIÓN.

PREVISIÓN, CONTROL Y REDUCCIÓN 2.1.1 EL COSTE INTEGRAL DE MANTENIMIENTO 1 - Introducción Podemos definir el Coste Integral de Mto. (CI) como un valor que recoge el resultado económico de la gestión total del Mantenimiento de una empresa. Una máquina, instalación, sección, planta o fábrica, que tenga un elevado CI, significa que su gestión de Mantenimiento no es buena. Por el contrario, si el CI es bajo, estamos ante una buena gestión de Mto. El CI recoge de forma global la mejor o peor gestión del Mto. en una empresa. Pretendemos obtener el valor óptimo o mínimo del CI, objetivo que puede lograrse aplicando un conjunto de técnicas y desarrollando sistemas de trabajo idóneos para este fin.

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2 - Definiciones Coste Tradicional de Mto. El que se incorpora al coste de producción de una planta en las formas de variable y de fijo. Coste especial de Mto. El que ocasiona Mto. en virtud de las mayores o menores pérdidas de Producción y Servicio, y de los gastos financieros producidos por la inmovilización de los repuestos, y la amortización de los equipos de Mto. y de la sobredimensión de redundancias de equipos. Consta del coste de fallo y los costes financieros habidos en Mantenimiento. Coste variable de Mto. El que forma parte del Tradicional y que depende de la mayor o menor producción de la planta o máquina.

■ Mano de obra Directa o Mto. Correctivo ■ Mano de Obra de Mto. Preventivo, que hace reparaciones Consta de: ■ Repuestos consumidos

■ Reparaciones exteriores Coste fijo de Mto. Aquél que corresponde a los costes fijos de fabricación, y que consta de: � Mano de obra de Mto. Preventivo � Mano de O. Indirecta (Mandos, administrativos y técnicos). � Pinturas, lubricantes, herramientas, etc. consumidas. � Seguros de Mto.

Coste de fallo En rigor se reduce a pérdidas de beneficio + gastos fijos. En la práctica podríamos aceptar la pérdida de producción a coste de fabricación, motivada por avería o para hacer Mto. Preventivo en parado, o la pérdida del servicio u operación en empresas de servicios. Habría que añadir pérdidas energéticas ocasionadas por averías imputables a Mto. y sanciones gubernativas debidas a averías ambientales. El coste de fallo de un equipo redundante es cero, si bien no siempre es así.

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3 - Imputación del Coste Integral de Mto. El coste integral puede imputarse a los siguientes escalones o niveles: � Máquina

� Conjunto de máquinas iguales o U.D.U. (Unidad de Uso).

� Sección

� Planta

En nuestro curso, los costes de Mto. los imputaremos a nivel de máquina o de U.D.U. Estas máquinas o UDUS, debidamente agrupadas, dan lugar al equipo o instalación de una sección y de una planta. O sea, que por adición se pueden obtener los costes de áreas mayores. 4 - Esquema de composición del C.I. Presentamos dos esquemas completos de formación del C.I., con sus ramificaciones y conceptos, anteriormente definidos, expresando cada concepto con números entre paréntesis.

En el primero de ellos, el Coste Tradicional y el Coste Especial componen el Coste Integral Pero resulta más práctico y realista el segundo esquema. El coste de Mto. Preventivo y el Coste de Averías configuran el Coste Integral. Puede verse claramente que se simplifica el entendimiento de la influencia que el Preventivo ejerce sobre los costes derivados de las averías. Equivale a decir que gastando más o menos en Preventivo se debe gastar menos o más correlativamente en Averías.

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5 - Optimización del Coste Integral Partiendo del primero de los dos esquemas anteriormente descritos, hablando matemáticamente y a simple vista podría parecer que aumentando los costes variables, los fijos y el financiero también lo haría el C.I., pero no es así. La razón es que el coste de fallo es inverso de los otros, es decir, que tiende a decrecer cuando se intensifican estos. Aunque exactamente no sucede lo antedicho, vamos a acotar el problema para conocer los costes concretos que aumentándolos dan lugar a otras disminuciones, tales que la suma (el CI) sea mínimo. La experiencia viene en nuestra ayuda para dar clarividencia a este asunto. Si yo aumento el coste de Mto. Preventivo, la mano de O. Indirecta, el consumo de lubricantes, herramientas, etc…, las paradas para Mto. Preventivo, y la existencia de repuestos, disminuirá el coste de Mto. Correctivo, (m de OD, consumo de repuestos y reparaciones exteriores). Llevado a nuestro esquema, podemos indicar:

C I

( O )

M. de O. Mto. Preventivo

10

M. de O. Mto. Preventivo (Reparaciones) 7 (a)

M. de O. Mto. Correctivo Averías 7 (b)

M. de O. de Mto. Correctivo

Programado 7 (a)

Repuestos programados

8 (a)

Repuestos averías 8 (b)

Reparaciones externas

Programadas 9 (a)

Mano de O. Indirecta 11

Reparaciones externas averías 9 (b)

Pinturas, lubricantes 12

Paradas para Mto. Preventivo 14

Si a

umen

ta

D

ism

inuy

e

Coste de fallo electromecánico

y civil 13

BLO

QU

E A

Financiero 6

Fallo energético y ambiental 15

BLO

QU

E B

11

El M.C. puede ser programado (por efecto del M.P.) o imprevisto (por efecto de la parada por fallo). Gráficamente, y teniendo presente ya la existencia de los dos bloques A y B antagónicos de coste, tendremos que: Aumentando los medios del bloque A, su coste sube, y el coste del bloque B disminuye. El CI pasa por un valor mínimo, hacia el cual debe dirigirse todo el esfuerzo del Servicio de Mto. Este valor mínimo u óptimo es el objeto central de nuestro módulo del Máster. Obsérvese que la espoleta desencadenante del coste CI óptimo es el bloque A. Actuando sobre este bloque de costes CONTROLO el bloque B, que es consecuencia del A. 6 - Algunas particularidades sobre la familia de Costes de Mto. Varios factores influyen en el peso o valor de todos los costes explicados. Estos factores son: � El mercado de los productos fabricados.

� El ritmo de la producción.

� La estacionalidad de los productos.

� La repercusión en la “imagen” de la empresa de los fallos o averías.

� El malogro de operaciones por culpa de los fallos.

Coste Integral óptimo

medios óptimos del bloque A

medios (hombres, repuestos, paradas) del Bloque A

Bloque B

Bloque A

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Es decir, aquellos que marcan si una parada por avería es o no es económicamente una pérdida para la empresa.

7 - Coste de Fallo C.F. 7-1) Empresas productivas

a. Criterio riguroso CF riguroso

Coste horario de explotación Repercusión en el coste de la parada de h horas por avería

Con recuperación de la producción haciendo horas extras H a un coste horario O

Materia prima………….… m Puede perderse (p.ej. leche) MOD Producción…….….. o Se dedica a otro menester – o x h + horas extras H Energía…………………… e Coste de Mto.................... M Si se queda esperando algún

operario de Mantenimiento.

Indirectas………………… i Varios…………………….. V Proporcional de Ventas… P Amortización…………….. a Beneficios………………... b b x h b x h

CF = b x h – o x h

CF = O x H – o x h b. Criterio práctico CF = (m + o + e + a + M + i) h = Coste de producción perdida Empresas con muy alta tasa de amortización de maquinaria tienen un elevado coste de fallo. Y lo mismo ocurre con las que trabajan con metodología Just in Time (sin stocks intermedios). Cuando falla una instalación desaparecen los gastos variables

Ventas = 0 K.V. = 0

Por tanto, el coste de fallo se reduce a los gastos fijos + beneficios, o sea, el margen bruto durante el tiempo del fallo.

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€ Beneficios Ventas G Totales G Variables GV Gf G fijos Unidades Evolución del Coste Integral relativo de Mto. CI I inversión

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6 1ª Fase Mto Preventivo 5

4 2ª Fase - Optimiza-

3 ción 0,5 a 0,8 Valor inicial

2

1 0,4 a 0,6 Valor inicial 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 Años Tiempo necesario para que se alcance la optimización Tiempo necesario para que el Mto Preventivo sea eficaz

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7-2) Empresas de Servicios Consideraciones en torno al Coste de Fallo de Mantenimiento Así como en las empresas de producción material y tangible el coste de Fallo es fácil de determinar, no ocurre lo mismo con las empresas de Servicios, en las que dicho coste no se puede sustentar en producción material perdida. Por eso, es menester valorar en euros la repercusión que alcanza el incumplimiento de un objetivo o contrato por causa de un fallo o avería. Consideramos dos casos: a) El fallo o avería malogra una determinada operación. El coste de fallo es el

valor de la operación a precio de venta. Por ejemplo: empresa de transportes, en la que el camión cargado se avería, y no es posible echar mano de otro camión, por ser aquel de diseño especial.

b) El fallo o avería reduce o retrasa una operación o Servicio, creando

descontento en el cliente. En este caso se debe considerar que la empresa se sitúe en estas condiciones:

� Monopolio. El cliente soporta el fallo.

� Pocos competidores. El cliente puede solicitar los servicios de otro

proveedor o no solicitarlos. � Muchos competidores. El cliente solicita el servicio o el próximo a otro

proveedor. El coste de fallo lo determinaremos de la siguiente manera:

Monopolio - Cf = 0,1 x Valor operacion a precio de venta

2 ( 50% riesgo ) ( cambia o no de proveedor )→

Pocos competidores - Cf = 0,5 x Valor operacion a precio de venta

2

Muchos competidores - Cf = 0,8 x Valor operacion a precio de venta

2

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Ejemplos: 1) Un tren que transporta 200 viajeros sufre una avería, que implica un retraso

de 10 horas.

Cf = 2

) viajero / Euros 9 x 200 ( x 0,5 =

2Euros 901,52

= 450,76 ,- €

2) Un camión de CLH (Compañía Logística de Hidrocarburos) se avería en

carretera y tarda 24 horas en servir gasóleo a un cliente.

Cf = 2

l /Euros 0,98 x litros 20.000 ( 0,5 = 4.900,00 - €

Para una empresa que se halle en situación de débil mercado, no constituye una pérdida cualquier parada por avería. En cambio, si los pedidos son importantes y no da abasto a ellos, la parada es una pérdida. Una planta azucarera trabaja productos de típica estacionalidad, y está parada para hacer Mto. una buena parte del año. Durante la campaña, una parada es una pérdida económica importante. Una empresa de mercado regular que trabaje a tres turnos, la parada por avería es una pérdida importante. En fin, si la empresa puede recuperar la parada por avería, el coste de parada se puede reducir a algunas horas extras de mano de obra. Si no es así, la parada por avería es la producción perdida. De ahí, que el C.I., incorporará a su haber los costes de Mto., que según las circunstancias empresariales sean procedentes, y tendremos empresas cuyo CI de Mto. sólo lo compongan la m de O.D. de MC, los lubricantes y repuestos, y otras cuyo CI vendrá dado por MP, M. Correctivo, parada por averías, repuestos, lubricantes, etc… Evidentemente, la implantación del Mto. Preventivo en la empresa, implica la necesidad de que el CI contenga el mayor nº posible de componentes, sobre todo el coste de parada por avería y el coste de parada para M.P. Estudiaremos la obtención de C.I. con el mayor nº de componentes. El interesado podrá recortar, según cada caso, alguno de ellos para mejor adaptarlo a la circunstancia especial de su empresa.

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7-3) Determinación práctica del Coste de Fallo El coste de fallo ocasionado por la intervención de Mto. se compone de: PFD = pérdidas por indisponibilidad de la instalación y que puede ser: PFDP : pérdidas de producción PFDS : pérdidas por accidente PFDI : pérdidas de imagen, ventas, solvencia PFDC : pérdidas por rechazos de calidad Al principio de cada año se deberá fijar la tasa unitaria PFD = euros perdidos en cada máquina/hora de indisponibilidad. PFEP = ahorro de energía producido por el Mto. Preventivo.. PFEC = incremento del consumo de energía motivado por una avería energética durante el tiempo de preaviso (TA hasta la corrección TC) PFA = pérdidas por deterioro ambiental. Su valor vendrá determinado por la multa, cierre, etc.

CF anual = ∑∑∑∑ PFD x Tind + ∑∑∑∑ PFEC (TC - TA) - ∑∑∑∑ PFEP + ∑∑∑∑ PFA En la OT figurará: � indisponibilidad Avería produce � incremento consumo de energía � carga ambiental 8 - Valor del C.I. C.I. (Coste Integral) = (1) + (2) = (3) + (4) + (5) + (6) = CI = (7) + (8) + (9) + (10) + (11) + (12) + (13) + (14) + (6) + (15) El mayor o menor nivel de organización de la empresa, implicará mayor o menor nº de sumandos del C.I. Por eso, estableceremos 5 niveles de Mto. aceptables, en los que el coste de Mto. adquiere correlativamente mayor entidad. Nivel 1 …. CI = (1) = (3) + (4) = (7) + (8) + (9) + (11) + (12) Nivel 2 …. CI = (1) + (2) = (3) + (4) + (5) = (7) + (8) + (9) + (11) + (12) + (13) Nivel 3 …. CI = (1) = (3) + (4) = (7) + (8) + (9) + (10) + (11) + (12) Nivel 4 …. CI = (1) + (2) = (7) + (8) + (9) + (10) + (11) + (12) + (13) + (14) Nivel 5 …. CI = (1)+(2)=(7)+(8)+(9) + (10) + (11) + (12) + (13)+(14)+(6)+(15)

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9 - Desglose Costes de Campo y de Taller Ocurre que, en empresas en las que el Mto. aparece claramente diferenciado en Campo y Taller, interesa que los costes correspondientes también se reflejen de manera separada. Por ello la m de O.D. de M.C., los repuestos consumidos, etc. pueden perfectamente venir desglosados, con objeto de estudiar en que áreas (Taller o Campo) se ha producido mayor o menor coste. 10 - El concepto de Unidad de USO (U.D.U.) El concepto de Unidad de Uso es contable y a su vez de Mantenimiento. Permite por una parte facilitar el control de los costos de Mantenimiento y por otra reducir los Stocks de repuestos y permitir estadísticas rentables. Podemos definir la U.D.U. como un modelo de máquina, equipo, instalación o conjunto, que puede hallarse repetido en diversas secciones de una empresa, y que constituye una unidad contable, pero que físicamente puede ser una o varias. Si una compañía tiene 20 tornos iguales trabajando en iguales o parecidas condiciones, para el mantenedor resulta más claro y sencillo según las incidencias, costos, tipos de averías, y en general todo tipo de información de lo que le ocurre a esta familia de máquinas, que hacerlo con cada torno en concreto. Los datos estadísticos que utiliza el jefe de Mantenimiento tienen tanto más valor cuanto mayor sea la población y ninguno cuando se toma un caso aislado. Daremos a estos tornos la designación como unidad de uso T-1, por ejemplo. Dentro de la unidad T-1 numeraremos a cada uno de los 20 tornos con las cifras: 01, 02, 03, 04 ………… 19, 20. Determinados conjuntos o módulos que componen máquinas también se consideran unidades de uso, y un caso típico es el de: � Reductores � Motores eléctricos � Acopladores � Válvulas, etc.

O sea, que una determinada máquina puede, incluso estar formada por varias unidades de uso. La utilización de las U.D.U.S. es muy interesante en empresas que dispongan de gran cantidad de máquinas con repetición de marcas y modelos. Los costos de Mantenimiento imputados a la UDU, T-1, divididos entre 20 tornos nos dará el costo medio por máquina.

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11 - Documentación básica para la determinación de los Costes Los costes deben ir imputados a cada máquina o a cada UDU. Para ello los datos y documentos que vamos a utilizar serán: Valor actual de la maquinaria La orden de Trabajo (O.T.) y los (B.T.) El parte de Operario (P.O.) El vale de Almacén (V.A.) Valor actual del inmovilizado de repuestos y de la amortización equipos de Mto. Los cuales nos van a permitir determinar:

(7) y (7/1) O.T. (7/1) y (8/1) son la m. de O.D. de Taller y

(13) y (14) repuestos consumidos por Taller. P.O. → (7) y (7/1) V.A. → (8) y (8/1) Parte operario 1 Operario 1 O.T. UDU Tiempo de A X 1 h. Preventivo (reparación) Total 1 h.

Operario 2 Parte operario 2 de O.T. UDU Tiempo M.C. de campo A X 2 h. B Y 3 h. C Z 3 h. Petición de

trabajo A Total 8 h. cargada a la UDU X Operario 3 Parte operario 3 de O.T. UDU Tiempo M.C. de campo A X 2 h. C Z 3 h. K S 1,5 h. D V 1,5 h. Total 8 h. Operario 4

Parte operario 4 de O.T. UDU Tiempo M.C. de taller A X 3,5 h. K S 2,5 h. J T 2 h.

Total 8 h.

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La orden de Trabajo A correspondiente a la máquina X, da lugar a la intervención primera de un revisador (operario 1) de M.P. que intenta repararla. No lo consigue y deben intervenir los operarios 2 y 3, de M.C. de Campo y el operario 4 de M.C. de Taller, que dedican 2, 2 y 3,5 horas de trabajo cada uno, y que valoradas al precio hora acorde con la categoría de cada uno de ellos se cargarán a la UDU X. 12 - Coste de Mto. frente a Inversión Las modificaciones y mejoras que ingeniería introduce en las instalaciones, o los nuevos proyectos de ampliación sobre los cuales interviene el servicio de Mantenimiento ejecutando los montajes o desmontajes, ajustes, construcción, etc., en muchas empresas se cargan indebidamente el presupuesto de mantenimiento. Este concepto de Coste Z es amplio y conviene matizar más su interpretación: Cuando la modificación o mejora de la máquina es sobre su propio diseño, introduciendo materiales de otra calidad, reforzando piezas, cambiándoles la forma, etc., o sea cuando se hace uso de la clase de Mantenimiento Modificativo, el coste Z debe ir cargado a la U.D.U., dado que no afecta directamente al incremento de producción ni aumento de inmovilizado. En el caso en que se recurra a modificaciones que exijan proyecto, por ampliarse la instalación, modificarse estructuras o variar las condiciones del proceso, el coste Z no debe ir cargado a la U.D.U., sino a un Código de Inversión, ya que en este caso se aumenta la producción, rendimiento y el inmovilizado. 13 - Reparaciones ajenas Cuando el Mantenimiento se ve precisado a realizar reparaciones en Talleres externos o en las propias firmas suministradoras de la maquinaria, debe utilizar un vale o petición que indique el trabajo a ejecutar y la U.D.U. sobre la que va cargado el costo. Caben tres casos: 1) Cuando se repara la maquinaria o parte de la misma, en un Taller exterior,

entonces se hace un vale de pedido a dicho Taller y el costo global de la factura (M. de obra + materiales + gastos generales + …) se carga a la U.D.U. en el concepto de Reparaciones exteriores ajenas.

2) Cuando se necesita mano de obra por Administración; es decir personal de

Mantenimiento ajeno a su plantilla, que trabaja por horas y en diversos trabajos, sin fecha de terminación concreta de los mismos, entonces la mano de obra se carga a las U.D.U.S. aplicando su tarifa, que suele ser inferior a la del propio personal de M. de la empresa (no siempre ocurre así).

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3) Cuando se contrata personal para determinados trabajos de Mto. se suscribe

un contrato que puede abarcar la M. de obra con materiales o sin estos. Todo ello se carga a la U.D.U. en Reparaciones ajenas.

En muchos casos las reparaciones efectuadas en Talleres exteriores son más baratas que en los propios. Ello obedece a la especialidad de la operación, los equipos, etc… Siempre deben efectuarse comprobaciones de la calidad de las reparaciones, y vigilar atentamente la evolución de las facturas. 14 - Coste Integral relativo ESTÁTICO El coste Integral en valor absoluto (x millones de € al año) de una máquina carece de sentido, desde el punto de vista de la gestión de Mto. En cambio, si lo referimos al valor actual de la máquina, resulta un indicador que señala la solicitud de Mto. de la misma. Por tanto.

C.I. Estático = maquina la de reposicion de o actual valor

maquina la de Mto. Integral C. x 100

Este concepto se debe extender a secciones, plantas y a toda la empresa. 15 - Coste Integral relativo DINÁMICO En realidad el C.I.E. (Coste Integral Estático) nada nos dice sobre el funcionamiento o explotación de la máquina, es decir, si ésta ha producido mucho o poco, y por ello a veces se prefiere echar mano de otro índice, que denominaremos DINAMICO.

C.I.D. = maquina la de anual nfacturacio Valor

maquina la de Mto. Integral Coste x 100

Este parámetro dinámico es más difícil de evaluar si nos circunscribimos a la propia máquina. En cambio resulta muy interesante aplicarlo de forma global para toda la planta o toda la empresa. 16 - El control del Coste Integral. Listado mensual y acumulativo del C.I. y de sus componentes. Caso práctico. Con objeto de que el Jefe de Mto. pueda controlar la evolución del C. Integral y de sus componentes, es fundamental que elabore dos listados, provenientes de un programa informático, que le transmitan los valores que alcanzan los costes de las U.D.U.S. cada mes, y desde comienzo del año hasta el mes (acumulativo).

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De esta manera, podrá comprobar de cerca importante información que le ayudará a tomar proporcionadas decisiones. No podemos olvidar un dato económico importante en los costes de Mto: el VALOR de cada máquina. Por eso en los listados aparece dicho parámetro en varias casillas. El valor real de la maquinaria no debe preocuparnos, debido a que el uso la deprecia por una parte y eleva los costes de Mto. pero si es significativo el valor nuevo o de reposición de dicha máquina, ya que esa inversión nueva acarrea o llama a unos costes de Mto. proporcionales. Por eso al valor de adquisición o compra lo corregiremos con la variación del coste de productos industriales independientemente de que la máquina esté o no muy envejecida. En los modernos sistemas de CONTROL DE GESTION que se aplican en las empresas, se señala un objetivo anual de costes, que se denomina COSTE STANDARD, que realmente sirve de orientación para, que el presupuesto se ciña a él y el coste real no se desvíe del mismo. Este coste estándar, fijado de forma apriorística, requiere tiempo de experiencia y de rodaje. La fijación de coste estándar a cada UDU requiere: a) Conocer el coste real del año acabado. b) Conocer el estado de la máquina, y prever posibles intervenciones de Mto.

consecuencias del conocimiento de dicho estado. Por ejemplo: Si en 2.005 se efectúa una gran reparación de la caldera, estadísticamente el coste de Mto. del próximo año 2.006 se debiera asemejar a dicho coste, pero la experiencia nos dice que dicho coste no tiene porqué repetirse hasta dentro de 5 años. Por eso el Jefe de Mto. debe tener presente datos empíricos y opiniones de expertos cuando fije dichos costes estándar. En los listados respetaremos los números asignados a los componentes del coste Integral del organigrama de la página 36. Los valores que aparecen en cada casilla se obtienen de la siguiente Leyenda: a) de las OTS b) de las OTS c) del libro de maquinaria. Nº de unidades que componen la UDU d) de contabilidad. Inversión = (Precio de compra + coste de la instalación +

coste de la fundación) x

x Indice medio coste industrial año actual

Indice medio coste industrial año de compra

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Tabla del índice coste materiales industriales Año 1974…………………… 100,0 “ 1975…………………… 108,8 “ 1976…………………… 123,6 “ 1977…………………… 148,5 “ 1978…………………… 172,9 “ 1979…………………… 198,0 “ 1980…………………… 232,5 “ 1981…………………… 268,9 “ 1982…………………… 302,3 “ 1983…………………… 344,7 “ 1984…………………… 386,8 “ 1985…………………… 417,6 “ 1986…………………… 421,4 “ 1987…………………… 424,9 “ 1988…………………… 437,5 “ 1989…………………… 455,8 “ 1990…………………… 465,7 “ 1991…………………… 476,4 “ 1992…………………… 483,4 “ 1993…………………… 494,6 “ 1994…………………… 515,6 “ 1995…………………… 548,6 “ 1996.............................. 562,8 “ 1997.............................. 563,2 “ 1998................................... 565,3 “ 1999................................... 568,8 “ 2000................................... 574,6 “ 2001................................... 581,3 “ 2002................................... 590,2 “ 2003................................... 596,7 “ 2004................................... 601,3 “ 2005................................... 612,7 “ 2006................................... 619,5 “ 2007................................... 616,2 “ 2008................................... 622,9 (e) = nº de O.T.S. (7) de las O.T.S. y P.O.S. (m. de o.) (7/1) (m. de o. de campo) (8) de los V.A.S. (Coste de repuestos montados en campo) (8/1) (Coste de repuestos montados en taller)

(9) Facturas de contabilidad y partes de trabajo de compañías contratadas, firmadas por el responsable de Mto.

(3) = (7) + (7/1) + (8) + (8/1) + (9)

1011

: Coste de técnicos, administrativos, indirectos, mandos, engrasadores y

revisadores x Inversion UDU (d)

Inversion Total de UDUS

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Otra posible solución es distribuirlo proporcionalmente al nº de OTS

(12): Consumos en € x Inversion UDU

Inversion total de las UDUS; También se puede

imputar proporcionalmente a la M de O directa por máquina.

Consumos en € x total directo Coste

máquina directo Coste o

D O de m máquina O de m

∑

(4): 1011

+ ( 12 )

1314

: Se obtienen de las OTS: Producción perdida por Mto. x precio fabri-

cación + pérdidas energéticas + averías ambientales ( sanciones )

(6): Inmovilizado de repuestos x 20

100 x

112

o n

12 n, = nº meses +

acumulados amortización equipos de Mto. + amortización módulos redundantes instalados.

(0): (3) + (4) + 1314

+(6)

(15): A elaborar por el Jefe de Mto. apoyándose en el valor estadístico del

pasado año, y teniendo presente la situación de la máquina. (16): (15) - (0)

(17): ( 0 )

Inversion de la UDU ( d ) x 12 x 100 =

( 0 )( d )

x 1.200

(18): ( 3 )

nº averias =

( 3 )( e )

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Caso práctico Se trata de determinar el listado de Coste Integral del mes de Septiembre de 2002 y hasta dicha fecha, de una planta de fabricación de paneles. La inversión total actualizada y mantenida es de 3.253.398,7 € El equipo de Mto. Preventivo está formado por 2 oficiales revisadores y 1 engrasador. El personal indirecto, además de los 3 anteriores, está constituido por: �� 1 Jefe de Mto. �� 1 Administrativo El personal directo lo forman 6 mecánicos y 2 electricistas de Campo y 2 mecánicos de Taller. Estos 10 operarios también realizan trabajos de nuevas instalaciones. El inmovilizado de almacén de repuestos es de 65.029,5 €. Se ha estimado el coste horario de parada por avería en 120,20 €. No ha habido pérdidas energéticas ni sanciones gubernamentales por agresión al medio ambiente. El coste de la mano de obra es el siguiente:

Coste anual (euros) Jefe de Mto. …………………… 37.262,75 Administrativo ………………… 17.429,35 Oficiales ……………………….. 16.527,83 Ayudantes ……………………… 15.626,31 El coste horario de la M.O.D. es de 16,83 €

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El esquema informático para la obtención de los listados del C. Integral es el siguiente: O.T.S. Libro Máquinas P.O.S. Coste V.A.S. Directo Valor inversiones Coste

Indirecto Valor repuestos Coste Coste Fallo Facturas externas Integral Consumos Coste Lubricantes herramientas Financiero electrodos Maniobras Personal indirecto Horas extras personal indirecto

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Algunos comentarios y conclusiones interesantes, deducidas del análisis de ambos listados son las siguientes: a) El coste Indirecto supera el 50% del Directo. Ello es debido a la potenciación

del Mto. Preventivo y los elevados consumos. Repercutirá más adelante en reducción del coste de fallo.

b) El coste Directo (Mto. Correctivo) está bastante saturado debido al fuerte

peso de los trabajos exteriores. Un punto a considerar es el estudio de la conveniencia de mantener esta aportación exterior o disminuirla.

c) El coste de fallo resulta importante. El jefe de Mto. deberá vigilar de cerca la

evolución e este coste y actuar sobre tres resortes:

1. Potenciando el Mto. Preventivo. 2. Aumentando el coste financiero (gestión de stocks de repuestos) 3. Reduciendo el M. Correctivo (coste directo) con estandarización.

d) La reducción, si es posible, del coste Integral marcará el camino para lograr

que sea mínimo, y que es el objetivo que se persigue en este estudio. Esta reducción se entiende como porcentaje sobre el valor de la inversión.

e) El valor medio de la severidad es de 149,53 euros, lo cual significa que las

averías ocurridas son caras, lo cual puede interpretarse de dos maneras: o bien, Mto. Preventivo elimina sobre la marcha pequeñas averías (aprietes, fugas, etc…), o bien esas pequeñas averías degeneran en otras mayores. En este caso ocurre lo primero

2.1.2 VALORES ESTADÍSTICOS SOBRE COSTES DE MTO. POR SECTORES EMPRESARIALES Hemos recogido, dentro de lo posible y con un cierto, aunque pequeño, margen de incertidumbre, valores de los costes de Mto. de empresas pertenecientes a diversos sectores de actividad. Si bien, el nivel del Mto. en cada empresa señala hasta donde puede llegar el Coste Integral, en España son contadas aquellas que determinan el C.I. compuesto de coste directo + coste indirecto + coste de fallo + coste financiero. A lo sumo, y ya en muy buenas organizaciones hemos encontrado C.I. compuesto de C. Directo y C. Indirecto, y en poquísimas el C.I. completo. Por otra parte, el valor de la inversión mantenida es otro elemento de difícil hallazgo, dado que en los balances de las sociedades consta dicho valor deducidas las amortizaciones, pero no su valor tal como nosotros conceptuamos (precio de compra + precio instalación, corregidos por el índice de precios de materiales industriales).

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De todas maneras, hemos recopilado la siguiente tabla, que puede perfectamente servir de orientación al Jefe de Mto. acerca de sus costes. (Si está próximo o alejado de los valores medios que presentamos). En la última columna indicamos el valor del C. Integral ÓPTIMO, que estimamos interesante alcanzar en cada sector, y que depende de la organización del Servicio, entidad del M.P. y de la política de gestión de los repuestos. Valores MEDIOS de los costes anuales de Mto. sobre inversión mantenida en diversos sectores empresariales. Valor óptimo

Sector Mto.

Directo Mto.

Indirecto

Fallo

Financiero

Integral

Integral OPTIMO

Alimentario Químico Manufactura metal Naval (Astilleros) Fabricación vehículos Textil Vestidos y calzados Cemento Madera Papelero básico Papelero transformación Farmacéutico Siderúrgico pesado (Fun diciones, Altos hornos, forjas, laminaciones, etc...) Caucho Vidrio Cervecero Ferrocarril Aviación Energía Eléctrica Otras manufacturas Hostelería Hospitales (sin Mto. de equipo médico) “ (con equipo médico) Construcción Petróleo Gas Minero Plásticos Equipos informáticos de Servicio al Público

2

1,5 2,4 2

1,7 1

1,5 2 1

2,1 1,5

1,75

3,8 2

2,6 1,6 3 3

1,5 1 1

2 2,5 1,5 2 3

2,5 2

3

2 1

2,6 2

3,2 1

2,6 1,5 0,5 2 1

2,2

3 1,5 3 1 2 2

0,5 0,5 1

1,6 2 1 2

1,5 3,5 1

1

1,26 0,5

0,75 0,3

1,34 0,25 0,33 1,5 0,5 1,2 1,5 1,1

1,65 1,65 1,25 0,68 1,26 0,28 0,34 0,25 0,50

0,94

1 1,35 1,75 1,28 1,82 1,35

1

0,2

0,48 0,25 0,12 0,72 0,24 0,25 0,48 0,18 0,48 0,24 0,36

1 0,36 0,60 0,18 0,48 0,84 0,24 0,12 0,10

0,12 0,20 0,15 0,40 0,20 1,20 0,15

─

5,46 3,48

6 4,42 6,96 2,49 4,68 5,48 2,18 5,78 4,24 5,41

9,45 5,51 7,45 3,48 6,74 6,12 2,58 1,87 2,6

4,66 5,7

3,95 6,15 5,98

9 4,5

5

4

1,3 5 4

5,6 2

2,5 4

1,5 5

2,3 3,4

6,8 4 6 2

5,5 5 2

1,5 1,2

3,5 4

2,3 5 5

6,8 3

4

30

2.1.3 COSTE DE MTO. PREVENTIVO SOBRE EL TOTAL DE MANTENIMIENTO Otro importante dato estadístico, que también hemos obtenido, es el referente

al Preventivo Mto. Coste Averías Mto. Coste

Preventivo Mto. de Coste+

x 100,

entendiéndose por Coste de Mto. Preventivo = mano de Obra + trabajos de Mto. Correctivo realizados por Mto. Preventivo + trabajos de Mto. Correctivo originados por M.P. Estos son los valores:

Sector Preventivo Mto. Averías Mto. Coste

Preventivo Mto. Coste+

x 100

Alimentario …………………………….. 41 Químico ………………………………… 57 Manufactura metal ……………………. 41 Naval (astilleros) ………………………. 25 Fabricación vehículos ………………… 26 Textil ……………………………………. 26 Vestidos y calzados …………………… 23 Cemento ……………………………….. 70 Madera …………………………………. 13 Papelero básico ……………………….. 49 Papelero transformación ……………… 40 Farmacéutico ………………………….. 47,5 Siderúrgico pesado …………………… 28 Caucho …………………………………. 18 Vidrio …………………………………… 22 Cervecero ……………………………… 25 Ferrocarril ……………………………… 46 Aviación ……………………………….. 68 Energía eléctrica ……………………… 29 Otras manufacturas ………………….. 35 Hostelería ……………………………… 27 Hospitales ……………………………… 63 Construcción …………………………… 17 Petróleo ………………………………… 53 Gas ……………………………………… 67 Minero …………………………………… 36 Plásticos ………………………………… 41 Se entiende en empresas con organización del Mto. Preventivo. En aquellas donde no lo hubiera, estos valores serían insignificantes.

31

2.2 BASE DE DATOS PARA EL MTO. MODIFICATIVO. FICHA HISTÓRICA DE MTO. PARÁMETROS DE FIABILIDAD Y MANTENIBILIDAD. CURVAS DE INFIABILIDAD Y MANTENIMIENTO PARA REFORMAS DE LAS MÁQUINAS. 2.2.1 DEFINICIÓN DE HISTÓRICO DE UN EQUIPO Podemos definirlo como el recuento cronológico de todos los fallos o intervenciones correctivas sobre un equipo durante un periodo significativo. El histórico representa el “carnet de salud” de la máquina a lo largo del tiempo. El recuento de los fallos orienta hacia la explotación cualitativa de los mismos, con acciones de mejora, actuando sobre las causas. El recuento de las intervenciones correctivas orienta hacia la explotación operacional, es decir, conocimiento de los tiempos entre intervenciones, medios utilizados, consumos de repuestos y costos. El fichero histórico, hoy en día, se administra por medio de los G.M.A.O.S. (Gestión de Mto. Asistida por Ordenador). 2.2.2 HISTÓRICO Y MICROFALLOS (paradas menores) “Cuanto mayor es el nivel de automatización, o la integración tecnológica se complica, el peso relativo de los microfallos aumenta”. Esta ley se verifica siempre que se disponga de un sistema de medida de estas paradas en tiempo real. La ecuación Tp = n.T + N.t, siendo: n = pequeño número de paradas Paradas Mayores T = de larga duración N = gran número de paradas Paradas Menores t = de corta duración

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Este gráfico ilustra la importancia de los microfallos, cuya reducción desemboca en importantes ganancias de disponibilidad de los equipos. Para reducirlas es menester: �� Conocerlas �� Medirlas �� Cualificarlas �� Registrarlas Hasta ahora, no se tenían en cuenta. Existían, pero se “evaporaban”, falseando claramente los indicadores de disponibilidad, establecidos sobre las paradas mayores. Los parámetros relativos a los microfallos deben incorporarse al histórico, porque: �� Penalizan notablemente la disponibilidad, debido a su carácter repetitivo. �� Pertenecen a la rutina. Son poco visibles, y parecen desdeñables. �� No se arreglan por sí mismas. Es necesario diagnosticarlas, y corregirlas lo

mismo que las paradas Mayores. �� Son origen de averías más importantes. Notemos que 3 minutos (despreciables) x 6 veces al día x 6 días/semana x 50 semanas = 5.400 minutos, o sea 90 horas de parada, que es una cifra nada despreciable. El T.P.M., con su automantenimiento tiene en cuenta estas micro averías. Las salidas de los autómatas y la supervisión permiten medir los tiempos de parada de producción. Es interesante: �� Condicionar el nuevo arranque de la máquina al conocimiento obligatorio de

la causa de parada. Basta con codificar las 10 ó 12 causas de parada más frecuentes sobre el puesto de conducción en línea.

n.T

N.t

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2.2.3 HISTÓRICO Y MTO. PREVENTIVO ¿Deben entrar en el histórico, las intervenciones preventivas? La respuesta es la siguiente: NO para tareas Hard Time, si para su control de realización. SÍ para tareas On Condition, ya que generan una reparación O.T.

EJEMPLOS DE CÓDIGOS SENCILLOS DE IMPUTACIÓN AL HISTÓRICO Aunque en este módulo del Curso presentamos una “Ficha Histórica Maestra y Amplia”, para pequeñas empresas, pueden resultar útiles los siguientes códigos para la explotación del histórico. Códigos de Causas de Fallo 0 – Fallo imprevisible 1 – Causa intrínseca detectable 2 – Causa intrínseca no detectable 3 – Defecto de Mto. 4 – Mala intervención anterior 5 – Error de conducción 6 – Consignas no respetadas 7 – Otro fallo 8 – Desreglaje 9 – Otra causa Códigos de Naturaleza del fallo 1 – Origen mecánico 2 – Origen eléctrico 3 – Origen electrónico 4 – Origen hidráulico, neumático 5 – Origen informático 6 – Origen humano

34

Códigos de localización 1 – Motor 2 – Transmisión 3 – Mesa 4 – Captador 5 – Regulador 6 – Autómata La descomposición modular estudiada en el Módulo I del Master es útil para establecer estos códigos. Códigos de parada (defectos que producen parada) 1 – Atasco de la pistola de pintura 2 – Desreglaje de la lanzadera 3 – Soltura de hilo . . . etc... Son casos repetitivos para determinada máquina y empresa. 2.2.4 FICHA HISTÓRICA DE MTO. RECOGIDA DE INFORMACIÓN Se adjuntan 2 modelos de Fichas Históricas de Mto., codificadas para su tratamiento con ordenador. Los dos modelos corresponden a: �� Maquinaria (mecánica o eléctrica) �� Aparatos de control (instrumentación)

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Es un documento que recoge toda la información de la marcha de una instalación mantenida. Por una parte muestra el proceso de Detección de un fallo y su causa, y por otro la intervención de Mto. Correctivo en la reparación. En las últimas columnas se indican las horas de funcionamiento de la máquina y los valores MTBF y MTTR y D (disponibilidad), a nivel de conjunto o pieza averiada y a nivel de máquina completa. De acuerdo con lo que hemos estudiado hasta ahora, estos valores serán los siguientes:

MTBF= 1 componente fallos nº

máquina entofuncionami Horas+

Nivel Componente MTTR=

componente fallos nºscomponente reparación Tiempos

MTBF= 1 TOTALES fallos nº

máquina entofuncionami Horas+

Nivel MTTR=

totales fallos nºtotales reparación Tiempos

máquina

D= 100. x MTTR MTBF

MTBF+

En la columna de órganos afectados, se van anotando las piezas que se averían, que normalmente se repetirán a lo largo del tiempo, y no será menester volverlas a escribir.

Si la máquina es doble o triple (redundancia pasiva) se aplican sus correspondientes fórmulas

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A simple vista puede observarse la inmensa riqueza de datos que proporciona esta ficha, debidamente cumplimentada. Permite determinar los siguientes datos: � Los defectos o fallos detectados. � Las piezas o componentes averiados. � Los promotores de la detección de los fallos. � La causa de las averías. � Los tiempos de reparación. � La fiabilidad de piezas y máquina � La Mantenibilidad de las mismas. � La Disponibilidad de las máquinas. Para rellenar estas fichas no es necesario más que las OTS cumplimentadas por Mto. Correctivo, con todos los datos que figuran en las mismas.

O.T.S.

cumplimentadas

Ficha histórica - - -

Repasando un poco los conceptos y capacidad de información que tienen las OTS, bien rellenadas, veremos que sus datos sirven para tres funciones básicas: 1ª Coordinar las reparaciones, planificándolas y preparándolas. 2ª Llevar datos a los costos Integrales: código parada y tiempo reparación. 3ª Proporcionar datos para la Ficha Histórica: Tipo fallo, causa fallo, lugar

reparación tipo intervención, tiempo reparación, horas funcionamiento. De ahí, que insistamos en la importancia que tiene la completa escritura de las OTS.

41

2.2.5 CAUSAS DE AVERÍAS E INCIDENTES EN LAS MÁQUINAS E INSTALACIONES Las averías IMPREVISTAS suelen ser Monocausas y siempre tienen solución. Las averías CRONICAS son disyuntivas o conjugadas y por tanto más difíciles de resolver. Hay que acudir a soluciones NUEVAS. Las averías crónicas acaban siendo, por acumulación, más caras que las imprevistas.

Causa 1

Y Causa 1 Y

Causa

Causa 2

Causa 3

Causa 4 Causa 2

Y Causa 3 Y

Causa única Causas Disyuntivas

(O) Combinación de

Causas Copulativas (Y)

Avería

o incidente Fácil de

conocer o investigar

Dificultad de conocer causa

42

2.2.6 EXPLOTACIÓN DE LOS DATOS CONTENIDOS EN LA FICHA HISTÓRICA Los siguientes datos de la ficha histórica de cada máquina, permiten realizar estudios muy interesantes de Mto. Modificativo. � Piezas que se averían y veces que se averían. � Tiempo de reparación de cada avería. � Causas codificadas de las averías. � Costes de Mantenimiento. Por tanto, echando mano de los dos primeros datos (piezas, veces y tiempos), podemos establecer el siguiente análisis; a) Diagramas de Pareto sobre piezas averiadas, tiempos de reparación y nº de

veces que se averían. Equivale a hablar del MTBF, MTTR y D producidas por cada pieza, capaz de averiarse. Si denominamos: n - número de veces que se avería cada pieza de la máquina. tR = tiempo medio de cada reparación para una pieza concreta. ∑ ti = Suma de los tiempos de indisponibilidad Trazaremos los tres siguiente gráficos de Pareto: - Gráfico∑ ti Indisponibilidad producida en

∑ ti la máquina por la pieza c

a b c d e f g piezas distintas

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Seleccionemos aquellas piezas a, b y c que mayor indisponibilidad producen en la instalación, y analizamos la causa de las averías poniendo el oportuno remedio. - Gráfico n n n= nº de veces que la pieza se avería Infiabilidad de la máquina por efecto de la pieza d a b c d e f g h piezas distintas Las piezas a y d son poco fiables y conviene mejorarlas recurriendo a: � Modificaciones técnicas � Introduciendo consignas de funcionamiento � Mantenimiento de uso � Mantenimiento Preventivo - Gráfico tr tr = tiempo medio de cada repara- ción de la pieza

tr inmantenibilidad de la máquina por efecto de la pieza e

a b c d e f g h Las piezas c, b, e y a son poco mantenibles y habrá que estudiar la mejora de los métodos de reparación, recambios, estandarización. Los dos siguientes datos - causas codificadas de avería y costos de Mto. - configuraran el caso práctico que a continuación detallamos.

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b) Diagrama de Pareto - Coste Integral de Mantenimiento y análisis causa de

averías. El diagrama de Pareto o ABC reza lo siguiente: “El 80% de los problemas o incidentes, que ocurren en cualquier actividad, son ocasionados por el 20% de los elementos que intervienen en producir dichos problemas”. Es decir, el diagrama de Pareto permite concentrar la actuación en un 20% de los elementos que me ocasionan un 80% de los incidentes, en vez de extenderse en toda la población. El diagrama o curva tiene la siguiente forma. Incidentes 100% l 80% l Curva ABC o de Pareto 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20% 100%

elementos Aplicando este principio a los Costes Integrales de Mto., podemos afirmar que aproximadamente el 80% del total de los C.I. son producidos por el 20% de las instalaciones, como en realidad ocurre. Concentrando el estudio en este 20% de instalaciones, podremos lograr importantes cotas en el Mto. Modificativo y en la organización del Mto. en general. Si por otra parte, y por medio de la ficha histórica analizamos la causa de las averías, el MTBF, MTTR y la disponibilidad de la instalación, habremos hecho acopio de una valiosa información para tomar importantes decisiones en Mto.

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El siguiente esquema aclara y selecciona el método que vamos a seguir:

Caso práctico Una pequeña planta química tiene un parque de 100 equipos. Su coste integral de Mto. en el año 2003 ha sido de 349.103,89 euros. Clasificando los costes de mayor a menor (curva de Pareto), nos encontramos que los 20 primeros equipos abarcan el 72% de C.I. total, es decir 256.566 euros. El listado de Costes Integrales, ya ordenado, nos proporciona los siguientes datos:

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Nº de Orden

Denominación Coste Integral

euros CI/Inversión

(a) (b)

(a)

(b)

1 5 2 19 3 6 4 2 5 4 6 1 7 3 8 13 9 7 10 17 11 20 12 18 13 11 14 15 15 16 16 14 17 12 18 8 19 9 20 10

Centrífugas Humholdt Calderas Rascadores Bombas Wilfley Secaderos Cinta Saeca Intercambiadores Red tuberías Bombas de vacío Tamices Chalmer Cristalizadores Evaporadoras Bombas Wortingthon Turbinas Reactores Centrífugas Esher Wyss Elevadores Celdas Digestores Ensacadoras

TOTAL

32.196,22 24.509,27 19.647,09 16.431,67 15.746,52 14.820,96 14.502,42 13.450,65 13.035,95 11.479,33 10.385,49 10.042,91

8.648,00 8.564,42 8.312,00 8.173,76 7.200,13 6.202,44 6.130,32 5.847,85

256.566,06 €

10% 0,5 6 70 12 90 12 2 5 0,8 0,48 0,7 2 1 0,8 1,2 2 3,5 3 2,5

Sólo tomaremos en cuenta el listado (a) Lo cual nos inclina a estudiar en primer lugar el líder de los costes: las centrífugas Humboldt. De las fichas históricas de las 6 centrífugas instaladas obtenemos datos relativos a: � Elementos de la máquina (órganos) sobre los que se ha intervenido,

reparándolos, cambiándolos, etc. � Causa de la avería codificada A continuación, y con objeto de ordenar estos datos dibujaremos curvas elementales relativas a órganos averiados, y causas de las averías.

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Gráfico n

Sinfín

Rodam. Transmisión

Planetario

Tambor exterior

Muñón del sinfín

Acoplador hidráulico

Casquillos planetario

Eje de transmisión

Eje de Correas

Tapa lado sólidos

Rod. rotor lado planetario

Rod. polea del rotor

Acoplador elástico

%

1,80

%

3,50

%

5,50

% 7%

8,80

%

10,5

0%

15,8

0%

24,5

0%

(4) (5) (6) (9) (14)

Fig. 1 En esta curva se ve en porcentaje y valor absoluto ( ) el nº de veces que se ha averiado cada órgano, sobresaliendo los sinfines, rodamientos, transmisión, planetario, tambor exterior y eje del sinfín

OD

OP

UN

MV

UE

UA

MR

IE

%

(5) (21) (29)

Fig. 2

48

En esta figura aparece la distribución de las causas codificadas de las averías (todas en conjunto), destacando OD (desgaste), OP (defecto de proyecto), UN (uso necesario) y MV (falto de revisión Preventiva)

Sinfín

OP UE

MV % 7 85,7

Fig. 3

Rodamientos de la transmisión

OD

UN

MR % 11 22 66

Fig. 4

Planetario

OD

UA % 33 66

Fig. 5

49

Tambor exterior

OD

100 %

Fig. 6

Muñón del sinfín

OD

UN

MV

25 50 Fig. 7

En estas figuras se analizan las causas de avería de cada órgano averiado. Y es el punto de partida para el siguiente estudio: 1º.- SINFINES En la figura 3, se observa que el 85,7% de las averías vienen provocadas por defecto de proyecto, es decir, el sinfín tiene dificultades de funcionamiento en el proceso y parece que su rendimiento no es el óptimo. El resto de las averías, un 7% en cada caso fue por necesidad de un ensayo y por revisión deficiente. En este caso no nos queda otra alternativa que tratar de mejorar el perfil del sinfín con los recargues más idóneos y de la forma más regular posible. Para ello adjuntamos el programa para 2004 de recargues, con paso por el Taller, de todos los sinfines. Ello recomienda disponer de los siguientes sinfines de repuesto: � 2 de Descomposición � 2 de Residuos En este momento existe una de Descomposición y dos de Residuos. Pasamos orden de Fabricación de uno de Descomposición a Talleres, S.A. de Barcelona para ensayar el perfil de acero inoxidable recargado con Carburo de Tugsteno recubierto por plasma.

50

También creemos interesante mandar engomar el cilindro soporte del sinfín asegurándole así mejor vida. 2º.- RODAMIENTOS DE TRANSMISIÓN En la figura 4 aparece un 66% de las averías de rodamientos ocasionados por desgaste normal, un 22% por uso necesario y un 11% por reparación deficiente. Los remedios que prevemos son: � Revisar los rodamientos cuando se cambien los sinfines. � Cambiar el rodamiento de bola por otro de rodillos de doble hilera. 3º.- PLANETARIO En la figura 5 puede verse que un 66% de las averías han sido por desgaste normal y un 33% por UA (aplicación inadecuada). Dado el tiempo que llevan funcionando las centrífugas cabe pensar que los planetarios se han ido desgastando, si bien son conjuntos muy robustos. Existe uno completo como repuesto, pero no contamos con repuestos parciales tales como engranajes. El tren de engranaje es complicado y responde a módulos especiales de Alemania y por tanto no vemos posibilidad de fabricarlos en España. Vamos a pedir oferta de un planetario completo para estudiarlo a fondo, y obtener de él los repuestos necesarios y mientras tanto ver la forma de encontrar el módulo de los engranajes con firmas especializadas. Conviene durante el cambio del sinfín revisarlo y llevarlo a Taller si se notara alguna anormalidad, pasando a ocupar su puesto el de repuesto. 4º.- TAMBORES ESPECIALES (Envolvente) En la figura 1 se observa que se han averiado 5 tambores. Todos ellos por desgaste normal (OD). (Figura 6 - 100%). Aquí no cabe más posibilidad que hacer una prueba engomando uno y ver resultados. A su vez los vamos a rotar por Taller al mismo tiempo que los sinfines. Se ha hecho un pedido de 3 nuevos para poder reponerlos.

51

5º.- MUÑON DEL SINFIN Esta pieza se ve en la figura 7 que ha sufrido desgaste normal en un 50% de los casos y uso necesario y falta de revisión en un 25%. Se ve la necesidad de que a la vez que se desmonta el sinfín se debe comprobar el estado del estriado del muñón. Habrá que fabricar dos galgas para esta verificación Existen repuestos suficientes por ahora. NOTAS COMPLEMENTARIAS Para asegurar la mejora del Mantenimiento de estas máquinas es preciso añadir algunas consideraciones: � Revisar y comprobar mensualmente los circuitos de seguridad. Se precisa

parar ½ hora la centrifuga. � Limpieza quincenal de filtros. � Atención diaria a los controles. � Diseñar un simple circuito de engrase colocando un indicador más de

caudal.

53

De las fichas históricas de las 8 centrífugas tenemos los siguientes datos a Diciembre de 2003 y Octubre de 2004.

1

2

3

4

5

6

7

8

10

03

04

03

04

03

04

03

04

03

04

03

04

03

04

03

04

MTBF horas

63

71

55

70

48

66

62

75

60

75

59

80

71

82

73

87

MTTR horas

8,3

4,1

7,2

5,4

8,3

4,7

6,6

5,1

6,9

5,4

7,4

4,3

6,4

3,6

5,4

2,85

D

(%)

88

94,5

88,4

92,8

88,3

93,3

90,3

93,6

89,6

93,2

88,8

95

91,7

96

93

97

La disponibilidad MEDIA de la planta centrífuga ha pasado de 89,76% a 94,42%

54

2.3 INICIACIÓN AL T.P.M. APLICACIÓN DEL MTO. AUTÓNOMO Y PAPEL DEL MANDO Y TÉCNICO DE MTO. 2.3.1 INTRODUCCION AL T.P.M. 1. Total Production Maintenance (Mantenimiento Total de la Producción) 2. Total Perfect Manufacturing (Fabricación Perfecta y Total) 3. Total Production Management (Gestión Total de la Producción) ¿Por qué TPM ahora? 1. Acabar con todos los problemas de los equipos/instalaciones.

� Acabar con los problemas de los equipos/instalaciones. � Reducir el área de suciedad. � La “limpieza” se alcanza, acumulando pequeñas mejoras.

2. Cambio en el hombre.

� Se eleva la calidad de las mejoras. � Se incrementa el estímulo de la voluntad en relación a las mejoras. � Son frecuentes las actividades en pequeños grupos.

3. Se solucionan problemas que hasta ahora no podían ser resueltos.

� Averías/Fallos. � Productos de mala calidad.

Aumento de la Productividad. � Incremento de la vida útil de los equipos � Cambio de productos para una producción “exacta” (producción sin

defectos en la primera tentativa). 4. Optimización del enfoque y desarrollo de la mejora.

� Enfoque y desarrollo hacia el “0”. � Cobertura a la fragilidad de las actividades de Control de Calidad.

5. Se transforma en una planta rentable.

� Reducción del costo. � Aumento de la productividad.

55

6. Se impresiona al usuario (cliente).

� Se vincula a la promoción de ventas. � Se vuelve en objeto de relaciones públicas para la empresa.

7. Se vincula al desarrollo de nuevas tecnologías.

� Mejoras drásticas e innovadoras. � Desarrollo de nuevos métodos de tabulación. � Desarrollo de nuevas tecnologías.

EL AMBIENTE EMPRESARIAL ALTAMENTE COMPETITIVO TIENE LA NECESIDAD DEL T.P.M.

AMBIENTE EMPRESARIAL

CONTRAPARTIDA DEL PUNTO DE VISTA DE LOS EQUIPOS (PRODUCCIÓN)

Reducción de costos para ase-gurar la supervivencia

Gran reducción de costos, buscando alcanzar los límites de eficacia de los equipos (producción)

• Adecuación a la alta del yen

• Nuevos países industriali-zados

• Aumento general de la eficiencia de los equipos

Mayores exigencias de calidad Establecimiento y control de las condiciones para que no ocurran defectos

• Cero defectos

• Mantenimiento de calidad

Diversificación de las necesida-des. Reducción de los plazos de entrega

Reducción drástica en el tiempo de preparación. Productos con calidad desde el inicio Producción con stock cero

• Producción en pequeñas cantidades, con gran di-versificación o gran variedad

• Eliminar las 7 grandes pérdidas

OBJETIVOS

DEL

TPM

56

¿Qué es el T.P.M.? • Es una actividad de Mto. de la Producción con la participación de todos los

empleados. • Mantenimiento de la producción significa conservar la integridad. • Mantener la producción significa conservar siempre las instalaciones en

perfecto estado para la producción. TPM es una actividad que ofrece a las instalaciones las siguientes características: • Evitar las Averías/fallos • Evitar los productos de mala calidad, y los reprocesos • Evitar los ajustes • Prolongar la vida útil de los equipos • El personal trabaja con seguridad y ergonomía Para ello, es necesario que la actividad sea desarrollada por toda la empresa, desde la alta dirección hasta los operarios de la línea de producción. Alta Dirección: • Establecimiento de directrices • Objetivos del TPM • Plan – maestro para el desarrollo de las actividades • Diagnóstico de la alta dirección y seguimiento Responsables de Departamentos: • Establecimiento de directrices y objetivos de las áreas correspondientes • Indicador de resultados • Objetivos para optimizar las ganancias • Temas y problemas para ser solucionados a nivel de departamento • Plan Director Líder: • Temas objetivos • Plan de acción

57

Ideología del TPM: 1. Todas las pérdidas son producidas por nosotros

(1) El local de trabajo está repleto de pérdidas. Las 6 grandes pérdidas (averías/fallos, control de cambio de productos, pequeñas paradas, defectos de la producción, pérdida de la velocidad).

(2) Las pérdidas son producidas por nosotros

• Existen condiciones y deficiencias inminentes que posibilitan las

pérdidas. Imposibilidad de identificarlas. • Origen etimológico de la palabra “avería” (en japonés),

Crear obstáculos intencionadamente

• Denuncia de avería/fallos • Deterioro progresivo Falta de visión • Deficiencias

(3) Consiste en cambiar nuestra visión y manera de pensar acerca de los

equipos/instalaciones. 2. Filosofía de la prevención:

• En qué la “prevención” • El objetivo es “0” • Evitar la aparición de modos de fallo • Significado de la prevención

1. Conservar el estado de regularidad 2. Detección precoz de las irregularidades 3. Tomar luego las precauciones

Prevenir el deterioro Aumentar la calidad de las inspecciones (método operativo, criterio, conocimiento)

• Es necesario que sea una gestión de las causas del deterioro del

proceso productivo

Necesidad de montar una estructura que efectúe la Inspección y verificación anticipada de las causas. Hay que controlar las causas del deterioro en el proceso productivo

Mano de obra Máquinas Métodos Materiales Medio ambiente (entorno)

58

DEFINICION DEL TPM

TPM (PM CON UNA PARTICIPACION TOTAL) CONSISTE EN:

Tiene como objetivo la constitución de una estructura empresarial que comprueba la máxima eficiencia del sistema de producción (eficiencia global). Construir mecanismos en el propio lugar de trabajo para prevenir las diversas pérdidas, obteniendo “cero accidentes, cero defectos y cero fallos”, teniendo como objetivo el ciclo total de vida útil del sistema de producción. Involucrando a todos los departamentos, comenzando por el departamento de producción y extendiéndolo a las áreas de desarrollo, ventas, administración, etc. Contando con la participación de todos, desde la alta dirección hasta los operarios de línea. Consiguiendo cero pérdidas mediante las actividades de mejora implantadas por pequeños grupos.

Nació T.P.M. en Japón en 1970, y su principal creador y aplicador fue el Profesor Nakajima, llegando a Europa en 1.984.

1

2

3

4

5

59

2.3.2 EL MANTENIMIENTO EN EL AMBITO DE T.P.M. 1. EL SIMIL DEL MTO. PRODUCTIVO (T.P.M.) T.P.M: enfocado hacia el Mto. actúa según el siguiente símil aclaratorio. El Jefe de Producción es la MADRE La línea/Equipo/Sistema es el BEBE Mantenimiento es el MEDICO de Familia La MADRE Contacta, conoce el estado y observa cambio y

reacciones del BEBE Tiene y administra remedios de primera necesidad

(alimentos, cuidados, limpieza, etc...) Hace un 1er. diagnóstico de enfermedad. El MEDICO de Familia Interviene a requerimiento de la MADRE. Diagnostica y actúa, basándose en el informe de la

madre. Indica a la madre cómo mantener en buen estado al

Bebé. La MADRE es la primera responsable de la marcha del Bebé. El MEDICO es solidario de la marcha. 2. EL NUEVO MANTENIMIENTO CON T.P.M. 2.1 El T.P.M. modifica sustancialmente los clásicos fundamentos del

Mantenimiento, en lo que se refiere a: a) Reparación de las averías (Mto. Correctivo) b) Mantenimiento Preventivo c) Tipos de Averías d) Pérdidas de Producción e) Comportamiento humano. a) Mto. Correctivo El Mto. Correctivo no es reparar averías. Es lo que se ve, es lo que nos lleva tiempo, pero su reparación no soluciona problemas, los problemas siguen ahí. • Las averías son una consecuencia.

60

La causa real de las averías y de los problemas está en los pequeños defectos. Por lo tanto hacer un Mto. que evite las causas, preventivo, significa: “LUCHAR CONTRA LOS DEFECTOS CUANDO AUN SON PEQUEÑOS”, ES DECIR, QUE PARA ELIMINAR LOS FALLOS O AVERÍAS, HAY QUE INCIDIR EN LOS DEFECTOS Y TRATAR AL EQUIPO ANTES DE QUE SE AVERIE. b) Mto. Preventivo • El MANTENIMIENTO PREVENTIVO NO CONSISTE EN CAMBIOS

PROGRAMADOS Y PERIODICOS. • EL MTO. PREVENTIVO ESTA BASADO EN 3 PILARES:

MANTENIMIENTO PREVENTIVO

PREVENCION

DIARIA

CHEQUEOS

(DIAGNOSTICO)

TRATAMIENTO

TEMPRANO

Objeto

PREVENIR, EVITAR

EL DETERIORO

MEDIR EL

DETERIORO

REPARAR EL DETERIORO

Acciones

Limpiar,

Engrasar, Apretar, Ajustar

Inspecciones por

especialistas o técnicos de Mto.

Reparaciones o

reemplazos anticipados

Símil con la medicina

Limpieza dientes limpieza

alimentos deporte

Chequeo médico: tensión

análisis sangre análisis orina

Tratamiento:

Tomar Hacer

61

c) Tipos de Averías Un equipo tiene un ciclo de vida, con distintas etapas, y distintos tipos de averías, motivadas por distintas causas y que exigen distintas acciones (o contramedidas). Y su curva de bañera se debe optimizar reduciendo la etapa de fallos iniciales y alargando el comienzo de la etapa de fallos por desgaste, y disminuyendo su cantidad.

63

Pérdidas de producción Existen 2 tipos de pérdidas: • Pérdidas Crónicas • Pérdidas Esporádicas

(paradas menores) Están ahí, latentes Están asumidas Ocurren con frecuencia Puesta en marcha asumida por el propio operario Dificultosas en cuantificar y detectar su impacto real. Proceden de los detalles

(paradas mayores) Esporádicas Provocadas por causas claras: facilidad de tomar acciones de resolu-ción. Espectaculares Punta del “iceberg”.

Clave de su reducción: INNOVACION (cambiar el status quo)

RESTAURACION (restaurar el status quo)

e) Comportamiento humano ¿Por qué unas empresas, actividades, etc. triunfan y otras fracasan... ¿Por qué unas empresas caminan hacia el “cero averías” mientras otras mantienen un alto número de averías e incidencias... ... si todos tienen las mismas oportunidades (proveedores, medios, clientes...)

NOSOTROS

PROVEEDORES CLIENTES

LOS OTROS

64

La razón clave está en las personas: capacitación, organización y funcionamiento. • Las personas son los actores fundamentales de la empresa. • La participación activa en la dinámica de la mejora continua (orientada

también hacia el Mto. de los medios de Producción) por parte de los miembros de la empresa es una condición imprescindible para garantizar el nivel competitivo de la empresa.

• El único diferencial competitivo sostenible en la empresa se basa en el

conjunto humano de la misma. • Organización inteligente = organización que aprende: organización que

asegura un nivel competitivo.

65

2.3.3 NUEVO CONCEPTO DEL RENDIMIENTO EN T.P.M. LA TASA DE RENDIMIENTO SINTETICO T.R.S. Tiene las siguientes denominaciones: O.E.E. (Overall Equipment Effectiveness) - Eficiencia global de Funcionamiento. R.O. (Rendimiento Operacional) T.R.S. (Tasa de Rendimiento Sintético) A.T. (Aprovechamiento Técnico)

Y es el cociente de: Vamos a demostrar que: AT = U x D x R x C, siendo:

DISEÑO según IDEAL oMAXIMA Producción

VENDIBLEUTIL Producción

B

A

jornada de Tiempo

aceptado parada de Tiempo - jornada de Tiempo nutilizació U ===

ADnespreparacio reglajes, averías, por parada de Tiempo -A

Total idadDisponibil DA

===

FE

DISEÑO horaria Producción

REALHORARIA Producción Horario Renimiento R ===

TOTAL Producción VENDIBLEUTIL Producción

Calidad de Factor C ==

==

TOTAL Producción VENDIBLEUTIL Producción

x FE

x AD

x BA

C x R x D x U

66

Y también demostraremos ahora, como lo hizo en su día Nakajima que la T.R.S., difícilmente superará el 50% sin aplicar T.P.M. T.R.S. es el producto de 4 factores, que normalmente, antes de aplicar T.P.M: pueden valer cifras similares a las siguientes: U = 0,90 D = 0,81 R = 0,74 C = 0,94 TRS = U x D x R x C = 0,90 x 0,81 x 0,74 x 0,94 = 0,507 El logro de un TRS próximo al 85% ó 0,85 es un objetivo alcanzable con T.P.M: Pero precisa tiempo, metodología y atacar una por una las cuatro tasas U, D, R y C.

==

F x B VENDIBLEUTIL Producción

E) x (D VENDIBLEUTIL Producción

x FE

x AD

x BA

DISEÑO según Ideal, oMAXIMA Producción VENDIBLEUTIL Producción

=

67

2.3.4 EL T.R.S. Y TIPO DE PLANTA INDUSTRIAL Con objeto de facilitar el cálculo del T.R.S., conviene distinguir dos tipos de plantas para su aplicación:

Plantas 1 Plantas 2 Industrias manufactureras. Automóviles y auxiliar. Bienes de equipo, electrodomésticos.

Industrias químicas, petróleo, petroquímica, alimentación, Centrales Eléctricas, Papeleras, Siderurgia pesada, cemento.

Partiendo de la base de que hoy en día, la mayor parte de las empresas no consideran la utilización U, es decir consideran la utilización = 1, ya que no se tienen en cuenta dichas pérdidas de utilización, la fórmula de TRS es = D x R x C (Disponibilidad x Rendimiento horario x Calidad) Caso plantas 1 En este tipo de plantas se utiliza el concepto PIEZA y Tiempo CICLO.

=calendario de Tiempo

tipo) todo de paradas de (Tiempo - calendario Tiempo adDisponilid de Tasa

realmente empleado Tiempo

unitario ciclo T x fabricadas piezas Nº oRendimient de Tasa ==

fabricadas piezas de Nºbuenas piezas de Nº

Calidad de Tasa =

máxima Producción

vendible útil Producción

calendario Tiempo

Tciclo x buenas piezas nº

fabricadas piezas nº

buenas piezas nºx ciclo Tx

empleado Tiempo

fabricadas piezas nº x

calendario Tiempo

empleado Tiempo T.R.S.

==

==

68

Caso plantas 2 En este caso la producción se mide en Toneladas

calendario Tiempoentofuncionami Tiempo

calendario Tiempo

Paradas - calendario Tiempo idadDisponibil de Tasa ==

t/h en diseño Producciónt/h en actual Producción

orendimient de Tasa =

en actual Producción en neta Producción

t en actual Producción

calidad de rechazos - t en actual Producción Calidad de Tasa ==

máxima Producciónvendible útil Producción

t en máxima Producción

t en neta Producción

t en actual Producción

t en neta Producción x

t/h en diseño Producciónt/h en actual Producción

x calendario Tiempo

entofuncionami Tiempo T.R.S.

==

==

69

2.3.5 LAS GRANDES PERDIDAS En principio definimos las pérdidas que originan los descensos de las tasas componentes del rendimiento sintético Pérdidas 1. Utilización................................................... 2. Disponibilidad............................................. 3. Rendimiento horario................................... 4. Factor de calidad .......................................

1.1 Paradas para Mto., para Fabricación,

para bocadillo, etc. solape entre turnos 2.1 Averías–paradas superiores a 10’. 2.2 Preparaciones con utillajes y formatos. 2.3 Puestas a punto 2.4 Reglajes 2.5 Preparaciones especiales (calenta-

mientos, etc.) 2.6 Comprobaciones de Seguridad. 2.7 Reemplazo de cuchillas y brocas.

3.1 Paradas menores a 10’ 3.2 Microfallos y paradas CRONICAS 3.3 Reducción de cadencia.

4.1Productos defectuosos en los arranques. 4.2 Productos defectuosos 4.3 Productos recuperados

Analicemos y definamos cada tipo de pérdidas. 1.1 La empresa debe definir la concesión de este tipo de pérdidas. 2.1 Averías, que pueden ser:

Electromecánica o civil Energética Ambiental De seguridad – accidente

2.2 Cambio de utillajes y formatos. Se entiende por sí sola. 2.3 Puestas a punto, debidas a paradas cortas (entre la salida del producto

defectuoso y el restablecimiento de la calidad) 2.4 Reglajes. Pérdidas debidas a falta de rigidez de las bancadas y soportes,

a cúmulos de errores (falta de precisión), falta de estandarización.

70

3.1 Paradas menores. Se trata de paradas momentáneas, atascos, disparos

ocasionados por perturbaciones pasajeras (sobrecargas), o cuando la máquina funciona en vacío, debido al flujo bloqueado en un transportador. Se desbloquea la línea y el sistema vuelve a funcionar. Paradas < 10’.

3.2 Microfallos. Varias causas conjugadas interrumpen la marcha. Actuando

sobre una sola causa no se restablece el orden.

3.3 Reducción de la cadencia. Debida a trastornos mecánicos o eléctricos o de calidad en el origen de explotación de la máquina, que se admitieron y dieron por buena una reducción de la marcha. También por mal conocimiento de las características de las instalaciones.

4.1 Productos defectuosos en los arranques. Son pérdidas de materias en

cada arranque debidas a falta de tecnicidad del personal de producción o a defectos de utillajes.

4.2 Productos defectuosos. Producen pérdidas de materia prima, de energía y

de mano de obra. 4.3 Productos recuperados. Igual que el caso anterior. Esta descripción minuciosa de las grandes pérdidas podemos reducirla a las 6 Grandes Pérdidas, que a continuación trataremos de eliminar.

71

2.3.6 ELIMINACION DE LAS 6 GRANDES PERDIDAS 1. ACTIVIDADES CONTRA LAS 6 GRANDES PERDIDAS Mejorar la eficiencia de los equipos implica eliminar las 6 grandes pérdidas: • TIEMPOS DE PARADA:

1. Fallos del equipo (averías) 2. Cambios y ajustes, incluidos los debidos a herramientas de corte.

• PERDIDAS DE VELOCIDAD

3. Paradas menores 4. Velocidad reducida.

• DEFECTOS:

5. Defectos en proceso (defectivos, recuperaciones) 6. Defectos en arranque (hasta producción estable).

(Evitar: que se paren, que funcionen más lento de lo previsto, que se utilicen para hacer piezas malas). Objetivos de reducción de las 6 Grandes Pérdidas

Tipo de pérdidas

Meta

Explicación

1. Pérdidas de averías

0

Reducidas a cero en todos los equipos

2. Pérdidas de preparación y

ajustes

minimizar

Reducir los cambios de útiles a menos de 10 minutos.

3. Pérdidas de velocidad

0

Llevar la velocidad de operación actual a la prevista en diseño; hacer entonces mejoras para elevar la velocidad de diseño.

4. Pérdidas de paradas meno-

res e inactividad

0

Reducir a cero para todos los equipos

5. Defectos de calidad y pér-

didas de trabajos rehechos

0

Ocurrencias aceptables sólo extremadamente ligeras (p.ej., 30 – 100 ppm)

6. Pérdidas de rendimiento en

arranque

minimizar

72

1.1 Eliminación de las averías • 1er. PASO ES CONVENCERNOS

- De que el equipo “NUNCA” debe averiarse. - De que lograrlo es posible y necesario. - De que “MURPHY” es la consecuencia de nuestro comportamiento - De que “SI NO LO CREO, NO LO VEO”

• RECORDAR QUE LAS AVERIAS SON LA PUNTA DEL ICEBERG, SON

CONSECUENCIAS, QUE LA CAUSA REAL DE LOS PROBLEMAS Y DE LAS AVERIAS ESTA EN LOS PEQUEÑOS DEFECTOS (ocultos en su mayoría).

� HAY QUE CORTAR � HAY QUE CAMBIAR NUESTROS HABITOS � NO BASTAN LAS INTENCIONES (“Desde mañana voy a ...) � HACE FALTA UN PROGRAMA SERIO, UNA CONSTANCIA, Y UN

SEGUIMIENTO FERREO Y DISCIPLINADO. Se requieren 5 actividades para lograr el “CERO AVERIAS” 1.MANTENER

CONDICIONES BASICAS

2.MANTENER ESTANDARES OPERATIVOS

3. RESTAURAR DETERIOROS

4. MEJORAR PUNTOS DEBILES

5. PREVENCION ERRORES HUMANOS

1. Limpieza 2. Engrase 3. Inspección 4. Aprietes

1. Condiciones

internas y externas de máquina

1. Detectar y

predecir el deterioro

2. Métodos de reparación

1. Identificar

las causas raíces de los problemas y debilidades del equipo y resolución eficaz.

1. De los

operarios de Producción

2. De los operarios de Mto.

74

• LAS 5 ACTIVIDADES SON FUNDAMENTALES: Estas actividades se desarrollaran en 4 fases, persiguiendo un objetivo en cada fase: Fase a): Estabilizar los intervalos entre fallos (MTBF) Fase b): Alargar la vida útil del equipo Fase c): Restaurar periódicamente los deterioros Fase d): Prever la vida útil del equipo

Negligencia en condiciones básicas 1

5 Destreza inadecuada

2 No seguidos los estándares de operación

Deterioro no chequeado

3

Debilidades de diseño Inherentes 4

75

Cuatro fases de incremento ciclos de Mantenimiento y reducción de costes

Cero averías en cuatro fases

Fase 1

Fase 2

Fase 3

Fase 4

Estabilizar tiempo medio entre fallos

(MTBF)

Alargar

vida equipo

Periódicamente

restaurar deterioro

Predecir

problemas equipo

Restaurar deterioro no chequeado • Tratar defectos visibles Evitar aceleración deterioro • Establecer condiciones básicas equipo

Corregir debilidades diseño. • Corregir debilidades en resistencia y precisión. • Seleccionar piezas conformables a

condiciones operación. • Corregir debilidades para evitar

sobrecargas. Eliminar averías esporádicas • Mejorar destreza de operación y Mto. • Evitar mala operación • Evitar errores reparación. Restaurar apariencia externa del equipo

Restaurar deterioro a intervalos regulares. • Estimar vida útil del equipo. • Fijar estándares para inspección periódica y test. • Fijar estándares para reemplazo

periódico de piezas. • Mejorar Mantenibilidad. Usar los sentidos para detectar deterioro interno. • Identificar deterioro que presenta

señales de alarma. • Identificar tipos de señales de

alarma. • Aprender a detectar señales de

alarma.

Predecir problemas equipo usando técnicas de diagnóstico. • Clarificar y adherirse a estándares

operacionales. Realizar análisis técnicos de fallos catastróficos. • Analizar roturas superficies • Analizar fatiga material. • Analizar desgastes de material. • Analizar desgastes engranajes, etc. • Tomar medidas para ampliar vida

equipo. • Restaurar periódicamente con base

en vida prevista.

76

Reducción en fallos de equipo (Tokal Rubber Industries)

1.2 Eliminación de pérdidas por cambios y ajustes Problemas comunes: Procedimientos confusos: • Método (falta de procedimiento, destreza, orden...) • Útiles y herramientas no adecuadas. • Falta de precisión • Problemas técnicos. Procedimientos inconsistentes: • Gran variabilidad de un cambio a otro. Falta de mejora en ajuste: • No se han estudiado las probabilidades de eliminación del ajuste. • Falta de destreza.

77

Método para la reducción del tiempo de cambio 1ª Fase: Separación de las operaciones externas de las operaciones internas y aseguramiento de la separación.

1. Empleo de listas de comprobación. 2. Realización de comprobaciones funcionales.

2ª Fase: Convertir operaciones internas en externas.

1. Preparación anticipada de las condiciones de trabajo: precalentamiento, referenciado previo, alimentación de material...

2. Placas intermedias. 3. Prerreglaje 4. Duplicación de útiles y herramientas.

3ª Fase: Eliminar o reducir las operaciones internas.

1. Implementación de operaciones en paralelo 2. Eliminación de operaciones por aprovechamiento de movimientos 3. Estandarización de funciones 4. Utilización de anclajes funcionales 5. Eliminación de ajustes 6. Automatización.

Fases de la metodología SMED

CLASIFICACION

FASE

0

FASE

1

FASE

2

FASE 3

Operaciones actualmente como preparación interna Operaciones actualmente realizadas como preparación externa

Operaciones inherentemente pertenecientes a preparación interna Operaciones inherentes pertenecientes

a la preparación externa

78

1.3 Eliminación de paradas Menores y Tiempos Muertos Definición: Pequeñas paradas que se restablecen rápidamente (normalmente por el propio usuario) o cuando la instalación funciona en vacío (sin producir). Estas paradas son difíciles de atender: • Las condiciones de las incidencias varían constantemente. • La localización cambia constantemente. • Son difíciles de restablecer. • Se solucionan con parcheos incidiendo en el efecto y no en la causa. • No se consideran importantes. Hemos aprendido a convivir con ellas. Para su eliminación será necesario: • Reconocer que existen estos problemas y que son fuentes de grandes

mejoras. • Comparar las cosas cómo son y cómo deberán ser. • Mantener las condiciones básicas del equipo (1ª actividad para el 0

averías). • Implantar y/o revisar procedimientos. • Corrección de pequeños defectos • Análisis de causas de la causa raíz de los problemas. • Establecer las condiciones óptimas. • Atender los problemas comunes antes que los particulares. • Implantar señales de alarma y detección inmediata de paradas. • Desconfiar de soluciones complejas. • Atender todas las paradas.

79

Clasificación de las paradas menores y de sus causas

O

PE

RA

CIO

N

Tipo de Fenómeno indeseable

Tipo de causa

T

RA

NS

PO

RT

E

1. Atasco carga 2. Choque 3. Amontonamiento 4. Enlace 5. Flujo insuficiente 6. Flujo en demasía 7. Caídas 8. Falta de piezas o de carga 9. Rotura de productos

a) Materiales o piezas

1) Dimensiones incorrectas 2) Forma o aspecto exterior

incorrectos. 3) Mezcla 4) Magnetización

b) Forma de la guía inadaptada.

1) Forma incorrecta de la guía (estado de la superficie, suciedad, planicidad, etc.)

2) Sistema de alimentación en piezas (amplitud, resonancia, equilibrado, etc.)

c) Sistema de mando de selección (tipo,

adaptación a las piezas, caudal, etc.)

M

ON

TA

JE

1. Aplastamiento, roturas 2. Dos piezas a la vez 3. Mala fijación 4. Mala sincronización 5. Ensamblaje defectuoso 6. Inyección incorrecta

d) Causas debidas al sistema de

ensamblaje

1) Precisión de los útiles 2) Precisión del montaje 3) Precisión de las piezas 4) Sincronización

e) Causas debidas a la gestión del Centro.

1) Error de reglaje durante el cambio de utillaje.

2) Error de prerreglaje.

D

ET

EC

CIO

N

1. Mal funcionamiento

f) Causas debidas al sistema de

detección.

1) Al sistema de detección propiamente

2) Fijación o posicionamiento de los detectores.

3) Sensibilidad inapropiada 4) Mal reglaje 5) Sincronización 6) Condiciones de utilización

80

Orientaciones para la eliminación de microparadas y tiempos muertos.

Mejora de

Principio de mejora

Medidas tomadas

1. Corrección de los

defectos menores.

1. Aspecto exterior 2. Dimensiones 3. Funcionamiento

(rayas, desgastes) (precisión, juegos) (choques, descentrajes)

2. Observación de las

condiciones básicas.

1. Limpieza 2. Lubricación 3. Aprietes

(suciedad, choques) (suciedad, desgaste) (desaprietes)

Fiabilidad de Uso

3. Observación de las reglas de trabajo. (procedimientos establecidos)

1. Modo operatorio

correcto. 2. Cambio de utillaje 3. Observación de la

instalación

(reglajes, prerreglajes), (descubrimiento de ano-malías)

4. Estudio de las

condiciones óptimas

1. Condiciones de

montaje 2. Condiciones de

mecanizado

(ángulos, posicionamien-to, resonancias, presio-nes de aire, vacío, am-plitud de las vibraciones. (flujo óptimo)

Fiabilidad en la Calidad de fabricación

5. Estudio de las especificaciones

1. Umbral de precisión. 2. Condiciones de

utilización.

(piezas, montaje) (dominio de utilización apropiada)

Fiabilidad inherente

6. Estudio de los

puntos débiles

1. Concepción adap-

tada a las formas de piezas.

2. Selección de las pie-zas.

3. Estudio de las es-tructura, de los sis-temas.

(modificación de las formas). (materiales, funciones)

82

1.4 Eliminación de pérdidas de Velocidad • Es la pérdida de producción que ocurre por un funcionamiento a una

velocidad a ritmo inferior a la de diseño. • Para su eliminación se plantea una mejora paso a paso

- Analizar los efectos de incrementar la velocidad - Implantar medidas que resuelvan estos efectos - Fijar la nueva velocidad standard (superior a la actual) - Conseguirla y mantenerla

Se llama pérdida de velocidad a la diferencia entre la velocidad nominal y la velocidad real. Las causas de este error son: • Debilidades latentes. • El servicio, para el que la instalación ha sido diseñada, ha sido modificado o

transformado en otro más complejo. Los factores que generan estas pérdidas son: 1. Desconocimiento de las características de la instalación. 2. Cuando se probó la máquina nunca se alcanzó la velocidad nominal, sea

por problemas electromecánicos, sea por problemas de adaptación del piecerío. Se abandonaron las investigaciones y se dejó pasar el problema.

3. Degradaciones forzadas o defectos menores, que no han sido reparados. 4. Muchos defectos latentes están ocultos a la actual velocidad de la máquina.

Si ésta alcanza el valor nominal, aparecerán al amplificarse claramente.

83

Estrategias para incrementar la velocidad Determinar niveles actuales

• Velocidad • Procesos cuello de botella • Tiempo perdido/frecuencia de averías • Condiciones que producen defectos

Chequear diferencia entre especificación y condición actual

• ¿Cuáles son las especificaciones? • Diferencia entre velocidad estándar y velocidad actual • Diferencias de velocidad en diferentes productos

Investigar problemas pasados

• ¿Se ha aumentado siempre la velocidad? • Tipos de problemas • Medidas tomadas para tratar con problemas pasados • Tendencias en tasas de defectos • Tendencias de la velocidad sobre el tiempo • Diferencias en equipo similar

Investigar teorías y principios de proceso

• Problemas relacionados con teorías y principios de proceso • Condiciones de máquina • Condiciones de proceso • Valores teóricos

Investigar mecanismos

• Mecanismos • Tasa de output y ratio de carga • Investigar fatiga • Investigar piezas una a una • Investigar especificación de cada pieza

Investigar situación presente

• Tiempo de proceso por operación (diagrama de ciclo) • Tiempos perdidos (tiempos en vacío) • Valor Cp de las características de calidad • Chequear precisión de cada pieza • Chequeo usando los cinco sentidos

Listar problemas

• Listar problemas e identificar condiciones que existen • Comparar con condiciones óptimas • Problemas con mecanismo • Problemas con precisión • Problemas con teorías y principios proceso

Lista de problemas predecibles

• Mecánicos • De calidad

Tomar acciones de remedio contra problemas predecibles.

• Comparar problemas predecibles con condiciones presentes • Tomar acción contra problemas predecibles

Corregir problemas

Realizar operaciones de test

Confirmar fenómenos

• Mecánicos • Calidad • Cambios en valores

Revisar los análisis del fenómeno y las relaciones causas – efecto y tomar acciones de remedio

• Análisis físicos del fenómeno • Condiciones que producen el fenómeno • Causas relacionadas

Realizar operaciones de test

84

1.5 Eliminación de pérdidas por Calidad Implica: • Conocer las causas que provocan defectos de calidad. • Aplicar herramientas de calidad para su análisis • Aplicar en el equipo, las condiciones que garantizan la calidad de los

productos. Es decir: • Definir las características de calidad del producto • Relacionar estas características con las 5M • Relacionar estas características con las condiciones de funcionamiento en

el equipo • Asegurar el funcionamiento del equipo en las condiciones definidas.

86

2.3.7 ACTIVIDADES DE MTO. PREVENTIVO EN T.P.M.

Automantenimiento

Mantenimiento programado

Manejo de la instalación

Cuidar la

instalación y su entorno

Asegurar el Mto. de la situación de

referencia

Gamas de

nivel 1

Gamas de

nivel 2

Procedimientos:

• De puesta en marcha

• De parada • De reglaje • De cambio de útil • De cambio de

ráfaga.

5 S y

Gamas • De limpieza • De lubricación • De apriete de

tuercas, tornillos y bulones

Tiempo de ciclo

Parámetros • De reglaje • De soldadura • De engrase • Eléctricos • Mecánicos

(aprietes y ajustes)

• Hidráulicos (niveles y otros)

En función del nivel de preparación del personal.

Procedimientos: • Gamas • De intervención

Mantenimiento AUTONOMO

Trabajos realizados por

Operadores de Fabricación

Profesionales de Mantenimiento

Como puede observarse en el anterior esquema de Mto. T.P.M. el Mto. Autónomo es más amplio que el Automantenimiento, pues contempla parte del Mto. Programado y algunas reparaciones Correctivas (que no aparecen en el esquema. 2.3.8 EL MANTENIMIENTO AUTONOMO Y SUS PASOS • El Mantenimiento Autónomo está basado en las PERSONAS y supone un

cambio de costumbres. • Estos cambios suponen tiempo:

- Tiempo para desterrar el concepto “Yo fabrico, tu reparas”. - Tiempo para adquirir confianza. - Tiempo para entender y asumir nuevas responsabilidades.

87

• Para conseguir estos cambios en nuestros actuales equipos humanos, existe

un medio ideal:

“LA FORMACION Y EL ADIESTRAMIENTO”

• Esta formación debe ser asumible y debe realizarse paso a paso. LOS 7 PASOS DEL MANTENIMIENTO AUTÓNOMO 7. Implantación plena del Mantenimiento Autónomo 6. Estandarización 5. Inspección Autónoma 4. Inspección General 3. Estándares preliminares 2. Eliminar los focos de suciedad 1. Limpieza Inicial

88

PASO 1. LIMPIEZA INICIAL Objetivo

INSTALACIÓN • Prevenir el deterioro

acelerado debido al polvo y a la suciedad

• Aflorar y reparar el

deterioro acelerado de las máquina

OPERARIOS • Fomentar el afecto e interés por

las máquinas a través del contacto.

• Acostumbrar a los ojos para

detectar las partes que funcionan mal.

• Aprender la función y estructura

de las máquinas. • Conocer los puntos débiles de las

máquinas.

Actividades

CONTENIDO • Limpiar y ordenar las máqui-

nas y alrededores. • Eliminar todo lo innecesario • Comprender el funcionamiento

y las partes de las máquinas • Identificar el deterioro. Poner

tarjetas a los problemas detec-tados.

• Reparar el deterioro, en lo posible por el propio grupo.

APOYOS NECESARIOS • Materiales de limpieza • Formación en aspectos de seguridad • Consejo de los departamentos de

Calidad, Mantenimiento, etc. • Enseñar cómo debe realizarse la

limpieza y su importancia. • Formatos y hojas de seguimiento

Otras actividades • Poner en marcha un panel de

actividades • Listar los focos de suciedad y

de difícil acceso. • Listar los riesgos potenciales

de accidente. • Listar los problemas detecta-

dos y resueltos. • Diagnosticar el avance de la

limpieza.

89

PASO 2. ELIMINAR FOCOS DE SUCIEDAD Objetivo

INSTALACIÓN • Eliminar fuentes de polvo,

suciedad y fugas. • Conseguir que no se repro-

duzca el deterioro acelerado que había antes de la limpieza inicial.

• Facilitar la detección visual de las anomalías.

OPERARIOS • Asumir el modo de pensar respecto de

las mejoras y conseguir poderlas llevar a cabo.

• Experimentar la satisfacción de realizar las mejoras.

• Conocer el funcionamiento de la instala-ción a través de las mejoras.

• Reducir el tiempo de dedicación a la limpieza de las instalaciones.

Actividades

CONTENIDO • Medir el tiempo necesario para

limpiar y reducirlo. • Observar las fuentes de sucie-

dad y hacer mejoras: Eliminar las fuentes de suciedad.

• Eliminar la dispersión de la suciedad.

• Mejorar el método de limpieza • Mejorar el acceso a las zonas

difíciles de limpiar e inspeccio-nar.

• Preparar estándares provisio-nales de limpieza y probarlos.

APOYOS NECESARIOS • Formación y adiestramiento en mejora

de máquinas. • Promover sistemas de control visual

(marcas de nivel...) • Criterios para establecer los estándares

(limpieza, inspección, etc.)

Otras actividades

• Contrastar la eficacia de las

medidas adoptadas. • Listar o dibujar los puntos de

engrase. • Diagnosticar el avance en la

eliminación de focos de sucie-dad.

• Formar al grupo sobre la lubri-cación.

90

PASO 3: ESTANDARES PRELIMINARES DE LIMPIEZA, LUBRICACION E INSPECCION. Objetivo

INSTALACION • Mantener las condiciones bá-

sicas de la instalación: - Limpia - Bien lubricada - Tornillos apretados

OPERARIOS • Enseñar a los operarios la técnica de

hacer estándares a través de la práctica. • Que los operarios participen en la reali-

zación del estándar. • Cumplir con rigor los estándares. • Establecer el método y la ruta más

sencillos para aprovechar

Objetivo CONTENIDO • Definir el procedimiento de

lubricación: concretar los pun-tos y método de lubricación, tipo y cantidad de aceite, frecuencia y tiempo.

• Incorporar la lubricación en los estándares provisionales de limpieza e inspección rea-lizados en el paso anterior.

• Conseguir un control visual sencillo de la lubricación.

• Tratar de reducir el tiempo de limpieza/lubricación/inspección

APOYOS NECESARIOS • Hacer una etiqueta de lubricación • El departamento de Mantenimiento debe

aprobar el estándar realizado por los operarios.

• Hacer una hoja de chequeo que facilite la ejecución del estándar.

• Indicar claramente la frecuencia y la ruta a seguir para la limpieza, lubricación e inspección.

Otras actividades

• Formar a los operarios toman-

do como base el manual de Inspección General.

• Diagnosticar el avance del paso 3.

91

PASO 4: INSPECCION GENERAL Objetivo

INSTALACION • Mejorar la fiabilidad de la

instalación (reducción de ave-rías) gracias a las inspeccio-nes y mejoras periódicas rea-lizadas por los operarios.

OPERARIOS • Que sean capaces de inspeccionar los

mecanismos básicos de las instalacio-nes: - Entender las funciones y mecanismos

de las máquinas. - Distinguir cuándo funcionan bien y

cuándo mal. - Realizar reparaciones sencillas.

• Aprender a analizar los datos de la

inspección

Actividades CONTENIDO • Elaborar los módulos de for-

mación básica. • Montar el aula de formación

básica. • Completar la formación en

aula con adiestramiento a pie de máquina.

• Impartir la formación e implan-tar la inspección.

• Simplificar la inspección me-diante controles visuales.

APOYOS NECESARIOS • Módulos de formación • Hojas de chequeo y registro de la ins-

pección. • Programa de formación • Mantenimiento adiestra a los Jefes de

Grupo, y estos a los operarios. • Conceder el tiempo necesario para la

inspección general. • Establecer frecuencias de inspección

realistas. • Facilitar la inspección de las áreas de

difícil acceso.

Otras actividades

• Diagnosticar el avance de las

actividades • Formar a los operarios sobre

la destreza en el manejo de máquinas.

92

PASO 5: INSPECCION AUTONOMA Objetivo

INSTALACION • Mejorar la capacidad de la ins-

talación para fabricar produc-tos buenos.

• Evitar las averías de la insta-lación debidas a mala manipu-lación de la misma.

OPERARIOS • Entender la importancia del Registro de

datos. • Que los operarios sean capaces de re-

lacionar el estado de las partes de la máquina con la calidad del producto.

• Que los operarios sean capaces de ana-lizar los datos.

• Que los operarios sean capaces de ges-tionar eficazmente el equipo y su man-tenimiento: prioridades y frecuencia de inspección, diseño de listas de chequeo, revisión de estándares.

• Que los operarios sean capaces de mantener la instalación perfectamente ajustada de forma que se reduzca gran-demente el defectivo.

Actividades

CONTENIDO • Fijar el tiempo – meta en el

que deben realizarse las ac-tividades de Mantenimiento Autónomo (limpieza, lubrica-ción, inspección, mejoras, adiestramiento y reuniones).

• Elaborar un plan para con-seguir los tiempos – meta en todos los apartados.

• Realizar mejoras para sim-plificar los estándares.

• Realizar mejoras que eviten el accionamiento accidental de los panes de mando

• Llevar a cabo el Manteni-miento para la Calidad.

APOYOS NECESARIOS • Fomentar el control visual. • Formar en herramientas de Resolución

de Problemas. • Relacionar los defectivos con partes de

las máquinas. • Adiestrar en el control y ajuste de dichas

partes. • Definir e impartir el plan de formación

para incrementar destrezas en el mane-jo de las máquinas.

93

PASO 6: ESTANDARIZACIÓN Objetivo

INSTALACION • Asegurar la fiabilidad, man-

tenibildiad y facilidad de ope-ración de la máquina.

• Revisar y mejorar la organi-zación y el orden del entorno de trabajo. Eliminar lo su-pérfluo.

• Procedimientos operativos, ho-jas de instrucciones, pautas de control estandarizados.

OPERARIOS • Racionalizar las tareas personales de

los operarios. • Mejora continua de estándares y proce-

dimientos a través del análisis de indica-dores.

Actividades

CONTENIDO • Establecer procedimientos

operativos. • 5S • Gestión Visual • Estandarizar las variables de

gestión y sistematizar todas las operaciones.

APOYOS NECESARIOS • Formación en técnicas de mejora, de

control visual y de gestión. • Soporte para aprender a definir proce-

dimientos de gestión. • Asistencia técnica para el desarrollo de

la estandarización.

PASO 7: MANTENIMIENTO AUTONOMO Objetivo

INSTALACION • Implantar planes de mejora

para alargar la vida de las máquinas y de las frecuencias de inspección.

• Identificar los puntos débiles en el equipo a través del aná-lisis de indicadores.

• Optimizar la eficiencia global de los equipos.

• Mejora de la fiabilidad, mante-nibilidad y facilidad de opera-ción de equipos.

OPERARIOS • Que las personas asuman las políticas y

retos de la empresa. • Desarrollar una concienciación sobre

costes operativos, particularmente: costes de Mto.

• Desarrollar capacidades para la recogi-da de datos, su análisis y técnicas de mejora.

Actividades

CONTENIDO • Desarrollar metas y políticas

de la compañía: Mejora conti-nua y Análisis cuantitativo de la evolución de los indicado-res.

• Mejora de los equipos a través del registro de anomalías y análisis MTBF

APOYOS NECESARIOS • Relacionar la gestión autónoma dentro

de la estrategia y de los objetivos anua-les de la empresa.

• Redefinir las funciones del Grupo y sus relaciones con otros Departamentos.

• Redefinir el sistema de participación en los objetivos.

• No aceptar límites. • Insistir en el reto de CERO AVERIAS Y

CERO DEFECTOS. • Continuar con los diagnósticos de

Dirección. • Hacer presentaciones de los logros de

los Grupos ante el resto de la Empresa.

94

LOS 7 PASOS DEL MANTENIMIENTO AUTONOMO Y LAS 4 FASES PARA EL DOMINIO DE LAS INSTALACIONES Al alcanzar la etapa 7, el operario debe saber reparar las instalaciones (Mto. Correctivo). 2.3.9 LA LIMPIEZA EN T.P.M., LAS 5 S Y LAS 5E. ESTANDARES La limpieza en T.P.M. tiene un sentido práctico y no estético. Debemos empezar aplicando las 5S al puesto de trabajo.

7 Implantación plena del Mantenimiento Autónomo

Los 7 pasos del Mantenimiento Autónomo

4 Saber como reparar las instalaciones

Las 4 fases para que un operario domi-ne las instalaciones 6 Estandarización

3 Aprender a dominar las instalaciones con la precisión requeri-da y a evaluar la calidad del producto

5 Inspección Autónoma

4 Inspección General 2 Estudiar el mecanismo y las

funciones de las instalaciones y cómo poner las ideas en práctica

3 Estándares Preliminares

2 Eliminar los focos de suciedad

1 Limpieza Inicial

1 Familiarizarse con el concepto

de Mantenimiento y mejora de las instalaciones y a detectar las anomalías

95

QUE SON LAS 5 S?

5 S significa

1.- Limpiar; (SEISO) 2.- Seleccionar (SEIRI) 3.- Ordenar; (SEITON) 4.- Mantener la limpieza; (SEIKETSU) 5.- Disciplina; (SHITSUKE)

96

1.- Limpiar (SEISO)

LIMPIAR LAS ZONAS SUCIAS

¿Cómo limpiar? (1) despejar, recoger (2) limpiar con un trapo (3) barrer (4) fregar con un producto apropiado (5) pasar el aspirador (6) cepillar los sitios que lo necesiten (7) pintar. 2.- SELECCIONAR (SEIRI)

SEPARAR LO NECESARIO DE LO INNECESARIO Y TIRAR ESTO ULTIMO

Hay muchas cosas en el taller. ¿Son todas necesarias? Lo innecesario ocupa sitio y da lugar a errores. Tiremos, pues, lo innecesario.

97

3.- ORDENAR (SEITON)

COLOCAR LO NECESARIO EN UN SITIO DONDE PODAMOS COGERLO INMEDIATAMENTE CUANDO LO

NECESITAMOS

Es necesario colocar lo importante por orden de criterios. CRITERIOS: Seguridad, Calidad y Eficacia.

SEGURIDAD

CALIDAD

EFICACIA

Que no se caiga Que no ruede Que no choque

Sin óxido Sin golpes No poner piezas malas entre las buenas.

Minimizar el tiempo

4.- MANTENER LA LIMPIEZA (SEIKETSU)

MANTENER CONSTANTEMENTE LA LIMPIEZA Y LA HIGIENE

Cuando se ejecuta la limpieza, la selección y el orden, podemos conseguir un taller limpio. Con estas mejoras el taller deberá estar más limpio. Esto influirá en nuestra salud física y psicológica.

98

Yo, limpio y mi taller

¿Por qué no?

5.- DISCIPLINA (SHITSUKE)

ACOSTUMBRARSE A LAS 4 S

(LIMPIAR, SELECCIONAR, ORDENAR, MANTENER LA LIMPIEZA DEL TALLER) SER RIGUROSO EN LA Aplicación • Ser limpio • Respetar y hacer respetar las reglas • Procurar convertirlo en actos reflejos

99

“ 5 E “

E liminar lo Innecesario E stablecer orden E smerarse en la limpieza E jercer seguimiento del plan de limpieza E nseñar y animar

100

La aplicación práctica de las 5S y las 5E consiste en la siguiente ordenación en 5 Niveles de Limpieza y Orden en el Taller de Fabricación. Nivel uno • Colillas de cigarrillos, desechos de papel, y herramientas esparcidas

alrededor. ACCION CORRECTIVA PARA PASAR AL NIVEL DOS • Observe todas las superficies horizontales. • Examine el lugar de trabajo y elimine todos los desperdicios y herramientas

no esenciales y almacene éstas. Si están sobre el suelo cualesquiera herramientas o piezas, determine un lugar definido para ellas y colóquelas allí.

101

PUNTOS IMPORTANTES E INTUICIONES UTILES • No ponga nada directamente sobre el suelo. • Hasta el límite de lo posible, deseche las cosas que no vayan a tener un

uso previsible. Nivel dos • No están claras las rutas de paso • Desorden al lado de las paredes. • Elementos no utilizados se apilan contra las paredes o pilares • Herramientas o equipos que no se emplean se dejan contra o detrás del

equipo. • No son claras las rutas de paso, o las cosas se colocan en las rutas de paso

para “almacenamiento temporal” durante más de un mes. ACCION CORRECTIVA PARA PASAR AL NIVEL TRES • Observar las superficies verticales. • Examinar paredes y pilares. • Eliminar todos los desperdicios y herramientas no esenciales y guardar

éstas. Pinte las áreas de paredes y pilares que puedan alcanzarse con la mano. No contrate a nadie para hacerlo, pida a los trabajadores del área que lo hagan ellos mismos. Este proceso puede parecer tonto o demasiado simple, pero nuestra experiencia muestra que hacer parar las operaciones normales de los trabajadores por un día (o hacerles venir un fin de semana) destila una actitud de limpieza en personas que quizá anteriormente no habían reparado en ello.

102

PUNTOS IMPORTANTES E INTUICIONES UTILES • Haga saber a los trabajadores que son responsables de la limpieza de sus

áreas.

Nivel tres • Las rutas de paso están claras y la fábrica está limpia, pero las

herramientas están desorganizadas en las áreas de almacenaje. Tenemos que volver nuestra atención al mobiliario. • ¿Están mezcladas juntas, herramientas, mordazas, piezas, etc.? • ¿Hay guantes, zapatos y otros artículos desechados mezclados con

herramientas en las cajas de éstas últimas? • ¿Están almacenadas las herramientas en unidades de almacenaje? A menudo, cuando se abre una unidad de almacenaje tal como un armario, un cajón, o un estante cerrado, se encuentran dentro muchos elementos en desuso y básicamente sin valor.

103

ACCION CORRECTIVA PARA PASAR AL NIVEL CUATRO • Mire en el interior de los estantes y seleccione los materiales, piezas y

herramientas. • Desembarácese de los armarios cerrados. Los armarios dañan la moral, los sentimientos de desconfianza que simbolizan los armarios cerrados son lo opuesto al sentimiento de responsabilidad que se deriva de las actividades de limpieza y organización. PUNTOS IMPORTANTES E INTUICIONES UTILES • Defina alguna clase de criterio de evaluación para el orden. Si alguien está

haciendo un trabajo excepcional, recompense sus esfuerzos. • Coloque las herramientas de uso frecuente donde puedan alcanzarse sin

desplazamiento. Ponga las herramientas de poco uso en un cuarto de herramientas donde no estorben en el lugar de trabajo.

• Devuelva una herramienta utilizada al lugar designado.

104

Nivel cuatro • La maquinaria y el equipo están limpios. • Las áreas de almacenaje se distinguen claramente • El área de almacenaje muestra muchas líneas paralelas y ángulos rectos. En la fábrica de nivel cuatro, se han limpiado las máquinas y equipos y los trabajadores han desarrollado hábitos de limpieza. Los elementos colocados en estantes o en muebles están claramente etiquetados y colocados de forma que los perfiles de las herramientas y otros elementos necesarios aparecen alineados como en una cuadrícula. Las herramientas y calibres de empleo frecuente tienen designadas plazas de almacenaje que están al alcance de la mano en los lugares de uso. De una ojeada se pueden ver claramente las herramientas, piezas, equipos, y documentos que están en uso y dónde y cómo se utilizarán.

.

105

La codificación mediante colores de las herramientas de uso elevado no sólo hace más fácil saber dónde están o deben estar, sino que otorga un sentimiento de “propiedad”. ACCION CORRECTIVA PARA PASAR AL NIVEL CINCO • Limpiar, alinear, ordenar, y organizar automáticamente. • Desarrollar el control visual del stock. La estación de trabajo modelo debe tener sistemas tales como mecanismos para la retirada automática de los desperdicios que se generan regularmente (virutas, desechos, recortes, etc.) quizá haciendo que caigan directamente en contenedores.

106

PUNTOS IMPORTANTES E INTUICIONES UTILES • El desecho, recortes y virutas deben caer directamente en contenedores de

desechos. • Cree una línea modelo con elementos de colocación de piezas y

herramientas tipo supermercado. Nivel cinco • La limpieza es continua y constante de un extremo al otro. • El área de trabajo está inmaculada, y las herramientas se dejan

perfectamente alineadas. Por supuesto, conforme pasa el tiempo, los desechos parecen acumularse por sí mismos. Pero ésta basura se retira rápidamente por los empleados, que han asumido la filosofía de la limpieza y ordenación constante. Cuando la actitud de limpieza está plenamente establecida y la limpieza y organización son un hábito, los resultados son más que una mera mejora de apariencia. La producción se ejecutará también con mucha mayor regularidad y mejorará la calidad del producto. Limpieza significa eliminar el polvo, las manchas de aceite y las limaduras que se depositan en la instalación, en las matrices de las prensas, en los utillajes y en los materiales, y también darse cuenta de todas las deficiencias potenciales de la instalación. Los efectos perniciosos directos e indirectos de la falta de limpieza son numerosísimos, manifestándose así: a) Las suciedades se introducen entre las partes que rozan en el sistema

hidráulico y neumático y en el de regulación eléctrica y causan desgaste, vibración, fugas, mala conductibilidad, implicando la falta de precisión, la baja de calidad y las averías.

b) Cuando las suciedades se mezclan con los materiales, caen junto a ellos en

el depósito de alimentación de ciertas maquinas automáticas, impidiendo la alimentación normal de materiales y causan por ello Paradas menores, giros en vacío y baja calidad.

c) Su influencia en la calidad es con frecuencia directa, como ocurre en el

caso de prensas de extrusión de plásticos. Los cuerpos extraños se adhieren a las piezas de la matriz o se mezclan con los materiales. Aparece entonces carbonización en los cilindros u otras partes de la máquina, que

107

impide el deslizamiento de la resina, afecta a su composición y produce el gripaje de la máquina.

d) En el montaje de componentes de aparatos eléctricos tales como relés, los

depósitos de polvo o aceite en los utillajes, al fijarse sobre el punto de contacto, pueden provocar un defecto esencial de mala conductividad.

e) En construcción mecánica de precisión, un depósito de polvo en los utillajes

puede ser causa de retraso del reglaje de las alineaciones y causa de imprevisiones.

f) En galvanización la suciedad de las chapas de base o la mezcla de cuerpos

extraños en la cuba provocan imperfecciones de galvanizado. g) La inspección es difícil cuando la instalación está sucia. No se puede

descubrir fácilmente el desgaste, los rayados, las deformaciones, los aflojamientos, las fugas y otros defectos. No invita a operaciones de control.

h) La limpieza no es una cuestión de estética. No es ese el objetivo de la

limpieza. Facilita el descubrimiento de anomalías como vibraciones, temperaturas o ruidos anormales.

Una instalación sucia y descuidada desde hace mucho tiempo, si se limpia con cuidado puede permitir encontrar de 200 a 500 defectos, que a su vez abren el camino para sacar a la luz un grave fallo latente. De esta manera, el método más eficaz durante la limpieza es enumerar las deficiencias de la instalación como: - Chirridos y vibraciones - Desgaste y rayados - Aflojamientos - Deformaciones - Fugas y microfugas - Chisporroteos y a la vez limpiar: - Depósitos de polvo - Aceites y sus mandos, que por sus efectos consignados son capaces de

producir degradaciones y averías importantes. Los Standard 5W1H de autolimpieza de maquinaria e instalaciones 5W1H equivale a: Who, What, When, Where, Why, How, o sea quien, qué, cuando, donde, porqué, y cómo y cuanto tiempo limpiar debidamente una instalación.

108

Para que la autolimpieza sea eficaz y aprovechable será menester el concurso de tres elementos simultáneos: - Voluntad de limpiar - Competencia del operario - Medio ambiente y medios necesarios y suficientes. Durante la autolimpieza el operario inspeccionará algunos elementos de la máquina, cuya información será de gran utilidad en Mantenimiento. La Hoja Standard responde a las seis preguntas del 5W1H, y añade la inspección-limpieza que el operario debe acompañar a la propia limpieza.

111

La limpieza INICIAL es la 1ª etapa de la limpieza y permite ver importantes anomalías 1. Objetivo • Aprender empíricamente la manera de descubrir las anomalías. • Aprender empíricamente que la limpieza es la inspección. 2. Métodos concretos • Descubrir las anomalías a través de los 5 sentidos. • El principio básico es:

tocar mover mutuamente descubrimiento de la anomalía pegar una etiqueta pulir Observar el movimiento (durante el funcionamiento)

EJEMPLO – La viruta de metal pegajosa en el (Limit-Switch)

El “coolant” gotea en el LS. La fijación del LS es débil Aflojamiento de la correa en “V” Calentamiento del motor (rodamiento) Ruido anormal en la bomba hidráulica Falta de aceite Distribución caótica del cableado y de la canalización.

• Iniciar por la parte externa visible. • Retirar la tapa y verificar la parte interna. • Desmontar lo que sea necesario. • Mejorar la capacidad de visualizar las anomalías.

112

RESULTADO DE LAS ANOMALIAS

Reparar por sí solo, siempre que sea posible

(pensar) (perfeccionar)

(sacrificar)

lo que no puede ser hecho, se deja a cargo del dpto. de Mto. para ejecutar la reparación

Partes a ser restauradas Partes a ser mejoradas Este proceso es importante

Resultados Satisfacción por haber alcanzado el resultado

2.3.10 LOS 5 NIVELES DE MANTENIMIENTO EN T.P.M. Existen en la práctica del T.P.M. CINCO niveles de tareas de Mantenimiento, que reúnen especiales características respecto a: a) Naturaleza de la tarea b) Lugar de la intervención c) Personal que la ejecuta d) Utillaje y herramientas necesarios e) Documentación usada f) Piezas consumidas Haremos una amplia tabla que recoja las características de cada nivel a la tarea de Mto.

N I V E L

TIEMPO

La capacidad del operador para visualizar las anomalías crece en forma de escalera

115

2.3.11 MANTENIMIENTO T.P.M. DEL SERVICIO DE MANTENIMIENTO Distinguiremos dos tipos de instalaciones, por ejemplo en la Planta de Chapistería de una Fábrica de Automóviles: a) Máquinas con conductor

Mantenimiento

Satélite

Mantenimiento Central Los conductores asumirían en este caso tareas del 1er. Nivel de Mto., lo que mejoraría el funcionamiento de las máquinas y neutralizaría fuertemente los microfallos y paradas menores, con fuerte incidencia en el TRS (Tasa de Rendimiento Sintético). Los otros niveles de Mto. vienen asegurados por el Mto. Satélite, que interviene en los niveles 2 y 3, y por Mto. Central que se encargaría de los niveles 4 y 5. b) Líneas automatizadas o robotizadas sin conductores En este caso el Mto. de niveles 1, 2 y 3 sería efectuado por operarios de Mto. adscritos a la línea (Satélite). El nivel 4 y 5 correspondería a Mto. Central. Como herramienta fundamental de trabajo, para ambos casos, se hará uso del DOSSIER de máquinas, que consiste en: � Esquemas � Documentación técnica � Fotografías � Catálogos de operación y de Mto. � Pequeños repuestos � Herramientas normales

Con

duct

ores

Con

duct

ores

Con

duct

ores

1

2

3

116

Y además se incorporarán dos tipos de planning de Mto. Preventivo: � De nivel 1 realizado por conductores. � De nivel 2 y 3 realizado por Mto. Satélite y por Mto. de Taller

respectivamente. � Estándares de limpieza, lubricación y apriete de tornillos. Se añadirán colgando de las máquinas tarjetas indicadoras de anomalías. 2.3.12 LA FORMACION EN T.P.M. Para establecer un programa T.P.M. de Formación de operadores y técnicos de Mantenimiento conviene pasar revista a los capítulos generales de la misma. Más de mil años antes de J.C., los griegos habían identificado los cinco elementos de las unidades de mecanismos y máquinas de guerra de aquella lejana época: • La polea • La palanca • El tornillo • La cuña • El árbol, eje Los equipos modernos, generalmente están formados también por estos elementos, que un buen Mto. debe vigilar. Por tanto, es importante: a) El apriete de tuercas, bulones y tornillos El aflojamiento de estos elementos puede provocar: • Fugas de fluidos. • Caída de piezas. • Malos contactos eléctricos. • Fallos de calidad y precisión. • Caída de rendimiento. En una importante planta japonesa, después de inspeccionar 360.000 bulones, tornillos y tuercas se comprobó el aflojamiento del 30% de ellos. Entre 18.400 tornillos y tuercas que llevaban los armarios de regulación eléctrica de los trafos automáticos, cerca de 5.300 (28,8%) estaban flojos o sueltos. El aflojamiento de un tornillo no tiene porque ocasionar un defecto directo, pero el efecto conjugado con otros casos iguales puede provocar una gran perturbación.

117

Por tanto, es menester: • FORMAR al personal de manera sistemática en el apriete óptimo y en las

medidas anti-aflojatorias, tales como: • Alineación. • Perforación. • Preparación del agujero de bulonado. • Optimización del par de apriete. b) Formar al personal en técnicas de unión Muchos montajes de piezas tales como: • Ruedas dentadas • Poleas • Piñones • Acoplamiento Debido a la imprecisión de la cuña o a la elección inadecuada del cubo respecto al eje, provocan averías de falta de precisión y de reducción de la vida de los sistemas de arrastre de las máquinas. Estas reparaciones pueden representar un 30% de la carga del Mto. Correctivo. Es preciso, por tanto:

Formar al personal en el arte de uniones, según normas, clasificaciones y características.

c) El eje y el rodamiento son piezas fundamentales en los sistemas de

accionamiento de máquinas. Sin embargo, se encuentran a diario averías debidas al desgaste del rodamiento, a su gripaje o a su rotura. Por consiguiente es menester:

Formar al personal en rodamientos y ejes.

d) Las cadenas, correas, poleas, ruedas dentadas, requieren reglajes de

tensión y ajustes. Es preciso por tanto:

Formar al personal en estos elementos, su montaje y sus fallos. e) Las fugas de fluidos: aceites, aire, agua y vapor. Habrá que resolver estas fugas para aplicar con éxito las 5S.

118

Por consiguiente, es menester:

Formar en juntas, técnicas de estanqueidad, empaquetaduras, cierres mecánicos, neumática, hidráulica.

f) Los fallos eléctricos básicos se dan con frecuencia. Muchos dispositivos

eléctricos son comunes: motores, pupitres, variadores de velocidad, cableado, protecciones, alarmas, LED’S, fines de carrera, etc... Habrá que

Formar en dispositivos eléctricos.

1. FORMACIÓN DE LOS OPERARIOS DE PRODUCCIÓN Su objetivo reside en adquirir la competencia necesaria para descubrir las anomalías de las máquinas. Las etapas de adquisición de competencia de un operador son: 1ª) Operador “sin saber” 2ª) Saber sin ejecución 3ª) “Saber hacer” inestable 4ª) “Saber hacer” con confianza Están previstas siete unidades de formación: 1. Neumática 1 (tuberías, filtros, engrasadores). 2. Neumática 2 (válvulas, pistones). 3. Lubricantes (tipo, usos). 4. Elementos constitutivos (bulones, tuercas). 5. Electricidad (detectores fin de carrera). 6. Energía motriz (motores, reductores, accionamientos, transmisiones). 7. Hidráulica (válvulas, pistones). En las cuales se insiste y se hacen prácticas en los siguientes puntos importantes: 1. Optimización del apriete de los bulones, tuercas y prevención del

aflojamiento. 2. Unión y ajuste del cubo (moyú) 3. Puesta a punto del palier, alineación, montaje de cadenas y de correas.

Reglaje de la tracción. 4. Engrase óptimo de las caras de roce. 5. Empleo de las juntas y empaquetaduras, de racores, tubos flexibles.

119

Cada unidad de formación dura 5 semanas (35 semanas en total) y lleva consigo las 4 etapas siguientes: A – Estructuras y funciones B – Problemas de medida C – Verificaciones con el animador D – Verificación sin el animador Primeramente se forma a los animadores – Jefes de equipo -, que luego transmiten la formación a los operadores, según el siguiente plan:

SEMANA 1 2 3 4 5 Formación de animadores

Fase Duración (horas)

A B 2 2

C 2

D 2

Retransmisión a los operadores

Fase Duración (horas)

A

> 1

B

> 1

C

> 1,6

D

> 1,5

Esta formación puede hacerse de una sola vez, tal como se ha descrito, pero también puede hacerse de forma continua y permanente. A esto último los japoneses llaman:

LECCIONES DE PUNTO UNICO

¿QUÉ ES LA LECCIÓN DE PUNTO ÚNICO? Una lección de punto único es una lección que puede estudiarse de 5 a 10 minutos, preparada por miembros del equipo que cubre un único aspecto de la máquina, de su estructura, funcionamiento o método de inspección.

120

“Es frecuentemente difícil dedicar continuamente mucho tiempo a la formación. A la vez, gran parte de lo que se aprende se olvida porque no hay oportunidad de practicarlo. Para superar estos problemas, es muy efectivo aprender en periodos cortos durante las reuniones matinales o en las actividades de producción. Las lecciones de punto único son una herramienta educativa que puede incorporarse efectivamente en las actividades permanentes del Mto. autónomo. Del diccionario del TPM – Instituto Japonés de Mantenimiento de Plantas

2. FORMACION DE LOS OPERARIOS DE MANTENIMIENTO 5 sesiones a 3/días mes 1. El apriete de bulones y tuercas. 2. Técnicas de unión por clavija, chaveta, pasadores. 3. Ejes, rodamientos y moyúes. 4. Engranajes, cadenas, correas, elementos de transmisión. 5. Prevención de fugas: juntas, empaquetaduras, prensaestopas. 6. Automatización (circuitos), relés secuenciales.

121

2.4. NOCIONES PRÁCTICAS DE NORMALIZACION. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE MAQUINARIA. LA NORMATIVA ISO 9000 Y EL MANTENIMIENTO 2.4.1-LA NORMALIZACIÓN Y LA MANTENIBILIDAD Los dos instrumentos básicos que potencian la mantenibilidad son la Estandarización y la Normalización. El primero de ellos ya lo estudiamos en el 1er. manual del ccurso. El segundo vamos a desarrollarlo seguidamente. Objetivo El objetivo de la Normalización en general es promover y coordinar todo un conjunto de esfuerzos que tiendan a disminuir los costos de fabricación y la elevación de calidad a través de:

� La definición clara y precisa de las dimensiones y calidades de los productos que se compran, utilizan, transportan, fabrican o venden corrientemente por la empresa.

� La REDUCCIÓN DE VARIEDADES SUPERFLUAS. Es decir, si un

tornillo A hace una función determinada en el apriete de una pieza y una grapa B realiza la misma función, uno de ambos elementos debe eliminarse del catálogo de elementos de apriete.

� La orientación a los servicios utilizadores para que elijan aquello que

se ha normalizado, o juzgado recomendable. El criterio permanente que debe presidir la actuación de la normalización es la NOCIÓN DEL COSTO. Una solución que, a simple vista, pueda parecer la mas económica, puede ser sin embargo la más cara por la repercusión que tenga sobre los costos de producción de aprovisionamiento y fundamentalmente y específicamente sobre los de Mantenimiento. Funciones de la Normalización En toda empresa moderna y dinámica es muy recomendable disponer de una sección, o por o menos de una persona responsable de la implantación o seguimiento de la normalización. Esta sección debe cumplir unas funciones importantes, que son: 1) Definir o precisar una política de normalización en el seno de la empresa y

someterla a la aprobación de la Dirección. 2) Centralizar y mantener al día una documentación externa a la empresa en

materia de normalización, especialmente de las normas UNE, así como todas las informaciones técnicas que sirvan para aclararla o completarla.

122

3) Difundir los documentos de normalización.

� bien tal como estos documentos se reciben � bien con pequeñas modificaciones que se adapten a las

necesidades de la empresa. 4) Establecer documentos INTERNOS de normalización, destinados a los

diversos departamentos de la Empresa, y en especial para el Departamento de Mantenimiento.

5) Supervisar la aplicación de las normas U.N.E. o de las internas de la

empresa en los distintos departamentos de la misma. Vigilar las modificaciones o anulaciones de dichas normas.

6) Mantener contacto con las comisiones nacionales o internacionales de

normalización. 7) Difundir en el interior de la empresa los resultados obtenidos por la

normalización, llamando la atención especialmente sobre las disminuciones de los costos que se produzcan como consecuencia de los mismos.

Establecimiento de normas internas de la empresa De las siete funciones de la normalización anteriormente citadas, vamos a centrarnos en algunas que por su influencia en Mantenimiento consideramos interesantes. El establecimiento de normas internas en la empresa no compete con carácter exclusivo a la Sección o Servicio de Normalización. De hecho se pueden presentar tres casos distintos en la edición y puesta a punto de una norma: 1) Normas estudiadas y desarrolladas exclusivamente por el Servicio de

Normalización. Estas normas se editan y deben ser aprobadas por los utilizadores para que tengan pleno vigor.

2) Normas editadas por un comité integrado por los servicios utilizados y la

Sección de Normalización. 3) Normas editadas sin la participación de normalización, como pueden ser

condiciones generales de suministro de maquinaria, pliego de condiciones para obras, etc. La misión de la Sección de Normalización se limita, en este caso, a publicar lo mismo que le ha enviado otro servicio de la empresa.

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Las mismas internas pueden ser de cuatro tipos:

A B Normas de

calidad Normas

dimensionales C D

Normas de trabajo

Normas orgánicas

A) Normas de calidad. Que determinan las propiedades de los productos, de

las piezas de repuesto, de las materias primas, de las máquinas, etc., que se han de emplear o que se han de exigir a los proveedores. Dentro de este tipo de normas figuran las condiciones generales de suministro y los pliegos de condiciones.

B) Normas dimensionales que especifican:

� forma � dimensiones � tolerancias admisibles

en las piezas a construir y, en las que se recogen los planos con arreglo a los cuales deben construirse las piezas.

C) Normas de trabajo. Cuya finalidad es establecer procesos de trabajo,

herramental necesario en una determinada operación, medidas de seguridad para prevención de accidentes, etc.

Al recoger en forma de normas estas instrucciones de trabajo, se les da un carácter más generalizado dentro de la empresa y por consiguiente una utilización más completa y con carácter más OBLIGATORIO.

D) Normas orgánicas. Tienden a conseguir, de un modo general, la resolución

uniforme de problemas generales, como por ejemplo: series de números, colores normalizados, voltajes de servicio normalizados. Respecto a Mantenimiento estas normas son de gran interés. Recuérdense los colores normalizados de las tuberías de agua, vapor, aire comprimido y gas, y los clásicos voltajes de 220, 380, 500,1.000,13,200 V, etc..

El Servicio de Mantenimiento como usuario de normas, debe estar interesado por aquellas normas que versan fundamentalmente sobre: � Maquinaria en general. � Maquinaria y aparellaje eléctrico � Material e instalaciones fijas � Piezas y conjuntos de repuesto � Materiales de consumo � Normas de calidad para la recepción de materiales en almacén de

repuestos. � Normas dimensionales.

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Archivo de normas externas Damos seguidamente una relación de las normas externas que habitualmente deben mantenerse en archivo en la empresa: Normas U.N.E. (España)

“ D.I.N. (Alemania) “ I.S.O. (Internacionales) “ C.E.I. (Internacional eléctrica) “ N.F. (Francia) “ N.Q. (Italia) “ C.E.T.A. (España) “ A.P.I. (USA) “ A.I.S.I (USA) “ C.S.I.S. (Comité de Seguridad en la Industria Siderúrgica)

Evidentemente cada empresa debe hacerse con aquellas normas externas que le convengan, pero, a continuación elaborar basándose en ellas, las normas internas de la propia empresa. Hacemos unas recomendaciones de orden práctico: 1) Siempre que exista una norma internacional editada por los comités I.S.O.

o C.E.I., se adoptará esta norma para la empresa. 2) En caso de que no exista recomendación I.S.O. se adoptará la norma

U.N.E. (Española), si ésta existe. 3) Las normas DIN deberían seguir en tercer lugar de preferencia pero se

corre riesgo de que las traducciones que de estas normas existan en España sean anticuadas.

Elaboración de normas internas Con objeto de fijar un orden en la ejecución de las normas internas de la empresa se dan una serie de instrucciones o reglas para ello. Adjuntamos copia de una norma ya editada, en la que podemos ver la disposición general que van a tener todas las de la Empresa. Como vemos, se editan las normas en un papel vegetal, tamaño A4 que lleva en la parte superior dos casillas y en la inferior otra alargada. En la casilla primera superior se escribe el subgrupo a que pertenece la norma y la designación específica de ésta. En la segunda casilla se indica el número de dicha norma.

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En la inferior, siempre se pone INDUSTRIA X, S.A. Editada: aquí la fecha de la edición. Revisiones: las fechas en que se van produciendo éstas. En el centro de la hoja se recoge la norma propiamente dicha. Todas las normas internas de INDUSTRIA X se designarán: Normas IN.X. Una norma cualquiera de la empresa se denominará, por ejemplo:

Norma IN.X. T-1-50 La primera letra, en este caso T, indica el grupo general a que pertenece la norma, de acuerdo con la siguiente clasificación: A.- Metalurgia B.- Transportes. Elevadores C- Construcción. Obras F.- Material y Mobiliario de Oficinas E.- Maquinaria eléctrica F.- Aparellaje eléctrico G.- Órganos de transmisión H.- Herramientas y útiles I.- J.- Transporte automotor. Ferrocarriles K.- Calefacción. Ventilación. Refrigeración L- Lubricación. Grasas. M.- Mecánica N.- Normas orgánicas. O.- P.- Productos industriales Q.- Productos Químicos R.- S.- Seguridad. Protección T.- Transporte hidráulico U.- V.- Varios X.- Y.- Z.- La primera cifra es la indicación de un subgrupo en que se han dividido estos grupos principales. Estos subgrupos no están perfectamente definidos, por lo que la división definitiva se adjuntará a las normas, cuando éstas se vayan editando.

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Para el transporte hidráulico, por ejemplo, estos subgrupos son; 0. Generalidades 5. Tubería no metálica 1. Tubería de fundición 6. Elementos de unión y accesorios 2. 7. Bombas 3. Tubería de acero 8. Válvulas 4. Tubería de fundición maleable 9. Finalmente, las dos últimas cifras indican el número de orden de la norma dentro de su subgrupo. Ejemplos a) Interruptores y seccionadores b) Válvulas de asiento

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INTERRUPTORES Y SECCIONADORES (Seccionador de 500 V. 64 A.)

NORMA P.N. Nº F—1 -98

1. UTILIZACIÓN En celdas de centros de control de motores para motores de hasta 30 CV. en 500 V. y 10CV. En 220 V. 2. CARACTERÍSTICAS Seccionador tripolar TELEMECÁNICA ELÉCTRICA ESPAÑOLA. Tipo KD mando exterior derecha. 64 A., 500 V., c.a. 3 contactos auxiliares "F", Referencia DK3/FL93 Bornas delanteras 3. DATOS PARA PEDIDO Lo indicado como "característica". (Necesaria la presentación de esta norma).

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1. OBJETO Esta norma tiene por objeto el presentar una válvula de asiento de las utilizadas y señalar las características de los circuitos donde van instaladas. También detalla las especificaciones técnicas de cada una de las ejecuciones que hasta ahora se han adoptado.

en estas instalaciones 2. CONSTITUCIÓN Las válvulas de asiento constan, en general, de un cuerpo de válvulas dividido anteriormente en dos compartimentos, el de entrada y el de salida. El tabique separador está provisto del orificio de paso de la válvula, sobre el que asienta el elemento obturador. Este elemento es arrastrado por un husillo accionado desde el exterior. 3. UTILIZACIÓN Si bien la válvula de asiento está normalizada en cuanto a sus dimensiones, no lo está en cuanto a su utilización, ya que ésta depende en gran parte de la experiencia de los usuarios y sus asesores técnicos. A continuación se establece un cuadro donde figuran las utilizaciones para las que se ha previsto este tipo de válvula en la Fábrica. El cuadro queda abierto y con posterioridad se añadirán los usos y circuitos de la otra fábrica.

129

N

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2.4.2 ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE LAS DIFERENTES EJECUCIONES DE VÁLVULAS DE ASIENTO INSTALADAS EN INDUSTRIA X. NAVARRA. S.A. Teniendo en cuenta las observaciones del párrafo 3 de esta misma norma, se detalla en el cuadro siguiente las principales características técnicas de las válvulas de asiento en sus diferentes ejecuciones. Todas ellas forman parte de las instalaciones actuales.

La nomenclatura de cada válvula consta de un número de 9 cifras, de las cuales solamente la sexta y la séptima están por determinar. Veamos la obtención de la nomenclatura con un ejemplo.

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Válvula V-51 Vemos que la sexta y la séptima oscilan entre 00 y 06 (7 variantes). Por su parte en la casilla "Diámetro nominal" vemos que oscila entre %" y 2" (7 diámetros normalizados, según párrafo 4 de la norma T-8-00). A cada diámetro le corresponderá una nomenclatura, diferenciándose, solamente en el grupo, sexta y séptima cifras. V-51 de 1/4" V-51 de 3/8" V-51 de 1/2" V-51 de 3/4" 758500000 758500100 748500200 758500300 V-51 de 1" V-51 de 1 ½ V-51 de 2" 758500400 758500500 758500600 Ciertamente que si el Jefe de Mto. siente respeto por la Normalización mejorará la Mantenibilidad de sus instalaciones. Ello es de observación fácil si recurre uno a imaginarse el volumen y variedad de repuestos, elementos, conjuntos, etc., que supondría un fallo total de Normalización. Durante la fase de proyecto e Ingeniería debe aplicarse una normalización rígida, que elimine el exceso de variedad en los accionamientos de las máquinas, que más tarde debe mantener el servicio correspondiente. 2.4.3 ESPECIFICACIONES DE MAQUINARIA O INFORMACIÓN HORIZONTAL DE LA MANTENIBILIDAD En los archivos de los servicios de Mantenimiento existen catálogos de maquinaria, plano, instrucciones, etc. a veces en idiomas poco conocidos, otros en unidades distintas a las métricas. Pero es frecuente la dificultad de localizar algún dato concreto que el jefe de Mantenimiento necesita con apremio. Entonces se ve forzado a hojear catálogos y repasar esquemas, sin que a veces encuentre el dato preciso. Como último recurso se persona ante la máquina y con la ayuda de algún mecánico o electricista, haciendo verdaderos esfuerzos de memoria, dan con el dato que buscaba. Este fenómeno ocurre por el hecho de no haber recogido en una sencilla ficha las especificaciones de la maquinaria.

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En aquellas máquinas que por su diseño: � Tienen variedad de transmisiones (poleas, correas, acoplamientos, ruedas,

dentadas) � Son accionadas por varios motores eléctricos � Comportan varios reductores En muy recomendable el uso de las especificaciones de maquinaria. Veamos en que consiste. - Designación o nombre de la máquina. - � El plano general de la máquina (el número, para así localizarlo) � El proveedor de la máquina � La nomenclatura de almacén � Un esquema muy simplificado en el que se aprecien los mecanismos de

transmisión y algunos órganos de máquinas especiales. � Especificaciones técnicas, tales como datos eléctricos, velocidades,

potencias, esfuerzos, etc.. Motores eléctricos � Componentes Reductores En los motores, y con objeto de proceder a rápidos cambios de los mismos en caso de avería vienen reseñados: Peso, marca, tipo, sujeción, potencia, tensión, revoluciones, par de arranque, aislamiento, d.u.t. (del eje: diámetro y dimensiones de chaveta), cojinetes, retenes. En los reductores: Marca, peso, tipo, sujeción, potencia, reducción, antirretroceso, dimensiones ejes de entrada, dimensiones eje salida, lubricante, cojinetes, retén eje entrada y retén eje salida. Como podrá observarse, con una simple ojeada dispone el técnico en Mantenimiento de todos los datos indispensables para resolver cualquier problema de montaje, reparación, cambio de algún repuesto. La información, aunque elemental, es valiosísima.

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En el reverso de la ficha aparecen: � Las características de las transmisiones. � Las de tambores y rodillos para el caso de bandas transportadoras. � Otros elementos específicos de la máquina. Bien es verdad que en caso de desear profundizar acerca de datos de todos esos componentes de las máquinas se deberá recurrir al catálogo del proveedor o a los planos. Las hojas de especificaciones es un resumen de aquellos datos que habitualmente manejan los responsables del Mantenimiento. En numerosos casos hemos comprobado la gran acogida que tiene tan sencillo útil de trabajo. Adjuntamos un modelo de hoja en blanco y otra referente a un filtro rotativo.

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2.4.4 LA ISO 9000 Y EL MANTENIMIENTO. 2.4.4.1 INTRODUCCIÓN El objetivo fundamental de la aplicación del concepto de calidad como factor estratégico en una empresa, es sin duda conseguir la máxima eficacia en sus resultados, para lo que en cada una de las áreas de la empresa, se tendrán que aplicar las técnicas de gestión de la calidad que de una forma coordinada e integrada permitirán alcanzar el objetivo trazado. El Mantenimiento, como ya hemos visto, está íntimamente relacionado con la Calidad ya que es realmente difícil producir o prestar servicios de mantenimiento si los recursos materiales y humanos utilizados y la propia producción o ejecución no se realizan en las condiciones óptimas de calidad. El Mantenimiento, como parte importante que es del entramado de una empresa de producción o de servicios, debe ser considerado a la hora de poner en marcha el proyecto de calidad de la empresa, diseñando y aplicando un plan de implantación, seguimiento y evaluación del mantenimiento en dicho proyecto de calidad. En este capítulo además de describir la normativa para el Aseguramiento de la Calidad del Mantenimiento, se pretende presentar una metodología de mejora continua de la gestión del mantenimiento que incluye las distintas fases de planificación, ejecución, seguimiento y análisis de los resultados y corrección de las desviaciones o de los problemas que se pueden presentar.

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NORMAS ISO 9000 SISTEMAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD

La serie de normas ISO 9000 sobre "Sistemas de gestión de la calidad", editadas por la Organización Internacional de Normalización -ISO- y cuyo texto se ha traducido íntegramente al castellano como norma UNE, revisan y sustituyen a las anteriores versiones de 1994 e implican la adaptación de los actuales sistemas de la calidad a nuevos requisitos y principios de gestión de la calidad. Los trabajos de revisión de las normas, llevados a cabo por expertos en calidad de todo el mundo, se materializaron en tres normas básicas que introducen una nueva concepción de la gestión de la calidad aplicable a cualquier tipo de organización:

• UNE-EN ISO 9000:2005 Sistemas de gestión de la calidad. Fundamentos y vocabulario

• UNE-EN ISO 9001:2000 Sistemas de gestión de la calidad. Requisitos • UNE-EN ISO 9004:2000 Sistemas de gestión de la calidad. Directrices

para la mejora del desempeño Las nuevas Normas ISO 9001 e ISO 9004 se han desarrollado como un par coherente; se han diseñado para complementarse entre sí, con una estructura y secuencia idénticas que permita una fácil transición entre ellas, aunque también pueden utilizarse como documentos independientes. Su principal objetivo es relacionar la gestión moderna de la calidad con los procesos y actividades de la organización, promoviendo la mejora continua y el logro de la satisfacción del cliente.

Así, los principios que han regido la elaboración de estas normas, que suponen importantes beneficios para la organización, son los siguientes:

• Aplicación a todos los sectores de productos y servicios y a todo tipo de organizaciones.

• Sencillez de uso, lenguaje claro y fácilmente comprensible. • Significativa disminución de la cantidad de documentación requerida. • Aptitud para conectar los sistemas de gestión de la calidad con los

procesos de la organización.

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• Gran orientación hacia la mejora continua y la satisfacción del cliente. • Compatibilidad con otros sistemas de gestión tales como los sistemas de

gestión medioambiental ISO 14000. • Suministro de una base consistente para responder a las necesidades e

intereses de organizaciones de sectores específicos, tales como aeroespacial, automoción, productos sanitarios, telecomunicaciones...

2.4.4.2 NORMA ISO 9000 Describe los principios de los sistemas de gestión de la calidad y define los términos utilizados en las Normas ISO 9001 e ISO 9004. Presenta una visión general de los conceptos usados en estos documentos y constituye el punto de referencia para comprender la terminología empleada. Concretamente, los ocho principios recogidos en esta norma, que constituyen la base de la nueva serie de normas ISO 9000 y que reflejan las mejores prácticas de gestión, son:

• Organización enfocada al cliente: las organizaciones dependen de sus clientes y por lo tanto deberían comprender sus necesidades y satisfacer sus requisitos.

• Liderazgo: los líderes deberían crear y mantener un ambiente interno, involucrando al personal en el logro de los objetivos de la organización.

• Participación del personal: el personal es la esencia de una organización y su total compromiso hace que sus habilidades sean usadas para el beneficio de la misma.

• Enfoque basado en procesos: los resultados deseados se alcanzan más eficientemente cuando las actividades y los recursos relacionados se gestionan como un proceso.

• Enfoque de sistemas para la gestión: identificar, entender y gestionar los procesos interrelacionados como un sistema contribuye a la eficacia y eficiencia de la organización.

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• Mejora continua: la mejora continua debería ser un objetivo permanente de la organización.

• Enfoque basado en hechos para la toma de decisiones: las decisiones eficaces se basan en el análisis de los datos y la información.

• Relación mutuamente beneficiosa con el proveedor: una organización y sus proveedores son interdependientes y una relación mutuamente beneficiosa aumenta la capacidad de ambos para crear valor.

La Norma ISO 9000 juega un papel imprescindible en la aplicación de ISO 9001 e ISO 9004, por cuanto proporciona los fundamentos para interpretar adecuadamente su contenido y alcanzar los beneficios de su implementación. 2.4.4.3 NORMA ISO 9001 Esta norma especifica los requisitos del sistema de gestión de la calidad de una organización desde la perspectiva de demostrar su capacidad para satisfacer las necesidades de los clientes. Promueve la aplicación de un sistema basado en procesos dentro de la organización e introduce el concepto de mejora continua para estimular su eficacia, incrementar su ventaja competitiva en el mercado y responder a las expectativas de sus clientes.

La nueva Norma ISO 9001 contiene requisitos adicionales a las antiguas Normas ISO 9001, ISO 9002 e ISO 9003 del año 1994, a las cuales sustituye, y que básicamente se resumen en:

• Obtener el compromiso de la alta dirección en el desarrollo y mejora del sistema de gestión de la calidad.

• Definir cuáles son los procesos de la organización y su interacción. • Disponer de los recursos necesarios para llevar a cabo dichos procesos. • Implantar un proceso de mejora continua dentro del sistema de gestión.

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• Asegurar la orientación de la organización al cliente y establecer medidas para la evaluación de su satisfacción.

La Norma ISO 9001:2000, estructurada en puntos claramente diferenciados para facilitar la comprensión y cumplimiento de sus requisitos, abarca las principales áreas de la organización y es compatible con otros sistemas de gestión, posibilitando su integración con los sistemas de gestión medioambiental ISO 14000. 2.4.4.4 NORMA ISO 9004 Proporciona las directrices para el aumento de la eficacia y la eficiencia globales de la organización. Tiene como objetivo la mejora continua del desempeño de la organización medida a través de la satisfacción de los clientes y de las demás partes interesadas en la organización. Constituye una guía para aquellas organizaciones que deseen ir más allá de los requisitos establecidos en la Norma ISO 9001, que estén preocupadas por la mejora continua del desempeño y por la evolución de su sistema de gestión de la calidad hacia modelos de excelencia o de calidad total. La Norma ISO 9004 analiza cada uno de los requisitos de la Norma ISO 9001, los desarrolla y aporta una serie de recomendaciones en las que se considera el potencial de mejora de la organización. La implementación de los principios recogidos en la Norma ISO 9004 beneficiará no sólo a la propia organización sino a cuantos se relacionen con ella: clientes, personal de la organización, propietarios, inversores, accionistas, aliados de negocio, proveedores y, en suma, a la sociedad en general.

2.4.4.5 ISO 9000 Y SU RELACIÓN CON EL MANTENIMIENTO. Las normas ISO 9000 corresponden al conjunto de normas relativas al aseguramiento de la calidad en las empresas suministradoras de productos o servicios. La norma ISO 9001 en su apartado 6.3 Infraestructura indica que la organización debe determinar, proporcionar y mantener la infraestructura

143

necesaria para lograr la conformidad con los requisitos del producto. La infraestructura incluirá:

a) edificios, espacio de trabajo y servicios asociados b) equipo para los procesos (tanto hardware como software) c) servicios de apoyo tales como transporte y comunicación

Y en la norma ISO 9004 se señala que en dicho proceso se debe incluir:

a) una infraestructura en términos como objetivos, función, desempeño, disponibilidad, costo, seguridad, protección y renovación.

b) el desarrollo e implementación de métodos de mantenimiento para asegurarse de que la infraestructura continúe cumpliendo las necesidades de la organización. Y estos métodos deben considerar el tipo y frecuencia del mantenimiento y la verificación de la operación de cada elemento de la infraestructura, basado en su criticidad y en su aplicación.

c) la evaluación de la infraestructura frente a las necesidades y expectativas de todas las partes interesadas.

d) la toma en consideración de los aspectos ambientales asociados con la infraestructura tales como la conservación, contaminación, reciclado y desechos.

El plan para la infraestructura debería considerar también la identificación y atenuación de los riesgos asociados a los fenómenos naturales e incluir estrategias para proteger los intereses de todas las partes interesadas. 2.4.4.6 ELEMENTOS DEL SISTEMA DE CALIDAD DEL MANTENIMIENTO Para la determinación de los elementos de un sistema de aseguramiento de la calidad hay que considerar diversos factores, como son disponibilidad y fiabilidad del servicio o producto final que se desea suministrar, servicio realmente suministrado, nivel de calidad exigido por la empresa, nivel de calidad exigible por los usuarios, experiencia de la empresa en este campo y actuación selectiva y progresiva o total. Por otro lado los sistemas de calidad se implantan en base a procesos, entendiendo como tales una secuencia de actividades en las que intervienen personas, materiales y equipos organizados de forma lógica para dar un resultado con valor añadido. Un proceso es interfuncional ya que en él participan personas y recursos de diferentes departamentos para generar el producto o servicio.

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PERSONAS

MATERIALES EQUIPOS ENERGÍA

ENTRADAS

PROCESO

SALIDAS

PROCEDIMIENTOS NORMAS INDICADORES

Consideración del mantenimiento dentro de la empresa Partiendo de que el fin último del mantenimiento es la eliminación o reducción de las averías en las instalaciones, se puede definir inicialmente el mantenimiento como la aplicación de métodos y técnicas que facilitan un funcionamiento óptimo de las máquinas, y sistemas de una empresa mediante las aplicación de normas técnicas y operativas basadas en la experiencia y en la fiabilidad de los equipos que permiten efectuar revisiones y reparaciones más eficaces. El constante avance tecnológico así como la complejidad de las instalaciones y sistemas, así como la racionalización del proceso de fabricación, han llevado a considerar el mantenimiento como una actividad fundamental diferenciada con entidad propia dentro de la empresa que exige análisis de métodos elaboración de procedimientos y normas específicas así como definición de niveles de repuestos y en definitiva evaluación de costes y resultados. Otros factores como el elevado coste inicial de las instalaciones y la repercusión negativa sobre la producción de los paros por avería que condicionan de manera importante el desarrollo del proceso productivo, han influido adicionalmente en la importancia que ha adquirido el mantenimiento como una organización que afecta a varios aspectos de la empresa como son: � El aspecto tecnológico, estando al día de los rápidos avances tecnológicos. � El aspecto económico, a través de la disminución de costes y aumento de la

eficacia. � El aspecto patrimonial, dado el elevado coste inicial de las instalaciones. � El aspecto legal y social, al tener en cuenta las normas de seguridad y

ambientales. Todo ello ha provocado que el Mantenimiento ha pasado a ser un Sistema más dentro de la empresa con su propio Proceso así como con sus propios órganos o departamentos de gestión y dirección técnica al más alto nivel (staff de la empresa). Esta consideración del Mantenimiento como un Proceso en el que junto a la máquina como elemento con una operación asociada, se ha añadido su entorno o envolvente donde se tiene en cuenta al personal operativo (usuario), al de mantenimiento (mantenedor), la energía y fluidos que consume la máquina, los productos salientes que ésta proporciona (agua, frío, calor, bienes

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de equipo, toneladas de X, etc.), la eliminación de residuos de salida (humos, gases, etc.) e incluso el medio ambiente que influye en el funcionamiento de la máquina. Esta idea se resume en la siguiente figura:

El Mantenimiento como Proceso de una Instalación y de su Entorno

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2.4.4.7 ELEMENTOS DEL SISTEMA DE ASEGURAMIENTO DE LA CALIDAD EN EL MANTENIMIENTO Para poder aplicar el aseguramiento de la calidad a un servicio de mantenimiento, hay que empezar por considerar los elementos fundamentales del aseguramiento de la calidad: - Estrategia: Definición de la política y objetivos de calidad de la organización, - Estructura: Establecer la estructura organizativa para realizar la planificación,

ejecución, gestión y control de la política de calidad definida. - Relaciones: Definición de las responsabilidades autoridad y relaciones entre

las personas y áreas o departamentos que influyen en la calidad del producto.

- Recursos: Asignación de los recursos humanos, económicos y materiales

adecuados para desarrollar la función de aseguramiento de la calidad.

-Documentación: Establecer un sistema de documentación que permita

describir, controlar y modificar todas las acciones, relaciones y estructuras relacionadas con la calidad del producto o servicio que permiten la mejora continua del sistema.

En la práctica la realización del mantenimiento puede enmarcarse en uno de estos dos tipos: � Ejecución por una organización o empresa diferente e independiente de la

propia normalmente contratada y especializada en la prestación de este tipo de servicios, lo que supone introducir elementos externos en los procesos de la empresa.

� Ejecución por la propia empresa u organización. La propia empresa realiza

el mantenimiento por lo que este pasa a formar parte de los procesos de la misma precisando una organización y la asignación de recursos propios.

En ambos casos es posible implantar un sistema de aseguramiento de la calidad del mantenimiento. La metodología para implantar el sistema debe comenzar por la implicación directa en el proyecto de la Dirección de la empresa. Esta implicación se traduce inicialmente en la definición de los elementos claves del sistema de aseguramiento de la calidad antes citados.

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La involucración y participación de las personas en la implantación del sistema de aseguramiento de la calidad es un aspecto fundamental si se quiere que: � El sistema recoja el conocimiento y experiencia de las personas que

realizan cada tarea y que son las que mejor la conocen. � Las personas que deben aplicar el sistema conozcan su filosofía y

problemática capacitándoles para reaccionar ante imprevistos y a mejorar continuamente el propio sistema de calidad y entiendan el mismo como una necesidad para ser competitivos y no como una imposición de sus mandos.

Entre todos los miembros de la empresa aplicados se debe dar respuesta a una serie de preguntas sobre los aspectos citados, es decir realizar una autoevaluación de la situación actual y sobre ella realizar un análisis DAFO para detectar los aspectos a mejorar (Debilidades), de los riesgos externos o internos (Amenazas), la consolidación los aspectos positivos (Fortalezas) y el aprovechamiento de las situaciones favorables (Oportunidades). Para concluir con la metodología del sistema de aseguramiento es preciso documentarlo, teniendo presente que debe ser una guía para diseñar el Plan de Implantación y ser acorde con los objetivos de calidad específicos de nuestra empresa.

148

2.4.4.8 DETERMINACIÓN DE RECURSOS MATERIALES Una vez definidos la política, estrategia y estructura del sistema de calidad hay que determinar los recursos materiales precisos para ejecutar las tareas de la implantación del sistema de aseguramiento tales como equipos, herramientas, etc. En concreto y tras un detenido análisis de las Normas Técnicas de Mantenimiento se determinan los recursos materiales precisos para poder ejecutar las tareas de mantenimiento, cuya finalidad es la de garantizar la calidad del servicio prestado por las instalaciones o equipos cuyo mantenimiento estamos considerando, es decir verificar técnicamente o "certificar" que el servicio dado posee el nivel de calidad demandado y deseado; por esta razón podemos hablar de la calidad del mantenimiento como Certificación de los sistemas a los que se aplica. Esta determinación no es complicada ya que prácticamente van a ser los mismos que se definieron para la ejecución del Plan de Mantenimiento si existía con anterioridad a la implantación del sistema de aseguramiento de la calidad, razón por la que además tendremos asegurada su disponibilidad. 2.4.4.9 DISPONIBILIDAD DE RECURSOS HUMANOS Personal de Mantenimiento En la sección 6.2.2 de la normas ISO 9001 y 9004 Personal se incluyen los aspectos relativos al personal, en concreto lo que se refiere a su competencia, toma de conciencia y formación. En relación con estos apartados la organización se obliga a:

• Determinar la competencia necesaria para el personal que realiza trabajos que afecten a la calidad del producto

• Proporcionar formación o tomar otras acciones para satisfacer dichas necesidades

• Evaluar la eficacia de las acciones tomadas • Asegurarse de que su personal es consciente de la importancia y

pertinencia de sus actividades y de cómo éstas contribuyen al logro de los objetivos de calidad

• Mantener los registros apropiados de la educación, formación, experiencia y habilidades

Competencia Se debe asegurar de que se dispone de la competencia necesaria para la operación eficaz y eficiente de la organización. Además debe considerarse el análisis tanto de las necesidades de competencia presentes como de las esperadas en comparación con la competencia ya existente.

149

La consideración de necesidades de competencia incluye fuentes tales como • demandas futuras relacionadas con los planes y los objetivos

estratégicos y operacionales • anticipación de las necesidades de sucesión de la fuerza laboral • cambios en los procesos, herramientas y equipos • evaluación de la competencia individual del personal para su

desempeño • requisitos legales y reglamentarios y normas que afecten a la

organización Toma de conciencia y formación La planificación de las necesidades de formación debe tener en cuenta el cambio provocado por la naturaleza de los procesos de cada organización, las etapas de desarrollo del personal y la cultura existente. El objetivo es proporcionar al personal los conocimientos y habilidades que junto con la experiencia mejoren el nivel de competencia. La formación debe poner énfasis en la importancia del cumplimiento de los requisitos y las necesidades y expectativas del cliente. Además debería incluir la toma de conciencia de las consecuencias sobre la organización y su personal debido al incumplimiento de los requisitos. Para apoyar el logro de los objetivos de la organización y el desarrollo del personal, la planificación de la formación debe tener en cuenta:

• la experiencia del personal • los conocimientos explícitos y tácitos • las habilidades de gestión y liderazgo • las herramientas de planificación y mejora • la creación de equipos • la resolución de problemas • las habilidades de comunicación • la cultura y el comportamiento social • el conocimiento del mercado y de las necesidades y expectativas de las

partes interesadas • la creatividad e innovación

Para facilitar la participación activa del personal la formación incluirá:

• la visión para el futuro de la organización • las políticas y objetivos • el cambio y el desarrollo • la implementación de los procesos de mejora • los beneficios de la creatividad y de la innovación • el impacto de la organización en la sociedad • programas de instrucción para el personal de nuevo ingreso • los programas para reciclaje periódico del personal ya formado

Los planes de formación deben incluir: • objetivos, programas y metodologías

150

• recursos y apoyos internos necesarios • evaluación del aumento de la competencia del personal • medición de la eficacia y del impacto en la organización

LA HABILITACION DEL PERSONAL TECNICO DE MTO. Consiste en un plan de formación específico en el que mediante una selección previa de conocimientos, con unos requisitos mínimos, se efectúa un entrenamiento teórico práctico específicamente para cada sistema, con evaluaciones continuas de las distintas fases que finaliza con una evaluación global que una vez superada permite la habilitación del personal técnico. Esta aptitud del personal permite la asignación de la responsabilidad de auditoria interna, pero no de forma definitiva si no que, por el contrario, debe estar sometida a un proceso de evaluación periódico que permita asegurar el Mantenimiento de la capacidad técnica-teórica y práctica para verificar y asegurar la calidad del servicio de los sistemas mediante su auditoria interna. En concreto hay que definir los métodos de asignación de la responsabilidad de auditoria interna así como concretar el nivel de formación básica y específica a exigir al personal, procedimientos de examen y examinadores, métodos de evaluación y reconocimiento de los niveles alcanzados. Finalmente no hay que olvidar establecer los procedimientos para documentar todo el proceso de formación, examen y habilitación del personal auditor interno, así como los de auditoria interna de los sistemas objeto del mantenimiento. 2.4.4.10 DOCUMENTACIÓN DE MANTENIMIENTO La determinación y desarrollo de la que regula la aplicación del mantenimiento es otro de los puntos claves para lograr el aseguramiento de la calidad del servicio prestado. La documentación típica de un servicio de mantenimiento es la siguiente: A Normativa general o externa: Normas ISO, DIN, UNE, EN, etc. que contienen recomendaciones o requisitos de obligado cumplimiento, que es preciso conocer y tener disponibles para su consulta. Es lo que se podría considerar normativa técnica legal. Adicionalmente existe otra de carácter oficial que normalmente se publica a través del B.O.E.

151

B) Normativa específica o interna: Normas Técnicas de Mantenimiento propias de la empresa recopiladas o redactadas como resultado de su propia experiencia o de los manuales técnicos de los fabricantes de las máquinas o equipos sometidos a mantenimiento. Esta normativa debe estar compendiada en el Manual de Mantenimiento de instalaciones y sistemas de la empresa y normalmente contiene los métodos, procedimientos y registros de prestación específicas del mantenimiento a ejecutar. Esta documentación es esencial para la realización de las tareas de control y evaluación de la ejecución del mantenimiento acciones esenciales en todo sistema de calidad que se describen más adelante, ya que contiene los indicadores o parámetros de evaluación de la eficacia del mantenimiento como por ejemplo el MTBF o MTTR, o el % de la disponibilidad de las máquinas. C) Documentación Técnica Es la documentación denominada de oficina técnica es decir planos de máquinas, de sistemas o instalaciones y edificios, esquemas de líneas de acometida eléctrica y telefónica, aire acondicionado y otros sistemas principales o auxiliares debe corresponder a lo realmente instalado. 2.4.4.11 CONTROL Y EVALUACIÓN DEL MTO. El seguimiento de las actividades y resultados es una acción esencial para plantear un programa de implantación de calidad en el mantenimiento de cualquier empresa de fabricación de productos o de prestación de servicios, El seguimiento de actividades se basa en dos acciones principales: � La inspección de las tareas realizadas y la medida de los indicadores

establecidos en los procesos de los servicios prestados y la evaluación posterior de los datos obtenidos mediante la comparación con los estándares de calidad definidos en los objetivos.

� Introducir las acciones de corrección que procedan en función de las

desviaciones que se hayan detectado en los indicadores establecidos respecto de los resultados del plan proyectado inicialmente.

Para poder realizar adecuadamente las tareas de inspección y evaluación hay que definir los recursos tanto de tipo material como los humanos así como la normativa de evaluación. Finalmente es preciso dar las directrices y establecer los procedimientos de actuación para llevar a cabo las tareas citadas.

152

También hay que incluir en estas actividades las de auditoria interna que son realizadas por personal de la propia organización formada y habilitada según lo indicado. Estas tareas de auditoria interna son imprescindibles al realizar la implantación definitiva del sistema de calidad previamente a la realización de la auditoria externa en caso de que se haya decidido solicitar la certificación del sistema por un organismo legalmente acreditado.

153

2.5 GESTIÓN DE STOCKS DE REPUESTOS. PARÁMETROS. DETERMINACIÓN DE STOCK MÍNIMO, PUNTO DE PEDIDO Y NIVEL. ROTACIÓN. CALIDAD DEL SERVICIO E INMOVILIZACIÓN DE REPUESTOS DE UNA MÁQUINA. 2.5.1 LA GESTIÓN DE REPUESTOS 2.5.1.1 DEFINICION, TIPOS Y CODIFICACION DE LOS REPUESTOS DE UN SISTEMA 2.5.1.1.1 DESCOMPOSICION ORGANICA DE UNA PLANTA 1. Planta ........................... Edificio .............................. Fundición 2. Sistema ........................ Aire Acondicionado........... Hornos 3. Subsistemas................. Condensación................... Combustible 4. Equipo .......................... Compresor........................ Bomba 5. Elemento o conjunto..... Rodete .............................. Rodete – eje 6. Componente................. Alabe ................................ Rodamiento Una máquina puede ser un equipo preferentemente, y a veces un subsistema. 2.5.1.2 NIVELES DE LOS REPUESTOS 1. Equipo completo – instalado o en almacén 2. Elemento o conjunto 3. Componente

154

2.5.1.3 TIPOS DE REPUESTOS DE UNA MAQUINA Los materiales y piezas que forman los repuestos y conjuntos de las máquinas, y que deben ser perfectamente definidos por Mantenimiento, pueden dividirse en seis grupos: a) Repuestos de consumo. b) Repuestos o piezas específicas de máquina. c) Elementos o conjuntos standard. d) Material de consumo e) Repuestos de Seguridad f) Redundancias a) Los repuestos de consumo son:

Tornillos, tuercas, correas trapezoidales, transistores, resistores, relés, rodamientos normales, retenes, arandelas, herramientas diversas, fusibles, es decir, elementos que normalmente se encuentran en distribuidoras de materiales en general.

b) Los repuestos o piezas específicas de máquina son elementos unitarios, propios y concretos, de cada máquina, tales como:

Ejes, manivelas, distribuidores, palancas, piñones engranajes, bielas, soportes, rotores, contactos eléctricos, bobinas de soplado, circuitos impresos, etc…

Estos materiales se fabrican en la empresa del constructor, y normalmente no se hallan en los distribuidores de material en general. c) Los elementos Standard; ya explicamos en apartados precedentes su

concepción y lógicamente están compuestos de materiales de consumo y de piezas específicas.

d) Los materiales de consumo son de carácter más general: ladrillos, cables,

perfiles, lubricantes, maderas, etc. e) Los repuestos de Seguridad son inversiones que se hacen para garantizar

el funcionamiento de una instalación, y que prácticamente nunca o casi nunca se utilizan. Son repuestos sin rotación alguna.

f) Las redundancias son equipos dobles instalados, que sustituyen al averiado:

bombas, transformadores, lámparas, etc. El flujo de repuestos de una máquina, vista desde la organización del Mto., ofrece el siguiente cuadro:

155

M A

N T

E N

I M

I E

N T

O

Repuestos Y Material de Consumo Conjuntos Standard Máquina Piezas de Repuestos específicas y de seguridad

Repuestos y materiales de consumo y repuestos específicos se instalan, o bien directamente en la máquina o bien en los conjuntos standard. Estos van montados directamente en la máquina o en otro conjunto standard de orden superior. c) Motor eléct. a) Tornillo Bomba f) B1

Subsistema o equipo e) b) Biela B2 a) Motor eléctrico Muelle especial

Bomba reserva d) Soporte

156

2.5.1.4 CODIFICACION DE LOS REPUESTOS Los repuestos se codifican para ser tratados informáticamente y para evitar confusiones en su denominación literal. A. Desde el punto de vista de los símbolos de los códigos se distinguen 3

tipos:

� Codificación numérica. Todos los dígitos que representan el repuesto son números ordenados con significado.

� Codificación alfabética. Todos los dígitos son letras. � Codificación alfanumérica. Es una mezcla de números y letras con

significados diversos. B. Desde el punto de vista de operatividad, indicaremos los mas usuales:

1. Codificación con catálogo representativo 2. Codificación sin catálogo y en orden alfabético 3. Codificación con identificación literal del repuesto

B1. Codificación con catálogo

Codificación Toda pieza instalada en una máquina puede venir nomenclaturizada en varios dígitos, cuyo número depende del tamaño de la empresa. Podemos dar una correlación de este tenor: Nº dígitos I ) Empresa mediana o grande ……….. 9 II ) Empresa pequeña …………………… 7 Máquina concreta Pieza de la máquina I ) 1º 2º 3º 4º 5º 6º 7º 8º 9º Máquina concreta Pieza de la máquina II ) 1º 2º 3º 4º 5º 6º 7º Veamos su significado: Dígito 1º - Corresponde al encabezamiento de los diez componentes del cuadro sinóptico de la nomenclatura del Almacén de Mto., y en consonancia con el Plan General de Contabilidad. Cada empresa conviene que elabore su cuadro sinóptico, conforme su actividad y a su ACTIVO MATERIAL.

157

CUADRO SINOPTICO DE LA NOMENCLATURA DEL ALMACEN DE MTO.

0 Mobiliario, enseres, material de oficina 00 Mobiliario y enseres vacíos 01 02 Mobiliario y material de oficina 03 Mobiliario y material laboratorio y

clínica 04 Mobiliario y material pedagógico 05 Mobiliario y enseres de viviendas 06 Tejidos, equipo de protección y trabajo 07 08 09

1. Suministros industriales no metálicos 10 11 Combustibles, carburantes, explosi-

vos 12 13 Maderas 14 Lubricantes, alquitranes y protectores 15 Productos químicos 16 Embalajes, cordelería, papel indus-

trial 17 Materiales de construcción 18 Droguería y farmacia 19 Caucho, cuero y plásticos

2.- Suministros ind. Metálicos 20 21 Metales no férreos 22 Productos siderúrgicos 23 24 Tuberías y accesorios 25 Cadenas, alambres, cables 26 Ferretería 27 Productos para soldadura 28 Rodamientos y cojinetes 29

3.- Útiles y herramientas 30 Útiles y herramientas diversos 31 Herramientas de uso general 32 Herram. para trabajos de metales 33 Útiles para trabajo de la madera 34 Útiles para trabajo eléctrico 35 Útiles obreros construcción 36 Útiles para minero 37 Útiles de precisión 38 39

4.- Material eléctrico de consumo 40 41 Fusibles 42 Conductores 43 Material electrónico 44 Mat. aux. de conexión, derivación y

aislamiento 45 Aparatos de medida 46 Material alumbrado 47 Condensadores, rectificadores, resis-

tencias 48 Equipos de mando, señalización,

telefonía 49

5. Maquinaria general 50 51 52 Calefac. Acondicionamiento, ventila-

ción 53 Maq. de control, peso y medida 54 Refrigeración 55 Vapor y fluidos térmicos 56 Aire comprimido 57 Reductores 58 Acoplamientos 59

158

6. Maquinaria de Producción Directa 60 Maquinaria de A 61 Maquinaria de B 62 Maquinaria de C 63 Maquinaria de D 64 Maquinaria de E 65 Maquinaria de F 66 Maquinaria de G 67 Maquinaria de H 68 Maquinaria de I 69 Maquinaria de J

A, B, C, D, … = Diversos productos

7. Maquinaria auxiliar de Producción 70 Maquinaria de preparación 71 Maq. de molienda y trituración 72 Maq. de cribado, tamizado y clasifica-

do 73 Maq. para variar contenido de fluidos 74 Maquinaria de embalajes 75 Maq. de concentración de productos 76 Maquinaria de mecanizados 77 Maquinaria de calentar 78 79

8. Maq. de elevación, carga y transporte 80 Maquinaria diversa 81 Cintas, racletas, cadenas, cangilones 82 Transporte auto-motor 83 Transporte ferrocarril 84 Transporte de cable 85 Transporte hidráulico 86 87 Maquinaria de carga 88 89 Ascensores, puente grúa, polipastos

9. Maquinaria eléctrica 90 Informática 91 Generadores 92 Motores asíncronos 93 Motores no asíncronos 94 Aparatos diversos 95 Transformadores 96 Aparellaje automático 97 Aparellaje no automático y aux. de

maniobra 98 Instrumentación 99 Equipos especiales

Los cinco primeros (0, 1, 2, 3, 4) son de material de consumo. Los 5, 6, 7, 8, 9 de repuestos de maquinaria. Dígito 2º.- Corresponde a cada apartado de los 10 existentes en cada

subcuadro. Por ejemplo 92 = maquinaria eléctrica (9) motor asíncrono (2).

Dígito 3º.-Indica que dentro del subgrupo, acotamos más la maquinaria (si el

motor es de 40 C.V., le daremos el 3er. dígito = 7) 927 = motor asíncrono de 40 C.V.

Dígitos 4º y 5º.- Señala la marca completa de la máquina, es decir, si el motor

es Siemens, GEE, Indar, etc… En empresas grandes puede haber hasta 100 marcas diferentes. En empresas pequeñas, bastará con el dígito 4º.

Dígitos 6, 7, 8, 9.- Indican la pieza concreta de la máquina en un orden rotativo,

según plano de la misma. Por ejemplo: 9273064 corresponde a la chaveta del eje (064) del motor asíncrono de la marca X (9273)

159

NOTA.- Esta nomenclaturización no tiene nada que ver con la dada a las máquinas para efectuar el Mto. Preventivo. DEBEN SER DISTINTAS, dada su función diferente

Ejemplo práctico: Nomenclaturizar una nueva bomba hidráulica marca Emika tipo WKL-50/K que se va a instalar en la fábrica (empresa grande). Una bomba hidráulica es una máquina de transporte de fluido. Luego su primera cifra es 8 por pertenecer al grupo Maquinaria de Elevación, Carga y Transporte. Dentro del grupo 8 pertenecerá a Transporte Hidráulico, es decir al subgrupo 85. En transporte hidráulico, por ejemplo, las bombas de agua tienen la cifra 8.5.1 Dentro de las bombas hidráulicas numeradas de 00 a 99 asignamos a esta bomba Emika, un número que aparece vacío, que puede ser el 41. Por tanto la nomenclatura de esta bomba es 85141. Todas las piezas que la compongan, a excepción de los materiales de consumo, tendrán por nomenclatura 85.141… con las cuatro últimas de acuerdo con un orden a criterio del responsable de Mantenimiento. Adjuntamos una hoja con la codificación de las distintas bombas hidráulicas y marcamos en un recuadro la bomba del ejemplo.

160

El catálogo de repuestos de maquinaria Hemos visto cómo se debe nomenclaturizar a: � Una máquina, � Sus piezas � Los materiales de consumo incorporados a la máquina Vamos a tratar ahora de la elaboración del catálogo de repuestos de una máquina. Seguiremos con el ejemplo de la bomba centrífuga 85.141 multicelular de 10 rodetes, aunque solamente se han representado 3 de ellos. Todo catálogo de repuestos se compone de: � Uno o varios dibujos o cortes de la máquina, hechos siguiendo los planos de

la misma, y a ser posible, suficientemente claros como para distinguir pequeñas piezas.

� Las piezas y materiales señalizadas en los dibujos con un número correlativo

a un sentido de giro:

163

85141 Catálogo

1 Página

MAQUINA. Bomba Emica WKL 50 / X

Despiece

85141-1 Plano E. S.A.

Plano Proveed (6)

Ref. (1)

Nomenclatura

(2)

Ref. Proveed.

(3)

Nº Piezas

(4)

DESIGNACION

(5)

Repuestos

(7)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

21

22 23 24 25 26 27 28

29

30 31 32 33

85141 85141 85141 85141 85141 85141 85141

19370

85141 85141 85141 85141 85141 85141 85141 85141 85141 58115 85141 85141 85141

19370

85141 85141 85141 85141 85141 85141 85141

19370

85141 85141 28105 85141

0000 0001 0002 0003 0004 0005 0006

2864

0008 0009 0010 0011 0012 0013 0014 0015 0016 0009 0018 0019 0020

3076

0022 0023 0024 0025 0026 0027 0028

5011

0030 0031 0352 0033

219 269 241 213 112 103

111 211 202 307 201 260 456 309 324

432 439 275

407 102 212 104 109 120 110

433 308

427

1 2 2 1 8 1

11 4 9 10 1 1 2 3 1 1 1 3 2 2 2 2 1 1 9 9 10 1 1 8 2 1 1

Bomba Emica WKL 50/Xmat.Nor Tuerca sujeción rodamiento 1 Arandelas de ajuste 1 Anillo rompe aguas 1 Casquillo protección eje 1 Tuerca del tirante 1 Cuerpo de impulsión 1 Junta goma red Ø int. 227 x 2,8 mm. 1 Tirante de unión 1 Casquillo separación 1 Rodetes 1 Anillo de blocaje 1 Eje de chaveta y tuerca 1 Casquillo tope 1 Tapa de la caja el fieltro 1 Rodamiento UN-208+H-208 1 Tapa soporte lado aspiración 1 Acoplamiento COPEN S-40 1 Anillo fieltro 1 Junta tapa soporte 1 Anillo seguridad Seeger 1 Junta goma Ø int.30 x 3 mm. 1 Prensa estopas 1 Cuerpo de aspiración 1 Casquillo protección eje 1 Cuerpo intermedio 1 Difusor intermedio 1 Anillo rozante 1 Difusor, último escalón 1 Junta goma difusor Ø 122 x 4,2 mm. 1 Anillo empaquetadura 1 Soporte cojinete 1 Rodamiento SKF 6307 C3 1 Tapa soporte 1

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

TOTAL

141

164

� Una o varias hojas donde se escriben, siguiendo el orden numérico

anteriormente citado: Casilla 1) Las piezas numeradas según el dibujo 1, 2, 3, 4….. “ 2) La nomenclatura de la máquina (85141) acompañada de las cuatro

cifras de las piezas (0016, 0020, 0017, 0002). En el caso de máquinas sencillas, en las que el catálogo presente una o dos hojas con despieces, las cuatro últimas cifras de la nomenclatura pueden perfectamente coincidir con la numeración de las piezas de la casilla 1, es decir: pieza 11 nomenclatura 85141 - 0011.

Cuando la máquina es compleja y precisa muchas hojas, entonces

la casilla 1) y la 2) deben presentar cifras independientes. Casilla 3) La referencia del proveedor. Este, en su catálogo, numera de otra

forma a las piezas, según su propia organización. “ 4) El número de piezas repetidas de cada nomenclatura. “ 5) La designación de cada nomenclatura.

“ 6) El número de plano de la máquina o del conjunto, si es que está croquizado por la empresa, o el de la casa, o el de la casa constructora o proveedor si lo hubiera cedido a la misma (caso muy poco probable).

Observación Los materiales de consumo aparecen claramente en este ejemplo, en la referencia 7, nomenclatura 19370.2864 junta de goma, en la referencia 21, nomenclatura 19370.3076 junta goma. También se muestra una referencia 17, nomenclatura 58115 0009, que es un acoplamiento Copen S-40, que es considerado como otra máquina integrada en la 85141 0000. Mecanismos como acoplamientos y reductores poleas, etc… son montados sobre la máquina, y son considerados según lo expuesto como nomenclaturas del cuadro nº 5 (maquinaria general).

165

B2. Codificación sin catálogo y en orden alfabético Este segundo sistema de codificación tiene dos grandes ventajas sobre el anteriormente explicado: no necesita catálogo de repuestos y mejora notablemente la Mantenibilidad por cuanto el operario localiza con gran rapidez la nomenclatura del repuesto que necesita. También distingue repuestos específicos y comunes. a) En cuanto a específicos: 1º 2º 3º 4º 5º 6º 7º X 4 2 0 8 X X El primer dígito X nos indica 3 posibilidades: que no sea repuesto (1), que sea repuesto específico (2), que sea repuesto común (3). 2º dígito 3 – Instalaciones. 4 – Maquinaria productiva. 5 – Maquinaria auxiliar y herramientas (puentes grúas, bandas, etc...). 6 – Equipos accesorios (balancines, autómatas, instrumentación). 7 – Parque móvil. 3º, 4º y 5º dígito 3021 Transformador 3 – 010 Aguas 3022 Disyuntor

020 Electricidad 3023 Interruptor 030 . 3024 Seccionador 040 . 3025 Grupos electrógenos 050 Aire comprimido 3026 Motores 060 . 070 Vapor 080 . 090 . 100 Seguridad 110 . 120 . 130 . . . . .

Los dígitos 6º y 7º nos indican el nº de orden de 1 a 99 repuestos de la máquina, clasificados por orden alfabético y dimensiones del repuesto.

166

Por ejemplo: 2 – 4208 – 01 ………………… Acanaladura de 1” 2 – 4208 – 02 ………………… acanaladura de 2” . Conviene dejar huecos . Para incluir nuevos. . 2 – 4208 – 21 ……………….. Cojinete de 32 Ø . Si se sobrepasa 100 . repuestos, el siguiente . sería el 2 – 4209 – 01 . 2 – 4208 – 46 ………………… Tamiz oval El operario de Mto. cuando debe cambiar una pieza procede así: “Bautiza” la pieza, p. ejemplo “tamiz” Toma la clasificación alfabética y localiza Tamiz oval. Identifica la nomenclatura 2 – 4208 –46 y la solicita a Almacén. Cuando la pieza es rara o no la conoce el operario, coge la lista alfabética (que se la suministra el constructor de la máquina, pero ordenada alfabéticamente) y repasa nombre a nombre la lista, hasta que da con alguno que, según el sentido común, pudiera valer. b) En cuanto a comunes: Distinguiremos entre repuestos eléctricos: lámparas, fusibles, contactores…, y mecánicos: rodamientos normales, abrazaderas, válvulas, etc… Los ordenaremos alfabéticamente y en orden al tamaño, asignando a cada una de las letras un número correlativo: A el 01, B el 02, C el 03 y así sucesivamente. X 01 X X X X repuestos que empiezan por A X 02 X X X X repuestos que empiezan por B . . . . X 28 X X X X repuestos que empiezan por Z 1º2º3º 4º 5º 6º 7º Los dígitos 4º, 5º, 6º y 7º serán de nº de orden, y distribuidos de tal suerte, por ejemplo, que del 0 al 3999 sea material eléctrico y del 4000 al 9000 material mecánico.

167

En el listado global de repuestos (específicos + comunes) de cada máquina aparecerán todos ellos mezclados pero en orden alfabético) De esta manera se evita el catálogo de repuestos, dibujos y croquis que pueden complicar el trabajo de la oficina de Mto. B3. Codificación con identificación literal del repuesto Nº de orden Letras primeras del nombre del repuesto Familia (rodamientos, juntas, tornillos, motores, reductores, relés, etc…) 3 Ejemplos: 1) 08 - R 0. 006 Familia nº 8 Rodamiento R 0 Nº 006 (tipo, tamaño, marca, etc…) 2) 24 – JU – 103 Familia nº 24 Junta tórica JU Nº 103 3) 46 - R E – 043 Familia nº 46 Relé RE Nº 043 Esta codificación resulta interesante para empresas medianas y pequeñas, y presenta la ventaja de que las 2 letras centrales identifican, en primera instancia, el repuesto.

168

2.5.2 MATERIALES DE LA GESTIÓN DE STOCKS DE MTO. Módulos o máquina redundantes bomba, válvula, motor instalados Conjuntos reductor, motor, interruptor Estándar eléctrico, tarjeta electrónica Piezas de

Seguridad Rotor turbina, motor eléctrico especial

Materiales de la gestión Repuestos de stocks rodamientos normales, relés, Mantenimiento de consumo fusibles, transistores, arandelas, muelles Repuestos biela, manivela, rodamiento específicos especial Material

general de Perfiles de acero, herramientas,,

consumo tejas, cable eléctrico, aceites…

Obsoletos o elementos o piezas que ya no muertos se usan o cuyas máquinas han

sido dadas de baja

169

2.5.3 FUNDAMENTOS DE LA GESTIÓN DE STOCKS AUTOMÁTICA Con carácter general, en el aprovisionamiento de repuestos se establecen dos tipos de gestiones: � Automática � Por solicitud directa La segunda no ofrece ninguna dificultad: se pide un lote de piezas cuando se estima necesario. De la automática se emplean tres sistemas: A) Sistema de lote variable y plazo fijo B) Sistema de lote fijo y plazo variable C) Stock máximo fijo o a nivel. Cuando hay un consumo se pide el mismo A) Lote variable y plazo fijo Representemos en primer lugar el desarrollo de la gestión:

170

En ordenadas representamos las existencias en Almacén. En abcisas el tiempo. El plazo fijo (mes, trimestre, etc…) viene determinado por los puntos F1, F2 … Para entender su funcionamiento definiremos: F1, F2, F3… = Fechas en que deberán llegar las piezas a la empresa. PA = Tiempo de aprovisionamiento, o el que transcurre desde que se pide

hasta que llega. aA = Curva de consumo. A medida que se consumen repuestos van bajando

las existencias en almacén. F’1 F’2 = Fechas en que hago el pedido del lote de piezas. L1 L2 = Lotes variables de piezas que pido en las fechas F’1, F’2 y me llegan en

F1, F2 … a nivel máximo de existencias, que se determina de la siguiente manera: Estimamos el máximo consumo previsible, es decir, si durante los 12 meses de 2007 se han consumido las siguientes piezas de una determinada nomenclatura: Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio 39 48 28 10 0 42 Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre 60 54 26 0 31 42 Tomamos el máximo consumo: 60 piezas. Llevamos a unos ejes de coordenadas 1 mes, y 60 piezas.

Existencias

1009080706050403020 w10

0 1 mes 2 meses 3 4 5 6 7Tiempo

171

Desde el punto F1 trazamos una recta de pendiente ω - 90º ˆ , es decir, de consumo máximo y nos cortará el eje de existencias en el punto a = nivel máximo normal de existencias.

El consumo real durante el periodo OF1 seguirá la pendiente α̂ . y cortará a la fecha F1 en el punto A1. Con un tiempo de antelación PA, es decir, en el punto A pasaremos un pedido de un lote de piezas L1. Es lógico y corriente que desde el punto A al A1 el consumo de piezas averiadas varíe, por ejemplo, disminuyendo y entonces seguirá la recta A A2. Cuando llegue la fecha F1 y nos hallemos con un nivel de existencias A2 entrará en almacén un lote de L1 piezas y habremos sobrepasado el nivel a, quedando en el punto b’. Tendremos un “sobrestock” bb’, que vamos a ver cómo se va corrigiendo. A partir de b’ el consumo puede perfectamente variar y vamos a considerarlo

β̂ . Al llegar a la fecha F’2 pediríamos un lote L’2, bastante más reducido que L1. Si el consumo a partir de F’2 (B) aumentara al llegar a F2 y traemos el lote L’2 quedaríamos por debajo del nivel máximo de existencias a. L2 sería el lote en caso de no haber variaciones de consumo desde los momentos en que se pide el lote hasta el momento en que llegan a nuestro Almacén. Con este sistema, jamás puede haber rotura de stocks o nunca nos quedaremos sin repuesto para efectuar una reparación. Lo asegura así la determinación del punto a que corresponde a un consumo máximo, que por ser máximo en ningún caso podrá alcanzarse. Este sistema es recomendable en: Casos de GRANDES CONSUMOS y con plazos de aprovisionamientos (PA) CORTOS. Es importante que Mantenimiento dé a Aprovisionamiento los consumos previsibles, el consumo máximo previsible, y los daños, medidos en euros, que podría originar una rotura de stock. Los parámetros que se fijarán, en el caso que para un determinado repuesto se adopte este sistema, son:

Plazo fijo (F1, F2 …..)

Consumo máximo previsible: ω

172

B) Lote fijo y plazo variable Dibujemos, en primer lugar, el desarrollo de la gestión:

Para este sistema es fundamental determinar el punto de pedido (P.P.). Para ello determinaremos el consumo de la pieza (W) y haremos el siguiente sencillo gráfico: Existencias P.P. P.P.

ω

90 - ω S O PA Tiempo

Desde el origen o llevamos sobre la escala de tiempos el valor PA (Plazo de aprovisionamiento), y desde el punto s trazo la recta de consumo W, que me

173

cortará la escala de existencias en el punto P.P. Significa este punto PP, que cuando en Almacén tenga un nivel de existencias igual a PP deberé inmediatamente hacer el pedido. Como el consumo real será inferior al máximo, siempre que alcance el PP hago el pedido, que me llegará a los PA días o meses, nunca habrá rotura de stocks. De esta forma no es necesario recurrir al stock de seguridad, pues en la filosofía del sistema se halla totalmente comprendido. Aplicando las técnicas de gestión económica de stocks, que hace mínimo el coste de posesión más el coste de compra de la pieza, calcularemos: � El nivel de existencias normal a la llegada de un pedido (nivel máximo

normal). � El nivel de existencias normal momentos antes de la llegada del pedido

(nivel mínimo normal). � La diferencia entre ambos niveles es el Lote de Compra OPTIMO, o

ECONOMICO Lc. Supongamos fijado, por ejemplo, el nivel de existencias máximo normal (sería lo mismo partir de cualquier otro punto), supongamos que el consumo en el tiempo O F’1 y F’1 F1 coincida con el consumo medio previsto (consumo normal), al que corresponde una inclinación. Al llegar al punto de pedido PP, lo lanzamos y obrará en nuestro poder en la fecha F1, después de transcurrido el plazo de aprovisionamiento (PA), alcanzando el nivel a en el punto b. Si a partir de F1 el consumo crece, en F’2 haré nuevo pedido que me llegará en F2, si el consumo no varía a partir del punto de pedido. El nivel de existencias alcanzará el nivel c, al sumar el lote Lc al nivel de existencias M2, que habrá descendido por debajo del nivel mínimo. Si a partir de c el consumo se hace menor, al llegar a PP y lanzar el pedido, sobrepasará en F3 el nivel máximo a y las existencias alcanzarán la cota o nivel d. En el sistema anterior nos supeditábamos al calendario (F1, F2 …..) Aquí funcionamos mediante vigilancia de las existencias y actuamos al llegar al punto de pedido (P.P.). Los parámetros que se fijarán para la aplicación de este sistema son: punto de pedido (P.P.) y lote de compra (L.C.) Es interesante su aplicación en PEQUEÑOS CONSUMOS con plazos de aprovisionamientos DILATADOS.

174

C) Stock fijo máximo o “a nivel”

Con este sistema se fija un stock máximo, que las más de las veces es el PP (punto de pedido) y constituye en este caso un “nivel” de existencias a mantener en almacén. Cuando surge una demanda o necesidad y su correspondiente consumo, se pide la misma cantidad. El consumo y la cantidad pedida, coinciden matemáticamente. Si en determinado momento el consumo sobrepasa el nivel habrá rotura de stock hasta en tanto llega el pedido (ver parte de la figura señalizada con)

175

2.5.4 LA GESTION CLASICA DE STOCKS DE MTO. La Mantenibilidad de una planta, entendida como tiempo medio MTTR de Reparación, depende del tiempo logístico, o sea de la localización, existencia y transporte del repuesto a pie de máquina averiada. El Jefe de Mto. se formula dos preguntas: 1) ¿Me interesa disponer de un almacén repleto de repuestos? ¿Cuánto me

costaría? 2) Si me quedo sin repuesto ¿Cuánto va a costarme la parada de la máquina? Las respuestas virtuosas las da la gestión de Stocks de repuesto, que trata de hallar un inmovilizado de Almacén que garantice la menor rotura de Stocks. Hasta ahora, de los tres sistemas de gestión de stocks (por fecha fija, por punto de pedido, o por stock a nivel), el segundo y el tercero han sido utilizados en Mto., pero sobre todo aquel. Una vez las existencias del repuesto han alcanzado el punto de pedido (P.P.) se ha lanzado una solicitud de un lote Q (lote económico o lote útil), cuya repetición da lugar al diagrama de diente de sierra clásico. El Jefe de Mto. fijaba el P.P. y la demanda del repuesto zigzagueaba hasta la llegada del nuevo lote. A veces las existencias tocaban el stock mínimo y luego alcanzaban el cero o rotura de stocks, con el consiguiente susto y malestar. Por consiguiente, los parámetros clásicos que han guiado hasta ahora las gestión de repuestos de Mto. han sido:

Demanda D Punto de pedido P.P. fijo Stock mínimo S.m. fijo Lote económico Q fijo

177

2.5.5 LA CALIDAD DE SERVICIO (CS), ÍNDICE DE ROTACIÓN (I.R.) Y EL INMOVILIZADO DEL ALMACÉN DE REPUESTOS (I) Los repuestos que utiliza el Servicio de Mantenimiento pertenecen a cuatro grupos fundamentales: Categoría 1, o sometidos - Material de consumo o consumos. a la gestión de stocks - Repuestos específicos de maquinaria o repuestos. - Tránsitos o categoría 0 - no almacenados.

- A cancelar u obsoletos Los dos primeros, consumos y repuestos, constituyen los elementos cuyo control, basado en el C.S., I.R. e Inmovilizado, vamos a llevar a cabo. 1) Calidad de servicio (C.S.) Una buena gestión de stocks de Mantenimiento está basada en la siguiente máxima: � Lograr la más alta calidad de servicio con el mínimo inmovilizado.

C.S. se define como = 100 x servidos no servidos vales

horas Xde antes almacén por servidos vales+

La experiencia dice que los valores de C.S. alcanzan las siguientes cotas y correspondientes grados de bondad: Muy peligroso Peligroso Bueno Muy bueno C.S. ≤ 93% 95% 96% C.S. ≥ 97% 2) Inmovilizado (I) Un almacén de repuesto, conviene siempre que, sea capaz de cubrir la demanda de una C.S. adecuada, pero tendiendo a conseguir un inmovilizado lo más bajo posible. Datos más o menos fiables de diversas empresas europeas y americanas nos marcan la pauta de lo que debe ser el valor de I según el sector o tipo de empresa.

Mantenida Inversiónrepuestos de almacén del doInmoviliza

C = = 0,5% al 10% según tipo de

empresa

178

A continuación detallamos los valores de C para sectores empresariales diversos y que tratan de optimizar la Mantenibilidad De aquí se deduce que I = C x Inversión Mantenida Sector C

Conjuntos standard Standard no se se considera repuesto considera repuesto Industria química ......................... 4,- % .................. 1,5 % Petroquímico ............................... 3,- % .................. 1,-- % Papelero básico........................... 4,- % .................. 2,-- % Papelero normal .......................... 2,- % .................. 1,25 % Siderurgia pesada ....................... 8,- % .................. 3,-- % Producción electricidad ............... 2,- % .................. 0,5 % Hospitales y residencias.............. 1,- % ................. 0,5 % Azucareras .................................. 4,- % .................. 1,-- % Naval (astilleros).......................... 1,- % .................. 0,5 % Cerveceras .................................. 1,5%................... 0,75 % Alimentación en general .............. 3,- % .................. 1,5 % Minería ........................................ 10,- % .................. 2,-- % Fabricación bienes de equipo y maquinaria................................... 1,5%................... 1,-- % Fabricación automóviles.............. 6,- % .................. 2,-- % Fabricación serie ......................... 2,- % .................. 1,-- % Aviación comercial ...................... 7,- % .................. 3,-- % Marina mercante ......................... 4,- % .................. 1,4 % Maquinaria Obras Públicas ......... 10,- % .................. 1,-- % Ferrocarriles ................................ 4,- % .................. 2,-- % Cementos.................................... 4,- % .................. 1,5 % Siderurgia ligera .......................... 5,- % .................. 1,-- % Textil y calzados.......................... 2,- % .................. 0,75 % Madera ........................................ 1,5%................... 0,5 % Conservas vegetales................... 1,5%................... 0,5 % Caucho........................................ 3,- % .................. 1,-- % Aluminio ...................................... 6,- % .................. 2,-- % Auxiliar automóvil ........................ 3,- % .................. 1,-- % Gráficas e impresión ................... 1,5%................... 0,5 % Fabricación electrónica básica .... 1,5%................... 0,75 % Vidrio ........................................... 5,- % .................. 1,5 % Gas.............................................. 2,- % .................. 0,5 % Industria farmacéutica ................. 3,- % .................. 1,-- % Fundición de acero...................... 2,- % .................. 0,75 %

179

3) Indice de Rotación (I.R.) Este índice produce el equilibrio entre la calidad de servicio y el Inmovilizado, es decir, por ejemplo: Si I es bajo en una empresa, C.S. puede tomar valores muy peligrosos y el valor I.R. sube más de lo normal. El valor de I.R. es:

n

12 x

ES

I.R. = , siendo:

S = salidas de almacén en euros

E = existencias medias durante los n meses = n

mensuales E ∑

n = nº de meses del periodo considerado. Como norma general, podemos definir los siguientes valores del índice de rotación I.R. IR malo Normal Bueno IR ≤ 0,60 1,25 IR > 2 Por ejemplo: En una empresa manufacturera el stock medio del almacén de repuestos durante el mes de Mayo de 2004 ha sido de 318.536,42 €. Las salidas de almacén han alcanzado los 27.045,54 €

03 1, 1

12 x

318.536,42

27.045,54 I.R. ==

4) Correlación entre I, C.S. e I.R. Matemáticamente no es posible relacionar estos tres conceptos, si bien de manera empírica existe ligazón entre ellos

180

Si queremos mantener C.S. entre 96 y 99% alcanzaremos un buen I.R. si el inmovilizado lo establecemos entre 240.405 y 480.810 euros. Si una empresa tiene en almacén 360.607 euros en repuestos y la calidad de Servicio es de 97,5% y el índice de rotación es de 2, tendremos posiblemente un punto P óptimo de equilibrio. Si la demanda de repuestos aumentara, la C.S. tendería a disminuir. Nos veríamos forzados a pasar a P´ e I.R. = 2,5 sin variar el inmovilizado. Poco a poco, al ir consumiendo en exceso, el inmovilizado bajará a P´´. Si se fuerzan las compras de repuesto pasaremos al punto P´´´, con IR = 1,2 y un valor nuevamente de 97,6%, que volverá con el tiempo al punto de equilibrio P. Supongamos un análisis efectuado en una empresa. El punto de partida M es 540.911 euros y 94% C.S., I.R. = 1,2. Los pasos para alcanzar un buen objetivo serán: 1) Eliminar repuestos obsoletos - Reducción inmovilizado M´ 2) Estudiar repuestos que más se consumen. Aumento de C.S. - P 3) Logro de I.R. = 2 Estos objetivos se alcanzarán transcurrido uno o más años. No es el resultado instantáneo, sino paulatino y organizado.

181

2.5.6 METODO DE MAYORACION Y MINORACION Todos los parámetros y variables mostrados en el curso de forma rigurosa, pueden compararse cualitativa y cuantitativamente en el método simplificado. No tiene el rigor de lo anteriormente explicado, pero resulta más práctico y también puede fácilmente informatizarse. Sin duda que permite a cada repuesto ”fotografiar” sus parámetros de la gestión, es decir: � Stock Máximo � Punto de pedido � Stock Mínimo Y de esta manera optimizar a su manera “idas y venidas”, afectando positivamente al Inmovilizado, al Indice de Rotación y a la Calidad de Servicio. 2.5.6.1 Fórmulas y factores

C = Consumo anual del repuesto, a definir por Mto. Lp = Plazo de aprovisionamiento, a definir por Compras Lm = Plazo de cobertura del stock mínimo = Lp

CM = Consumo máximo durante un plazo de tiempo controlado, que suele ser

de un mes. CS = Calidad de Servicio, a definir por Mto. A = 12,02 € (nacional) 48,08 € (importación)

Q = Lote óptimo de compra = UxR

2xAxC C = Consumo anual

U = precio de la pieza R = 20% (interés) Q´ = Lote suministrado por el proveedor Importación (+) Nacional (-) Máximo 50% Factores mayoración-minoración Alto precio unitario (-) del stock Alta Calidad de Servi.(+) mínimo Croquización posible (-)

182

S.m = Stock mínimo = 30

) medio C - C ( M x Lm (Mayorado o Minorado)

p.p = Punto de pedido = S.m + 360C

x Lp (en días)

S.M = Stock máximo = p.p + Q Nivel = p.p e = existencias actuales del repuesto p = pedidos en curso del repuesto S.P.D = Stock potencialmente disponible = e + p 2.5.6.2 Procedimiento de gestión Cuando sobreviene una demanda, y una vez descontada, se determinará el SPD. Si SPD ≤ p.p, se procederá a pedir la siguiente cantidad =

Q o Q´ + p.p - p - e

2.5.6.3 Ejemplo de procedimiento por punto de pedido Repuesto: biela de empuje Tipo: b) Específico No se puede croquizar Importación Lp = 51 días Precio = 108,18 € C.S. = 90%

183

Enero 2003 F Mz Ab My Jn Jul Ag. Spt Oct Nov Dic. 2 1 1 0 2 1 1 4 1 3 1 1 C = 18 piezas/año CM = 4 piezas/mes en Agosto

S.M. = 4 + 9 = 13 13 4 1

El día 10/10/04 hay una demanda de 2 piezas. Del almacén nos comunican que hay 3 piezas y de compras que hay 2 pedidas. e = 1 S.P.D. = 1 + 2 = 3 ≤ p.p. = 4 p = 2

piezas 9 0,2 x 108,18

18 x 48,08 x 2 Q

piezas/mes 1,5 12

18 Cm

==

==

piezas 1 ) - ( 51 x 301,5 - 4

mínimo S =

+−

+

=

)()(

)(

piezas 4 51 . 36018

1 p.p. =+=

184

La cantidad a pedir será: 9 + 4 – 1 – 2 = 10 2.5.6.4 Ejemplo de procedimiento “A NIVEL” Nivel a mantener fijo = p.p. Se utiliza para piezas caras y que presente muchos ceros mensuales, trimestrales o anuales. Repuesto: cojinete de empuje Mitchell Tipo: B) Específico Precio: 2824,76 € No se puede croquizar. C.S.: 97% Importación Lp = 120 días Consumos:

Año 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 3 0 2 2 0 1 5

C máximo = 5

2 7

13 medio C/anual ==

1 0,11

)(

)(

) - (

)(

120 x 30 x 122 - 5

Sm ==

+

+

+

=

2 2,01 120 x 360

2 1 p.p. ≈=+=

185

Nivel = 2 Se pide la cantidad que se consume partiendo de un stockage inicial de 2 pieza, que siempre debe haber en Almacén. Si no las hubiere, se pediría el consumo + una cantidad hasta alcanzar el nivel. El día 3/1/2005 se avería un Mitchell. En almacén no hay existencias. Cantidad a pedir = 2 + 1 para la reparación = 3

187

2.6 PATOLOGÍA Y TRIBOLOGÍA DE LAS MÁQUINAS: DESGASTE, ABRASIÓN, FATIGA, CAVITACIÓN, OXIDACIÓN, CORROSIÓN, TEMPERATURA Y OTRAS CAUSAS DE DEGRADACIÓN. 2.6.1 TRIBOLOGÍA DE LAS MÁQUINAS 2.6.1.1 Definición de tribología Con el nombre genérico de *Tribología se definen los aspectos técnicos y científicos de las interacciones entre dos superficies en contacto y movimiento relativo. * Tribos = fricción

Logos = conocimiento La tribología adquiere hoy día una importancia relevante dado que el tema del desgaste y de la fatiga son dos capítulos fundamentales de las causas de las averías de las máquinas. Por tanto, el Mantenimiento no puede pasar por alto un conocimiento del comportamiento de las piezas ante sus dos principales enemigos: la fatiga y el desgaste. 2.6.1.2 Tipos y clasificación del desgaste. El desgaste puede definirse como el deterioro de la superficie debido al uso. Tanto en el campo de la Ingeniería como en el específico del Mantenimiento constituye un capítulo importantísimo. La aparición del desgaste obliga a unos gastos de reposición de piezas elevadísimo y además puede limitar gravemente la vida de una maquina y, por ende, su viabilidad desde el punto de vista del diseño. Ningún elemento de máquina es inmune al desgaste; este fenómeno se manifiesta siempre que exista carga y movimiento. No hay una regla general, que sea válida para todas las manifestaciones del desgaste a la hora de definir su clase o tipo. Este fenómeno está afectado por toda una variedad de condiciones, tales como tipo y modo de carga, velocidad, cantidad y tipo de lubricante, temperatura, dureza, naturaleza química del medio, etc. Además, en la práctica, el desgaste es, generalmente una combinación de una o más formas elementales. Por ejemplo, las pequeñas partículas resultantes del raspado pueden causar desgaste abrasivo; Puede existir corrosión y abrasión simultánea. Por consiguiente no siempre es fácil, en cualquier aplicación dada, deducir qué tipo de desgaste ha ocurrido.

188

Un método lógico para clasificar el desgaste sería según la naturaleza de la superficie de contacto: � Metal contra metal. � Metal contra no metal. � Metal contra fluido. Pero tiene el inconveniente que las condiciones pueden variar con el tiempo, es decir metal contra metal puede trocarse en metal contra no metal. Por eso, esta clasificación no nos vale. Es preferible agrupar el desgaste en seis términos: • Desgaste adhesivo. • Desgaste por abrasión. • Socavaduras y grietas. • Corrosión por rozamiento. • Erosión por cavitación. • Corrosión galvánica. Veamos brevemente cada una de ellas: Desgaste adhesivo Está causado por la acción cortante de microsoldaduras formadas entre las asperezas de las superficies cargadas y en contacto. Este tipo de desgaste se presenta por el fallo de la película que normalmente separa a las dos superficies y motivado por altas temperaturas, presiones y velocidades de deslizamiento. Podría equipararse a: Ludimiento, raspado, escofinado, rayado y desbastado. Desgaste abrasivo Tiene lugar siempre que están presentes partículas extrañas duras tales como areniscas de metal, óxidos metálicos y polvo, areniscas del medio, etc. entre las superficies en contacto. Estas partículas primero penetran en el metal y después rayan o desgarran partículas metálicas. El desgaste abrasivo es uno de los tipos más comunes encontrados en la práctica del Mantenimiento y es probablemente la mayor causa aislada de desgaste en muchas aplicaciones de máquinas. Socavaduras y grietas Las socavaduras, el astillamiento, las grietas y las picaduras constituyen fenómenos del mismo tipo, pero el astillamiento es probablemente el más común. Por lo general se atribuyen a la repetición cíclica de los esfuerzos de contacto entre dos superficies correspondientes, tales como un par de engranes o un anillo de bolas, sujetos a una carga. La intensidad del esfuerzo causa una grieta que separa una partícula del cuerpo principal del material. La cavidad así formada es una socavadura, de la cual suele dispersarse parte del material hacia afuera, por astillamiento. Conviene distinguir entre las

189

socavaduras incipientes, que pueden ser borradas por subsecuentes acciones de desgaste, y las socavaduras destructivas que conducen a averías por fatiga. Corrosión por rozamiento También conocida por falsa brinelización, desgaste por oxidación, fatiga por frotamiento. Se caracteriza por movimientos recíprocos entre las superficies de desgaste acompañados por una fuerza normal. El daño puede variar, desde la simple alteración de las superficies de contacto, hasta el desgaste de (1,59 mm., 1/16") del material. Este desgaste tiene lugar en pivotes, balancines o palancas de vaivén, trenes de aterrizaje, y en contactos eléctricos. Erosión por cavitación La erosión es un proceso de daño superficial y desprendimiento de material, causado por un líquido o un gas. En la práctica industrial, el tipo más común de erosión es el causado por cavitación. Se presenta en aletas de propulsores, en las superficies de los cilindros de los motores diesel, en turbinas hidráulicas y sobre todo en bombas. La erosión por cavitación está ocasionada por movimientos relativos intensos entre el metal y el líquido. En tales movimientos se reduce la presión local sobre el líquido, el cual hierve formando pequeñas cavidades de vapor. Al volver la presión a su valor normal ocurre una implosión y las cavidades se desploman, lo cual produce fuerzas de impacto sobre el metal formando socavaduras. Corrosión galvánica Es un complejo fenómeno que produce daño a una superficie, causado por un flujo de corriente en un líquido de una superficie metálica a otra. Los dos metales deben ser distintos. En un sentido más amplio, estas celdas galvánicas pueden operar ya sea en la superficie del metal, entre dos metales distintos en un contacto eléctrico, o entre zonas de diferente concentración electrolítica. Su acción se intensifica en grietas y socavaduras. La complejidad del desgaste se acentúa al considerar el número de factores necesarios para describirlo. Los principales factores que intervienen pueden agruparse de esta manera:

190

1. Variables relacionadas con la

metalurgia

Dureza Tenacidad Constitución y estructura Composición

2. Variables relacionadas con el

servicio

Materiales en contacto Presión Velocidad Temperatura Acabado de la superficie

3. Otros factores Lubricación Corrosión

2.6.1.3 Condiciones que influyen en el desgaste. El grado de adhesión de los metales determina la magnitud del esfuerzo cortante producido entre las superficies en contacto. La solubilidad y el carácter de la aleación de un par de metales indican la tendencia a formar una unión en la interfase. Por lo tanto, para que el par de metales sea resistente, debe cumplir dos condiciones: a) que ambos metales sean mutuamente insolubles. b) que al menos uno de los metales sea del subgrupo B del sistema periódico. Dureza Se sabe que, por lo general, la tasa de desgaste decrece conforme aumenta la dureza del material, siempre que los demás factores permanezcan constantes. Con el fin de aumentar la resistencia al desgaste, debe incrementarse la dureza mediante aleación o tratamiento térmico. Carga Se ha descubierto que el desgaste se incrementa en forma casi proporcional a la carga. Distancia Se ha determinado que la tasa de desgaste es linealmente proporcional a la distancia recorrida. Temperatura La tasa de desgaste se incremento con la temperatura, debido a una disminución de la dureza, a un incremento de los riesgos de soldadura, a deformaciones plásticas y a corrosión por oxidación.

191

Velocidad de deslizamiento Al elevarse la velocidad de deslizamiento el desgaste disminuye. Para altas velocidades, el desgaste está influido por: • Desarrollo de altas temperaturas. • Propagación de deformación plástica. Acabado de la superficie Cuanto más áspera sea la superficie, más alta es la tasa de desgaste. Sin embargo, las superficies sumamente lisas y uniformes manifiestan altas fuerzas de interacción molecular, y pierden la capacidad de acumular contaminantes debido a la ausencia de los "valles" que aparecen en las asperezas de una superficie rugosa. Contaminantes Los contaminantes pueden ser benéficos (lubricantes o películas en la superficie) o perjudiciales (abrasivos). El efecto de los óxidos, las más comunes películas de superficie puede resumirse como sigue: • La formación de óxido en presencia de agua conduce a la corrosión • Bajo condiciones de deslizamiento leve, el óxido puede evitar el contacto de

metal a metal. Efectos ambientales Los efectos corrosivos de los productos químicos y los efectos erosivos de las sustancias que fluyen por una superficie provocan desgaste en una forma que corresponde a las condiciones ambientales existentes. La experiencia indica por ejemplo que, a mayores altitudes y con el progresivo enrarecimiento de la atmósfera el desgaste de algunas partes de los aviones aumenta notablemente. El flujo magnético y las corrientes a través de cojinetes producen socavaduras y picaduras en los mismos. En atmósfera seca se ha comprobado que la tasa de desgaste es mucho mayor que en aire normal.

192

2.6.1.4 Diversos desgastes a) Desgaste adhesivo Las superficies hermanas de una máquina no son lisas cuando se consideran a escala atómica, sino que presentan montes y valles. Estos picos o asperezas hacen que las superficies en contacto estén más estrechamente aproximadas de lo que podría indicar una consideración sobre los niveles superficiales medios. Cuando dos piezas de metal desnudo entran en contacto, tienden a adherirse entre sí. Esta tendencia natural se origina por la presencia de electrones en exceso, o por la carencia de suficientes electrones en los átomos de las superficies de los metales. Como las partes de los metales se desplazan entre sí, las adhesiones formadas tienen que romperse, teniendo lugar una cierta deformación plástica en la adhesión de las asperezas, cuya extensión depende de la resistencia de la unión. El resultado de esto será un trabajo de endurecimiento de las asperezas con el consiguiente decremento en la ductilidad de los metales. Después de cierto tiempo, las asperezas se volverán frágiles y tenderán a romperse pudiendo perderse un pequeño fragmento de metal entre las partes, que ocasionará rayado. Si la adhesión entre los metales es más fuerte que uno de los metales o que ambos, el metal más débil sufrirá fractura. En este caso parte del metal más débil se adherirá al otro, provocando gripaje y más transferencia de metal. Para reducir el coeficiente de fricción se usa una película de baja resistencia al corte y puede ser de óxido, de sulfuros, metales lubricantes, etc. Si se sospecha que el calor es un importante factor de desgaste, debe conservarse la dureza en caliente. El calor puede templar estructuras endurecidas, puede causar cambios de fase que incrementen la dureza y la fragilidad y puede acelerar el ataque químico por oxidación y por incrustaciones. La resistencia contra la oxidación progresiva y contra las incrustaciones la proporciona el cromo en los aceros. El níquel produce un efecto similar hasta una temperatura de unos 427º C si sustituye al cromo en una proporción de 3 a 1. En general los aceros aleados simples y el hierro no son apropiados para temperaturas superiores a 427º C. Entre 427 y 650º C hay una extensa variedad de materiales donde escoger; la elección debe hacerse en función de la dureza y la resistencia a esas temperaturas. A temperaturas superiores a 650º C la elección está limitada a aleaciones austeníticas inoxidables, a ciertas aleaciones a base de níquel y a los tipos de aleaciones a base de cromocobalto-tungsteno. A 780º C o más las aleaciones de Cr-Co-W parecen ser las de mayor dureza.

193

b) Desgaste abrasivo Puede definirse como el desgaste que ocurre a temperatura normal como resultado del contacto dinámico entre superficies metálicas desgastadas y partículas o fragmentos abrasivos. Las más elevadas tasas de desgaste ocurren, por supuesto, cuando la dureza del abrasivo es considerablemente mayor que la del material abrasado. Los abrasivos comunes son: - coque. - grava. - polvo. - incrustaciones. - minerales y arena. Una definición de tenacidad muy útil para comprender la abrasión es aquella que contempla como: "La cantidad de deformación plástica que un material puede soportar antes de su fractura”. El desgaste por abrasión puede dividirse en tres categorías principales: - Abrasión profunda penetrante. - Abrasión de alto esfuerzo o pulverizante. - Abrasión por erosión, de bajo esfuerzo. Las tres categorías pueden presentarse simultáneamente en una pieza desgastada, por lo general puede reconocerse el tipo predominante. c) Abrasión profunda o penetrante Este tipo de abrasión se caracteriza por altos esfuerzos, generalmente causados por impacto. La acción penetrante del abrasivo suele ser similar a la de una herramienta de corte. Las tasas de desgaste abrasivo se expresan en términos de milésimas por hora, que representa la velocidad normal a que el metal se elimina de la superficie del material. Las tasas de desgaste de esta abrasión son más altas que las de abrasión pulverizante y erosiva (excepto para la erosión a las altas velocidades). En la siguiente tabla puede verse la tasa de desgaste para los tres tipos de abrasión. Dichas tablas dependen de los materiales tratados. Los valores más altos son para tasas extremas. Cuando las tasas son excesivamente altas, por lo general la máquina no debe manejarse.

194

1 - Abrasión: profunda

Material de la máquina: Acero austenítico al manganeso. Material tratado: diversos

Tasa de desgaste en milésimas/hora

a) Martillos en pulverizadores de impacto.................................... b) Dientes de pala mecánicas ...................................................... c) Hojas de excavadora de minerales.......................................... d) Bolas de molino en filas de cucharón ...................................... e) Revestimientos de trituradora para la trituración de minerales

silicosos f) Revestimiento de canales para la conducción de minerales

silicosos...................................................................................

5 a 1.000 5 a 500 5 a 100 3 a 15

2 a 20

0,1 a 10

2 – Abrasión: pulverizante

Material de la máquina: Acro aleado de alto carbono Material tratado: diversos

Tasa de desgaste en milésismas/hora

a) Revestimiento de molino de barras para minerales silicosos b) Bolas de molino para la molienda húmeda de minerales

silicios c) Bolas de molino para la molienda húmeda cemento crudo

(clinker) .................................................................................. d) Bolas de molino para la molienda seca, de clinker de cemento

0,5 a 5 0,15 a 0,45

0,05 a 0,15 0,005 a 0,015

3 – Abrasión: por erosión Material de la máquina: hierro blanco perlítico Material a tratar: diversos

a) Toberas de chorro de arena................................................... b) Revestimiento de conducto de arena .................................... c) Paletas de bomba para bombear pasta de mineral abrasivo a) Agitadores e impulsores de flotación para pastas de mineral

abrasivo ................................................................................. e) Clasificador de tipo hélice para pastas arenosas ..................

100 a 1.000 50 a 250 0,1 a 5,0

0,05 a 1,00 0,05 a 0,20

195

A continuación presentamos otra tabla con una lista de materiales de uso común que son resistentes a la abrasión profunda. Los materiales más resistentes se citan al principio y van aumentado progresivamente en tenacidad. La tenacidad es fundamental para soportar los impactos. De ahí que es recomendable recubrir un acero tenaz con material antiabrasivo con objeto de aguantar el impacto y la abrasión.

Incremento de la tenacidad Incremento de la resistencia a la abrasión

1. Compuestos de carburo de tungsteno 2. Hierros con alto cromo ..................... 3. Hierro martensítico ........................... 4. Aleaciones a base de cobalto .......... 5. Aleaciones a base de níquel ............ 6. Aceros martensíticos........................ 7. Aceros austeníticos .......................... 8. Aceros inoxidables ........................... 9. Aceros perlíticos ............................... 10. Aceros al manganeso.......................

Máxima resistencia a la abrasión. Las superficies gastadas se vuelven ásperas. Excelente resistencia a la abrasión. Alto esfuerzo a la compresión. Resistentes a la oxidación, corrosión, calor y deslizamiento. Resistentes a la oxidación. Buena combinación de resistencia a la abrasión y al impacto. Para trabajo de temple. Resistentes a la corrosión. Bajo costo. Clara resistencia a la abrasión y al impacto Máxima tenacidad con clara resistencia a la abrasión. Buena resistencia para el desgaste de metal contra metal bajo impacto.

d) Abrasión pulverizante o de alto esfuerzo. Esta abrasión ocurre cuando dos superficies de desgaste se frotan entre sí en un medio arenoso con suficiente fuerza para producir trituración de las partículas de mineral atrapadas entre las dos superficies. Las cargas normales sobre las superficies generalmente son bajas. Sin embargo, como el área real de apoyo (los granos) es considerablemente inferior al área real de aplicación de la carga, los esfuerzos sobre los granos individuales son excesivamente altos, pudiendo alcanzar los 20.000 Kg/cm2. Estos altos esfuerzos son capaces de ocasionar pequeñas, grietas o fracturas en los constituyentes frágiles, tales como los carburos que existen en la estructura de algunas aleaciones resistentes al desgaste. Los granos rotos, aparte de ser abrasivos, están afilados y pueden rayar el acero del tipo duro. El deterioro ocurre entonces por:

196

- rayado. - flujo plástico local. - agrietamiento. Aún cuando hemos visto en la penúltima tabla las tasas de desgaste para este caso, en milésimas por hora, tienden a ser relativamente bajas; sin embargo, como intervienen grandes áreas de superficie, la tasa de desgaste en Kg. por Tm. de material tratado suele ser bastante alto. Presentamos otra tabla, hecha por Norman, donde aparecen las matrices de acero resistentes a la abrasión pulverizante:

Incremento de la resistencia a la abrasión pulverizante

Matriz martensítica de alto carbono. Matriz perlítica de alto carbono. Bainita. Perlita reblandecida. Perlita y ferrita Ferrita de bajo carbono

e) Abrasión por erosión (de bajo esfuerzo) Los principales factores que ocasionan desgaste por erosión son la velocidad y el bajo impacto cuando el movimiento es paralelo a la superficie. Por lo común este desgaste depende de la dureza de las partículas y de los filos que estas presentan. Las partículas abrasivas pueden: • estar suspendidas o conducidas por un fluido (agua o aire). • fluir por su propio peso (canal de arena). Los esfuerzos que intervienen en este desgaste no son los suficientemente intensos para romper los granos abrasivos. Esto significa que la uniformidad o angularidad original de los granos es importante. Si el impacto es bajo, el mejor criterio es usar el acero más duro posible con un alto contenido de carbono.

197

80 70 60 50 40 30 20 10 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 CARBONO % En este gráfico se aprecia la máxima dureza posible en el acero tratado, según el contenido de carbono. Hasta el momento, hemos visto el desgaste abrasivo que tiene lugar en la maquinaria, estudiando los materiales más idóneos para combatirlo. Si bien, es cierto que el uso de materiales aleados duros puede ser costoso y hasta cierto punto injustificado. Por eso es mejor recurrir al método de aumentar la dureza del acero de bajo costo tratándolo térmicamente o el cambio de la superficie. En la tabla siguiente se enumeran los principales métodos para cambiar la superficie de un material y aumentar su resistencia a la abrasión.

DU

RE

ZA

RO

CK

WE

LL C

MAX. DUREZA POSIBLE

198

Técnica Aplicable a Efecto Electroplastia: Cromo y níquel Anodizado Pavonado (escopetas, cañones) Difusión (impregnación) Carburizado Carbonitruración Cianuración Cementación Temple por inducción

Materiales ferrosos y no fe-rrosos Aluminio, magnesio Aceros Aceros de bajo carbono “ “

“ “

Dureza, superficie lisa, revestimiento delgado Dureza, revestimiento delgado de óxido Proteger de oxidación para em- bellecimiento Alto carbono, alto nitruro; superficie endurecida. “ “ “ “

Fluidizado Metalizado Cerámica Revestimiento a la flama

Materiales de bases metálicos y no metálicos

Revestimiento de partículas entrelazadas, generalmente oxidadas y porosas

Endurecimiento Soldadura a gas Soldadura con arco Endurecimiento superficial por flama o inducción Endurecimiento superficial por plasma. Implantación iónica Endurecimiento por impacto Shoot Penning

Metales ferrosos y no ferrosos Hierro y acero Hierro y acero Hierro y acero Acero

Revestimiento de carburo o aleación dura, cuyas propiedades dependen del material de- positado. Dureza superficial que depende del área calentada, tiempo, temperatura, inmersión, material, etc. Dureza superficial. Superficie fina. Endurecimiento sin modificar el perfil

Estos métodos, solamente pueden emplearse para condiciones de desgaste medio, pues en condiciones de desgaste abrasivo vigoroso, estos revestimientos se desgastan con tal rapidez que no son efectivos.

199

Otras medidas para luchar contra la abrasión son: - Uso filtros de aire. - Filtros de aceite. - Cubiertas para polvo. - Sellos a presión para alejar arenillas y polvo. f) Desgaste a alta temperatura. El hecho de que dos superficies frotadas entre si generen calor es trivial para cualquier técnico; pero el hecho de que las temperaturas localizadas en los puntos de contacto puedan ser tan altas como el punto de fusión de uno de los sólidos, no siempre es apreciado. La situación se agrava considerablemente si las temperaturas del medio son altas. Como las superficies se deslizan entre sí, el calor de fricción se disipa hacia los materiales relativamente fríos ubicados bajo la superficie, pero parte del calor se concentra en unos cuantos contactos locales, por lo que la temperatura superficial local se vuelve muy alta. La transferencia de calor de la superficie al medio decrecerá al aumentar la temperatura de éste. Entonces la tasa de desgaste aumentará al aumentar la temperatura del medio ya que se necesitará menos energía para la fusión y soldadura de cada par de asperezas. Estas consideraciones conducen a la idea de que podría encontrarse una buena resistencia al desgaste entre materiales de alta conductividad térmica y baja capacidad calorífica por unidad de volumen, por su capacidad para disipar el calor de fricción a un ritmo más acelerado. Tres caminos existen para vencer el desgaste por alta temperatura: • Selección adecuada de los materiales. • Lubricación adecuada. • Optimización del diseño. Se supone como siempre la existencia de deslizamiento entre dos superficies. Los materiales óptimos son aquellos que: • Tengan adecuada dureza en caliente. • Buena resistencia a la oxidación si la atmósfera es oxidante. • Estabilidad dimensional a altas temperaturas.

200

En este gráfico pueden observarse los espacios ocupados por diversos materiales y la dureza que mantienen a diversas temperaturas elevadas. Los aceros para elevadas temperaturas se pueden clasificar en tres grupos: • Adecuados para temperaturas comprendidas entre los 200º C y 315º C. • Entre 300º C y 538º C • Superiores a 600º C Para temperaturas del orden de los 600º C se han desarrollado aleaciones ferrosas con alto contenido de Cr Mo, W, con alta resistencia a la corrosión, buena estabilidad dimensional, y capaces de mantener una dureza en caliente del orden de los 58 Rockwell C después de trabajar 500 horas a 600º C. Los aceros inoxidables son extremadamente resistentes a la corrosión pero debido a sus deficientes características de dureza en caliente, no pueden emplearse a temperaturas superiores a los 250º C. Para temperaturas superiores a los 600º C las aleaciones ferrosas no son satisfactorias y entonces la selección debe hacerse entre aleaciones a base de cobalto, cromo, níquel y molibdeno, entre materiales de cerámica o entre los de "cermet".

201

A temperaturas superiores a los 816º C los únicos materiales aceptables son los de cerámica y los de "cermet". El carburo de titanio, tugnsteno, y cromo, además de boruro de cromo son muy usados. La estabilidad térmica y de oxidación de los lubricantes térmicos limita el rango de temperatura al cual pueden utilizarse. Actualmente se desarrollan intensos esfuerzos de investigación con objeto de obtener lubricantes sólidos convenientes para usarse a altas temperaturas. El grafito, el bisulfuro de molibdeno, monóxido de plomo, etc. son componentes que prometen buenos resultados. Otro fenómeno que también sucede a alta temperatura es la oxidación del hierro. A temperaturas normales, el hierro y el acero no sufren corrosión apreciable a menos que haya humedad. La reacción ocurrida en presencia de humedad es, generalmente electroquímica y da como resultado un hidróxido férrico insoluble en forma de orín o herrumbre. Sin embargo, a temperaturas superiores a 400º C la oxidación se debe a la combinación directa química del oxigeno con el metal, formándose tres capas, claramente diferenciadas de óxido de hierro. La capa exterior tiene aspecto liso semejante a terciopelo y la más interior tiene una apariencia brillante ligeramente labrada. Esta formación de óxido depende de: • acabado de la superficie (lisa o áspera) • medio en que se opera. • tiempo, temperatura y composición del acero. Cuanto más áspera es la superficie mayor corrosión existe. A mayor presencia de oxígeno en la atmósfera mayor tasa de corrosión. La adición de berilio, y aluminio favorece la no oxidación. Como materiales interesantes, para resistir impactos y abrasión, y que son muy utilizados en las industrias agrícolas, cementera, mineras, centrales térmicas, siderurgias, fundiciones, podemos citar: • Acero al Cr-Mn-Mo de 310 Brinell. • Acero bonificado 400 Brinell. • Acero al 12% Manganeso. • Aluminio sinterizado. • Basalto fundido. Tienen gran resistencia a la abrasión y sirven para recubrir tuberías, tolvas, carcasas, chopos de cribas, conducciones de líquidos, ventiladores y bombas.

202

Antes de aplicar recubrimientos de estos materiales conviene aplicar la lógica del sentido común a la propia instalación, es decir, impedir que realmente suceda la abrasión. Se logra de la siguiente manera: • Lograr que los productos caigan con el menor ángulo de incidencia. • Prever los máximos radios en los circuitos de conducción (tuberías, canales,

etc.). La alúmina sinterizada y el basalto fundido son suministrados en forma de baldosas para pegar o para atornillar. Presentamos seguidamente una figura de tolvas revestidas de estos materiales antidesgaste.

Equipo: TOLVAS A - Acero al Cr-Mn-Mo 310 Brinell, o Acero Bonificado 400 Brinell B - Revestimiento de Basalto Fundido C - Revestimiento de Alúmina Sinterizada D - Revestimiento de Alúmina Sinterizada "con panel intercambiable".

203

2.6.1.5 Desgaste por cavitación. La cavitación es la formación de burbujas en un fluido que tiene movimiento relativo respecto a alguna superficie sólida. Cuando la velocidad cambia, por ejemplo aumentando la presión del fluido, baja. Puede ocurrir que dicho descenso de la presión estática sea inferior a la propia presión de vapor del líquido, por lo cual ocasiona ebullición formándose las burbujas de cavitación. FLUJO PRESIÓN PRESIÓN ATMOSFÉRICA VELOCIDAD PRESIÓN DE VAPOR A medida que el líquido recupera presión estática en la sección de divergente aguas abajo de la garganta, las burbujas se comprimen a presiones elevadas, produciéndose una fuerte implosión de la burbuja. Si las implosiones tienen lugar cerca de la superficie o en ella se producen pulsos de presión que pueden ser superiores a la resistencia del material, produciéndose instantáneamente socavaduras. Si el material es resistente, la continua aplicación de las altas pulsaciones de presión causará fatiga, que puede desintegrar el material. La cavitación afecta fundamentalmente a las bombas hidráulicas y a las hélices de los barcos. Si la presión de aspiración en la boca de entrada de la bomba es inferior a la tensión de vapor del líquido bombeado, se formarán burbujas de vapor en el oído del rodete, parte de la bomba en que la presión es baja. Al llegar las burbujas a la salida del rodete, donde la presión es alta, se condensan violentamente sobre el metal de la bomba produciendo implosiones, notadas por el ruido y las vibraciones.

204

La causa directa de la cavitación radica en la insuficiente presión del líquido en la aspiración, y puede originarse por: a) Obstrucciones en la tubería de aspiración. b) Aumento de la temperatura del líquido bombeado, con el consiguiente

incremento de su tensión de vapor. Esto ocurre cuando la bomba trabaja con un caudal muy inferior al de diseño.

c) Codos próximos a la boca de aspiración, que producen una prerrotación del líquido y aumentan el peligro de cavilación por choque del líquido contra los alabes del rodete. Conviene intercalar un carrete recto de longitud doble a su diámetro.

Otro factor importantísimo a tener en cuenta es el ANPA (Altura neta positiva de aspiración) de la instalación. El ANPA no depende de la bomba, sino solamente de la instalación: tubería de aspiración, pérdidas de carga, presión, líquido bombeado. Los fabricantes de bombas dan en las curvas características el ANPA requerida por la bomba, que se determina en función del diseño de la bomba (alabes del rodete, grosor del rodete, etc. NO habrá cavitación si:

ANPA instalación es mayor o igual a ANPA requerido por la bomba

El valor del ANPA de la instalación viene dado por la formula:

Pe = presión en Kg/cm2 en el interior del depósito. Pa = presión atmosférica en Kg/cm2. Pv = presión de vapor del líquido bombeado. H = altura geodésico de succión en metros Hb = pérdida de carga en la tubería de aspiración. γ = peso específico del liquido.

:siendo Hb, - H 10 - Pa) (Pe

10 ANPA ±+= Pv

γγ

205

En muchas industrias el fenómeno de cavitación subsiste y produce un grave deterioro de las bombas. El mando de Mto. poco puede hacer, dado que el fenómeno obedece al propio diseño de las instalaciones, es decir, se debe pasar revista a la ingeniería de la planta, sobre todo a: - Altura H - Válvulas en la aspiración. - Radios de los codos. - ANPA requerido por la bomba. De ahí, que conviene iniciar y terminar una campaña en la que circuito a circuito se analicen estos elementos de la instalación SUBSANÁNDOSE los fallos encontrados esta vez en el diseño y por el propio Servicio de Mantenimiento. Otro fenómeno que fácilmente puede confundirse con la cavitación es el de ENTRADA DE AIRE en la bomba. Entonces se produce un sonido similar al de batido de guijarros o arena que puede, a veces, confundirse con el ruido de la cavitación. Para salir de dudas, se procede de la siguiente forma: • Se estrangula la salida y si cesa el ruido era cavitación.

Si persiste el ruido tenemos burbujas de aire. Para eliminar la entrada de aire en tuberías que toman líquido de un depósito se puede emplear dos sistemas: 1,5 a D 2 φ B 15 a 2 φ

C

)4

2D( 10 C x B

D 2 C

Π≥

≥

206

También se deben evitar disposiciones cómo esta:

En el caso en que la tubería de aspiración sea de mayor diámetro que el de la boca de la bomba, debe colocarse un carrete cónico, a fin de evitar bolsas de aire.

La dureza es una de las variables que produce un efecto consistente y positivo. Mientras más dura sea una pieza, más capacidad tendrá para resistir el golpeteo que recibe de las burbujas. Se ha demostrado experimentalmente que el daño por cavitación es proporcional a la sexta potencia de la velocidad relativa entre fluido y superficie atacada. Las posibles soluciones para luchar contra la cavitación son: 1. Aumentar la dureza.

� Usar acero inoxidable o similar. 17-4. � Usar recubrimientos duros procurando que sea buena la unión metal

base y material de recubrimiento � Utilizar el molibdeno, por ser muy resistente a las cargas por impacto.

2. Reducir movimiento relativo entre fluido y superficie.

� Se consigue reduciendo la velocidad de las partes afectadas.

207

3. Agregando aceite soluble al agua u otro líquido. 4. Agregando aire al sistema, que “amortigüe" el efecto de las burbujas. Materiales en orden de su resistencia a la cavitación, empezando por el material más resistente. a) Basados en la experiencia práctica. 1. Estelita. 2. Soldadura de acero inoxidable 17-7 Cr-Ni. 3. Soldadura de acero inoxidable 18~8 CR-NI. 4. Soldadura Ampco No/10 5. Soldadura 25-20 Cr-Ni 6. Soldadura Eutectic-Nyron 2-24 7. Fundiciones de bronce Ampco 8. Fundiciones inoxidables 18-8 Cr-Ni 9. Fundición de bronce con níquel y aluminio. 10. Fundición de 13%. Cr. 11. Fundición de bronce y manganeso. 12. Metalizado con fluidizado de inoxidable 18-8 13. Fundición de acero. 14. Bronce 15. Caucho 16. Fundición de hierro. 17. Aluminio b) Basados en pruebas de laboratorio. 1. Estelita 2. Soldadura de acero inoxidable 17-7 Cr-Ni 3. Soldadura de acero inoxidable 18-8-Cr-Ni 4. Soldadura Ampco No/10 5. Fundición de bronce Ampco No 18 6. Bronce con níquel y aluminio. 7. Fundición inoxidable 18-8 Cr-Ni 8. Fundición inoxidable 13% Cr 9. Fundición de bronce y manganeso. 10. Fundición de acero 11. Bronce. 12. Fundición de hierro En las bombas de pistón, la cavitación aparece regularmente. Se evita colocando un by-pass aspiración-impulsión con una campana de aire que hace de amortiguador.

208

2.6.2 DESGASTE POR CORROSIÓN La corrosión es una acción galvánica entre un metal y el medio que lo rodea, y se considera como un importante elemento de desgaste. El proceso de la corrosión galvánica o electrolítica es mucho más complejo que una reacción directa de oxidación. __ __ _ __ __ _ __ __ _ __ __ ___ __ _ ____ __ _ __ _ __ _ __ _ __ _ _ ___ _ __ Fe++___ _ __ __Cu++ _ __ ___ _ Fe++ __ ____ __ ___ __ _ __ ____ __ __ _ _____ __ ___ ___ H+ (OH) ___ ___ H+ (OH) ____ _ __ ___ ___ __ AGUA ___ __ ___ __ Supóngase que barras de hierro y cobre son parcialmente sumergidas en un tanque de agua y conectadas exteriormente por un alambre conductor. Inmediatamente se establecerá una diferencia de potencial entre los dos metales iniciándose una leve corriente eléctrica a través del alambre. Algunos electrones del hierro pasarán por el alambre al cobre, apareciendo iones Fe++ cargados que se unirán a los iones del agua OH produciéndose Fe (OH)2 es decir oxidándose el trozo de hierro. Los electrones que van llegando al trozo de cobre formaran una nube alrededor de él y se combinarán con los iones H+ produciéndose H2. El electrodo de cobre no sufrirá corrosión alguna. HIERRO = - 0,44 V. (-) Potencial del H2 = 0 (+) COBRE = + 0,15 V. El metal más electronegativo desprende electrones sobre otro menos electronegativo, que se halle en contacto con aquél.

209

Los fenómenos reales de corrosión nunca son tan sencillos como se ha explicado, ya que raras veces ocurren en presencia de agua pura. El oxígeno y otros gases disueltos aceleran las reacciones. Además los problemas de: • gradientes de concentración del electrolito. • electrolitos ácidos y básicos. • densidad de corrientes. • falta de homogeneidad de los metales. Complican enormemente el tratamiento de la corrosión. En el momento actual podemos decir: Para que ocurra corrosión galvánica debe de: a) Existir una diferencia de potencial eléctrico entre dos metales en un medio

que contenga iones. b) En un mismo metal puede haber diversas concentraciones iónicas,

esfuerzos y otros factores que provoquen caídas de potencial entre sus diferentes zonas o áreas.

El electrodo de más alto potencial negativo, es el ánodo; el otro es el cátodo, es decir, el ánodo es el área donde se produce el ataque químico. Hecha esta introducción, vamos a ver las reacciones de metales utilizados en ingeniería y que deben ser bien mantenidos con diversas protecciones ya experimentadas. A continuación presentamos una tabla con los diversos metales utilizados en la industria y por orden decreciente de potencial respecto al cero del hidrógeno. En todos los casos, el primer metal (superior) de cualquier par será anódico respecto al metal inferior, y por lo tanto tenderá a ser atacado, mientras el metal catódico quedará protegido. La tasa de corrosión o velocidad de reacción de una pareja en particular está indicada por la distancia relativa entre ambos metales en la tabla.

210

1. Magnesio 2. Zinc 3. Aluminio 4. Acero de bajo carbono 5. Acero aleado 11. Latón rojo 12. Cobre 13. Bronce de aluminio 14. Cobre –níquel 90/10 15. Cobre – níquel 70/30 16. Níquel

6. Fundición de hierro 7. Níquel resistente 8. Latón amarillo 9. Latón admiralty 10. Latón de aluminio 17. Inconel 18. Plata 19. Monel 20. Hastelloy 21. Titanio

Para que ocurra la corrosión, no es necesaria la total inmersión de la pareja de metales en una solución líquida. En muchos caso la corrosión ocurre bajo condiciones de humedecido y secado alternados, exposición a nieblas, y en contacto con tierra húmeda. La velocidad y el tipo de reacción están controlados por el número y clase de iones presentes. Si el ánodo y el cátodo tienen áreas muy distintas, la corriente será mucho más densa en el de menor área. Cuando el ánodo tiene la superficie más pequeña puede ocurrir sobre él un ataque muy acelerado. ANODO CATODO ALTA DENSIDAD DE CORRIENTE BAJA DENSIDAD DE CORRIENTE También puede ocurrir el fenómeno de polarización, que ocurre cuando el hidrógeno formado se acumula y produce una fuerza contraelectromotriz frenando la corriente y la corrosión sobre el cátodo, aunque también actúa sobre el ánodo.

211

El oxígeno al combinarse con la película molecular de hidrógeno que recubre el cátodo, destruye el efecto de polarización. Los gradientes de concentración de oxígeno, a menudo, son responsables de la corrosión en aquellas regiones donde no se distinguen áreas anódica y catódica, por ejemplo, las hendiduras y grietas que no son accesibles al oxigeno disuelto se vuelven anódicas con respecto a las superficies exteriores extensas con abundancia de oxígeno. Esta condición se agrava por el efecto del área, en virtud de que el ánodo privado de oxígeno, es también una región de alta densidad de corriente. Reacciones similares tienen lugar en áreas donde existe materia extraña, tales como líquenes, que se adhieren a la superficie, originando una concentración de oxígeno. Otra causa importante de corrosión tiene lugar por velocidad. El movimiento relativo entre un electrolito y un disco en rotación, es mayor en la periferia que en el centro del disco. En la periferia más iones son arrastrados, existe un alto potencial siendo por tanto anódica y por tanto se corroe. La corrosión por velocidad sufrida por partes extremas de una hélice marina de latón, puede corregirse utilizando un material como el Monel, que produce poco cambio en el potencial de solución con la velocidad. Existen varios criterios empíricos útiles para evitar la corrosión, si bien, el problema resulta a veces tan complejo, que debe entonces recurrirse, sobretodo teniendo presente el aspecto económico, al cálculo de sobreespesores de corrosión. Los más sencillos y clásicos son: • Dado un medio donde deben trabajar dos metales, seleccionarlos de

manera que estén lo más cerca posible dentro de su tabla de potenciales para el electrolito determinado. Como es poco factible disponer de una tabla para cada disolución, se ha elaborado una de tipo general, en base a diversas disoluciones, y que es la siguiente:

212

POTENCIALES STANDARD

Electrodo Potencial en voltios Litio (Li) .......................................................................... - 3,045 Potasio (K+) - 2,925 Calcio (Ca++) ................................................................. - 2,866 Sodio (Na+) .................................................................... - 2,714 Magnesio (Mg++) ........................................................... - 2,363 Aluminio (Al+++ ) ........................................................... - 1,662 Manganeso (Mn++ ) ....................................................... - 1,179 OH ................................................................................ - 0,828 Zinc (zn++) ..................................................................... - 0,7628 Azufre(S ) ................................................................... - 0,4791 Hierro (Fe++ )................................................................. - 0,4401 Cromo (Cr+++) ............................................................... - 0,4076 Cadmio (Cd++)............................................................... - 0,4028 Bromo (Br-)..................................................................... - 0,3362 Cobalto (CO++) .............................................................. - 0,2838 Nitrógeno (Ni++ )............................................................ - 0,2775 I ................................................................................... - 0,25 Estaño (Sn++) ................................................................ - 0,1518 Plomo (Pb++) ................................................................. - 0,136 Hierro (Fe+++)................................................................ - 0,126 Hidrógeno (H+)............................................................... 0,000 Bromo (Br)...................................................................... + 0,0934 Estaño (Sn+++) .............................................................. + 0,1501 Cobre (Cu++ ) ................................................................ + 0,1531 Cloro (Cl-)....................................................................... + 0,2677 Cobre (Cu ++ ) ............................................................... + 0,3367 Cobre (Cu+) ................................................................... + 0,520 Hierro (Fe+++)................................................................ + 0,7705 Mercurio (Hg++) ............................................................. + 0,7880 Cobalto (CO+++) ............................................................ + 1,808 Cuando aparecen dos potenciales para un mismo elemento se debe seleccionar el más electronegativo. • Eliminar o aislar las hendiduras a través de una capa de protección o

revestimiento orgánico. • Eliminar el oxígeno disuelto, como ocurre en las calderas. • Aislar eléctricamente cualquier conexión entre metales distintos.

213

2.6.3 PROTECCIÓN CATÓDICA

Este es el sistema mejor y más usado para proteger recipientes y equipos expuestos a la acción de agentes corrosivos, por ejemplo, el interior de intercambiadores, cubas, depósitos, etc. Como cátodo se utiliza el recipiente que se desea proteger, como ánodo un electrodo de metal más electronegativo que el utilizado para la envolvente del recipiente, y como circuito externo un cable generalmente de cobre soldado al ánodo y al recipiente. Por razones de recambio, en la práctica no se suelda este cable al ánodo, sino que se conecta fuertemente, asegurando un sólido contacto eléctrico pero permitiendo el desmontaje. El circuito se cierra a través del líquido que contiene el recipiente, el cual actúa como disolución electrolítica. En estas condiciones el ánodo se corroe a mayor velocidad que lo haría él sólo, pero el recipiente queda protegido. Como norma de mantenimiento, se controlará el desgaste del ánodo periódicamente reponiéndolos a medida que se gasten. Si el recipiente es grande, se pondrán varios ánodos espaciados, según lo que la experiencia aconseje en cada caso. Debe procurarse que el ánodo quede totalmente aislado del recipiente. A = nº de años de vida; d = densidad de corriente para acero = 3 mA/m2 ; W = peso de cada ánodo = 42,81; S = Superficie a proteger. Ejemplo depósito de butano de S = 10,29 m2 A = 12 años; W = 630 gr.

453,2 x K x W

S x dA x N sacrificio de ánodos de nº =

7 453,2x 42,81 x 630

10,29 x 3 x 12 N ==

214

En los barcos tiene una importancia básica la protección catódica del casco, sobretodo cuando atracan en ríos o puertos, por causa de la acidez de sus aguas. Entonces las zonas mal pintadas o picadas del casco hacen de ánodos. Por otra parte la hélice, que es de bronce en muchos barcos, forma en contacto con el casco una inmensa pila electroquímica, que motiva un proceso de corrosión peligroso. Para proteger el buque contra la corrosión se procede de dos maneras: a) Se une la estructura que desea protegerse a la borna negativa de una

fuente exterior de corriente continua.

Como ánodo se utiliza:

• chatarra de hierro a acero. • grafito. • aleaciones de plomo. • platino paladiado. • titanio

b) La estructura a proteger se pone en contacto eléctrico con un metal o

aleación de potencial más bajo, que se corroerá de manera sacrificial. En la práctica, cuando el buque se halla amarrado en el puerto o en un astillero, para protegerlo se procede a realizar tres operaciones:

215

1) Medida de potencial del casco del buque. Según el gráfico siguiente, y utilizando un electrodo de referencia (Plata y cloruro de plata). Normalmente el valor del potencial suele valer de 0,6 V a 0,8 V. (+) (-)

VOLTÍMETRO

ELECTRODO DE REFERENCIA (Ag/Ag C1) 2) Se determina la densidad de corriente que será necesaria aplicar a la

superficie mojada para lograr su protección. Así el potencial negativo es de 0,8 V, la densidad de corriente es de 160 µ A/dm2 (se obtiene de la curva de polarización V - densidad de corriente). Si la superficie mojada es de 2.000 m2, se necesitarían 32 Amperios.

3) Establecimiento de contacto eléctrico entre hélice y casco.

Se logra cortocircuitando la hélice y el casco a través de un óhmetro un óhmetro

216

Ánodos sacrificiales. Se conectan cuatro trozos de angular de hierro de unos 3 m. de longitud cada uno, suspendido de cadenas galvanizadas y corto tramo de cuerda de nylon. Paralelamente se une a un cable de conexión eléctrico soldado al angular perfectamente aislado y se introduce en el agua. 4) Fuente de corriente continua. Está formada por un rectificador de 40 Amp. El polo + se conecta a los ánodos y el - al buque. Con corrientes crecientes desde cero se alcanzan los 34 A, que rebajarán el potencial del barco hasta los - 0,8 V con referencia al electrodo de Ag/AgC1 y se compensará la corriente de oxidación. 2.6.4 LA PROTECCIÓN "SOBREESPESOR DE CORROSIÓN". La industria en general, pero sobre todo la química y petroquímica utiliza en cada caso los materiales suficientemente nobles para resistir el ataque de los productos que están en contacto con ellos. Sin embargo, el costo de estos materiales nobles es elevado. El compromiso aceptado en la práctica es de prever un material de resistencia suficiente y de añadir un sobreespesor de corrosión al espesor del equipo calculado mecánicamente. Vamos a tratar de: • explicar la manera de determinar en la práctica el valor del sobreespesor de

corrosión. • facilitar a los ingenieros y técnicos de mantenimiento de los problemas que

pueden presentarse en el terreno. Las plantas químicas y petroquímicas son calculadas para una vida limitada que en la práctica es de 3 a 10 años. Este límite está impuesto por la evolución muy rápida de la ciencia y de la técnica. Se ha conocido el caso de una unidad que ha debido dejarse fuera de servicio después de 10 meses de funcionamiento puesto que sus costos superaban a los ingresos por ventas, dado que el precio de venta venía marcado por el del mismo producto obtenido por un nuevo procedimiento. En Europa, se considera una vida útil de una planta o unidad de proceso del orden de 4 a 5 años. Ello se traduce en la eliminación del "chapado oro" y la utilización del material más barato, es decir el acero. La solución más simple es prever el material nuevo con un espesor superior al estrictamente calculado mecánicamente.

217

Desde luego no es un remedio universal. No puede aplicarse principalmente en los casos siguientes: • Corrosión penetrante. • El ataque químico de productos orgánicos que se manifiesta generalmente

por una disminución de espesor, sino por hinchamiento y pérdida de características mecánicas.

Un grado de pureza del producto que prohíbe toda contaminación (industria alimentaria). Veamos un ejemplo práctico para determinar el sobreespesor de corrosión. Supongamos un plato de destilación de una columna de destilación atmosférica de crudo de petróleo de 4 metros de diámetro. El material utilizado es acero ordinario con un espesor mecánico mínimo de 3 mm. Veamos que posibilidades se le plantean al técnico si el sobreespesor calculado es de 3 mm. a) Utilizar platos de acero ordinario con sobreespesor de corrosión en cada

superficie del plato, es decir:

Espesor total plato: 3 + 3 + 3 = 9 mm. b) Plato de acero ordinario con sobreespesor de 3 mm. sobre una sola cara,

es decir:

3 + 3 = 6 mm. c) Plato de acero con sobreespesor de 1,5 mm., es decir:

3 + 1,5 = 4,5 mm. d) Platos de acero inoxidable 13% Cr prácticamente inalterable en las

condiciones de proceso, es decir sin sobreespesor de corrosión siendo de 3 mm.

Analizando las 4 posibles soluciones, determinamos: • Eliminar la solución a que es más cara que la d que según el cálculo al final

de la vida de la unidad el espesor de la alternativa será o, es decir aparecerán perforaciones en algunos puntos del plato.

• La alternativa c implica la necesidad de reemplazar los platos antes del fin

de vida de la unidad, ocasionando paradas extraordinarias sobre la parada anual, con lo que el ahorro de material sobre b supondría exceso de pérdidas de producción.

218

• Por otra parte el precio elevado del acero inoxidable 13% Cr motiva un nuevo examen del espesor mecánico del plato. La conclusión es que un espesor de 2 mm. en vez de 3 mm. puede aceptarse.

Quedan pues dos alternativas: 1ª) Platos de acero ordinario de 6 mm. de espesor. 2ª) Platos de acero inoxidable de 13% Cr y 2 mm. de espesor. Al consultar precios, resulta que el plato de acero resulta un 20% más barato. Esta es la solución ideal. Con este ejemplo hemos mostrado que es menester tener presentes los siguientes factores decisorios: • Naturaleza del material y del producto en contacto, en las condiciones de

presión, temperatura y concentración. • Naturaleza del servicio y de las condiciones de trabajo del aparato. • Bases económicas del proyecto y más concretamente la vida de la unidad. • Precio del aparato montado. • Plazos de entrega y construcción. Las fuentes de información para determinar el sobreespesor de corrosión son dos: • Los informes del servicio de Mantenimiento de la planta referidos a

unidades análogas. • Valores empíricos resumidos en la siguiente tabla:

219

TABLA I A) Materiales económicos (acero, fundición)

Velocidad de corrosión m/m/año

Calificación del material Sobreespesor de corrosión de Base

< 0,1

< 0,25 < 0,5

< 1,0

> 1,0

Muy satisfactorio Satisfactorio Satisfactorio con ciertas precauciones Utilizable únicamente en casos especiales Inutilizable

0,- m/m 1,5 m/m 3,- m/m

6,- m/m

B) Materiales relativamente caros (latones, bronces, aceros inoxidables, monel,

ampco

< 0,1 < 0,20 < 0,40 < 0,50

Muy satisfactorio Satisfactorio Satisfactorio con precauciones Satisfactorio con precauciones

0,- m/m 1,- m/m 2,- m/m 3,- m/m

>0,50 La utilización de estos materiales no suele ser económica. En el caso de los aceros inoxidables y monel, más caros que los bronces y los latones, la utilización no pasa de costumbre más allá de 2 m/m de sobreespesor de corrosión.

C) Materiales caros (Hastelloy, Incoloy, titanio, tántalo) El empleo de estos materiales es muy limitado y constituye cada vez un caso particular. Una tabla muy útil que tiene presente procesos típicos de las industrias es la siguiente: Sobreespesores típicos de base - Acero ordinario Vapor de agua............................................................ 1,5 m/m Aire comprimido (servicios) ........................................ 1,5 m/m Aire comprimido seco (instrumentación) .................... 0,- m/m Agua de calderas fría ................................................. 3,- m/m Agua de calderas Condensados desaereados........................................ 3,- m/m Agua tratada de torres de refrigeración...................... 3,- m/m Veamos una aplicación a los diferentes equipos: Columnas y reactores El sobreespesor de base se añade directamente al espesor de las paredes resultante de los cálculos mecánicos (presión, interna y externa, resistencia al viento etc.

220

Platos y piezas internas El sobreespesor de base se añade sobre una sola cara aunque el fluido bañe por ambos lados la pieza. Intercambiadores El sobreespesor de base se aplica al espesor mecánico de la carcasa de la cámara de distribución y a las placas tubulares sobre ambas caras. Hornos El sobreespesor de base se añade al espesor del serpentín. El fabricante determina, en general por sus propios medios, el espesor a añadir sobre la superficie externa del serpentín en función del combustible utilizado. Tanques Para los productos peligrosos o bajo presión se utiliza el sobreespesor de base. Para los demás productos fríos se utiliza la mitad de sobreespesor e incluso nulo. Bombas, compresores, válvulas Las formas complicadas de este equipo y su procedimiento de construcción hacen que los sobreespesores sean despreciables frente a los espesores reales. En los casos críticos se fija una presión superior a la real que permite calcular mayores espesores. Los fabricantes no tienen en cuenta el sobreespesor de corrosión. Lo cierto es que los accidentes por espesor insuficiente son raros en estos aparatos. En equipos de grandes dimensiones y presiones inferiores a 5 Kg/cm2 sí se debe utilizar sobreespesor de corrosión. Tuberías rectas, codos, reducciones, tés, etc. En general se utiliza el sobreespesor de corrosión de base, si son fácilmente accesibles a la inspección dicho espesor puede reducirse a la mitad. Instrumentos de control No se aplica a estos aparatos.

221

2.6.5 LA FATIGA La fatiga es uno de los fenómenos menos conocidos. Su importancia es vital en el mantenimiento de las maquinas, pero su descontrol necesario e inherente al propio fenómeno hace inútiles cuantos esfuerzos hace Mantenimiento Preventivo para localizarla antes de que el eje o la pieza sufran la rotura. De aquí se desprende que en Mantenimiento se debe luchar contra esta enfermedad más allá del M. Preventivo: es decir, en el propio diseño de las piezas. Existen datos empíricos, que aportan reformas y modificaciones en las piezas de repuestos, muy útiles para reducir las averías por fatiga, pero antes veamos brevemente cómo se produce. Es importante señalar que un 80% de las averías mecánicas de las máquinas modernas revolucionadas, son debidas a fenómenos de fatiga. Cuando un eje gira, se halla sometido a dos fuerzas: • Una vertical motivada por el peso del propio eje o de una polea. • Otra horizontal de torsión, motivada por el par que transmite. Cuando el eje gira a 1.450 r.p.m., por ejemplo, las fibras del mismo sufren un proceso cíclico de tensión - compresión con 1.450 cambios por minuto. Pudiera bien ocurrir que estas tensiones - compresiones estuvieran muy por debajo de la carga de rotura, y el eje rompiera. Por consiguiente, basta un esfuerzo fluctuante de poca magnitud, pero OSCILANTE para producir la rotura por FATIGA. Un fallo o avería por fatiga empieza con una pequeña grieta que también se denomina zona de incubación, y se gesta en un punto de discontinuidad del material, como un cambio de sección, un chavetero o un orificio. Otros puntos menos manifiestos, en los que puede empezar la rotura por fatiga, son las marcas de fábrica, o de inspección, grietas internas e incluso rayados o irregularidades originadas por la mecanización o la corrosión. Una vez que se ha iniciado la grieta, el efecto de la concentración de tensiones sufre un aumento, y la grieta progresa más rápidamente. Conforme el área sometida a tensiones decrece en tamaño, aumenta el valor de la tensión hasta que, finalmente, el área residual rompe repentinamente. Una rotura por fatiga, por tanto está caracterizada por dos áreas diferentes de la fractura: • Zona de fisuración progresiva. • Zona de rotura repentina. Cuando una pieza de una máquina falla estáticamente aparece normalmente una gran deformación, debido a que la tensión ha excedido el límite de fluencia, y la pieza puede sustituirse antes de que se rompa. Por tanto, muchos fallos estáticos son visibles y avisan previamente. Los fallos por fatiga abundan y no avisan.

222

Los campos de solicitación de fatiga comprenden: - La tracción. - La compresión. - La torsión. - La flexión. Siempre en los terrenos de la alternancia o la pulsación.

Las piezas mecánicas sobre las cuales actúa la fatiga son: Bielas, tirantes, pistones, manivelas rodamientos, cilindros de laminación alabes de ventiladores, palas de hélices engranajes y piñones cadenas, rótulas ejes de todo tipo resortes de todo tipo raíles de ferrocarril Las medidas experimentales que refuerzan notablemente la resistencia a la fatiga y que el mando de Mto. debe exigir a los constructores de maquinaria o a los que fabrican piezas de recambio son:

223

a) Tratamiento superficial de las piezas. • Conviene que las piezas presenten la superficie lo mas pulida posible. • Se consigue con rectificación y batido de perdigones (granallado). • Es peligroso que las piezas presenten algún rayado debido al mecanizado o

a un golpe. b) Concentración de esfuerzos Para evitarla es menester: • Hacer los rebajes con el mayor radio de curvatura posible para evitar el

efecto de entalla, en cambios de sección, chaveteros, agujeros. c) Fatiga por corrosión Conviene: • Aislar la pieza del medio ambiente que sea húmedo o acuoso. • Tratar químicamente la superficie (cincado, cromado, etc.) • Triturar la pieza. d) Defectos externos de la pieza • Defectos en el laminado o forjado. • Mucha rugosidad • Trazos de útiles cortantes. • Grieta de rectificación • Oquedad de temple. e) Defectos internos. • Descarburación (las superficies descarburadas con hidrogeno reducen la

resistencia a la fatiga). • Fibras mal orientadas. Conviene estampar en frío o caliente con

estabilización. • Inclusiones no metálicas. • Sobrecalentamiento, granos gruesos. • Precipitación intercristalina. • Oquedades internas, burbujas de aire en la fundición, etc. Cuando acaece una avería por fatiga, conviene recoger un conjunto de datos con objeto de poder hallar la CAUSA de la avería. Para ello conviene elaborar una ficha analítica que recoja los siguientes datos:

224

Mantenimiento Análisis y CAUSA de avería por fatiga 1. Tipo de pieza 2. Metal (naturaleza y tratamiento térmico) 3. Solicitaciones mecánicas en servicio normal y en la zona averiada

3.1 Naturaleza de la solicitación (compresión, flexión, torsión) 3.2 Amplitud y frecuencia de los ciclos. 3.3 Vida de la pieza (entre la puesta en servicio y la rotura)

4. Examen de la rotura

4.1 Posición de las fisuras en la pieza 4.2 Extensión de la fisuración (hasta donde llegan) 4.3 Aspecto de la superficie de las fisuras

5. Discusión

5.1 Deducciones obtenidas de las roturas en cuanto al proceso 5.2 Circunstancias anormales que hayan acompañado eventualmente a la rotura

5.3 Notas eventuales relativas al comportamiento en servicio de piezas idénticas. 6. Conclusión: CAUSAS probables de la avería

226

2.6.6 MATERIALES METÁLICOS MÁS USADOS EN LA INDUSTRIA. En la industria en general, las máquinas y aparatos trabajan en muy distintas condiciones, tales como medios corrosivos, altas y bajas temperaturas, presiones, etc. Por lo tanto hay que seleccionar convenientemente unos materiales, para instalaciones y aparatos, que nos aseguren un trabajo duradero, teniendo en cuenta las condiciones de trabajo de los procesos a efectuar. Hay que tener presente en la selección de los materiales su resistencia a la corrosión, que puede ser química, electroquímica y mecánica. La corrosión química aparece debido a la acción de los gases secos o líquidos malos conductores de la electricidad. La corrosión electroquímica tiene efecto cuando están en contacto dos metales y aparece un electrolito. El metal al reaccionar con el electrolito se transforma en una solución en forma de partículas cargadas positivamente (iones) y sobre su superficie aparecen gran cantidad de elementos microgalvánicos. La corrosión mecánica se debe a efectos de rozamiento generalmente. Cuando además de la corrosión química hay también mecánica la elección del material se complica enormemente. Para determinar la corrosión en un material podemos basarnos en la pérdida de peso en gramos por m2 de superficie en una hora y establecer la escala de corrosión. CLASIFICACION DE LOS METALES O ALEACION EN FUNCION DE LA PERDIDA DE PESO POR METRO CUADRADO DE SUPERFICIE EN UNA HORA

Hasta 0,1

0,1 gr

1,0 – 3,0 gr

3,0 – 10,0 gr

Más de 10 gr

Muy resistente

Resistente

Relativ.

resistente

Poco resistente

No resistente

Para la fabricación de máquinas y aparatos que deben trabajar a presiones elevadas, se emplean aceros aleados de gran resistencia, es decir, aceros con cromo, níquel, molibdeno, titanio, manganeso, etc., estos mejoran las propiedades mecánicas y modifican las propiedades físicas y químicas del acero. La influencia de estos aditivos es diversa, p.e. el cromo eleva la estabilidad térmica, disminuye el desgaste por rozamientos, mejora la resistencia a la corrosión y al calor, el manganeso mejora la elasticidad, etc.

227

Aceros inoxidables Hay más de 30 variedades de aceros inoxidables, cada una con sus características peculiares. La American Iron and Stell Institute (AISI) nos da nomenclatura y composición química de los más importantes según la tabla I. El AISI 304, llamado también 18/8, es el más corriente; a temperaturas superiores a los 425ºC hay precipitación de carburos debido a la afinidad entre carbono y cromo; para evitarlo hay que estabilizarlo. El AISI 316, llamado también 18/8/ 2 y el AISI 317, son los más resistentes a la corrosión, debido a la adición de molibdeno. No se recomiendan para trabajar en contacto con ácidos oxidantes.

TABLA I COMPOSICION QUIMICA DE A. INOXIDABLES (AMERICAN IRON STEEL INST.)

AISI

% Cr

% Ni

% Mo

Max. Ti

Max. Cb

% C

% Si

% Mn.

304

18-20

8-12

-

-

-

0,08

0,75

2

304 L

18-20

8-12

-

-

-

0,03

0,75

2

316

16-18

10-14

2

-

-

0,08

0,75

2

316 L

16-18

10-14

2-3

-

-

0,03

0,75

2

317

18-20

11-15

3-4

-

-

0,08

0,75

2

D 319

17,5–19,5

11-15

2-5-3

-

-

0,07

0,75

2

321

17-19

9-12

-

5%

-

0,08

0,75

2

347

17-19

9-13

-

-

10% C

0,08

0,75

2

Cuando se sueldan tuberías de estos aceros hay que someterlas a un austenizado. Si el contenido de carbono es menos que 0,1 por 100 se mantiene de 15' a 30' entre 1.010º y 1.065º y luego se le hace un templado con agua. Para aumentar la resistencia a la corrosión, se pasivan, es decir se introducen en una solución de ácido nítrico y así se quita el hierro libre de la superficie. El AISI 304 L y AISI 316 L, son similares a los 304 y 316, respectivamente, excepto en el contenido máximo en carbono, son soldables fácilmente, ya que la precipitación de carburos es mínima.

228

El AISI D 319, se usa mucho en la industria del papel, con un contenido de carbono menor de 0,06 por 100, su resistencia a la corrosión es comparable a la del 316 L y su precio más bajo. Aguanta poco el bajo ácido (con agua) El AISI 321, está estabilizado con titanio en una cantidad equivalente a cinco veces el contenido de carbono y nos evita la corrosión intergranular. El AISI 347, está estabilizado por la adición de columbio en una cantidad equivalente a diez veces el contenido de carbono. Para estabilizar este acero hay que elevarlo a una temperatura de 815 a 890ºC, manteniéndola un mínimo de dos horas y luego enfriarlo con aire caliente o dentro de un horno. Este tratamiento se hace para formar carburos de columbio y liberar el cromo que pudo haber precipitado. La resistencia a la corrosión es análoga al AISI 304, y sin embargo, su precio es mayor. Existen varios tipos de aceros al cromoniquel no incluidos en AISI, que son:

DURIMET 20, DURIMET T Y WORTHITE Cuya composición química junto con el AISI 430 (bastante similar) figura en la tabla II. El DURIMET 20, es muy resistente a todas las concentraciones de ácido sulfúrico, se usa para la fabricación de bombas, válvulas y tuberías. El DURIMET T, es otra de las aleaciones austeníticas y tiene una capacidad de resistencia muy superior al AISI 304. El WORTHITE, es una aleación registrada por la "Worthington Corporation", tiene mayor contenido en cromo que el DURIMET T. Se usa para piezas de máquinas en contacto con ácido sulfúrico, soluciones concentradas de ácidos acético y fosfórico a elevada temperatura y en general para todos los ácidos y álcalis.

229

TABLA II

Cr %

Ni %

Mo %

Cu %

C %

Si

Mn %

Durimet 20 Durimet T (refractario) Worthite AISI 430

19 19 20

14-28

29 22 24 -

3 3 3 -

4

11 -

0,07 0,07 0,07 0,12

1 1

3,5 0,5 máx.

- - -

0,5 máx.

El AISI 430, resiste perfectamente hasta una temperatura de 870ºC; se usa para transportar ácido nítrico y para tubos de hornos de refinerías. Como todos los aceros de la serie 400, no contienen níquel, son más estables a la variación de temperatura, no están sujetos a la precipitación de carburos, pero son difíciles de soldar, debido a la fragilidad producida por la aplicación del calor de la soldadura. Aleaciones especiales Las fundiciones ricas en silicio, o sea ferrosilita, resisten los ataques de los ácidos sulfúrico, nítrico, fosfórico, clorhídrico, fórmico, acético y otros muchos de diversas concentraciones. En la superficie de las piezas bajo la acción de estos ácidos se crea una película protectora. Las fundiciones de silicio son agrias y difícilmente mecanizables, por ello, las piezas se obtienen exclusivamente de las coladas. La ferrosilita se usa en la fabricación de bombas, grifos, válvulas, frigoríficas, tubos, etc., y se emplean para trabajos en medios agresivos. Las fundiciones ricas en cromo tienen gran resistencia mecánica, estabilidad al calor, a las sustancias oxidantes (ácidos gases nitrosos, formol, soluciones salinas, etc.). Se emplean estas fundiciones para fabricar piezas resistentes al desgaste y al calor como bombas, ventiladores, instalaciones para producir dióxido de azufre, formol y ácido fosfórico. Las instalaciones para la producción de ácidos orgánicos, ácido sulfúrico, álcalis y sales se fabrican de fundiciones inoculadas, las cuales poseen buena resistencia térmica, estabilidad del desgaste y a la corrosión; trabajan con pequeño coeficiente de rozamiento en medios agresivos. Bajo licencia de la Internacional Nickel, se fabrica el NI-RESIT (hierro fundido con níquel); según su composición existen las 8 variantes de la tabla III. El tipo 1, se usa para ácido sulfúrico. El tipo 2, para vapor a altas temperaturas y con soluciones cáusticas, álcalis y amoníaco.

230

Ambos resisten a temperaturas de 750ºC. los tipos 1A y 2A, se usan para piezas de válvulas, bombas y cambiadores de calor. El tipo 2B, se usa en piezas expuestas al fuego, resiste temperaturas de 815ºC. El tipo 3, se usa en piezas de calentamiento y enfriamiento rápido, entre temperaturas de 10º y 210ºC. Los tipos 4 y 5, tienen mayor resistencia al calor y a la corrosión y se usan, para juntas de expansión. Para soldar el NI-RESIT, es necesario usar electrodos de monel, níquel, o NI-RESIT. El metal MONEL, es una aleación cobre - níquel de alta resistencia que se usa para sustancias alcalinas,

TABLA III

Tipo de aleación

Cr %

Ni %

C %

Si %

Mn %

Co %

1

1 A 2

2 A 2 B 3 4 5

1,75 – 2,5 1,75 – 2,5 1,75 – 2,5 1,75 – 2,5

3-6 2,5 – 3,5 4,5 – 5,5 0,1 máx.

13.5 – 17,5 13,5 – 17,5

18 - 22 18 – 22 18 – 22 28 – 32 29 – 32 34 – 36

3,- 2,8 3,- 2,8 1,-

2,75 2,6 2,4

1 – 2,5

1,5 – 2,75 1 – 2,5

1,5 – 2,75 1 – 2,5 1 – 2 5 – 7 1 - 2

1 – 1,1 1 – 1,5

0,8 – 1,5 0,8 – 1,5 0,8 – 1,5 0,4 – 0,8 0,4 – 0.8 0,4 – 0,8

5,5 – 7,5 5,5 – 7,5 0,5 máx. 0,5 máx. 0,5 máx. 0,5 máx. 0,5 máx. 0,5 máx.

Tiene una gran resistencia a la corrosión y se recomienda principalmente para trabajos en condiciones reductoras más que oxidantes. El INCONEL, es una aleación de cromo - níquel con un pequeño porcentaje de hierro. El contenido de cromo tiende a hacerlo resistente a la oxidación y a las soluciones reductoras, se usa más que el MONEL para sustancias corrosivas. Resiste muy bien la oxidación a elevadas temperaturas. El HASTELLOY A, es una aleación de hierro, níquel y molibdeno, soporta perfectamente la acción de los ácidos clorhídrico, sulfúrico, acético y fórmico; pero no es recomendable para usarlo con agentes fuertemente oxidantes. Puede obtenerse en forma de fundiciones y tuberías, es soldable y se endurece trabajándolo en frío. El HASTELLOY B, es similar pero con mayor contenido en molibdeno soporta también la acción del ácido fosfórico. El HASTELLOY C, es una aleación de hierro, níquel, cromo, molibdeno y es recomendable para soportar agentes fuertemente oxidantes como el ácido nítrico y soluciones férricas o nítricas. Se obtiene en fundiciones y es soldable.

231

El HASTELLOY D, es una aleación fundida compuesta principalmente de níquel y sílice con pequeñas cantidades de cobre y aluminio, soporta perfectamente la acción de ácido fosfórico. Debido a su gran dureza ofrece dificultades al mecanizado, se obtiene en fundiciones; para soldarlo hay que precalentarlo lentamente hasta un ligero rojo y mantenerlo mientras dura la operación, luego se enfría lentamente. Para recocerlo se calienta hasta 1.065º C, se mantiene de dos a cuatro horas, según la masa y luego se enfría lentamente. Las aleaciones y los metales no ferrosos se usan mucho en la Industria Química, para la fabricación de maquinaria debido a sus resistencias a ciertos medios agresivos, ya que conservan su solidez a bajas temperaturas; entre los más usados destacan: El cobre, usado para fabricar refrigeradores de aceite, en tapas de válvulas, etc., en tuberías se usa para aire, refrigeración, gas, etc. Hay dos tipos de aleaciones: Latones (aleaciones de cobre con zinc) y bronces (aleaciones de cobre con estaño, manganeso, silicio, aluminio y otros elementos químicos. Hay latones especiales que contienen hierro, manganeso, silicio, plomo, estaño y níquel. Estos elementos le dan al latón valiosas cualidades. Los bronces según los aditivos se dividen en bronces al estaño y sin estaño. El cobre, el latón y el bronce a bajas temperaturas tienen una elevada resistencia y solidez mecánica, mientras que a la misma temperatura los metales ferrosos se convierten en agrios y pierden solidez. Se emplean para la fabricación de casquillos, cojinetes, asientos de válvulas, etc. El aluminio se distingue por su alta resistencia a la corrosión, debido a que, en presencia de oxidantes en su superficie se forma una densa película de óxido de aluminio que impide la oxidación de las capas interiores. Se usa en tuberías y depósitos, su peso y módulo de elasticidad son la tercera parte de los del acero. Se usa principalmente en aleaciones, siendo las más comerciales las que contienen magnesio. Las más importantes son: ALCOA 2S, o aluminio comercialmente puro que es el tipo más apropiado para soldar.

232

ALCOA 52S, que contiene magnesio y pequeños porcentajes de cromo, soporta un esfuerzo a la tracción, casi el doble que el anterior. ALCOA F 214, que contienen 1,8 por 100 de sílice, 3,8% de magnesio, se usa para fundiciones. El tubo de aluminio siempre que sea posible debe soldarse en atmósfera inerte para asegurar una junta rígida, en uniones roscadas hay que darle a la rosca una mezcla de vaselina y zinc y apretar cuidadosamente ya que son muy delicadas. Se emplea en instalaciones de: ácidos nítricos, fórmico, acético, bórico, cítrico, benzóico, oleico, acetona, glicerina, nitrobenceno, aceites epoxidantes y otros. El plomo en tuberías se usa para transportar líquidos corrosivos. Es resistente el ácido sulfúrico hasta el 96 por 100 a temperatura ambiente, el ácido nítrico seco si está exento de sodio o potasio metálico, sin embargo no es recomendable para el ácido clorhídrico. El plomo, químicamente puro, se usa donde el esfuerzo físico es bajo. El plomo antimonio soporta mayores esfuerzos físicos, resiste la erosión a temperatura ambiente, pero no es recomendable a partir de 95º C. El plomo teluro, tiene un 0,1 por 100 máximo de teluro, resiste muy bien las vibraciones y se usa principalmente para bobinas de calentamiento. El plomo plata, tiene 1 por 100 de plata, es muy resistente a la corrosión. El estaño se usa para recubrir tuberías que tengan que transportar agua destilada, sustancias que contengan ácidos acético o cítrico y productos alimenticios o químicos que tengan un alto grado de pureza. El tantalio posee una extraordinaria resistencia a la corrosión, se usa para fabricar intercambiadores de calor utilizados en la producción de bromo, ácidos clorhídrico, nítrico, crómico, agua oxigenada, etc. No es recomendable para el ácido fluorhídrico o sulfúrico con cantidades apreciables del anhídrico sulfúrico. Tiene un costo muy elevado y ello limita bastante su utilización. El titanio forma en su superficie una sólida película inerte a la oxidación y tiene cualidades anticorrosivas, es ligero y resistente. Sirve para estabilizar al acero inoxidable.

233

Tiene aleaciones con aluminio, cromo, vanadio, estaño y manganeso. Se usa para fabricar: ruedas de turbocompresores, reactores, absorbedores, autoclaves de alta presión, en instalaciones de ácidos, sulfúrico, clorhídrico, anhídrido sulfurosos, álcalis diluidos, etc. El circonio es similar con una densidad 1/3 mayor a un punto de fusión muy alto, junto con sus aleaciones oponen una gran resistencia a la corrosión y pueden trabajar con medios agresivos a altas temperaturas y presiones. Se emplean en instalaciones de ácidos clorhídrico, nítrico, sulfúrico y álcalis. 2.6.7 MATERIALES SINTÉTICOS NO METÁLICOS UTILIZADOS EN MTO. Consideramos dos tipos de materiales, que son familiares al Jefe de Mto: • Materiales PLÁSTICOS • Materiales ELÁSTICOS 1 – PLÁSTICOS A su vez se clasifican en dos grandes grupos: • Termoplásticos, que se reblandecen con el calor. • Termoestables los que son destruidos por el aumento gradual de

temperatura y no se reblandecen Veamos los principales tipos de plásticos. 1-1 Termoplásticos Poliestireno (P.S.) Se utiliza en revestir cables y alambres y como aislamiento térmico y acústico.

Tipo Densidad Límite temperatura Dureza Rockwell Normal Antichoque 20 – 30% con fibra de vidrio

1,05 1,05

1,20 – 1,40

65 – 80º 60 – 80º

95 – 105º

M – 65 – 80 M – 60 – 80 M – 90 – 100

234

Polietileno (P.E.) Los tubos de polietileno se usan para transportar agua o líquidos corrosivos. Se hacen también placas para revestir tolvas y tanques.

Tipo Densidad Límite temperatura Dureza Entrecruzado Media densidad Copolimero etileetile- critato Copolimero etilenace- torvinilo

0,95 – 1,4 0,92 – 0,94

0,93

0,92 – 0,95

135º

100 – 120º 90º

80º

35 – 80 Shore D

R – 15 30 – 35 Shore D

30 – 40 Shore D

Polipropileno (P.P.) Se aplica para: • Líneas de conducción de servicio corrosivo en la industria química. • Fabricación de bombas, válvulas y parrillas de torres de refrigeración. Tiene buena resistencia a la abrasión

Tipo

Densidad Temperatura Dureza

Sin modificar Copolimero Con carga inerte Con fibra de vidrio

0,90 0,90

1 – 1,3 1,05 – 1,25

120 – 160º 90 – 115º 140 – 150º 150 – 160º

R 85 – 110 R – 50 – 96

R 100 R 90

Cloruro de polivinilo (PVC). A veces se fragiliza y rompe (tuberías a presión). Se utiliza en tuberías y depósitos Sus principales características son: Densidad = 1,4 Temperatura = 65-80º Dureza = 65-85 Shore D Acrílicos (PMMA) Se utilizan en placas aislantes eléctricas, en planchas para bóvedas de naves industriales, en vidrio ondulado para tejados. Una marca comercial es el plexiglás.

Tipo Densidad Temperatura Dureza Metacrilato de metilo

1,19

60º

Rockwell M-80 – 100

235

Policarbonato (PC) Se fabrican con él piezas mecánicas y dieléctricas de alta exigencia tecnológica.

Tipo Densidad Temperatura Dureza Normal Con 10-40% de fibra de Vidrio

1,2 1,25 – 1,52

120º 135º

M – 70 M – 90

Poliamidas (PA) Se utilizan en fabricación de cojinetes y engranajes. Son conocidas como NYLON. Sus características son: Densidad = 1,14 Temperatura = 85-150ºC Dureza = R-110 Poliuretano (PU) - Adiprene Las espumas de poliuretano se emplean como material aislante térmico y sonoro. Sus características son: Densidad = 1,11 - 1,25 Temperatura = 88º Dureza = 40-90 Shore A Mezclas de Poliester reforzado (PR) y cloruro de polivinilo (PVC) Aplicables a la conducción de gases y líquidos corrosivos en condiciones extremas. Temperatura = 100ºC

Presión = 25 Kg/cm 2 .

236

1-2 Termoestables Fenólicos (PF) Piezas aislantes eléctricas armaduras de bobinas (baquelita) Densidad = 1,30 Temperatura = 70ºC Dureza Rockell M 93 - 120 Polimeros fluorados (PTFE y FEP). Los más conocidos son los TEFLONES. Se utilizan en: • Revestimiento de tuberías de industria química, refinerías y papeleras. • Construcción de juntas, válvulas y placas de apoyo. • Material antideslizante, cojinetes, etc .... • El teflón aguanta hasta 290ºC, pero si le da la llama produce fosgeno, gas

altamente venenoso.

Tipo Densidad Temperatura Dureza Politetrafluoruro etileno (PTFE) Hidrocarburos fluorados (FEP) Polifloruro de vinilo

2,14 – 2,20

2,-

1,8 – 3,6

290ºC

205ºC

160ºC

50 – 65 Shore D

R – 25

80 Shore D

Melamina Buena resistencia a las corrientes de fuga en electricidad. Se conocen con el nombre comercial de Melopas. Características: Densidad = 1,48 Temperatura = 100ºC Dureza = M-115-125 Poliester - Fibra de vidrio Se utiliza para fabricar tuberías de productos químicos agresivos, y para hacer placas y planchas onduladas usadas en techumbres de naves industriales. Densidad = 1,35 - 2,3 Temperatura = 150ºC Dureza = M 70 - 120

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Epoxi Se aplican para construir cojinetes deslizantes y para matrices y útiles embutir. Densidad = 1,10 – 1,40 Temperatura = 120 - 240ºC Dureza = M 80 - 110 2) MATERIALES ELÁSTICOS - ELASTÓMEROS Caucho Natural Densidad = 0,93 Temperatura 70ºC Dureza = 30 - 90 A Caucho sintético o Neopreno Se utiliza en correas de transmisión, forros para alambres y cables, tubos y mangueras Densidad = 1,23 Temperatura 82 – 93ºC Dureza = 40 - 95 A Polietileno cloro-sulforado - Hypalon Buena resistencia a la intemperie y a la abrasión. Se utiliza como recubrimiento de cables (hasta 600 V), en cubiertas laminadas y techos, en recubrimiento de conservación y rodillos industriales Densidad = 1,12 - 1,28 Temperatura 135 – 149ºC Dureza = 40 - 95 A Copolímero de fluoruro de vinilideno - Viton Notable resistencia al calor. Se utiliza en empaquetaduras, en obturadores, diafragmas, mangueras y tubos. Densidad = 1,85 Temperatura = 250ºC Dureza = 60-95 A Vulcolán –alemán, para ruedas, 90 shore, molinos, collarines hidráulicos.

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2.6.8. ÚLTIMOS MATERIALES UTILIZADOS EN CONSTRUCCIÓN DE BIENES DE EQUIPO 1 – Aceros Duplex Combinan en su estructura dos fases características, logrando en sus prestaciones las ventajas que ofrecen por separado. Así: aceros modificados Cr – Ti pueden remplazar a muchos aceros inoxidables en ciertas aplicaciones y a un coste mitad. Los aceros dúplex austénitico – ferríticos proporcionan buenas condiciones de rigidez estructural y facilidad de soldadura (austenítico) y resistencia del acero ferrítico (corrosión en presencia de cloruros). Es decir duplican las prestaciones mecánicas de muchos aceros inoxidables convencionales. Existe una “segunda generación” de aceros inoxidables dúplex con unas composiciones que se aproximan a:

25% de Cr 6% de Ni 3% de Mo

y 0,2% de N

El Nitrógeno evita la segregación del Cr y mejora la resistencia a las picaduras y la de corrosión de la austenita. Se usan en recipientes a presión en afino de aceites, industria cervecera y diversos procesos químicos. También se utilizan en sistemas de centrifugación en los que se presentan situaciones de corrosión en combinación con estados de tensión. También están sustituyendo con éxito a los aceros de la serie 300 y a aceros con un contenido máximo de carbono del 0,25%. Presentan buena resistencia a: • Desgaste por fricción • Combinados corrosión – abrasión Hoy en día hay poca producción de estos aceros y no se dispone de existencias importantes. 2 – Aleaciones Cr – Ni El uso de aleaciones con base hierro y elevados contenidos en Cr y Ni están teniendo buenos resultados en atmósferas muy agresivas y a elevadas temperaturas, ya que se forma una película que provoca la pasivación de esos materiales.

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En los últimos diez años se han conseguido en trabajos a altas temperaturas, mejoras de prestaciones en aceros aleados, incorporándoles W, Ti, Zr y Nb. 3 – Metales “especiales” Son cuatro: Titanio, Circonio, Tántalo y Niobio. Por su coste y su respuesta ante atmósferas y medios corrosivos se encuentran a caballo entre los aceros inoxidables y los metales preciosos. 3-1 Titanio Ha sido el recurso alternativo para ciertos aceros inoxidables, que solo durarían en servicio algunos meses. Es muy caro. Se aplica a: • Intercambiadores de calor o condensadores en los que interviene la

salmuera. • Procesos en los que interviene cloro gas disuelto (hipocloritos). El cloro gas

seco lo ataca. En muchos procesos orgánicos se prefiere el titanio para evitar la contaminación del producto con Fe, Cr o Ni (en catálisis y evitación de coloración indeseada en ciertos productos). También se pude recubrir con Titanio. 3-2 Circonio Se emplea en el sector nuclear. Su resistencia a la corrosión es superior al Titanio. En el sector nuclear debe estar exento de hafnio Columnas de 33 m. de altura y 2 m. de diámetro se han construido con este metal. 3-3 Tántalo Es inerte para la mayor parte de los reactivos químicos y tiene una resistencia similar a la del acero. Se aplica para fabricar vainas de termopares. No resiste el flúor, ácido fluorihídrico. Se fragiliza en presencia del hidrógeno. Es muy caro.

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Su aleación con 2-3% de W y 0,1% de Niobio mejora su resistencia en un 50%. 3-4 Niobio Es menos resistente a la corrosión que el Tántalo. Recuerda al cobre a un intermedio entre el cobre y el plomo, pero es mucho más caro. Se aplica como elemento de aleación 4 – Plásticos y Elastómeros El PVC (Cloruro de Polivinilo), aunque su coste no sea bajo, por su ligereza y facilidad de unión con otros elementos es ventajoso. El PVDC (Cloruro de polivinilideno) se está utilizando en recubrimiento de tuberías y sistemas de conducción. Por encima de 70º C y en presencia de agentes oxidantes y de líquidos orgánicos no puede utilizarse. El PTFE (Teflón, politetrafluoroetileno) resiste los 250ºC, pero es carísimo, difícil de unir, con poca resistencia a las tensiones y tiene gran rigidez. El PVDF (Fluoruro de plivinilideno) ha supuesto una solución de compromiso entre PVC y PTFE. El FEP (copolímero de tretrafluorretileno) y el ECTFE (copolímero de etileno) han supuesto avances para ciertos medios químicos. El PVDF, FEP y PTFE están siendo usados para recubrimientos que deben resistir temperaturas máximas de:

135ºC 150ºC

260ºC respectivamente Otros materiales con excelentes prestaciones a temperaturas elevadas son CAUCHOS con NITRILO, con fibras acrílicas, y que resisten hasta 370º C

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5 – Recubrimientos superficiales Níquel químico. Componentes de aluminio se recubren con una capa de níquel químico de unas 50 micras; sustituyen eficazmente a muchos aceros inoxidables. Aplicación de capas de PTFE a componentes metálicos mejora las situaciones de bloqueo, gripaje, etc… en ciertas válvulas y sistemas de cierre y dosificación. 6 – Conclusión de Mantenimiento En la construcción de plantas químicas, las inversiones económicas en materiales se distribuyen así: 50% en aceros al carbono 30% en aceros inoxidables 10% en plásticos 10% en metales no férreos, cerámicas más tradicionales y nuevos materiales. Desde el punto de vista de Mto., estos porcentajes deben variarse potenciando los nuevos y últimos materiales que hemos descrito y apartándose paulatinamente de esta distribución tan CONSERVADORA

tmi 102 vol ii feb 2010

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