Termoingenieria...

1
1. GENERALIDADES
1.1 Antecedentes
General Motors Omnibus BB Transportes S.A. es una de las empresas
ecuatorianas dedicada al ensamblaje de automóviles Chevrolet que requiere técnicas
predictivas como en este caso la TERMOGRAFÍA que ayuda a detectar la aparición
temprana de fallas de cada uno de los componentes mecánicos, eléctricos térmicos ,
de tal manera que el mantenimiento se lo haga oportunamente y se evite de esta
forma paralizaciones perjudiciales para la empresa.
En la actualidad la técnica predictiva con la ayuda de la termografía constituye
una herramienta indispensable para el seguimiento de los rangos permisibles de
temperatura en los equipos razón por la cual Mantenimiento Pintura adquiere una
cámara termográfica para contar con un confiable análisis de tendencias
termográficas.
1.2 Justificación
Durante los últimos años la planta body shop, ha trabajado con un plan de
mantenimiento preventivo y correctivo, en ese tiempo la planta ha sufrido “fallos
imprevistos catastróficos” como cortocircuitos de brazos, cables de fuerza,
recalentamiento en puntas y transformadores, fuentes de energía, frenos de motores
etc, debido a que no se ha realizado trabajos que nos ayuden a detectar y prevenir

2
dichos fallos; el personal de mantenimiento con el afán de mejorar su gestión
propone la “IMPLEMENTACIÓN DEL PROGRAMA DE MANTENIMIENTO
PREDICTIVO MEDIANTE TERMOGRAFÍA INFRARROJA EN EQUIPOS
DE SOLDADURA POR RESISTENCIA GM OBB ” el mismo que nos permitirá
buscar fallas prematuras que nos indicarán de manera exacta la tendencia del
deterioro que tienen los diferentes componentes y en base a ello realizar las
correcciones que sean necesarias hasta alcanzar la máxima disponibilidad de los
sistemas.
1.3 Objetivo General
El siguiente programa de mantenimiento predictivo mediante termografía
infrarroja realizado por mantenimiento suelda, tiene como objetivo describir los
lineamientos generales referentes a la planificación y acción del monitoreo de
condición de los equipos de soldadura por resistencia mediante termografía
Infrarroja, según las normas internacionales y criterios de mantenimiento de GM
OBB.
2. Documentos de referencia
 Recomendaciones del fabricante, información proporcionada por
Mantenimiento Suelda. (Historial de Fallas, Criticidad de los Equipos, etc.).
 ASTM E1934 Thermal testing.
 Nondestructive handbook infrared and testing.

3
3. Responsabilidades
3.1. Supervisor del Proyecto.
Encargado de supervisar y evaluar el desarrollo del proyecto: LG
Mantenimiento Suelda.
3.2. Jefe de Inspección. Inspector Termográfico Especialista de Soldadura (MAAC).
 Responsable del cumplimiento pleno de las actividades de
inspección.
 Revisión y aprobación de informes de campo.
 Emitir recomendaciones fiables.
 Revisión de diagnóstico y correcciones de problemas detectados por
termografía infrarroja en equipos de soldadura por resistencia.
3.3. Inspector Termográfico. Ejecutor. Nivel I SNT
 Ejecución de procedimiento de identificación y/o determinación de
emisividades.
 Ejecución de procedimiento determinación de temperatura reflejada.
 Configuración de la cámara termográfica.
 Toma de datos en campo, fotografía del lugar inspeccionado y
termogramas necesarios.

4
 Levantamiento de datos a software de la cámara termográfica.
 Sectorizar y contrastar las zonas de precaución o alarma, con
referencias cualitativas.
 Denotar, en caso necesario las zonas de precaución con referencias
cuantitativas.
 Elaboración de informes de campo.
4. Equipos y materiales
Ver anexo 1 especificaciones de la cámara termográfica propiedad de
Mantenimiento Suelda.
 Cámara Termográfica,
 Software de procesamiento de datos de Termografía FLIR Quick Report.
 Computador Portátil.
 Cámara digital fotográfica
 Papel aluminio.
 Cinta aislante auto vulcanizante ¾” aislante eléctrico”Taype”.
5. Glosario
Calor: Es una forma de energía en movimiento (fluyente), en la cual la energía
térmica es la fluyente.

5
Calor por Conducción: Es la transferencia de calor desde una región de alta
temperatura a una región de temperatura más baja a través de comunicación
molecular directa en el interior de un medio o entre medios en contacto físico
directo sin flujo del medio material.
Calor por Convección: Es la combinación de conducción y transferencia de
energía térmica a través de fluidos en movimiento o el movimiento de grupos de
partículas calientes hacia áreas más frías en un medio material. A diferencia de
conducción pura, ahora, el fluido en movimiento está adicionalmente envuelto en
la convección. Este movimiento ocurre en fluidos o en el interior de ellos, pero
no en sólidos, porque en estos, las partículas mantienen su posición relativa hasta
tal punto que no se permite el movimiento o el flujo en masa de las mismas, y por
lo tanto la conexión no puede ocurrir.
Calor por Radiación: La radiación presenta una diferencia fundamental
respecto a la conducción y la convección: las sustancias que intercambian
calor no tienen que estar en contacto, sino que pueden estar separadas por un
vacío. La radiación es un término que se aplica genéricamente a toda clase de
fenómenos relacionados con ondas electromagnéticas.
Emisividad: Cualidad de los cuerpos que indica la cantidad de calor radiada por
el mismo, se considera que un cuerpo negro (emisividad 1) es el que radia todo el
calor
IFOV: Campo de Visión instantáneo (mm) permite especificar el tamaño del
objeto más grande radiante que puede detectar la cámara en función de la
distancia a la que se encuentra la misma.

6
Figura 1: Relación entre el campo de visión y distancia.
Imagen: Documento gráfico, de aspecto parecido a una fotografía, que resulta de
restituir información digital obtenida por un sensor remoto no fotográfico tal como
un escáner, un radar, etc.
Infrarrojo: Relativo o perteneciente al infrarrojo. Banda espectral que abarca
longitudes de onda desde 0.7 a 100 micrómetros.
Figura 2: Espectro electromagnético

7
Rojo: Zona relevante donde el contraste manifiesta la presencia de un aumento de
temperatura no esperado.
Temperatura: Es una medida de la energía térmica contenida en un objeto
Temperatura reflejada: Valor que se asigna a la configuración de la cámara
termográfica para corrección de la temperatura medida, se origina en la influencia del
entorno
Termografía: La Termografía es la medición en tiempo real de radiación emitida
por la superficie de un objeto, produciendo una imagen visible de la radiación
infrarroja que es invisible.
Termograma: Gráfico obtenido mediante la Termografía.
SNT: Society Nondestructive Testing.
Cp: La capacidad de un proceso es la aptitud para generar un producto que cumpla
con determinadas especificaciones (límites de especificación).
Cpk: El centramiento de proceso sirve para determinar si los datos obtenidos están
más bajo o más alto de la media poblacional real o del valor que hemos fijado como
centro.

8
6 Flujograma programa de mantenimiento predictivo
Autor: José Guallichico
INICIO
ELABORACIÓN
DEL PROGRAMA
DE INSPECCIÓN
EJECUCIÓN Y
ANALISIS DE LA
INSPECCIÓN
ELABORACIÓN DE
PROGRAMAS DE
EJECUCIÓN Y DE
CORRECTIVOS
ELABORACIÓN DE
ESTADISTICA
FASE 1
FASE 2
FASE 3
FASE 4

9
FASE I
Autor: José Guallichico
Fecha de creación: 01/07/12
Fecha de actualización: 15/07/12
SI
NO
INICIO
DETERMINAR
AREA DE TRABAJO
E IDENTIFICAR
EQUIPOS
(PM.BS.01)
ESTABLECER
EQUIPOS A
ANALIZAR Y
VERIFICAR
CRITICIDAD
(PM.BS.02)
EMISIÓN ORDEN
DE TRABAJO VÍA
MÁXIMO
EQUIPO CLASE”C
MODERADO”
CRITICIDAD = A ^
B
FASE II EJECUCIÓN
DE LA INSPECCIÓN

10
FASE II
Autor: César Olmedo
Fecha de actualización: 15/07/12 * Ver Seteo de emisibilidad y temperatura reflejada
INICIO
PREPARACIÓN DE
EQUIPO DE
MEDICIÓN. *Seteo
 Emisibilidad
 °T reflejada
COMPARACIÓN DE
DATOS MEDIDO Vs
NOMINAL
DIAGNÓSTICO DE
ACUERDO A
TABLAS DE
SEVERIDAD
SI
MEDIDO ≤
NOMINAL
EJECUCIÓN DE
RECOMENDACIONES
Y CORRECCIONES
FASE III
EJECUCIÓN DE
CORRECTIVOS
CONTINUAR EL
PROGRAMA DE
MONITOREO
SI
NO

11
Seteo de temperatura reflejada
INICIO
Colocar papel aluminio en
superficie aledaña al
equipo
VARIABLES:
- e : emisibilidad
- ° T ambiente: a
- ° T reflejada: b
- ° T aparente: c
Medición 1
Si e: 0.95 ⇒
- a: x
- b: y
- c: z
Si a ≤ y‘
Medición 2
Si e: 1 ⇒
- c: y‘
- ⇒b: y‘
Seteo Camara
y‘: °T reflejada
FIN
NO
SI

12
Seteo de emisibilidad.
INICIO
Colocar un segmento
de cinta aislante negra
type 33 en la
superficie a ser
medida del equipo
Medición 1
Si e: 0.95 ⇒
- °T reflejada: y‘
- °T aparente : K
K
Si
K =K‘
Medir lado sin aislante
Si:
- ° T aparente: K‘
- ° Treflejada: y‘
e<<<
FIN
NOSI

13
FASE III
INICIO
ELABORACIÓN
DEL PROGRAMA
DE CORRECTIVOS
EJECUCIÓN DE
PROGRAMAS DE
ACUERDO A
PATRONES DE
FALLA
COSTOS DE
INSPECCIÓN
ENVIO DE
REPORTE LG
FASE IV
GENERACIÓN DE
ESTADISTICAS

14
FASE IV
|
INICIO
AUX: 0
Medir : 25 datos
VERIFICAR
TOLERANCIA
±12.5 ^ 7.5
CP y CPK >1.33
FRECUENCIA DE 8
SEMANAS; 12
SEMANAS
FIN
Si
CP y CPK>1.33
AUX: 1
Revisión modificación
sistemas de ajustes

15
7. Procedimiento de inspección termográfica
7.1 Objetivo Procedimiento
Detectar el desarrollo de falla de un componente de soldadura a través de un análisis
térmico antes que la misma degrade al sistema a límites de precaución o alarma,
utilizando criterios de tolerancia y severidad definidos por GM OBB.
7.2 Pasos a seguir
7.2.1 El personal encargado de la toma de datos puede ser Nivel I de ASNT. Según
la guía estandarizada para equipos eléctricos y mecánicos ASTM Ver anexo 2
se definen las responsabilidades del personal.
7.2.2 Determinación de la emisividad a utilizar. Las pistolas de Soldadura por el
tipo de material se seteará con una emisibilidad igual a 0.90 Ver anexo 3
7.2.3 En el caso de desconocer la emisividad de un cuerpo a medir colocar una
cinta eléctrica con emisividad conocida Ver flujograma de seteo de emisibilidad
(0,95)
7.2.3 Determinación de la temperatura reflejada. Para conocer la temperatura
reflejada, colocar papel platino (Foil de Aluminio) arrugado y extendido delante

16
del cuerpo, usando una emisividad igual a 1 y midiendo la temperatura promedio
sobre el papel platino
7.2.4 Una vez conseguidos los valores en 7.2.2 y 7.2.3. estos serán considerados
para futuras lecturas asumiendo que no haya factores externos que los alteren.
7.2.5 Borrar la memoria de los datos previamente grabados.
7.2.6 Configurar la cámara termográfica con los valores derivados de 7.2.2 y 7.2.3
además de la distancia, que debe estar acorde con el menor tamaño del objeto a
inspeccionar, asignar paleta de colores, alarmas sonoras; de contar con las
mismas fijar el límite inferior cuantitativo. Ver anexo 4 aspectos de seguridad.
7.2.7 Los equipos a inspeccionar deberán encontrarse energizados y en operación
continua, habiendo alcanzado sus parámetros de operaciones nominales:
corrientes, temperatura, presión, etc. Y presentar condiciones limpias, que no
obstruyan las imágenes de cada termograma. Ver anexo 5 (parámetros de
funcionamiento de equipos de soldadura.)
7.2.8 Verificar las características técnicas y físicas de la máquina y/o equipos a
evaluar (ubicación, línea de alimentación eléctrica, marca, modelo, etc.) Ver
anexo 6 especificaciones de equipos de soldadura.

17
7.2.9 Identificar la ubicación de los Puntos y/o Áreas de Medición de los Equipos.
Ver anexo 7 (puntos de medición de equipos de soldadura )
7.2.10 Ubicarse en Posición de toma de datos según:
 Evitando posibles reflejos de las superficies adyacentes o del mismo equipo
evaluado
 Mantener la distancia necesaria para observar los objetos de menor tamaño,
en función de los parámetros de la cámara utilizada.
 Efectuar la toma asegurándose que la misma quede guardada en la cámara
7.3 Análisis cuantitativo y cualitativo
En caso de que sea evidente un desarrollo de falla el inspector deberá efectuar el
análisis en el campo tomando para ello los valores agregados de la cámara, e
inspeccionando el entorno para descartar falsas interpretaciones, o factores que
alteren las lecturas previstas. La capacidad de proceso Cp y Cpk es uno de los
métodos estadísticos que utilizaremos para verificar el comportamiento de la
temperatura los equipos.
7.3.1 De no darse el caso anterior el inspector deberá descargar la información en el
software correspondiente y realizar los informes comparativos en base a análisis
cuantitativo y cualitativo. Para ello se va a realizar un estadística en juntas
empernadas, sistema de refrigeración proceso de soldadura.

18
7.3.2 El análisis cuantitativo deberá integrarse a una tendencia de temperatura en el
tiempo para verificar la misma y utilizando los valores de precaución y alarma
que fueran establecidas.
7.3.3 El análisis cualitativo es básicamente comparativo y en primer lugar se
aprecia la diferencia entre componentes del equipo.
7.4 Graficas análisis de capacidad de proceso temperatura
 El primer paso para aplicar esta técnica estadística es definir la característica
de calidad que se va a medir en el equipo en nuestro caso es la temperatura en
los puntos ya mencionados.
 Para analizar el comportamiento del proceso, se toman muestras de
temperaturas y se realizan ensayos para determinar el valor de la
característica de calidad seleccionada previamente.
 Realizar los gráficos de control (X y R) para determinar si el proceso se
encuentra en Control Estadístico. Ver Flujograma capacidad de proceso.
 Establecer los límites superior e inferior para cada componente a analizar.
 Determinar la Capacidad de Proceso (Cp).
 Comprobar el Centramiento del Proceso (Cpk).
 Si el valor de Cp y Cpk tienen un valor menor a 1.33, se debe elaborar un
plan de acción para conseguir que el componente trabaje a la temperatura
óptima o satisfactoria, esto implica realizar los correctivos respectivos.

19
Flujograma salida de proceso.
Elaborado por: Departamento de Calidad GM OBB
Figura 3: Gráfica de Análisis Capacidad de proceso (cp y cpk ) – Temperatura

20
Análisis Cualitativo
Se basa netamente en las cualidades de funcionamiento del elemento a ser analizado,
teniendo en cuenta la anormalidad del mismo, zonas o superficies en que la
temperatura no este uniformes de acuerdo a parámetros ya establecidos, cabe indicar
que la medida de la temperatura es decir el valor es el último factor a ser tomado en
cuenta para su estudio.
Figura 4 : Elementos de soldadura analizados cualitativamente

21
Flujograma migración preventivo-predictivo
* Elaborado por: José Guallichico.
INICIO
GENERAR Y
EMITIR OTS
PREVENTIVO Y
PREDICTIVO
VÍA A MÁXIMO
REALIZAR
ESCANEO
TERMOGRÁFICO
MEDICIONES
DENTRO DE
PARÁMETROS
REALIZAR
COMPARATIVA
DE MEDICIONES
Y DATOS
IDEALES
IDENTIFICAR
DISCREPANCIA
TÉRMICA
REALIZAR
REPARACIÓN
GENERAR
ESTADISTICA DE
FALLA
REVISAR
FRECUENCIAS DE
MTTO
PREVENTIVO
DEFINIR
FRECUENCIA
DE MTTO
PREDICTIVO

22
La diferencia de temperatura (T) basado en las
comparaciones entre los componentes similares bajo la
carga similar
La diferencia de temperatura (T)
basado en las comparaciones entre el
componente y las áreas de °T
ambiente
La Acción recomendada
1º C – 3º C 1º C – 10º C Posible deficiencia
4º C – 15º C 11º C – 20º C Indica la deficiencia probable; repare como los permisos de tiempo
4º C – 15º C 21º C – 40º C Supervise hasta que puedan lograrse las medidas del correctivo
>15º C >40º C La diferencia mayor; repare inmediatamente
7.5 Criterios de Clasificación de Anomalías Térmicas en Sistemas Eléctricos.
NETA (International Electric Testing Association): Comparando la temperatura del
elemento con el similar (De referencia en buenas condiciones de Operación) y con la
temperatura del ambiente.
Tabla 1: Valores referenciales de criterio de temperaturas máximas norma NETA
Fuente* ANSI/NETA MTS-2011 Page 231
7.5.1 Criterios de medición equipos de soldadura
 Caudal de refrigeración:4 GPM
 Mediciones luego de 5 seg.
 Para disminuir los errores de medición en el arranque o al final de la jornada
de trabajo las temperaturas se realizó en un determinado horario, cuando los
equipos han alcanzado su régimen de trabajo nominal.
7.5.1.1 Criterios de medición cámara termográfica
 Temperatura reflejada : 25 °C
 Emisibilidad: 0.90

23
JUNTA °T Promedio(°C) °T Límite Superior (°C) °T Límite Inferior (°C) Acción Clasificación TOLERANCIA
CABLE DE FUERZA BRAZO FIJO 40 52.5 27.5 Deficiencia Reparar enla próxima parada ± 12.5 °C
BASE SHUNT 45 57.5 32.5 Deficiencia Reparar enla próxima parada ± 12.5 °C
CABLE DE FUERZA TAP TRAFO 36 48.5 23.5 Deficiencia Reparar enla próxima parada ±12.5 °C
CABEZAL BRAZO (MÓVIL) 27 34.5 19.5 Deficiencia Reparar enla próxima parada ±7.5 °C
CAPS 25 32.5 17.5 Deficiencia Reparar enla próxima parada ±7.5 °C
DISTRIBUIDOR DE AGUA INGRESO 22 29.5 14.5 Deficiencia Reparar enla próxima parada ±7.5 °C
DISTRIBUIDOR DE AGUA RETORNO 26 33.5 18.5 Deficiencia Reparar enla próxima parada ±7.5 °C
CILINDRO 24 31.5 16.5 Deficiencia Reparar enla próxima parada ±7.5 °C
CRITERIO DE MÁXIMA TEMPERATURA EN JUNTAS EMPERNADAS
CRITERIO DE MÁXIMA TEMPERATURA EN ELEMENTOS DE SISTEMA DE REFRIGERACIÓN
CRITERIO DE MÁXIMA TEMPERATURA EN CILINDROS
NIVEL °T DEL COMPONENTE (°C) CONDICIÓN
1 °T Promedio Satisfactorio, aceptable Continuar con elprogreso de la inspección
2 °T promedio ≤ comp. ≤LS Excesivo Realizar Inspección Mtto Preventivo
3 ≥LS Extremo Realizar eldesmontaje e inspección.
EVALUACIÓN DE SEVERIDAD TÉRMICA EN JUNTAS
ACCIÓN
3 ≥LS Extremo Realizar eldesmontaje e inspección.
EVALUACIÓN DE SEVERIDAD TÉRMICA SISTEMA DE REFRIGERACIÓN
ACCIÓN
Tabla 2: Criterio de aceptación de temperatura máxima en juntas, sistema de
refrigeración y cilindros.
* Elaborado por: César Olmedo
Tabla 3: Evaluación de severidad térmica en juntas empernadas.
Tabla 4: Evaluación de severidad térmica sistema de refrigeración

24
Tabla 5: Evaluación de severidad térmica en cilindros neumáticos
8 Frecuencia de inspección.
La frecuencia óptima de inspección será determinada por las necesidades de los
equipos. Y se basa en los criterios de cp y cpk del equipo. La frecuencia debe tener
una alta probabilidad de detección y ajustarse al periodo de desarrollo de falla.
La frecuencia anterior no exime de aquellas inspecciones que se deben realizar antes
y después de eventos de mantenimiento preventivo.
Las frecuencias propuestas de acuerdo a los resultados del cp y cpk.Ver anexo 8
Toma de muestras y resultados cp y cpk.
Todos los equipos que no cumplan con lo especificado se acordará con una
frecuencia de 1 mes y los que no cumplan con lo especificado se establecerá con una
frecuencia de 2 meses. Ver flujograma Fase IV.
≥LS Extremo Realizar eldesmontaje e inspección.
ACCIÓN
EVALUACIÓN DE SEVERIDAD TÉRMICA CILINDRO

25
También es importante inspeccionar los equipos nuevos o recién instalados como
parte del proceso de aceptación o comisionamiento y en base a esos parámetros
establecer una línea de base. Cuantitativa y cualitativa
8.1 Registros de inspección

26
9. Conclusiones y recomendaciones
9.1 Conclusiones
 La implementación del programa de mantenimiento predictivo enfocado a
equipos de soldadura por resistencia, será una herramienta imprescindible
que permitirá conocer el estado térmico de los sistemas de juntas empernadas,
sistema de refrigeración y proceso de soldadura, identificando y midiendo la
concentración de los elementos de desgaste y defectuosos.
 Los equipos de soldadura críticos no logran en la mayoría de los meses la
disponibilidad requerida por producción, a causa de que alguno de los
equipos que la conforman presentan fallas que requieren de cierto tiempo
para ser corregidas.
 Las fallas que más impactaron considerablemente la confiabilidad de los
equipos de soldadura son del tipo mecánicas e hidráulicas; y entre las más
resaltantes se encuentran pernos fracturados o flojos, falta de torque en
juntas, deficiente enfriamiento.
 Se determinó mediante una toma de datos, las temperaturas ideales de
funcionamiento de cada componente.
 Los patrones de severidad para cada uno de los sistemas se lo determinó en
función de componentes que entraron en falla por fatiga, cortocircuitos, y
recalentamientos.
 La optimización de las frecuencias de mantenimiento se lo realiza con la
ayuda de un control estadístico de proceso cp y cpk.

27
9.2 Recomendaciones
 Instruir al personal de mantenimiento sobre los procedimientos correctivos
en la ejecución de cada tarea de mantenimiento preventivo.
 Realizar los muestreos de temperatura con el fin de realizar un ajuste de
severidad térmica, con diferentes condiciones de medición.
 Ampliar el Plan de Mantenimiento Predictivo en tableros eléctricos, sistemas
hidráulicos y componentes de cargobususes. Con la finalidad de obtener un
control más detallado sobre el funcionamiento interno de los equipos.
 Capacitar a todo el personal de mantenimiento, a través de diversos cursos
de armado y desarmado de equipos de soldadura, etc.

Termoingenieria...

Recomendados

Recomendados

Más contenido relacionado

La actualidad más candente

La actualidad más candente (20)

Similar a Termoingenieria...

Similar a Termoingenieria... (20)

Último

Último (20)

Termoingenieria...