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• Melany Daniela Ccapa Bustamante

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MONITOREO DE CONDICION Docente: Juan Alfonso Roldán Cano Arequipa-Perú 2020

Si quieres construir un barco, no empieces a juntar madera, a repartir tareas y a planear el trabajo. Empieza mejor despertando en tu gente la necesidad de explorar los océanos infinitos. Antoine de Saint Exupery.

UNIDAD I INTRODUCCIÓN AL MONITOREO DE CONDICION

ELEMENTOS DE LA CAPACIDAD TERMINAL/COMPETENCIAS • Selecciona la técnica de monitoreo de condición más adecuada a utilizar en una tarea de mantenimiento justificadas técnica y económicamente.

TIPOS DE MANTENIMIENTO SEGÚN NORMA EUROPEA PARTE-1

TIPOS DE MANTENIMIENTO SEGÚN NORMA EUROPEA PARTE -2

El Mantenimiento Predictivo y el Monitoreo de Condición son dos herramientas ampliamente utilizadas por los departamentos de mantenimiento en todo el mundo, como una herramienta poderosa para una mayor productividad y competitividad.

El Monitoreo de Condición estudia la evolución de los parámetros seleccionados en función del tiempo y establece una tendencia que indica la existencia de un fallo, su gravedad y el tiempo en que el equipo puede fallar.

La toma de decisiones a tiempo permite evitar que el fallo se presente (proactivo) o eliminar la posibilidad de un fallo catastrófico (predictivo).

Lógica de la Metodología RCM Selección del Equipo

Mantenimiento Basado en la condición

Es técnicamente factible y económicamente factible que la técnica de monitoreo de condición pueda detectar la perdida gradual de la función?

si Es técnicamente factible y económicamente factible que una restauración del desempeño de un componente, y esta reduzca el riesgo de falla?

Mantenimiento Basado en el tiempo

si Es técnicamente factible y económicamente factible que un reemplazo de un componente, reduzca el riesgo de falla?

Mantenimiento Basado en el descarte

si Acción por defecto como rediseño

Ventaja de esta estrategia Es que puede ser efectuado mientras el equipo está funcionando. De esta manera, las acciones de mantenimiento o corrección de los parámetros de funcionamiento cuando las mediciones así lo indiquen, evitando acciones intrusivas a la maquinaria que son generadoras de defectos.

Optimización del Mantenimiento

Fallas no asociadas con la edad 1

3

2

4

En estos cuatro ejemplos , cuando los elementos entran en servicio no es posible predecir cuando las fallas ocurrirán, por eso estas fallas se describen como aleatorias.

Fallas Independientes del Tiempo Fallas

Resistencia

El Mecanismo Stress

Tiempo 100%

Falla y reparación Fallas consecutivas de un componente

Deterioro

Tiempo

0% f(t)

Representación estadística

Tiempo

Relación entre β y la causa de Falla Patrón de Falla Patrón relacionado con la edad β > 2

Falla recurrente de componente

Posible mecanismo de Falla Desgaste acelerado.

Patrón independiente del tiempo β aprox .1

Error del proceso, falla de diseño, mala operación.

Patrón de falla temprana β que intervalo P – F = se pierde el rastro de la falla totalmente

Si el intervalo de tareas BC es muy < que intervalo P – F = se desperdician recursos en inspección de procesos

ANALISIS DEL INTERVALO P –F

En la practica se recomienda usar la siguiente relación

• Seleccione una frecuencia de tareas igual a la mitad del intervalo P – F

Esto asegura que la inspección detectará la falla potencial antes de una falla funcional y proporciona una cantidad de tiempo razonable para hacer algo al respecto (intervalo neto P – F)

INTERVALO NETO P - F Gobierna la cantidad de tiempo disponible para decidir que acción es necesaria para reducir o eliminar las consecuencias de la falla Dependiendo del contexto operativo del equipo se puede eliminar las advertencias de falla de varias formas:

• Paradas planeadas (acciones correctivas planeadas) • Costo de reparación (Tomar acciones que eliminen daños secundarios) • Seguridad (parar el proceso antes que la situación llegue a ser peligrosa)

CONSISTENCIA DEL INTERVALO P - F Las curvas P- F no son constantes

Se debe seleccionar un intervalo de tareas que sea substancialmente menor que el mas corto de los probables intervalos P – F.

Si el intervalo neto P – F asociado con este mínimo intervalo es lo bastante grande , de tal forma que permite tomar acciones que contrarresten las consecuencias de la falla, entonces la tarea basada en la condición es técnicamente factible

Si el intervalo P – F es extremadamente inconsistente entonces no es posible establecer un intervalo de tareas adecuado por tanto se debe buscar otras alterativas que contrarresten la falla (Inconsistencia)

Seleccione la tecnología con el P-F más largo

TAREAS BASADAS EN LA CONDICION DE LOS EQUIPOS Se llaman así por que los elementos que son inspeccionados siguen prestando servicio con la condición que se encuentren en condiciones normales Esto es lo mismo que mantenimiento predictivo por que se trata de predecir si – y posiblemente cuando – el artículo va a fallar en base a su rendimiento actual Ambos se basan en la condición en las que se encuentra el equipo actualmente.

Si una falla potencial se detecta entre los puntos P – F es posible tomar una acción para evitar o prevenir las consecuencias de la falla funcional

Es importante tener en cuenta que tomar una acción correctiva depende de que tan rápido ocurre la falla y estas tareas se conocen como tareas basadas en la condición de los equipos

FACTIBILIDAD DEL TAREAS BASADAS EN LA CONDICION Para que una tarea basada en la condición sea técnicamente factible, el intervalo neto P – F debe ser mas largo que el tiempo requerido para tomar acciones y así evitar o reducir las consecuencias de una falla

En la practica los intervalos P – F largos son deseables por las siguientes razones: • Es posible llevar a cabo lo necesario para evitar las consecuencias de la falla de una manera más considerada • Se requieren menos inspecciones basadas en la condición

FACTIBILIDAD TECNICA DE TAREAS BASADAS EN LA CONDICON La programación de tareas basadas en la condición son técnicamente factibles si:

Es posible definir una condición de falla potencial clara

El intervalo P – F es razonablemente consistente

Es práctico monitorear los ítems en intervalos menores que el intervalo P – F

El intervalo neto P – F es lo bastante grande para ser usado

TECNICAS EMPLEADAS PARA TAREAS BASADAS EN LA CONDICIÓN Se dividen en 4 categorías

Técnicas de monitoreo de condición, que involucran el uso de equipo especializado para monitorear las condiciones de otros equipos

Técnicas basadas en las variaciones de la calidad del producto

Técnicas de monitoreo de efectos primarios, el cual considera el uso inteligente de instrumentos existentes y equipo de monitoreo de procesos

Técnicas de inspección basados en los sentidos humanos

Hoja de decisión de estrategias

Tareas Proactivas 

Mantenimiento a condición



Las tareas a condición consisten en chequear si hay fallas potenciales que permitan actuar para prevenir la falla funcional y sus consecuencias. Categorías de Técnicas de condición 1.- Monitoreo de condición. 2.- Variaciones en la calidad del producto. 3.- Monitoreo de efectos primarios. 4.- Inspección basada en los sentidos humanos. continuación

1.- Mantenimiento a Condición Las técnicas de mantenimiento a condición más sensibles suelen involucrar el uso de algún tipo de equipo para detectar fallas potenciales.

1.- Efectos dinámicos. 2.- Efectos de Partícula. 3.- Efectos químicos. 4.- Efectos físicos. 5.- Efectos de Temperatura. 6.- Efectos eléctricos

MONITOREO DE CONDICION

Se usa algún equipo para monitorear la condición de otro equipo

Existen cientos de técnicas pero todas estas son diseñadas para detectar efectos e las fallas. Como son:

EFECTOS DINAMICOS

Este monitoreo • Ej. detecta fallas • Análisis vibracional potenciales la • Impulso de choque cuales emiten una anormal cantidad • Análisis ultrasónico de energía • Emisión acústica, etc. emitida en forma de ondas tales como la vibración, pulsos y efectos acústicos.

EFECTOS DE PARTICULAS Detecta fallas potenciales debido a partículas de diferentes tamaños y formas que están en el medio donde los elementos están operando.

• Ej.: • Análisis ferrográfico • Presión diferencial • Contador de partículas • Sensor ferromagnético • Sensor de escombros de todos los metales • Grado de filtración, etc.

EFECTOS QUIMICOS Detecta fallas potenciales los cuales han sido causados por cantidades de elementos químicos dentro del medio

• Ej.: • Espectroscopia por emisión o absorción atómica • Espectrometría • Espectroscopia infrarroja • Cromatografía de gases • Microscopia electrónica • Corrosión electroquímica • Analizador de escape de gases, etc.

EFECTOS FISICOS Detectan fallas que abarcan cambios en la apariencia física o estructura de los equipos los cuales pueden ser detectados directamente

• Ej.: • Líquidos y tintes penetrantes • Inspección por partículas magnéticas • Ultrasonido por la técnica de pulso – eco • Rayos X, etc.

EFECTOS DE LA TEMPERATURA Detectan fallas • Ej.: potenciales • Buscadores que causan infrarrojos elevación de la • Técnicas de temperatura termometría del propio equipo

EFECTOS ELECTRICOS Estas técnicas muestran cambios en la resistencia, conductividad, fuerza eléctrica y potencial

• Ej.: • Resistencia eléctrica • Monitoreo de potencial • Pruebas de megger • Análisis de circuitos de motor • Descarga parcial, etc.

2.- Variación de la calidad del producto Toneladas extraidas Producción diaria 130

dias 1 2 3 4

120 110

tons

100 90 80 70 60 50 op pala dias

1 2 3 1

1 2 3 2 1

1 2 3 1

1 2 3 2 2

1 2 3 1

1 2 3 2 3

1 2 3 1

1 2 3 2 4

3.- Monitoreo de Efectos primarios Los efectos primarios ( Velocidad, caudal, presión, temperatura, potencia corriente, etc.) son una fuente más de información acerca de la condición de los equipos.

4.- Los sentidos humanos Las técnicas de inspección a condición más conocidas son aquellas basadas en los sentidos humanos( mirar, oír, tocar y oler).

TECNICAS BASADAS EN LOS SENTIDOS HUMANOS Son las más conocidas técnicas de inspección (vista, oído, tacto y olfato) pero tiene dos potenciales desventajas al ser usadas:

• En el momento en el que es posible detectar muchas fallas usando los sentidos humanos, el proceso de deterioro esta ya bastante avanzado, esto significa intervalos P – F muy cortos por lo tanto las inspecciones deben ser más frecuentes y respuestas más rápidas • El proceso es subjetivo, esto dificulta el desarrollo de un criterio preciso de inspección y las observaciones dependen mucho de las experiencias y aun del estado mental del observador

TECNICAS BASADAS EN LOS SENTIDOS HUMANOS Sin embargo también tienen ventajas: • El ser humano es versátil y puede descubrir una amplia gama de condiciones de falla • Esto puede ser muy rentable, si el monitoreo es hecho por personal que esta cerca o de alguna forma relacionado con los equipos en el curso de sus deberes normales • Un ser humano puede ser entrenado para juzgar la severidad de una falla potencial y además tomar una acción apropiada para contrarrestar sus consecuencias

CONCLUSION Estos métodos son extremadamente sensibles, algunos de ellos nos dan varios meses o varios años de advertencia de la falla.

Sin embargo están limitados debido a que monitorean solamente un parámetro o condición. Lo que poseen en sensibilidad no lo tienen en versatilidad (característica inherente de los seres humanos) Las técnicas de monitoreo de la condición pueden ser espectacularmente efectivas cuando son usadas apropiadamente, pero cuando son inadecuadas llegan a ser muy caras y ocasionan lamentables perdidas de tiempo

Hoja de decisión de estrategias

TAREAS PROACTIVAS 

Factibilidad de las Tareas a condición : Las tareas de condición son técnicamente factibles si : 1.-Clara condición de fallo potencial 2.-El Intervalo P – F es : -Razonablemente consistente. -Suficientemente largo p/ejecutar alguna acción. -Resulta práctico chequear a intervalos menores que p-f.

CURVAS P-F NO LINEALES

CURVA P-F LINEAL

COMO DETERMINAR EL INTERVALO P - F Es normalmente sencillo determinar el intervalo el intervalo P-F para equipos cuyos modos de falla están relacionados con la edad.

Pero por otro lado los intervalos P-F pueden ser sorprendentemente difíciles de determinar en los casos en que las fallas suceden al azar debido a que no se puede conocer cuando comenzara un modo de falla y por tanto no se puede determinar cuan larga es la curva P-F

COMO DETERMINAR EL INTERVALO P-F Criterio 1: Observación Continua Criterio 2: Comenzar con un intervalo corto y gradualmente ir extendiéndolo Criterio3: Intervalos arbitrarios.

Criterio 4: Investigación. Criterio 5: Aproximación racional

CUANDO UNA TAREA BASADA EN LA CONDICION DEBE SER VALORADA

CUANDO UNA TAREA BASADA EN LA CONDICION DEBE SER VALORADA Debe cumplir los siguientes criterios: • Una tarea basada en la condición prevista para prevenir un incidente oculto debe reducir el riesgo de un incidente múltiple a un nivel aceptable bajo • Si la falla tiene consecuencias con la seguridad o el medio ambiente • La tarea debe ser efectiva en lo que a costos se refiere. Significa que el costo de hacer la tarea debe ser menor que el costo de no hacerlo • Las consecuencias operacionales son usualmente caras por lo tanto la tarea basada en la condición representa un costo efectivo • El único costo de la falla funcional que no tiene consecuencias operacionales es el costo de reparación, en este caso la tarea basada en la condición puede ser técnicamente factible, pero no efectiva en los costos

SELECCIÓN DE TAREAS PROACTIVAS Cuando se tienen tareas de dos o mas puntos de vista diferentes técnicamente factibles para el mismo modo de falla. Estas podrían ser las siguientes:

• Tareas basadas en la condición: • Pueden casi siempre ser desempeñadas sin mover el activo de su posición de instalación y normalmente mientras esta en operación • Identifican una condición de falla potencial especifica para definir una clara acción correctiva antes de empezar a trabajar • Identifica la falla potencial en la etapa inicial, permite que el componente realice toda su vida útil