Proyecto fiabilidad disponibilidad

FIABILIDAD
DEMÁQUINAS
“DETERMINACIÓN DE LOS
ÍNDICES DE FIABILIDAD
APLICANDO EL SOFWARE
MCM (Método de la categoría
mediana ) EN EL ATOMIZADOR
SACMI ATM 50
MANTENIMIENTO INDUSTRIAL/
Docente Ing. Carlos Burgos A

OBJETIVOS:
GENERALES.
- Conocer la finalidad de la fiabilidad. De máquinas y su
aplicación práctica
- Aplicar los conocimientos de fiabilidad de máquinas a un
equipo determinado
• Justificar la aplicación de la fiabilidad de máquinas como
medio par incrementar a la productividad de un equipo
ESPECÍFICOS.
• Manejo e interpretación de las de las curvas obtenidas al
aplicar el MCM
• Determinar los índices de fiabilidad de máquinas con el uso
del MCM
• Determinar la confiabilidad del sistema o equipo en estudio.
• Aplicar los conocimientos aprendidos en la materia de
fiabilidad de máquinasMANTENIMIENTO INDUSTRIAL/

INTRODUCCIÓN

Todo lo circundante a nuestro alrededor esta construido o fabricado por una o
varias maquinas muchas de estas en nuestro país no se encuentran con su
respectivo análisis para tener la probabilidad de que funcionen sin fallas
durante un determinado tiempo, sino que se basan solamente a una frecuencia
dada de mantenimiento, muchas de las veces por falta de conocimiento estas
llegan a un punto tal como el de realizar mantenimientos correctivos muy
seguidos o también caer al punto del sobremanteni-
Miento dándonos como resultado unos elevados costos del mantenimiento.
En nuestra actualidad existen ya muchas formas para poder tener la certeza de
que nuestras maquinas se encuentren en el estado apropiado para la
producción.
•Como la ciencia avanza a pasos agigantados esta ha dejado atrás a los
procesos rudimentarios como actualmente se los conoce, aplicando así
métodos ya programados computacionalmente los mismos que nos ayuda a
elevar la confiabilidad de un sistema.


JUSTIFICACIÓN

La fiabilidad de maquinas es una ciencia muy importante dentro
de lo que corresponde al mantenimiento, especialmente en las
industrias donde no lo tienen y solamente se basan a un
mantenimiento de frecuencias , preventivo dando como resultado
futuro el realizar mantenimientos correctivos y si se da un
sobremantenimiento sabemos que nos influye en lo que respecta
a costos de mantenimiento, ya que lastimosamente no se ha
podido realizar un análisis de fiabilidad para poder saber que tan
confiable se encuentran nuestros equipos para la producción, y
cada que tiempo se debe realizar el mantenimiento al sistema.
Mediante un software se puede saber que tan fiable se
encuentran las maquinas ya que estos son de gran precisión y
los mas utilizados actualmente en industrias donde se preocupan
del mantenimiento para el cual nosotros lo podemos realizar para
dar una frecuencia basada en la fiabilidad computarizada.

MARCO TEORICO

•Mantenimiento enfocado en la fiabilidad.

El mantenimiento centrado en la fiabilidad se propone preservar el estado
original del diseño o normal de operación. Es evidente que para que esto sea
posible los equipos deben ser capaces de cumplir las funciones para las
cuales fueron seleccionados y que la selección haya tenido encuenta la
condición operacional real.

•mantenimiento enfocado en la fiabilidad se caracteriza por:
•1. Considerar la fiabilidad inherente o propia del equipo /instalación
•2. Asegurar la continuidad del desempeño de su función
•3. Mantener la capacidad y calidad productiva
•4. Si deseamos aumentar la capacidad, mejorar el rendimiento,
incrementar la fiabilidad, mejorar la calidad de producción necesitaremos un
rediseño.
•5. Tener en cuenta la condición operacional: donde y cuando se esta
usando

• En muchos de los casos se obtiene la mejor disponibilidad y el menor
costo haciendo que un equipo y sus componentes, sean
preventivamente cambiados a ciertos intervalos.
• Esto solo es para equipos sencillos o complejos con modo de falla
dominantes. Ejemplos de estos pueden ser los revestimientos de tolvas,
refractarios de horno, cuchillas de corte, en general cuando existe
contacto directo entre producto y piezas de desgaste. También pueden
estar vinculados a fatiga corrosión.
• Un mantenimiento basado en la fiabilidad empieza planteándose
siete preguntas básicas sobre cada uno de los equipos que constituye
una instalación industrial.
• 1. ¿ Cuales son las funciones?
• 2. ¿De qué forma puede fallar?
• 3. ¿Cuál es la causa de su fallo?
• 4. ¿Qué sucede cuando falla?
• 5. ¿Cuan severos son los efectos de la falla?
• 6. ¿Qué se puede hacer para prevenir los fallos?
• 7. ¿Qué sucede si no se puede prevenir los fallos?


• Funciones y estándar de funcionamiento
• Cada equipo en una planta ha sido seleccionado para un
propósito determinado es decir para cumplir una función
especifica y la perdida parcial o total afectara a la planta en
una medida que dependerá de:
• De modo que se debe comenzar por definir las funciones y
los estándares de comportamientos asociados a cada
equipo, con el contexto operacional. En lo posible los
estándares de funcionamiento deberán ser cuantificados y
contemplar los siguientes aspectos: producción, calidad,
seguridad, medio ambiente, costos.
• ¿Como cada equipo en su función puede fallar?
• Esto nos lleva al concepto de fallo funcional que se puede
definir como la incapacidad de un elemento o componente o
equipo para satisfacer un estándar de funcionamiento
deseado.


• Modos de fallos
• Ahora nos toca reconocer los modos de fallos que pueden causar la
perdida total o parcial de una función.
• También es muy importante determinar la o las causas origen de modo de
cada fallo para así llegar a las causas y no en el fallo mismo

• Modo A comienza con una falla en el inicio y luego puede ser constante o
ascendente.
• Termina finalmente con un desgaste rápido.
• Modo B constante o ligeramente ascendente. Termina en una zona de
desgaste rápido.
• Modo C ligeramente ascendente pero sin edad definida identificable.
• Modo D probabilidad de fallo bajo cuando el equipo es nuevo, luego
aumenta rápido y constantemente.
• Modo E fallo constante en todas las edades.
• Modo F comienza con una mortalidad infantil alta que desciende a una
probabilidad muy baja o constante.

• Efectos de fallos.
• Cuando se determinan los modos e fallo también debe determinarse el o
los efectos de cada fallo (que ocurriera si pasaría el fallo) y la severidad de
aquellos, este paso nos permite cuantificar la importancia del fallo y por lo
tanto el tipo de mantenimiento (preventivo, predictivo, etc).

• Consecuencias de los fallos
• Consecuencias no evidentes de los fallos
• Por ejemplo fallos en las protecciones de los equipos las consecuencias, no
pueden ser evidentes, pero se exponen a otras mas graves. Se les debe dar
alta prioridad.
• Consecuencias en la salud, medio ambiente y la seguridad
• Puede herir o matar a alguien. Pueden afectar la salud o el medio ambiente.
• Este análisis se efectúa antes de los fallos funcionales.
• Prioriza a las personas y al medio ambiente frente a la producción
• Consecuencias operacionales
• El fallo tiene consecuencias sobre la calidad del producto, la cantidad de
producción o costos industriales altos, en adición a los costos directos de la
reparación.
• Estas consecuencias cuestan dinero y lo que cuesta sugiere cuanto se debe
gastar en prevenirlos.
• Consecuencias no operacionales
• No afectan en forma directa a la seguridad ni ala operación, por lo que el
único gasto directo es el de la reparación como por ejemplo pinturas
edificación no operativa, iluminación perimetral, etc


TRABAJO # 1
 MÁQUINA SELECCIONADA: Atomizador atm 15
 SECTOR PRODUCTIVO Y DE SERVICIOS AL QUE
PERTENECE.
 SECTOR PRODUCTIVO: Producción cerámica
 CLASIFICACIÓN DEL SECTOR: Secto secundario
 CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS Y ECONÓMICAS.
 2.1 Características técnicas.
Denominación: Atomizador para barbotina
cerámica
Modelo: ATM 15
Año de fabricación: 1985
Procedencia: Italia
Marca: SACMI
Altura: 15 m
Diámetro: 3,25 m
Temperatura de operación: 650INDUSTRIAL/
MANTENIMIENTO
º C.

ATOMIZADOR NÚMERO DENOMINACIÓN
1 Carpintería
ATM 15 2 Torre y revestimiento
3 Puerta reinspección
4 Despolvorizador
5 Electroventilador principal para
la barbotina
6 Abatidor
7 Electroventilador para el
abatidor
8 Regulador de flujo
9 Generación y transmición de aire
caliente
10 Filtración y separación de la
barbotina
11 Pulverización del combustible
(gas)
12 Pulverización del combustible
MANTENIMIENTO INDUSTRIAL/ (líquido)

SISTEMAS Y SUBSISTEMAS.
 (A) Sistema de bombeo y
pulverización de la suspensión.
A.1 SS Alimentación y filtros
A.2 SS Rociador de barbotina


(B) Sistema de generación y alimentación de gases
calientes
B.1 SS limpieza y pulverización del combustible

B.2 SS Generación y
alimentación de aire caliente


C) Sistema de separación del polvo atomizado de los
gases
c.1 SS Despolvorizador c.2 SS Electroventilador
principal


D) Sistema de soporte de elementos
D.1 SS Carpintería D.2 Torre y revestimiento


FALLOS Y CLASIFICACIÓN


EVALUACIÓN PRÁCTICA DE LA FIABILIDAD .
• OBJETIVOS
• Determinar en forma practica el índice de fiabilidad del ATOMIZADOR
ATM 15, basados en el método de evaluación práctica.
• Demostrar la importancia del método de evaluación practica a fin de tener
una aproximación valedera de la fiabilidad del equipo en estudio.
• JUSTIFICACIÓN
• Emplear el método de evolución práctica de la fiabilidad se justifica pues
en muchos casos no se cuenta con un historial más o menos detallado de
los fallos que ha sufrido ese equipo a lo largo de su periodo operativo,
esto considerando que en las diferentes empresas el mantenimiento se
limita al correctivo, dejando de lado el mantenimiento preventivo, el
predictivo y herramientas como la fiabilidad de máquinas. Además porque
al técnico de mantenimiento en una o varias ocasiones deberá evaluar de
forma rápida y muy práctica la fiabilidad del equipo en el que vaya a
realizar tareas de mantenimiento, poniendo a prueba su conocimiento y
perspicacia con objeto de realizar una buena aproximación. Por lo que a
continuación se determinará el índice de fiabilidad práctico considerando
parámetros como:
• Inspección visual
• Pruebas y mediciones
• Edad
• Medio ambiente MANTENIMIENTO INDUSTRIAL/
• Ciclo de trabajo. Docente Ing. Carlos Burgos A

• INSPECCIÓN VISUAL.
• Considerando la gran envergadura del ATOMIZADOR la inspección visual
resulta más o menos difícil por lo que los criterios obtenidos de esta
inspección se conjugan entre aquellos obtenidos en momentos en que el
equipo se encuentra en paro y aquellos cuando el sistema está
funcionando. Haciendo está aclaración que resulta necesaria, se
expondrán los resultados no sin antes hacer una breve descripción de la
inspección efectuada.
• De forma general el cuerpo del atomizador hoy muestra una buena
apariencia, debido a la reconstrucción a la que fue sometido sin embargo
lo rodea un ambiente polvoriento y húmedo, en los periodos de paro su
temperatura cae hasta 10 º C (temperatura promedio ambiente) y cuando
se encuentra trabajando llega hasta 120 º C en su parte exterior y a 660 º
C (temperatura de trabajo) en su parte interior.
• En el sistema de limpieza y pulverización se pueden observar fugas de
combustible lo que sumado a la presencia de polvo y humedad
contribuyen al deterioro de cañerías y ductos de circulación, baja
eficiencia respecto a la relación combustible alimentado y combustible
aprovechado.
• En el sistema de generación y alimentación de aire caliente como se dijo
anteriormente debido a la poca facilidad que presta para su mantenimiento
se puede observar la gran


presencia de polvo, altas temperaturas (las segundas más altas
después del hogar de atomizador) se observa deterioro por
abrasión de los ductos más en el codo principal.
En condiciones de operación el principal problema es la
vibración general del sistema por su vecindad con equipos como
molinos y prensas, pero a nuestro criterio este problema se
agrava por su pobre cimentación lo cual ocasiona aflojamiento
de abrazaderas, rotura de los elementos más sensibles,
desalineación de ejes de motores.
Quizá la mayor ventaja o lo mejor que se puede observar en el
atomizador es el estado del sistema de aislamiento de
temperatura de su cuerpo debido como se dijo anteriormente a
su reconstrucción esto contribuye a que se aproveche al
máximo el calor generado.
El sistema de arranque es manual accionando por medio de un
perfil de biela tanto el sistema de alimentación y pulverización
de barbotina como los sistemas de generación de aire caliente
y alimentación de combustible diesel. Los controles de
temperatura, electroválvulas, termostatos, presóstatos se
encuentran en buen estado ya que si se someten a frecuentes
inspecciones debido aMANTENIMIENTO INDUSTRIAL/
su importancia.

• B) PRUEBAS Y MEDICIONES.
• Las pruebas mas importantes a realizar en el atomizador son: Temperatura:
Esta fluctúa entre 10 º C (temperatura ambiente) y 660 º C (en
funcionamiento) de esto podemos decir que estas temperaturas se obtienen
en el interior y el exterior del atomizador.
• La velocidad de los motores: El del electroventilador principal es 2650 rpm
es decir el 80% de la nominal (3200 rpm). El motor del sistema de
pulverización alcanza las 2160 rpm es decir el 90 % de la velocidad
nominal, estas diferencias se deben básicamente a la vibración que acusa
desalineación de ejes.
• Si hablamos de potencia en ele sentido de calorías producidas podemos
decir que se aprovecha aproximadamente el 90 % del calor producido.


3) EDAD.
Considerando que su año de fabricación es 1985 se puede
asumir según la tabla deberíamos asumir o valorar con 8
puntos.
Pero por la reconstrucción a la que se sometió consideraremos
como si tuviera una edad de 13 a 15 años.


4) MEDIO AMBIENTE.
El medio ambiente en el que opera el atomizador está
caracterizado por humedad excesiva, polvo abrasivo en todos sus
alrededores, la limpieza de elementos inasequibles es casi nula
por lo que se adhiere el polvo causa corrosión y rotura. La
humedad está presente en algunos de sus elementos.

•5) CICLO DE TRABAJO.
Dadas las condiciones en las cuales opera es decir el sistema en
varias ocasiones cuando se debe cubrir compromisos de
producción el trabajo es continuo. En otras ocasiones se trabaja a
carga media con periodos de trabajo y paro. Considerando que
en su mayoría se lo hace a carga media asumimos 7 puntos.

• 6) RESULTADOS


DETERMINACIÓN DE LOS ÍNDICES DE FIABILIDAD
APLICANDO EL MÉTODO DE LA CATEGORÍA
MEDIANA (MCM).
RESULTADOS Y DISCUSIONES


• En la figura anterior claramente se puede observar que el
parámetro de forma es 1,61 es decir >1 de lo que se puede
deducir que la máquina se encuentra en su periodo de
selenidad o de desgaste pero no en un desgaste considerable
sino iniciando la segunda mitad de esta zona de desgaste,
esto se debe a la reconstrucción a la que fue sometido en un
40% y sus demás elementos y sistemas fueron sometidos a
overhauts.
• La vida característica obtenida es de 200, 035 horas lo que
indica que cada 200, 035 horas es posible que se den fallos
en el tiempo de estudio acumulado.
• La taza de falla característica obtenida es de 4,99 * 10 -3
esta indica la probabilidad de que el equipo falle desde el
inicio de su operación hasta el tiempo de la última falla
registrada .
• Como se dijo anteriormente la correlación r como ya se dijo0
anteriormente lo que indica es que la linealización que hace el
software es buena.


A continuación se muestran las gráficas obtenidas para la
fecha actual (5628 hora operativas).


• De la gráfica se puede observar que la fiabilidad de la máquina
en la s condiciones actuales es del 56 %, es decir se tiene una
fiabilidad aceptable sin embargo a pesar de su reconstrucción
es mas bien baja esto se debe a que se le somete en la
mayoría de los casos a mantenimiento correctivo mas aun de
aquellos elementos que por su envergadura resulta
inasequibles.
• Del mismo modo se puede observar que la desconfiabilidad
obtenida R(t) es del 44 % es decir existe un 44 % de
probabilidad de que el equipo falle o trabaje con falla.
• A continuación se muestran los gráficos de densidad de
probabilidad de falla f(t) y función taza de falla.


• De la gráfica anterior se puede observar que la densidad de
probabilidad de falla f(t) es de 0,00379 es decir existe un 0,3 % de
probabilidad de que el equipo falle en el tiempo t y t + t. Lo que
según la interpretación que le podemos dar significa que es un
buen indicador ya que en nuestro caso la probabilidad de que
ocurran fallos ha ido disminuyendo a raíz de la reconstrucción a la
que se le ah sometido al equipo.
• Del mismo modo de la gráfica se puede observar el t es de
0,00605 es decir 0,00605 fallas por cada hora de tiempo
operativo. Docente Ing. Carlos Burgos A

Análisis de los índices de fiabilidad para un tiempo determinado
en nuestro caso: PARA 6000 HORAS (LUEGO DE 6 MESES).

Los resultados obtenidos son los siguientes:


Como podemos observar los resultados obtenidos varían de forma
considerable como se puede observar:
La confiabilidad R (t) cae al 0 % significa que luego de seis meses la máquina
no desempeñará sus funciones por lo que se recomienda se le realice un
overhault después de 2 meses aproximadamente a fin de evitar esta caída de
la máquina. Este dato según nuestro análisis se explica o se justifica, debido a
que en los actuales momentos se está realizando mantenimiento correctivo y
los overhaults realizados hace 2 años están llegando al límite de su resistencia
o dicho de otra manera los elementos de reposición ya están llegando al límite
de su vida operativa.
La explicación de la alta desconfiabilidad se deduce de la explicación anterior.
Del mismo modo el TMEF obtenido es de 166 horas es un tiempo aceptable
considerando que los turnos de trabajo no son contiguos, por lo que se
recomienda se realicen tareas de mantenimiento preventivo de preferencia
antes de las 120 horas de trabajo.
Finalmente se muestran las gráficas de la densidad reprobabilidad de fallos f(t)

y la taza de falla característica (t)

• De la gráfica se puede deducir que la densidad de
probabilidad de fallos f(t) es de 0,002 es decir existe un
0,2 % de probabilidad de que la falla ocurra entre el
tiempo considerando desde el tiempo en que se inicia la
operación hasta nuestro tiempo de estudio es decir 6000
horas.

CONCLUISIONES Y RECOMENDACIONES
CONCLUSIONES.
Es importante considerar que la productividad de una industria aumentará en la
medida que las fallas en las máquinas disminuyan de una forma sustentable en el
tiempo. Para lograr lo anterior, resulta indispensable contar con la estrategia de
mantenimiento más apropiada y con personal capacitado tanto en el uso de las
técnicas de análisis y diagnóstico de fallas implementadas como también con
conocimiento de técnicas como la fiabilidad de máquinas. En el presente trabajo se
mencionaron varias de las técnicas de fiabilidad de máquinas que en otros países ya
se implementan , entre las que se destaca el análisis de vibraciones mecánicas,
Diagnosticado y solucionado los problemas, la vida de las máquinas y su producción
aumentará y por tanto, los costos de mantenimiento disminuirán. Finalmente se
resalta la importancia que tiene los instrumentos de mantenimiento como lo es la
fiabilidad de máquinas e índices como el tiempo medio entre fallos, la mantenibilidad,
la disponibilidad y claro la fiabilidad y desconfiabilidad de máquinas como
instrumentos para optimizar y hacer más efectivas las tareas de mantenimiento.
Una combinación balanceada de las técnicas de mantenimiento preventivo y
correctivo en todas las partes del equipo en estudio permitirán incrementar la
disponibilidad para la producción en planta, con herramientas como la fiabilidad de
máquinas deberán establecerse estándares de mantenimiento y prácticas de
fiabilidad de máquinas acordes a los resultados obtenidos del estudio de fiabilidad, es
decir la programación de las tareas de mantenimiento no podrá quedar completa si
para realizarlas no se considera a la fiabilidad INDUSTRIAL/
MANTENIMIENTO de máquinas.

9.2 RECOMENDACIONES.
• - Se recomienda que las tareas de mantenimiento en la
empresa en estudio no se limiten a las de mantenimiento por
frecuencias o a aquellas de mantenimiento correctivo, deberá
tratarse en lo posible corregir o hacer que el mantenimiento
preventivo sea mas exhaustivo y detallado y en lo posible
deberán emplearse herramientas como la fiabilidad de
máquinas para tener un punto mas de apoyo a fin de que las
tareas del mantenimiento se acerquen mas a la realidad de las
máquinas y su estado.
• - Del mismo modo se recomienda que los registros de fallas
deberán ser más detallados a fin de que el análisis de fiabilidad
sea más accesible de realizar, a fin de tener índices de fiabilidad
y disponibilidad de los equipos.
• - En los registros de fallas se pone mayor énfasis a los
repuestos o el personal que realizó las tareas de mantenimiento
y no a las causas que provocaron el desperfecto ni a las
consecuencias de este, se recomienda entonces se tome muy
en cuenta estos particulares a fin de que el uso de la fiabilidad
de máquinas se convierta en una herramienta mas para el
departamento de mantenimiento. INDUSTRIAL/
MANTENIMIENTO

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