hacia la eficiencia del mantenimiento basado en … · ajustes y tolerancias precisas a la...

Vibration & Noise Engineering Solutions.

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Hacia la eficiencia del

Mantenimiento Basado en Condición

2 Técnicas avanzadas de mantenimiento.

“Hacia la eficiencia del Mantenimiento basado en Condición. Casos prácticos de optimización”, por Alberto Ortega, Director de Producción (TSI) y Rubén Ramírez, Director Comercial (TSI).

Gestión del Mantenimiento: Introducción al WCM, Criticidad, RCM/MTA.

Eficiencia del CBM: Optimización de implantaciones, Tecnologías

de Inspección, Diagnóstico Avanzado, ROI, Gestión de la Información.

Casos prácticos de optimización.

All rights are reserved. Marzo 2015

3

Jornada sobre Técnicas Avanzadas de Mantenimiento

1. Introducción.

2. Mantenimiento y fiabilidad de clase mundial. Excelencia.

3. Pilares del mantenimiento de clase mundial.

4. Optimización de la función mantenimiento.

5. Conclusiones.

Sumario


4



5



6


Objetivo del mantenimiento: garantizar la competitividad de la empresa,

asegurando una adecuada disponibilidad y fiabilidad de los activos.

La mejora continua de la eficiencia del

mantenimiento permitirá alcanzar la

excelencia: Mantenimiento y Fiabilidad

de Clase Mundial (WCMR).


7



8


Excelencia de la función mantenimiento → sistema de clase mundial – WCMR –:

Buscar las mejores prácticas de mantenimiento.

Asumir que la excelencia es un estado no alcanzable, pero es el objetivo.

Entender que es un viaje, no un destino; un proceso, no un producto.


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Especificar, diseñar y comprar activos según LCC y no del precio de adquisición.

Alinear al equipo de gestión.

Desarrollar y documentar las políticas de mantenimiento y fiabilidad.

Conseguir alto nivel de habilidad y perfiles multi – destreza.

Alcanzar un alto nivel de planificación y programación.

Corregir la priorización de trabajos.

Definir el correcto reparto PM/CBM.

Implementar para tener éxito no sólo para “hablar”. Estándares en: lubricación,

etc.


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Cumplir:

100% del programa de mantenimiento (PM y CBM).

Al menos el 95% base de datos técnica es correcta.

100% de los repuestos son adecuados.

Disponer del más alto estándar de seguridad.

Conseguir que los supervisores de mantenimiento en primera línea supervisen la

mayoría de sistemas y procedimientos.

Desarrollar y cumplir planes de formación.

Implantar RCA como herramienta básica de grupo de fiabilidad.


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12


Categorización Estrategia de

Mantenimiento Análisis de Criticidad


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Clasificar activos en diferentes categorías para:

Reducir número de planes de mantenimiento.

Mantener la uniformidad de procedimientos.

Bombas.

Bombas centrífugas.

• Bombas verticales.

• Bombas horizontales.

Bombas volumétricas.

• Bombas de pistones.

• Bombas peristálticas.

…

Categorías


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Estrategia de Mantenimiento

Otras metodologías

Metodologías centradas en el modo de fallo

MTA RCM


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Proceso de análisis sistemático destinado a determinar:

Funciones del activo.

Modos de fallo asociados a cada una de las funciones.

Tareas de mantenimiento más coste-efectivas para prevenir o detectar

modos de fallo.

Repuestos requeridos para el activo.

Proceso de mejora continua de la estrategia de mantenimiento.


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RCM

¿Funciones de un activo?

¿Especificaciones de performance?

¿Mecanismo de fallo funcional?

¿Causa del fallo funcional?

¿Efectos del fallo funcional?

¿Consecuencia del fallo funcional?

¿Existe tarea para prevenir/detectar fallo?


¿Tarea paliativa - correctiva?


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Método no sistemático basado en la experiencia cuyo objeto es determinar con

coste razonable, las tareas de mantenimiento para cada modo de fallo plausible:

Se centra en el modo de fallo.

Prima el CBM frente a otro tipo de tareas basadas en el calendario.

Utilizar histórico y la experiencia (know-how).

Racionaliza la frecuencia de las tareas.


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MTA

Revisión del programa de mantenimiento

Análisis del histórico de fallos

Determinar los modos de fallo plausibles



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Clasifica los activos de una planta atendiendo al impacto que tendría la ocurrencia

de un fallo funcional sobre el performance de la planta permitiendo:

Establecer la idoneidad de las tareas de mantenimiento definidas durante el

RCM/MTA.

Determinar la adecuada periodicidad de las tareas de mantenimiento

definidas.

Punto de partida para implantar RBM.


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Costes de Seguridad

Costes por daño al Medio Ambiente

Costes Operacionales

Costes por mantenimiento

Criticidad


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Premisa: no se puede alcanzar una disponibilidad mayor de la inherente en

un activo utilizando cualquier técnica o estrategia de mantenimiento, bajo

condiciones operacionales de diseño.

Algunos errores de concepto comúnmente extendidos en la industria son:

Actividades y periodos de inspección seleccionados según criticidad, sin

considerar probabilidad de ocurrencia del fallo.

Puntos de inspección y las técnicas de diagnóstico seleccionadas sin atender

al objetivo fundamental del CBM: conocer la condición del activo.

ROI calculado considerando únicamente inversión en tecnología y RRHH, no

capitalizando los costes asociados al sobre esfuerzo de medida y la gestión

de la información.


23


Las consecuencias de mantener un CBM no optimizado:

CBM aplicado en equipos sin justificación económica.

Alto en coste en tiempo en implantaciones, generalmente incompletas.

Tiempo de inspección = tiempo de medida → ↓disponibilidad inspectores.

Departamentos de fiabilidad sobredimensionados para evitar fantasma del

“departamento reactivo”.

Difícil y costoso manejo del volumen de información.


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Lean CBM

Puntos Inspección

Tecnologías diagnóstico

Gestión Información

IDAO


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El número de puntos de inspección de un activo debe guardar una relación directa

con los modos de fallo a detectar.

Puntos Inspección

Modo de Fallo

Expertise «Know How»

LEAN CBM


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Intervalo P-F óptimo

Riesgo asumible

Modo de Fallo

Punto de operación


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Multi-tecnología


29


Un adecuado sistema de gestión de la información debe cumplir con las siguientes

premisas:

Información fiable y universalmente accesible dentro de la compañía.

Eliminación intrínseca del coste por información perdida.

Minimizar el coste de reporting.

Tratamiento de la información fácilmente automatizable: sistema experto.


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Implicar al personal de operación y a mecánicos, electricistas e instrumentistas en

las rutas de inspección contribuye a implantar una cultura Lean CBM presentando

las siguientes ventajas:

Planes de inspección y mantenimiento predictivo más costo-eficientes.

Aumento de la capacidad de los inspectores de fiabilidad.

Establece un punto de partida para implantar sistemas CBM low cost.


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Es más eficiente prevenir la ocurrencia de un fallo que detectarlo con la suficiente

antelación. Los requerimientos básicos para un programa de mantenimiento

proactivo son:

Ajustes y tolerancias precisas a la temperatura de operación.

Lubricante adecuado, limpio y libre de contaminantes durante todo su ciclo

de vida.

Equipos libre de distorsiones a lo largo de todo su ciclo de vida.

Las partes rotativas giran correctamente, no existiendo excentricidad.

Las fuerzas y cargas son absorbidas adecuadamente por los soportes de las

máquinas.

Alineación láser de precisión en ejes a la temperatura de operación.


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Equilibrado de alta calidad a la velocidad de operación.

Bajos niveles de vibración.

Pares de apriete y tensión correctos en todos los componentes.

Utilización de la adecuada herramienta para ejecutar con precisión la tarea.

Instalación únicamente de repuestos y componentes que cumplan con la

especificación del equipo.

Eliminar causa raíz del modo de fallo.

Implantación del Housekeeping.

Definir check list para determinar el grado de implantación del mantenimiento

de precisión.


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Parámetros físicos Mapa de

riesgo

Prognósis

TSI – DSS

Modelos Estadísticos

Modelos Matemático Información

Mantenimiento

Inputs Outputs


34



35


Fijar como objetivo la optimización de la

función mantenimiento como paso previo

para llegar alcanzar el WCMR, pasa por

un cambio de paradigma dentro de la

actual concepción de estrategias como el

CBM y la adopción del mantenimiento

proactivo como herramienta preferente.

Disponer de estructuras más esbeltas y

eficientes permite aumentar la capacidad de

aportar un mayor valor añadido, logrando la

competitividad necesaria para competir en los

exigentes mercados globalizados.


Lean CBM. Claves para la Optimización de: tecnologías de inspección, puntos de medidas y equipamiento.

Normas de evaluación vs. Optimización.

Ejemplos en: motores eléctricos, reductoras y bombas.

Casos prácticos de optimización.


Definición: Consiste en medir una serie de parámetros relevantes del estado mecánico de la máquina, en base a esas medidas se establece la condición mecánica de la máquina y la idoneidad o no de intervenirla.

Mantenimiento Basado en la Condición - CBM.

El CBM no sólo nos da información sobre la idoneidad o no de intervenir la máquina. Además nos dice que elemento está fallando.


Escenario actual en la industria.

Tipos de Mantenimiento

Correctivo

Preventivo

CBM

Mto. Optimizado

Mto. Optimizados


Lean CBM tiene todas las ventajas del Predictivo pero

permite realizarse con menos puntos de inspección.

Lean CBM vs Mto. Predictivo.

Lean CBM

EFICACIA EN LA

DETECCIÓN

Lean CBM mide lo estrictamente necesario,

asegurando la eficacia en la detección de fallos.

Lean CBM combina varias técnicas predictivas, aplica

la más eficaz a cada modo de fallo.


Objetivo: Debe prevalecer detectar los fallos en su fase incipiente. Evitar daños catastróficos.

Optimización de tecnologías de inspección.

Lean CBM - Claves para la optimización.

¿Qué consigue el Lean CBM? Minimizar los puntos de inspección pero manteniendo la capacidad de detección de cambio de estado.



Conocer el tipo de máquina.


En base a la tipología de la máquina analizamos sus modos de fallos.

DESEQUILIBRIO

FALLOS MECÁNICOS.

DESALINEACIÓN

FALLOS COJINETES Holguras radiales y

axiales.

CAVITACIÓN RESONANCIA

FALLOS COJINETES Desgaste, sobrecarga y

mala lubricación.

FALLOS EN EL ESTATOR

PROBLEMAS ROTOR-ESTATOR

FALLOS ELÉCTRICOS.



Aplicamos las tecnologías predictivas más eficientes para la detección de los modos de fallos.

Vibraciones Ultrasonidos Termografías

Aceites Ensayos eléctricos



Consultamos las normativas ISO, API, ASME, IEEE . . .

Expertise TSI: B.B.D.D. de conocimiento y de experiencia acumulada en técnicas predictivas.




C.N. Vandellós C.N. Almaraz

C.N. Trillo

Históricos de 20 años de parámetros predictivos

de empresas.

Casos de averías Industria O&G

Histórico de modos de fallos de fabricantes


2.800 reductoras en servicio.

Las revisiones generales se realizaban cada seis (6) años; lo que supone 467 reductoras/año.

Implantación de Mantenimiento Basado en Condición (CBM) mediante el seguimiento del Estado Vibratorio de las Reductoras / Análisis de Vibraciones.

Claves para la optimización.

Tras la implantación del CBM se consiguió un 72,2% de ahorro respecto a las técnicas sistemáticas (Mto. Preventivo).

Reductoras

Del Preventivo al CBM.



72,2% Sin anomalías.

27,8% Con anomalías distribuidas de la siguiente forma:

• 36% Holguras.

• 28% “Pittings” en dientes de Engranajes.

• 36% “Pittings” en Rodamientos.

Reductoras



Normas de Evaluación vs. Optimización.


3 puntos vibración Dirección H/V/A

3 puntos vibración Dirección H/V/A

ISO 8579-2. Determination of mechanical vibrations of gear units during acceptance testing.

Reductoras

1 punto US

1 punto US

Análisis de aceites 6 puntos vibración 2 puntos US TOTAL: 8



1 punto vibración Dirección V

1 punto US Dirección V

Reducción: 6/8. Tras la implantación del método de Lean CBM se consiguió un 75% de ahorro tiempos de toma de muestras.

Reductoras



Ahorro de costes.

Reductoras


Las revisiones generales se realizaban cada seis (6) años; lo que supone 467 reductoras/año.

Tras la implantación del CBM se consiguió un 72,2% de ahorro respecto a las técnicas sistemáticas (Mto. Preventivo).

Tras la optimización del CBM se consiguió casi un 75% de ahorro en tiempo.

Lean CBM.



Motores Los principales modos de fallo en motores eléctricos son:

Desequilibrio, desalineación, holguras 12%

Fallos eléctricos: aislamiento, fisuras en barras y anillos 47%

Rodamientos 41%

Vibraciones Ultrasonidos

Termografías Ensayos eléctricos

TECNOLOGÍAS DE INSPECCIÓN



Motores Cliente contaba con un parque de motores eléctricos de 660 Kw iguales en varias plantas.


Lean CBM.

Objetivo: Caracterización de la técnica predictiva más eficiente para los rodamientos. Anticiparse al 41% de los fallos.




3 puntos vibración Dirección H/V/A 3 puntos vibración

Dirección H/V/A

ISO 10816-3. Mechanical vibration - Evaluation of machine vibration by measurements on non-rotating parts.

Motores



Motores


IEEE 519. Recommended Practices and Requirements for Harmonic Control in Electrical Power Systems.

Medida de corrientes en las tres fases



Motores

1 punto US

1 punto US


Inspección ultrasónica de rodamientos.



Motores


Objetivo: Caracterización de los rodamientos de motores 660 Kw. Se midieron todos los parámetros indicativos del estado del rodamiento para determinar el más eficaz.

ULTRASONIDOS

VIBRACIÓN

PEAK VUE

DEMODULACIÓN

T-I - WT-37

37 -09H PUNTO 9H

Análisis Espectro

04-ago-05 10:01:38

RMS = 5.25

LOAD = 35.0

RPM = 1500.

RPS = 25.00

0 2000 4000 6000 8000 10000

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

Frecuencia en Hz

RM

S A

ce

lera

ció

n e

n G

-s



Motores


Resultado: La técnica más adecuada para detección de fallos en rodamientos 41% son los ultrasonidos. Puntos de medida estrictamente necesarios. Niveles de alerta. Lean CBM: 50% ahorro de tiempo toma de muestras.

Rodamientos intervenidos/dañados: 40/16

Planta-A: 20/12

Planta-B: 10/1

Planta-C: 10/3

Planta-A

Planta-B

Planta-C

Total



Bombas Los principales modos de fallo en bombas son:

Desequilibrio, desalineación, holguras.

Fallos en cojinetes.

Cavitación.

En este caso la tecnología predictiva elegida es el análisis de vibraciones.



Cliente contaba con varias bombas verticales iguales en la misma planta. Bombas críticas para el proceso.


Lean CBM.

Objetivo: Establecer e instalar un sistema de monitorización de vibraciones eficiente que nos permita anticiparnos a los fallos mecánicos mas comunes.

Bombas




ISO 10816-7. Mechanical vibration - Evaluation of machine vibration by measurements on non-rotating parts. Pumps for industrial applications.

Bombas

En todos los cojinetes: 3 puntos vibración direcciones H/V/A.



Normas de Evaluación vs. Optimización. Descripción: Bomba de agua de circulación.

Disposición: Vertical.

Cojinetes: Lisos.

RPM: 375 RPM.

Detalle del cojinete inferior de la bomba.

Motor: Un (1) Sensor Vibración Absoluta en carcasa.

Bomba: Dos (2) Sensores de Vibración Relativa X/Y.




Cojinete inferior bomba


En bombas verticales: Selección de la tecnología predictiva más

adecuada para los modos de fallos anteriores. Reducción: 3/6. Tras la implantación del método de

optimización del CBM se consiguió un 50% de ahorro de puntos de medida de vibraciones.

Lean CBM.

Bombas

Ahorro de costes.

Lean CBM

EFICACIA EN LA

DETECCIÓN


Proyectos de I+D+i actuales de TSI.

Desarrollo del sistema de soporte a la decisión en Mantenimiento y Gestión de Activos.


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TÉCNICAS Y SERVICIOS DE INGENIERÍA, S.L.

Avda. Pio XII, 44, Bº Izda. 28016 MADRID (Spain)

Telf: +34 91 345 9730 / 62

[email protected]

www.tsisl.es

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