145410

download 145410

of 114

Transcript of 145410

  • 7/29/2019 145410

    1/114

    IMPLEMENTACIN DEL PLAN DE MANTENIMIENTO PREDICTIVO CON

    TERMOGRAFA INFRARROJA EN EQUIPOS DE LA PLANTA BAVARIA S.A.

    CERVECERA DE BUCARAMANGA.

    JAIME GIOVANNY SUAREZ CARRILLO

    UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDERFACULTAD DE INGENIERAS FSICOMECNICAS

    ESCUELA DE INGENIERA MECNICA

    BUCARAMANGA

    2012

  • 7/29/2019 145410

    2/114

    IMPLEMENTACIN DEL PLAN DE MANTENIMIENTO PREDICTIVO CON

    TERMOGRAFA INFRARROJA EN EQUIPOS DE LA PLANTA BAVARIA S.A.

    CERVECERA DE BUCARAMANGA.

    JAIME GIOVANNY SUAREZ CARRILLO

    Trabajo de Grado para optar el ttulo de Ingeniero Mecnico

    Director

    JABID QUIROGA MENDEZ

    Ingeniero Mecnico

    Codirector

    CARLOS MORA ESTUPIAN

    Ingeniero Mecnico

    Especialista en gestin activos

    UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDERFACULTAD DE INGENIERAS FSICOMECNICAS

    ESCUELA DE INGENIERA MECNICA

    BUCARAMANGA

    2012

  • 7/29/2019 145410

    3/114

    3

  • 7/29/2019 145410

    4/114

    4

    ENTREGA DE TRABAJOS DE GRADO, TRABAJOS DEINVESTIGACION O TESIS Y AUTORIZACIN DE SU USO A

    FAVOR DE LA UIS

    Yo, JAME GIOVANNY SUREZ CARRILLO, mayor de edad, vecino de Bucaramanga,identificado con la Cdula de Ciudadana No.91525925 de Bucaramanga, actuando ennombre propio, en mi calidad de autor del trabajo de grado, del trabajo de investigacin, ode la tesis denominada(o): IMPLEMENTACIN DEL PLAN DE MANTENIMIENTOPREDICTIVO CON TERMOGRAFIA INFRARROJA EN EQUIPOS DE LA PLANTABAVARIA S.A. CERVECERIA DE BUCARAMANGA hago entrega del ejemplar respectivoy de sus anexos de ser el caso, en formato digital o electrnico (CD o DVD) y autorizo aLA UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER, para que en los trminos establecidosen la Ley 23 de 1982, Ley 44 de 1993, decisin Andina 351 de 1993, Decreto 460 de 1995y dems normas generales sobre la materia, utilice y use en todas sus formas, losderechos patrimoniales de reproduccin, comunicacin pblica, transformacin y

    distribucin (alquiler, prstamo pblico e importacin) que me corresponden como creadorde la obra objeto del presente documento. PARGRAFO: La presente autorizacin sehace extensiva no slo a las facultades y derechos de uso sobre la obra en formato osoporte material, sino tambin para formato virtual, electrnico, digital, ptico, uso en red,Internet, extranet, intranet, etc., y en general para cualquier formato conocido o porconocer.

    EL AUTOR ESTUDIANTE, manifiesta que la obra objeto de la presente autorizacin esoriginal y la realiz sin violar o usurpar derechos de autor de terceros, por lo tanto la obraes de su exclusiva autora y detenta la titularidad sobre la misma. PARGRAFO: En casode presentarse cualquier reclamacin o accin por parte de un tercero en cuanto a losderechos de autor sobre la obra en cuestin, EL AUTOR / ESTUDIANTE, asumir toda la

    responsabilidad, y saldr en defensa de los derechos aqu autorizados; para todos losefectos la Universidad acta como un tercero de buena fe.

    Para constancia se firma el presente documento en dos (02) ejemplares del mismo valor ytenor, en Bucaramanga, a los 24 das del mes de septiembre de Dos Mil doce 2012.

    EL AUTOR / ESTUDIANTE:

    NombreJaime Giovanny Surez Carrillo

  • 7/29/2019 145410

    5/114

    5

    TABLA DE CONTENIDO

    Pg.

    INTRODUCCIN 13

    JUSTIFICACIN 15

    OBJETIVOS DEL TRABAJO DE GRADO 16

    1. CERVECERIA BUCARAMANAGA BAVARIA S.A. 18

    1.1 VISIN 181.2 MISIN 19

    2. FUNDAMENTOS DEL MANTENIMIENTO Y TERMOGRAFA

    INFRAROJA 20

    2.1 FUNDAMENTOS DEL MANTENIMIENTO 20

    2.2 ESTRATEGIAS DE MANTENIMIENTO 20

    2.3 MANTENIMIENTO PREDICTIVO 23

    2.4 IMPLEMENTACIN DE UN PLAN DE MANTENIMIENTO PREDICTIVO

    (PMP). 26

    2.4.1 Definicin de un cronograma de inspeccin 26

    2.4.3 Anlisis de la condicin 27

    2.4.4 Correccin de las fallas 28

    2.4.5 Ventajas del mantenimiento predictivo 28

    2.5 TCNICAS PREDICTIVAS 29

    2.6 TERMOGRAFA INFRARROJA 312.6.1 Termografa 31

    2.6.2 El infrarrojo en el espectro electromagntico. 32

    2.6.3 Radiacin infrarroja 35

    2.6.4 Caractersticas de los sistemas Termogrficos. 35

  • 7/29/2019 145410

    6/114

    6

    2.7 FUNDAMENTOS DE TRANFERENCIAS DE CALOR. 36

    2.7.1 Radiacin trmica. 36

    2.7.2 Transferencia de calor por radiacin. 38

    2.7.3 Leyes de radiacin de un cuerpo negro. 392.7.4 Ley de Stefan Boltzmann. 39

    2.7.5 Desviaciones de las condiciones de un cuerpo negro. 40

    2.7.6 Transmisin atmosfrica. 46

    2.7.7 reas de aplicacin de la termografa infrarroja 47

    2.8 LA TEMPERATURA COMO MEDIDA 48

    2.9 CAMARA TERMOGRAFICAS 49

    2.9.1 Clasificacin de las cmaras 50

    3. ACTIVIDADES RALIZADAS PARA LA IMPLEMENTACION. 52

    3.1 IDENTIFICACIN DE LOS EQUIPOS 52

    3.2 IDENTIFICACIN DE LOS RECURSOS DISPONIBLES 55

    3.3 RUTA Y CRONOGRAMA DE INSPECCIN 57

    3.4 SISTEMA DE INFORMACIN 58

    3.5 DATOS TCNICOS 59

    3.6 TEMPERATURAS MAXIMAS DE OPERACIN. 63

    3.7 FORMATO DE INFORME PARA EL ANLISIS Y PRESENTACIN DE

    DATOS 64

    3.8 FALLAS POSIBLES A DETECTAR MEDIANTE LA TERMOGRAFA 68

    3.8.1 Inspecciones Termogrficas en instalaciones elctricas. 68

    3.8.2 Inspeccin termogrfica de equipos mecnicos y electromecnicos. 73

    3.8.3 Inspeccin termogrfica en cajas reductoras de velocidad. 75

    3.8.4 Inspeccin termogrfica en los sistemas de vapor. 763.9 FRECUENCIAS DE INSPECCIN ASOCIADO A SU MODO DE FALLA

    A DETECTAR CON LA TERMOGRAFA INFRARROJA. 78

    3.9.1 Frecuencias de inspeccin. 78

    3.10 ORDENAMIENTO Y ALMACENAMIENTO DE LA INFORMACIN 80

  • 7/29/2019 145410

    7/114

    7

    4. CRITERIOS PARA LA EVALUACION Y VALORACION DE LA

    INSPECCIN TERMOGRFICA DE LOS EQUIPOS. 83

    4.1 NORMAS Y PUBLICACIONES TCNICAS 84

    4.2 INTERNACIONAL ESTNDAR ISO 18434 1 SUPERVISIN DE LASCONDICIONES Y DIAGNOSTICO DE MAQUINAS - TERMOGRAFA. 84

    4.2.1 Termografa cuantitativa 85

    4.2.2 Termografa cualitativa 85

    4.3 TERMOGRAFA NIVEL I ADEMINSA COLOMBIA S.A.S. 85

    4.4 INTERNATIONAL ELECTRICAL TESTING ASSOCIATION (NETA) 86

    4.5 RANGOS DE TEMPERATURA EN FUNCIN DE SU PRIORIDAD PARA

    CAJAS REDUCTORAS SEW. 884.6 CLASES DE AISLAMIENTO EN MOTORES ELCTRICOS SEGN

    NEMA. (NATIONAL ELECTRICAL MANUFACTURERS ASSOCIATION). 89

    4.7 GUA DE APLICACIONES DE LA TERMOGRAFA EN MANTENIMIENTO

    INDUSTRIAL DE SISTEMAS DE VAPOR 92

    5. CONCLUSIONES 93

    BIBLIOGRAFIA 95

    ANEXOS 97

  • 7/29/2019 145410

    8/114

    8

    LISTA DE FIGURAS

    Pg.

    Figura 1. Estrategias de mantenimiento. 21

    Figura 2. Espectro electro-magntico de la luz. 33

    Figura 3. Transmisin atmosfrica en longitud de onda. 34

    Figura 4. Distribucin de la radiacin trmica en un cuerpo real. 41

    Figura 5. Planilla para informe de los reportes 65

    Figura 6. Imagen de un patrn termogrfico de un motor de trasmisin. 67Figura 7. La imagen de fusin trmica muestra un conector recalentado 73

    Figura 8. Motor: problema de bobinado interno. 75

    Figura 9. Dao en el aislamiento. 78

    Figura 10. Men principal de almacenamiento y manejo de la informacin. 82

  • 7/29/2019 145410

    9/114

    9

    LISTA DE TABLAS

    Pg.

    Tabla 1. Diferencias comparativas entre los tipos de mantenimientos. 29

    Tabla 2. Modelo hoja de vida para motorreductores. 60

    Tabla 3. Modelo hoja de vida para motores elctricos. 61

    Tabla 4. Modelo hoja de vida para dispositivos de tableros elctricos. 62

    Tabla 5. Modelo hoja de vida para sistemas de vapor. 63

    Tabla 6. Frecuencias de inspeccin termogrfica tren de transporte. 79

    Tabla 7. Acciones sugeridas basadas en incrementos de temperatura. 87

    Tabla 8. De rango de temperaturas en funcin de su prioridad, reductores sew. 89

    Tabla 9. Clases de aislamiento segn NEMA. 90

    Tabla 10. Clase de aislamientos para motores jaula de ardilla. 90

    Tabla 11. Rangos de temperatura de equipos elctricos mecnicos. 91

    Tabla 12. Gua de fallas cualitativas a detectar en sistemas de vapor. 92

  • 7/29/2019 145410

    10/114

    10

    LISTA DE ANEXOS

    Pg.

    ANEXO A: Frecuencias de inspeccin. 98

    ANEXO B. Temperaturas admisibles de los equipos segn el fabricante. 101

    ANEXO C. Patrones termogrficos de los equipos modelos. 104

    ANEXO D. Software sap para la generacin de rdenes de trabajo. 113

  • 7/29/2019 145410

    11/114

    11

    RESUMEN

    TITULO: IMPLEMENTACIN DEL PLAN DE MANTENIMIENTO PREDICTIVO CONTERMOGRAFA INFRARROJA EN EQUIPOS DE LA PLANTA BAVARIA S.A. CERVECERIA DEBUCRAMNAGA*

    AUTOR: Jaime Giovanny Suarez Carrillo**

    PALABRAS CLAVES: Mantenimiento predictivo, termografa infrarroja, implementacin.

    DESCRIPCIN: En aras de aumentar la confiabilidad y disponibilidad de los equipos del rea deenvase de la cervecera de Bucaramanga se implement un programa de mantenimiento predictivoutilizando termografa infrarroja. Este programa tiene como objetivo corregir una falla sin inferir enel funcionamiento de motores elctricos, cajas reductoras de velocidad, tableros elctricos decontrol y sistemas de vapor, logrando as que la produccin de la planta haga sus contribucionesal grupo cervecero.

    La implementacin se inicio haciendo un reconocimiento y levantamiento de la informacin de losequipos a introducir en el plan de mantenimiento.Posteriormente se hizo la caracterizacin de latemperatura admisible de estos equipos segn el fabricante para definir los criterios y las normasde valoracin de criticidad de las fallas. Por ltimo, se especificaron los recursos disponibles parala ejecucin del programa: el personal, los equipos, tiempo disponible, el ordenamiento y manejode la informacin para recopilacin, anlisis y registro de datos.

    La hoja de ruta de inspeccin con el respectivo cronograma se diseo atendiendo las necesidadesdel departamento de mantenimiento, esto con el fin de contribuir a un procedimiento conoperaciones seguras. Se tomaron los patrones termo grficos con el fin de sacar graficas detendencias de comportamiento, se diseo una base de datos que contiene planilla de valoracinpara el anlisis, hoja de vida de los equipos, criterios de valoracin, importante para tener un buenuso y ordenamiento de la informacin.

    Las frecuencias de inspeccin de los equipos se elaboraron en conjunto con el especialista yplanificador del departamento de mantenimiento, adems de la frecuencia se relacion con eltiempo de duracin de la inspeccin y su tarea asociada a falla posible a detectar por parte delespecialista en termografa.

    *Proyecto de grado

    **Facultad de Ingenieras Fsico-Mecnicas, Escuela de Ingeniera Mecnica, Ing. Jabib Quiroga Mndez

  • 7/29/2019 145410

    12/114

    12

    ABSTRACT

    TITTLE: IMPLEMENTATION OF THE PREDICTIVE MAINTENANCE PLAN WITH INFRARED

    THERMOGRAPHY IN EQUIPMENT FROM THE BREWERY PLANT OF BAVARIA S.A INBUCARAMANGA*

    AUTHOR: Jaime Giovanny Suarez Carrillo**

    KEY WORDS: Predictive maintenance, infrared thermography, implementation.

    DESCRIPTION: In the interest of increasing reliability and availability of the equipment of thecontainer area of the brewery from Bucaramanga, a predictive maintenance program wasimplemented by using infrared thermography; its main objective is to correct a flaw without

    influencing the performance of electric motors, speed gearboxes, electrical control panels andsteam systems, thereby making it possible for the production plant to contribute to the brewer.

    The implementation was started by surveying and gathering the information of the equipment to beintroduced in the maintenance plan. Subsequently, a characterization of the admissible temperatureof the equipments by manufacturers was applied in order to define the appraisal criteria and normsof the criticality of failures. Finally, the available resources for the program execution were specified:the personnel, the equipment, available time, order and management of the information for thecollection, analysis and data record.

    The inspection roadmap along with its respective schedule were designed to address the needs of

    the maintenance department with the purpose of contributing to safe operation procedures. Thermographic patterns were taken to draw graphics of trend of behavior, it was also designed a databasewith an appraisal chat for the analysis, equipments registers, appraisal criteria, important elementsfor a proper use and management of information.

    The frequency of inspection for the equipment was elaborated along with the specialist and plannerof the maintenance department, while with the help of the thermography specialist the frequencywas related to the duration of the inspection and its aim to detect a possible failure.

    *Degree Work.

    **Physical-Mechanical Engineering Faculty, Mechanical Engineering School, Eng. Jabib Quiroga Mndez

  • 7/29/2019 145410

    13/114

    13

    INTRODUCCIN

    La Cervecera de Bucaramanga es una planta de la compaa Bavaria S.A.

    ampliamente conocida a nivel nacional, que trabaja con criterios de excelencia,

    innovacin tecnolgica y altos estndares de seguridad. En el ao 2005 se realizo

    un profundo proceso de repotenciacin y modernizacin de su planta fsica,

    instalaciones y equipos.

    La cervecera cuenta con un departamento de mantenimiento encargada delptimo funcionamiento de sus unidades y equipos, el funcionamiento correcto de

    estos equipos es importante tanto para la productividad, como para la

    sostenibilidad de la empresa. Como una estrategia de apoyo se ha desarrollado e

    implementado un plan de mantenimiento predictivo con termografa infrarroja para

    inspeccionar motores elctricos, motorreductores, sistemas de vapor y tableros

    elctricos, estos equipos se encuentran distribuidos dentro de los procesos del

    rea de envase.

    Dentro del rea de envase tenemos diferentes procesos que requieren la

    funcionalidad de los equipos de modo confiable y para tal fin y como una

    estrategia de apoyo se ha desarrollado e implementado un plan de mantenimiento

    predictivo con termografa infrarroja para inspeccionar motores elctricos,

    motorreductores, sistemas de vapor y tableros elctricos.

    En el proyecto se muestran las etapas y la estructura de la implementacin delprograma de mantenimiento predictivo, enfocadas a los requerimientos de la

    empresa, as mismo se presentan las normas y criterios de inspeccin

    termogrficos en los cuales se basa el tcnico inspector de la empresa para poder

    tener un anlisis y un diagnostico de la falla ms acertada.

  • 7/29/2019 145410

    14/114

    14

    Este plan de mantenimiento est enfocado a en corregir una falla sin inferir en el

    funcionamiento de un equipo, evitando que afecte o detenga la produccin, ya que

    la operacin y productividad de la planta realiza importantes contribuciones a las

    utilidades de ese grupo cervecero.

  • 7/29/2019 145410

    15/114

    15

    JUSTIFICACIN

    La necesidad de implementar un programa de mantenimiento predictivo en los

    equipos del rea de envase, nace de los objetivos trazados por las polticas de

    calidad y mejoramiento propuestos por la empresa, estos objetivos fueron

    planteados por la filosofa del programa general de mantenimiento basado en la

    confiabilidad.

    La termografa infrarroja es Una de las tcnicas de inspeccin ms propicia para ladeteccin de fallas y reduccin de riesgos para el personal que la prctica, ya que

    evita el contacto directo con el equipo o instalacin.

    Una falla en el rea de envase, puede ocasionar prdidas incalculables; si un

    punto caliente en un equipo no es corregido a tiempo se corre el riesgo de

    ocasionar la salida del equipo, una parada de planta o en el peor de los casos un

    accidente al personal, situacin que desde luego origina enormes prdidas para la

    empresa. Teniendo en cuenta la importancia de todos y cada uno de los equipos

    para el desempeo de los procesos de envasado, es fundamental garantizar la

    mxima disponibilidad de los equipos para que operen bajo condiciones

    adecuadas. Lo que se traduce en definitiva a confiabilidad.

    La implementacin de un plan de mantenimiento predictivo basado en termografa

    infrarroja, proporcionar beneficios fcilmente medibles, que justifican el gran

    esfuerzo y recursos necesarios para ponerlo en marcha.

  • 7/29/2019 145410

    16/114

    16

    OBJETIVOS DEL TRABAJO DE GRADO

    OBJETIVO GENERAL

    Cumplir con la misin de la Escuela de Ingeniera Mecnica en su propsito de

    formar ingenieros mecnicos con alta calidad humana, tica, poltica, tcnica y

    cientfica; la construccin, aplicacin y divulgacin de conocimiento; en el

    desarrollo y transferencia de tecnologas a travs de la implementacin del

    mantenimiento predictivo en la empresa Bavaria.

    OBJETIVOS ESPECFICOS

    Realizar un reconocimiento, descripcin y caracterizacin tcnica de los

    equipos de la planta en el rea de embotellado tales como motores elctricos,

    rodamientos, sistemas de vapor y conexiones elctricas para determinar la

    temperatura de cada componente en estado normal de operacin

    Basndose en el objetivo anterior desarrollar el cronograma y la ruta de

    inspeccin termogrfica para los equipos de la planta del rea de embotellado

    tomando el plan de mantenimiento ya existente en la empresa; basndose en

    la norma ISO en termografa: 18434 - 1: 2008 Supervisin de condicin y

    diagnstico de mquinas.

    Disear un formato para la generacin de informes y reportes termogrficosempleando como instrumento de medida las cmaras FLUKE Ti 25 y la FLIR

    620 para el anlisis de condicin y correccin de fallas de los equipos.

  • 7/29/2019 145410

    17/114

    17

    Establecer los parmetros requeridos por el mantenimiento RCM

    (mantenimiento centrado en la confiabilidad), aplicarlos en cada uno de los

    equipos mencionados y as realizar un sistema de informacin con Microsoft

    Office Excel visual Basic que permita determinar cules son las tareas demantenimiento ms adecuadas para cada uno de ellos segn su estado.

  • 7/29/2019 145410

    18/114

    18

    1. CERVECERIA BUCARAMANAGA BAVARIA S.A.

    La Cervecera de Bucaramanga es una planta de la compaa Bavaria - Sab

    Miller, fundada el 1 de diciembre de 1948. Es una cervecera ampliamente

    conocida a nivel nacional e internacional, que trabaja con criterios de excelencia,

    innovacin tecnolgica y altos estndares de seguridad, cuenta con un rea de

    mantenimiento encargada del ptimo funcionamiento de sus Unidades y equipos

    de planta, que forman parte importante tanto para la productividad, sostenibilidad.

    Dentro de la filosofa y polticas de la compaa est la del mejoramiento continuo

    de los procesos y el aseguramiento de la alta calidad, el pilar de este

    mejoramiento est basado en una directriz corporativa que se enfoca a la prctica

    de manufactura de clase mundial.

    En estos momentos la planta cuenta con una capacidad instalada de 2.1millones

    de hectolitros al ao.

    1.1 VISIN

    Ser la compaa ms admirada en Colombia y un gran contribuyente a la

    reputacin global de SABMiller.

    Por la efectividad de nuestro mercadeoPor la calidad de nuestros productos

    Como la mejor fuente de empleo

    Como el mejor socio

    Por nuestra responsabilidad social

  • 7/29/2019 145410

    19/114

    19

    1.2 MISIN

    Crecer en el mercado a un consumo per cpita anual de 60 litros, asegurando el

    liderazgo de nuestro portafolio de marcas nacionales e internacionales en cadauna de las categoras de bebidas y en todos los segmentos del mercado.

  • 7/29/2019 145410

    20/114

    20

    2. FUNDAMENTOS DEL MANTENIMIENTO Y TERMOGRAFA INFRAROJA

    2.1 FUNDAMENTOS DEL MANTENIMIENTO

    Se entiende por mantenimiento a todas las actividades desarrolladas con el fin de

    conservar las instalaciones y equipos en condiciones de funcionamiento seguro,

    eficiente y econmico El tiempo de parada de mquina siempre ha afectado la

    capacidad de produccin de los activos fsicos al reducir la produccin, aumentar

    los costos operacionales, e interferir con el servicio al cliente.

    1

    La dependencia por la integridad de los activos fsicos cobra ahora una nueva

    magnitud que va ms all del costo y que se torna una cuestin de supervivencia

    de las organizaciones. Al mismo tiempo que crece nuestra dependencia de los

    activos fsicos, crece tambin costo de tenerlos y operarlos. Para asegurar la

    amortizacin de la inversin que representan deben funcionar eficientemente

    siempre que se les necesite.

    Por ltimo el costo de mantenimiento an esta ascendiendo, en trminos

    absolutos y como proporcin del gasto total. En algunas industrias representa

    ahora el segundo tem ms alto, o hasta el ms alto costo operativo.2

    2.2 ESTRATEGIAS DE MANTENIMIENTO

    El objetivo del mantenimiento es contar con instalaciones en ptimas condiciones

    en todo momento, para asegurar una disponibilidad total del sistema, lo cual est

    1ALBORNOZ Leonardo. Apuntes Curso de Mantencin General 20042Internacional TPM Institute, Inc. 1994. Como desarrollar y utilizar el mantenimiento preventivo ypredictivo en su planta.

  • 7/29/2019 145410

    21/114

    21

    basado en la carencia de errores y fallas. Por lo que el mantenimiento debe

    procurar un desempeo continuo y operando bajo las mejores condiciones tcnica,

    sin importar las condiciones externas (ruido, polvo, humedad, calor, etc.) del

    ambiente al cual est sometido el sistema. El mantenimiento adems debe estardestinado a:

    Optimizar la produccin del sistema

    Reducir los costos por averas

    Disminuir el gasto por nuevos equipos

    Maximizar la vida til de los equipos

    Para lograr ste objetivo se han establecido tipos de mantenimiento. Existen

    cuatro tipos reconocidos de operaciones de mantenimiento que se muestran en la

    figura 1, los cuales estn en funcin del momento en el tiempo en que se realizan,

    el objetivo particular para l estn en funcin del momento en el tiempo en que se

    realizan, el objetivo particular para el son puestos en marcha y funcin a los

    recursos utilizados

    Figura 1. Estrategias de mantenimiento.

    Mantenimiento

    Mantencin

    Pos falla

    Mantencin

    Correctivo

    Mantencin

    Proactivo

    Mantencin

    Preventivo

    Mantencin

    Predictivo

    Mantencin

    Proactivo

    Fuente: GONZALES BOHORQUEZ Carlos Ramn. Principios de mantenimiento Universidad

    industrial de Santander.

    Mantencin

    Pre falla

  • 7/29/2019 145410

    22/114

    22

    Donde las estrategias de mantenimiento se definen como3 :

    a) Mantenimiento Reactivo o Correctivo: En esta estrategia se permite a la

    mquina funcionar hasta la falla. En ese instante se realiza la reparacin oreemplazo de ella.

    b) Mantenimiento Preventivo o Basado en Tiempo: En esta estrategia se

    interviene la mquina peridicamente para inspeccionar y reemplazar

    componentes, an cuando la mquina est operando satisfactoriamente.

    c) Mantenimiento Predictivo o Basado en Condicin: En esta estrategia demantenimiento se evala la condicin mecnica de la mquina y su evolucin,

    mientras ella est funcionando, a travs de diversos sntomas que ella emite al

    exterior. En base a esto se programan las necesidades de mantenimiento

    cuando se detecta un problema en ella. El aumento de la vida operativa de la

    mquina a travs de una estrategia de mantenimiento predictivo

    indudablemente disminuye los costos de mantenimiento y aumenta la

    productividad de la Planta. Sin embargo, en la prctica en muchas empresas

    no se ha logrado los resultados esperados por falta de personal capacitado en

    el tema.

    d) Mantenimiento Proactivo: En esta estrategia de mantenimiento se identifica y

    corrige las causas raz de las fallas de la mquina. Se pretende maximizar su

    vida til operativa.

    3 GONZALES BOHORQUEZ, Carlos Ramn. Principios de Mantenimiento. Universidad Industrialde Santander.

  • 7/29/2019 145410

    23/114

    23

    2.3 MANTENIMIENTO PREDICTIVO

    El mantenimiento predictivo es una estrategia de manteamiento que busca por

    medio de la medicin y el anlisis de los diversos sntomas que la maquina emiteal exterior para establecer la condicin mecnica de la maquina y su evolucin en

    el tiempo. Una de sus grandes ventajas es que se lleva a cabo mientras la

    mquina est en funcionamiento y slo se programa su detencin cuando se

    detecta un problema y se desea corregir.

    El mantenimiento predictivo se trata de un sistema de advertencia temprana, que

    indica que algo fuera del estndar definido para la variable est ocurriendo en elequipo, antes de ser odo, visto o sentido. De manera que sin ser una necesidad el

    tener que parar o desmontar el equipo, se pueden planificar acciones correctivas

    oportunas.

    Hay varios beneficios que se pueden obtener utilizando una estrategia de

    mantenimiento predictivo, los cuales incluyen:

    La deteccin de fallas con suficiente antelacin, permite evitar problemas

    mecnicos mayores, que podran transformarse en fallas de costos altos o

    potencialmente Catastrficos.

    La deteccin anticipada de fallas, permite planificar las necesidades de

    mantenimiento.

    El diagnostico de la condicin de la mquina mientras est funcionando, evita

    detenerla a intervalos regulares de tiempo para inspecciones. La intervencin

    de la mquina se limita a cuando es estrictamente necesario realizar unaintervencin.

    El mantenimiento predictivo se usa para desarrollar el mejor mantenimiento

    global al menor costo global.

  • 7/29/2019 145410

    24/114

    24

    Un programa eficiente y exacto de mantenimiento predictivo requiere4:

    Tecnologa: Un correcto programa de mantenimiento predictivo debe emplear

    el uso de varias tecnologas para as determinar la condicin del equipo o de

    los componentes que conforman estos, mediante la medicin y anlisis de latendencia de los parmetros fsicos, con el objeto de detectar, analizar y

    corregir problemas en los equipos antes que se produzca una falla.

    Equipamiento: Una mantencin predictiva exacta como cualquier otra tarea,

    requiere de las herramientas adecuadas para realizar el trabajo. Un ingeniero

    no puede realizar un programa de mantenimiento predictivo sin contar con

    tcnicas como: anlisis de aceites, analizador de vibraciones, analizadortermogrfico, etc.

    Programas: Hay muchas teoras en programas. Todos los programas y

    analizadores traen el trmino de ser amigable con el usuario. Pero lo

    importante son la eficiencia, destreza y velocidad. Eficiencia se refiere a cun

    bien se realiza el trabajo. El programa debe tener destreza en servir al usuario.

    Personal: El personal se puede seleccionar desde varias fuentes como

    ingenieros, mecnicos, tcnicos, etc., la principal caractersticas que deben

    tener es que deben ser altamente motivados y querer hacer el trabajo. Una vez

    seleccionado el personal ellos deben ser entrenados. Una vez que el personal

    ha sido entrenado, debe continuar actualizndose a travs de cursos

    avanzados en las nuevas tecnologas y equipos.

    Considerando estos requerimientos, las metas que persigue el mantenimientopredictivo son5

    4 ESTUPIN P, Edgar. Alcances de la implementacin de nuevas tcnicas de anlisis en losprogramas de mantenimiento predictivo-proactivo en la industria.5 ESTUPIN P. Edgar. Bases del Anlisis de Vibraciones. Universidad de chile 202

  • 7/29/2019 145410

    25/114

    25

    Vigilancia de mquinas: Se basa en controlar los cambios de magnitudes que

    determinan la condicin de la mquina y establecer valores de alerta y peligro que

    definan las acciones a tomar. Una vez definido el sistema de vigilancia por un

    experto, su aplicacin requiere de personal tcnico especializado, los cualesdebern entregar soluciones a los problemas que pueden presentar los equipos.

    Proteccin de mquinas: Pretende evitar una falla catastrfica. Est asociada a

    la parada automtica de la mquina

    Diagnstico de fallas: Se basa en determinar cul es el problema especfico en

    la mquina una vez que el sistema de vigilancia lo detecta.

    Pronstico de vida: Estimar cunto tiempo ms puede trabajar la mquina sinriesgo, una vez diagnosticado un problema en ella.

    La necesidad de aumentar la productividad y disminuir los costos de produccin a

    que se ven enfrentadas las plantas industriales para ser competitivas las est

    forzando a cambiar sus estrategias de mantenimiento hacia uno del tipo predictivo-

    proactivo. El objetivo es aumentar la disponibilidad de los equipos al menor costo

    posible y de una manera que sea sustentable en el tiempo. Para ello es necesario

    controlar las causas que generan las fallas. En los equipos y as evitar que estas

    se produzcan.

    Para lograr este objetivo es fundamental la capacitacin del personal de

    mantenimiento. Las estadsticas a escala mundial muestran que las principales

    causas por las que no se logran estos objetivos es el dficit de conocimientos de

    los profesionales en temas fundamentales como son: los principios de

    funcionamiento de las mquinas, tipos de fallas potenciales a ocurrir, causas quelas generan, tcnicas para diagnosticarlas y formas de reducirlas o eliminarlas.

    Las estadsticas, muestran adems, por las mismas razones anteriores, que los

    recursos que tienen o contratan las empresas en anlisis de vibraciones, anlisis

  • 7/29/2019 145410

    26/114

    26

    de aceite, anlisis de impulsos de choque, anlisis termogrfico, etc., estn

    subutilizados, es decir, se est usando muy poco de las capacidades de estas

    tcnicas. Generalmente slo se buscan correlaciones estadsticas entre sntomas

    y fallas que las generan, sin utilizar los grandes potenciales que tiene analizarfsicamente el problema.

    Slo conociendo la fsica del problema se puede corregir y evitar que las fallas

    ocurran.

    2.4 IMPLEMENTACIN DE UN PLAN DE MANTENIMIENTO PREDICTIVO(PMP).

    Una vez desarrollada la fase donde se seleccionan y se establecen las tcnicas

    ptimas para la verificacin de cada uno de equipos, las mismas son integradas

    en un programa racional que define la implementacin organizacin de un plan de

    mantenimiento predictivo6. Esta fase comprende:

    2.4.1 Definicin de un cronograma de inspeccin

    En este paso se disea una ruta de inspeccin donde se incluyen las plantas y

    equipos seleccionados para hacerles el mantenimiento predictivo, definiendo a la

    vez un cronograma de inspeccin.

    2.4.2 Diseo de un sistema de informacin:

    Recopilacin de datos

    Registro de datos

    Anlisis de datos

    6 GARCA, Alfonso. Vibraciones mecnicas. Universidad industrial de Santander.

  • 7/29/2019 145410

    27/114

    27

    Redaccin y presentacin de informes

    Adems del sistema de informacin se debe crear un programa de entrenamiento

    e instruccin para el personal.

    La finalidad de este paso es establecer los niveles normales de los parmetros

    para la verificacin de la condicin, que representen una condicin aceptable del

    equipo. Esto, en realidad puede establecerse nicamente en base a la experiencia

    y a los datos histricos. Sin embargo, en las etapas iniciales cuando no se dispone

    de dichos datos, podrn utilizarse como gua las recomendaciones del fabricante y

    las tablas de ndices generales de severidad correspondientes.

    Idealmente esta fijacin de lmites de condicin aceptable debe estar respaldada

    por una norma que establezca criterios para evaluar esas condiciones; de esta

    manera, adicional a la experiencia y los datos histricos y del fabricante, se

    contar con un criterio tcnico puntual para hacer el diagnstico de la falla.

    Con base en dichos niveles normales, se establecen lmites de accin que

    representen un deterioro significativo de la condicin y proporcionen una

    advertencia razonable de la falla inminente.

    2.4.3 Anlisis de la condicin

    Se trata de un anlisis de la condicin del equipo, que a menudo conlleva a la

    aplicacin simultnea de varias tcnicas. La finalidad de este paso es confirmar si

    realmente existe un defecto y llevar a cabo un diagnstico y pronstico de la falla,por ejemplo: tipo de falla, ubicacin, gravedad y las medidas correctivas

    requeridas.

  • 7/29/2019 145410

    28/114

    28

    2.4.4 Correccin de las fallas

    Una vez diagnosticada la falla, ser responsabilidad del departamento de

    mantenimiento organizar las medidas correctivas. En esta etapa es de sumaimportancia establecer la causa de la condicin de falla y corregirla.

    Los detalles de la falla corregida debern ser revertidos al PMP con el fin de

    confirmar el diagnstico y/o perfeccionar las capacidades de diagnstico del

    programa. Esto indica que siempre se debe hacer una re inspeccin del equipo

    para confirmar si se corrigi realmente la falla.

    2.4.5 Ventajas del mantenimiento predictivo

    Algunas de las ventajas que presenta el mantenimiento predictivo se indican a

    continuacin7:

    Reduce los tiempos de parada.

    Permite seguir la evolucin de un defecto en el tiempo

    Optimiza la gestin del personal de mantenimiento.

    La verificacin del estado de la maquinaria, tanto realizada en forma peridica

    como de forma accidental, permite confeccionar un archivo histrico del

    comportamiento mecnico.

    Conocer con exactitud el tiempo lmite de actuacin que no implique el

    desarrollo de una falla imprevista.

    Toma de decisiones sobre la parada de una lnea de mquinas en momentos

    crticos.

    Confeccin de formas internas de funcionamiento o compra de nuevos

    equipos.

    Permitir el conocimiento del historial de actuaciones, para ser utilizada por el

    7www.mantenimientomundial.com

    mailto:www.mantenimientomundial.commailto:www.mantenimientomundial.commailto:www.mantenimientomundial.commailto:www.mantenimientomundial.com

  • 7/29/2019 145410

    29/114

    29

    mantenimiento correctivo.

    Facilita el anlisis de las averas.

    Permite el anlisis estadstico del sistema.

    A continuacin en la tabla 1 se muestran las diferencias entre el mantenimiento

    predictivo con respecto a los otros tipos de mantenimiento.

    Tabla 1. Diferencias comparativas entre los tipos de mantenimientos.

    Fuente: Fuente: GOZALES BOHORQUEZ Carlos Ramn. Principios de mantenimiento Universidad

    industrial de Santander.

    2.5 TCNICAS PREDICTIVAS

    Los ltimos avances de la tecnologa de la computacin y el procesamiento de la

    informacin han permitido conformar sistemas de mediciones en lnea, que

    posibilitan recoger informacin con valor de diagnstico.

    Tipo de

    mantenimiento

    Funcionamiento

    de las maquinas

    Motivo de la

    intervencin

    Tarea a

    realizar

    Objetivos de la

    intervencin

    Correctivo Fuera de servicio fallaCambio de

    componentes

    Retomar al

    servicio

    Preventivo Fuera de servicioInspeccin

    programado

    Desarme para

    inspeccin y

    cambio de

    componente

    Garantizar por

    Determinado

    Tiempo su

    funcionamiento

    predictivo En servicioControl

    programadoMediciones

    Predecir y

    detectar fallas atiempo y

    programar su

    correccin

  • 7/29/2019 145410

    30/114

    30

    Esta informacin se caracteriza como seales temporales provenientes de

    sensores de diferentes tipos (acelermetros, temperatura, presin, etc.) situados

    en la superficie e interior de dispositivos y sistemas, que son capaces de dar

    informacin sobre su comportamiento dinmico.

    Estas seales son procesadas en forma conjunta y mediante algoritmos

    matemticos se determinan las posibilidades de ejercer acciones correctivas de la

    condicin de trabajo operacional normal.

    Las tcnicas predictivas que se pueden encontrar en la industria moderna se

    muestran a continuacin

    8

    .

    Tcnicas utilizadas en todo tipo de maquinas:

    Anlisis de Vibraciones.

    Anlisis de Aceite.

    Termografa Infrarroja.

    Ultrasonido.

    Anlisis acstico.

    Medicin de presin y otros.

    Tcnicas aplicables a equipos especficos:

    Anlisis Ferrogrfico de partculas

    Ensayo no destructivo

    Anlisis de rayos X

    Resistencia elctrica (prueba de Megger).

    Ensayo con tinta penetrante.

    8Internacional TPM Institute, Inc. 1994. Como desarrollar y utilizar el mantenimiento preventivo y predictivo en su planta.

  • 7/29/2019 145410

    31/114

    31

    La Termografa Infrarroja es una tcnica empleada en su contexto de tecnologa

    predictiva que Permite sensar y reproducir (ver) las energa Infrarroja (calor)

    emitida por los cuerpos, en nuestro caso equipos rotatorios o estticos, liderando o

    complementando otras tcnicas predictivas.

    Este tipo de ensayo no destructivo es una de las tcnicas ms verstiles para el

    mantenimiento predictivo y tal vez la ms efectiva con relacin al costo-beneficio.

    La Termografa Infrarroja a lo largo de los ltimos aos ha pasado a jugar un papel

    fundamental dentro de los ensayos no destructivos orientados a detectar cualquier

    anomala o defecto que se manifieste en un cambio de la temperatura superficial

    de un objeto. Ese cambio se puede originar tanto por un defecto superficial comointerno. Detectar ese cambio en las instalaciones industriales es de suma

    importancia para mantener los equipos en condiciones seguras y confiables.

    2.6 TERMOGRAFA INFRARROJA

    2.6.1 Termografa

    La termografa infrarroja como tcnica de mantenimiento predictivo permite

    detectar, sin contacto fsico con el equipo bajo anlisis, cualquier falla que se

    manifieste en un cambio de la temperatura de los componentes del equipo,

    midiendo los niveles de radiacin infrarroja.9

    Es decir que cuando un equipo est fallando, esta falla se manifiesta en una

    elevacin de temperatura en una parte del equipo, como un punto de conexin, unconductor, el aislamiento, los rodamientos, etc. Esta elevacin de temperatura,

    invisible al ojo humano, es posible detectarla a travs de una cmara termogrfica

    9 Vitoria, Teo. Mantenimiento predictivo de instalaciones elctricas basado en termografainfrarroja. [Articulo de Internet]. http://www.boletintecnologico.com. julio 2004.

  • 7/29/2019 145410

    32/114

    32

    la cual permite apreciar con exactitud cul es el elemento afectado para hacer el

    correctivo necesario.

    En la tcnica de termografa infrarroja a una falla se le conoce como un punto

    caliente, el fundamento de su deteccin se basa en el sobrecalentamiento que un

    componente o equipo experimenta cuando se genera un aumento de la

    temperatura como consecuencia de unas posibles causas a detectar10

    2.6.2 El infrarrojo en el espectro electromagntico.

    La regin Infrarroja est localizada entre la regin visible y de microondas delespectro electromagntico y abarca la regin de 2 a 1000 m. Debido a que los

    objetos irradian energa en el infrarrojo, a esta regin se le conoce tambin como

    la regin trmica del espectro. Entre mayor sea la temperatura de un cuerpo,

    mayor ser la energa radiante espectral en todas las longitudes de onda y ms

    corta ser la longitud de onda pico o predominante de la emisin. 11

    La mayor parte del espectro de emisin infrarrojo no es til para los sensores

    debido a que la radiacin es absorbida por agua y dixido de carbono en la

    atmsfera. Sin embargo existen tres bandas de longitudes de onda con buena

    transmisin:

    La banda Infrarroja de longitudes de onda largas (LWIR) que cubre la regin de

    8-15 m, con aproximadamente un 100% de transmisin en la banda de 9-12

    m. La banda LWIR ofrece excelente visibilidad para la mayora de los objetos

    terrestres.La banda Infrarroja de longitudes de onda medias (MWIR) que cubre el rango

    de 2-6 m y ofrece tambin una transmisin cercana al 100%.

    10 REYNA O, Alberto F. termografa nivel I. Ademinsa Colombia S.AS.11 REYNA O, Alberto F. termografa nivel I. Ademinsa Colombia S.AS.

  • 7/29/2019 145410

    33/114

    33

    La banda Infrarroja de longitudes de onda cortas (SWIR) que cubre el rango de

    0.7 a 2 m.

    A continuacin en la figura 2, se muestra el espectro electromagntico y lasbandas del infrarrojo:

    Figura 2. Espectro electro-magntico de la luz.

    Fuente: biblioteca virtual wikipedia.

    La regin entre 6 y 8 m no es utilizable en la atmsfera terrestre puesto que la

    radiacin es absorbida por el vapor de agua y slo logra cubrir distancias cortas

    desde la fuente de emisin.

    En la figura 3 se muestran las bandas de transmisin atmosfrica utilizables en la

    porcin Infrarroja del espectro electromagntico. Las regiones sombreadas

    representan las bandas ms comnmente utilizadas por los equipos de infrarrojo.

  • 7/29/2019 145410

    34/114

    34

    Figura 3. Transmisin atmosfrica en longitud de onda.

    Fuente:www.academiatesto.com.arventanas atmosfricas.

    El equipo de infrarrojo se disea para operar ya sea en la banda de longitudes de

    onda largas o bien la banda de longitudes de onda medias. La banda de

    longitudes de onda largas incluye un espectro ms amplio de temperaturas bajas,

    mientras que la banda de longitudes medias incluye un rango de temperaturas

    mayores. Por lo anterior, para aplicaciones de altas temperaturas un equipo de

    infrarrojo de longitudes de onda medias es el ms apropiado. Para temperaturas

    relacionadas a muchas aplicaciones de mantenimiento, el equipo de longitudes de

    onda largas frecuentemente ofrece mayores ventajas.

    mailto:http://www.academiatesto.com.armailto:http://www.academiatesto.com.ar

  • 7/29/2019 145410

    35/114

    35

    2.6.3 Radiacin infrarroja

    Todo equipo y/o elemento emite energa desde su superficie, Esta energa es

    generada por la vibracin y rotacin de molculas dentro del objeto. Como laemisin infrarroja aumenta con la actividad molecular y la actividad molecular con

    el calor, esto indica que a mayor temperatura de un objeto su emisin de energa

    infrarroja ser mayor12. Esta energa se emite en forma de ondas

    electromagnticas que viajan a la velocidad de la luz a travs del aire o por

    cualquier otro medio de conduccin. La transferencia de calor por radiacin se rige

    segn la ley de Stefan-Boltzmann que se cita en el siguiente inciso donde se

    tratan los temas relacionados con transferencia de calor.

    2.6.4 Caractersticas de los sistemas Termogrficos.

    Un sistema de Termografa proporciona un medio rpido de adquisicin de

    conocimiento relacionado a los patrones de temperatura (termogramas), que

    existen en la superficie de un cuerpo. Estos patrones se adquieren en una manera

    no destructiva por lo que la medicin no interfiere con los procesos propios del

    cuerpo o estructura.

    El grado al cual estos patrones proporcionen un conocimiento til del desempeo

    trmico del cuerpo o estructura bajo consideracin depende de cuan cuidadosa

    sea la interpretacin sobre la base de las leyes de termodinmica de transferencia

    de calor.

    Entre las ventajas tecnolgicas que nos proporciona un sistema de Termografa,principalmente un sistema de imgenes Infrarrojas, se encuentran las siguientes:

    Alta resolucin en temperaturas: tan fina como 0.1 C.

    12 REYNA O, Alberto F. termografa nivel I. Ademinsa Colombia S.AS.

  • 7/29/2019 145410

    36/114

    36

    Amplia resolucin espacial: se pueden medir temperaturas en reas tan

    pequeas como 100 2 mm hasta en amplias regiones espaciales.

    Medicin en un amplio rango de temperaturas: -20 C hasta 2500C.

    Incremento de seguridad y velocidad en las inspecciones.

    Incremento en la exactitud para localizar problemas.

    La localizacin de problemas antes de que se presente la falla es de un valor muy

    importante, algunos de los beneficios de la inspeccin Infrarroja son13:

    Identificacin de problemas potenciales asociados a procesos trmicos.

    Reduccin de fallas inesperadas y como consecuencia una disminucin dereparaciones.

    Extensin del tiempo de vida del equipo.

    Habilidad para planear reparaciones.

    Determinacin de la confiabilidad y eficiencia de un sistema.

    Anlisis de tendencias en el desarrollo de problemas.

    Mejorar la produccin e incrementar la satisfaccin del cliente.

    Aseguramiento de calidad de reparaciones y nuevas instalaciones.Prevencin de accidentes.

    2.7 FUNDAMENTOS DE TRANFERENCIAS DE CALOR.

    2.7.1 Radiacin trmica.

    Se llama radiacin trmica a la radiacin emitida por un cuerpo como

    consecuencia de su temperatura. Todos los cuerpos emiten energa radiante,

    siempre que su temperatura este por encima del cero absoluto (0 K). Cuando la

    13 internacional estndar ISO 18434 1 2008 supervisin de condicin y diagnostico de maquinas.

  • 7/29/2019 145410

    37/114

    37

    temperatura del cuerpo es alta, la radiacin emitida cae principalmente dentro del

    espectro visible, en cambio a bajas temperaturas la radiacin cae dentro del rango

    infrarrojo no visible. Es importante notar que an a altas temperaturas ms del

    90% de la radiacin trmica emitida es invisible para nosotros, empezando por laparte correspondiente al infrarrojo del espectro electromagntico.

    Especficamente estaremos interesados en el rango de 2 a 15 micrmetros de

    longitudes de onda por dos razones: primera, la mayor parte de la energa emitida

    por un objeto a temperaturas terrestres es emitida dentro de esta banda espectral

    de longitudes de onda; segunda, existen ventanas atmosfricas transmisoras en

    esta banda que permiten la deteccin de seales sobre rangos de distanciacomparativamente grandes.

    En trminos generales, la forma detallada del espectro de radiacin trmica

    emitida por un cuerpo, depende de la composicin del mismo. Sin embargo,

    experimentalmente se encuentra que solo hay una clase de cuerpos que emiten

    espectros de caractersticas universales; estos son los llamados cuerpos negros.

    Las propiedades universales de radiacin emitida por esta clase de cuerpos los

    hacen objeto de un inters terico especial.

    La radiacin trmica terrestre consiste en primer trmino de radiacin auto emitida

    por las transiciones de niveles de energa cuntica rotacional y de vibracin en las

    molculas, y en segundo trmino de la reflexin de radiacin proveniente de otras

    fuentes de calor.

    Los radiadores trmicos son caracterizados por sus eficiencias de emisin deradiacin usando tres categoras: cuerpos negros, cuerpos grises y radiadores

    selectivos. Cada una de estas categoras permitir analizar a un cuerpo dentro de

    un cierto margen de exactitud con respecto a sus caractersticas reales, al mismo

  • 7/29/2019 145410

    38/114

    38

    tiempo que presentar diferentes grados de complejidad en el anlisis del espectro

    de radiacin.14

    2.7.2 Transferencia de calor por radiacin.

    Es el mecanismo de traspaso de energa entre dos cuerpos con un distinto nivel

    de energa trmica y por ende de temperatura, situados a una cierta distancia

    entre s, pudiendo existir o no un medio fsico entre ellos (un slido, fluido o incluso

    el vaco total), se realiza mediante el transporte de energa a travs de la emisin

    y absorcin de onda electromagnticas. Por las caractersticas del transporte de la

    energa trmica mediante ondas, produce que este mecanismo adquieraimportancia slo cuando la diferencia de temperatura entre el cuerpo emisor y el

    cuerpo receptor sea muy alta, de modo que el cuerpo emisor irradie calor y por

    ende luz en diferentes espectros de onda.

    Este proceso es fundamentalmente diferente a la conduccin y conveccin, las

    sustancias que intercambian calor necesitan estar en contacto. Difiere de los

    mtodos anteriores en varios aspectos:

    No necesita medio de transmisin, es mucho ms eficiente en el vaco.

    Ocurre por emisin y absorcin electromagntica.

    Ocurre a la velocidad de la luz 3*10 m/s 8.

    14 INCROPERA, F, Dewitt, D. fundamentos de transferencia de calor, Cuarta edicin, Prentice hall,1999.

  • 7/29/2019 145410

    39/114

    39

    2.7.3 Leyes de radiacin de un cuerpo negro.

    Las propiedades ms generales de la radiacin electromagntica, que interacta

    con la materia, estn sintetizadas en un conjunto simple de reglas llamadas leyesde radiacin.

    Estas leyes se aplican cuando el cuerpo que emite la radiacin es lo que los

    fsicos llaman cuerpo negro. Un cuerpo negro se define como un objeto que

    absorbe toda la radiacin incidente en l a cualquier longitud de onda.

    Generalmente, las condiciones de cuerpo negro se aplican cuando el cuerpo

    radiante tiene una interaccin muy dbil con el medio ambiente que lo rodea y estepuede considerarse en estado de equilibrio trmico.

    2.7.4 Ley de Stefan Boltzmann.

    La radiacin que la superficie que se emite, se origina a partir de la energa

    trmica de la materia limitada por la superficie, y la velocidad a la que libera

    energa por unidad de rea (W/m2) se denomina la potencia emisiva superficial q.

    Hay un lmite superior para la potencia emisiva, que es establecida por la ley de

    Stefan-Boltzmann

    4q T (1)

    La frmula de Stefan Boltzmann, establece que la cantidad total de energa

    radiada por un Cuerpo negro es proporcional a la cuarta potencia de su

    temperatura absoluta. Grficamente representa el rea bajo la curva de Planck

    para una temperatura determinada.

  • 7/29/2019 145410

    40/114

    40

    Donde:

    T= Temperatura absoluta (K) de la superficie

    = Constante de Stefan Boltzmann =8 2 45.67 *10 ( / * )w m k

    Dicha superficie se llama radiador ideal o cuerpo negro:

    El flujo de calor emitido por una superficie real es menor que el de un cuerpo

    negro a la misma temperatura y est dado por:

    4q T(2)

    Donde:

    = Propiedad radiactiva de la superficie denominada emisividad.

    Con valores en el rango 0 1, esta propiedad proporciona una medida de la

    eficiencia con que una superficie emite energa en relacin con un cuerpo negro.

    Esto depende marcadamente del material de la superficie y del acabado15

    2.7.5 Desviaciones de las condiciones de un cuerpo negro.

    Los cuerpos reales no son cuerpos negros, slo bajo ciertas condiciones

    especiales se puede aproximar sus caractersticas a propiedades de un Cuerpo

    negro. Por tal motivo, en la mayora de las mediciones de temperatura que se

    realicen a travs de radiacin trmica, se deben tener en cuenta estas

    desviaciones para obtener resultados correctos. Para ello se definirn algunos

    trminos que tomen en cuenta estas condiciones.

    15 INCROPERA, F, Dewitt, D. fundamentos de transferencia de calor, Cuarta edicin, Prentice hall,1999.

  • 7/29/2019 145410

    41/114

    41

    Para un Cuerpo real (no negro) con su emisividad, la radiacin incidente en una

    superficie puede ser absorbida, transmitida o reflejada, como se aprecia en la

    figura 4.

    Figura 4. Distribucin de la radiacin trmica en un cuerpo real.

    Fuente: www.sc.ehu.es mecnica cuntica.

    Existen tres fenmenos que impiden a los cuerpos reales comportarse como

    Cuerpo negro, Estos son:

    1. Una fraccin de la radiacin incidente puede ser absorbida .

    2. Una fraccin de la radiacin incidente puede ser reflejada .

    3. Una fraccin de la radiacin incidente puede ser transmitida .

    Para la conservacin de la energa y para una misma longitud de onda () lasuma de los tres coeficientes es:

    1 (3)

    http://www.sc.ehu.es/http://www.sc.ehu.es/

  • 7/29/2019 145410

    42/114

    42

    Para la mayora de los slidos, la transmitancia es cero y de este modo estos

    cuerpos son opacos = 0 a la radiacin trmica o Infrarroja.

    La ecuacin (3) para un cuerpo opaco seria entonces:

    1 (4)

    Para un absorbente ideal se tiene:

    1 (5)

    Un absorbente ideal es denominado Cuerpo negro. Un Cuerpo negro, no refleja ni

    transmite radiacin Infrarroja. Para trabajar con cuerpos reales en relacin a un

    Cuerpo negro, es necesario agregar un factor, llamado emisividad espectral. La

    emisividad espectral se define como la razn o porcentaje de la energa radiante

    emitida de un objeto con respecto a un Cuerpo negro a la misma temperatura y

    longitud de onda. Matemticamente queda expresado como:

    ( , )

    ( , )

    ( , )

    cuerporeal

    cuerponegro

    T

    q T

    q T(6)

    Esta funcin no solo depende de la temperatura y la longitud de onda, sino

    tambin de la direccin de observacin con respecto a la superficie. En forma

    general, la emisividad espectral varia con la longitud de onda, para los objetos

    slidos, de manera poco significativa, pero de manera importante para las

    sustancias liquidas y gaseosas. Los materiales y los tratamientos de las

    superficies presentan emisividades que estn comprendidas entre 0,1 y 0,95. Una

    superficie muy pulida (espejo) tiene una emisividad del rango de 0,1, mientras que

  • 7/29/2019 145410

    43/114

    43

    una superficie oxidada o pintada tiene una emisividad mucho ms alta. Las

    pinturas, independientes de su color en el espectro visible tienen una emisividad

    superior a 0,9 en el espectro infrarrojo. La piel humana tiene una emisividad

    prxima a 1.

    Para efectos de este estudio, clasificaremos los cuerpos, con relacin a la

    emisividad en:

    Cuerpo negro o radiante Planck, para el cual () = = 1.

    Cuerpo gris, para el cual < 1.

    Radiador selectivo, donde vara con la longitud de onda (); este es el casoms prximo a la realidad.

    Si un objeto absorbe toda la radiacin que incide en l, se le denomina Cuerpo

    negro. Si un objeto absorbe parte de la radiacin que incide en l (en todas las

    longitudes de onda), entonces se denomina cuerpo Gris. Si un objeto absorbe

    porciones variables de la radiacin que incide en l (en diferentes longitudes de

    onda), entonces se denomina radiador selectivo.

    Kirchoffs observ que a una temperatura dada, la razn entre la energa radiante

    (q) y la absorcin (), es una constante para todos los materiales y que esta es

    igual a la energa radiante (q) de un Cuerpo negro a esta temperatura. La formula

    de la ley queda como:

    ,q

    qa

    (7)

    Considerando la emisividad para un cuerpo emisor gris, la potencia emisiva total,

    de acuerdo a Stefan Boltzmann queda como:

  • 7/29/2019 145410

    44/114

    44

    , *q q a (8)

    Considerando la emisividad para un cuerpo emisor gris, la potencia emisiva total,

    de acuerdo a Stefan Boltzmann queda como:

    , 4q T (9)

    Relacionando con la ley de Kirchoff, se tiene:

    4 4

    T T (10)

    Por lo tanto se tiene:

    (11)

    Entonces, la emisividad de algunos materiales a una temperatura dada y a una

    longitud de onda dada, es numricamente igual a su coeficiente de absorcin.Para un material opaco:

    ( = 0), se tiene:

    1 (12)

    1 (13)

    1 (14)

    Esto quiere decir que un cuerpo no negro, emite proporcionalmente menor energa

    que un Cuerpo negro a la misma temperatura. Por lo tanto, la energa radiante

  • 7/29/2019 145410

    45/114

    45

    emitida total es proporcional al valor de la emisividad del material. En el anexo A

    se presenta una tabla de emisividades de distintos materiales.

    En la prctica la casi totalidad de las superficies a inspeccionar en lasinspecciones termogrficas, son superficies que tienen una transmisin de energa

    () nula (opacos).

    Considerando las relaciones anteriores, la energa radiante que capta el equipo

    termogrfico de un cuerpo opaco, es la sumatoria de la energa radiante emitida

    ms la energa radiante reflejada.

    rq q q (15)

    Donde:

    q = Energa emitida.

    rq = Energa reflejada.

    Dentro de los factores que afectan la emisividad, tenemos:

    Rugosidad Superficial: Superficies rugosas o corrodas, son mejores

    radiadores.

    Tipo de material: Materiales no metlicos opacos, generalmente tienen mayor

    emisividad que materiales brillantes o lustrosos.

    Otros: Temperatura, longitud de onda.

  • 7/29/2019 145410

    46/114

    46

    2.7.6 Transmisin atmosfrica.

    La radiacin trmica se atena cuando viaja a travs de la atmsfera terrestre por

    los procesos de absorcin y dispersin por molculas de gas, lluvia, neblina, ysuspensiones tales como humo y smog. Las siguientes molculas, en orden de

    importancia, absorben radiacin en las bandas espectrales del infrarrojo centradas

    en las longitudes de onda indicadas

    Agua 2.7, 3.2, 6.3 mm.

    Dixido de Carbono 2.7, 4.3, 15 mm.

    Ozono 4.8, 9.6, 14.2 mm.Oxido Ntrico 4.7, 7.8 mm.

    Metano 3.2, 7.8 mm.

    La absorcin molecular es la fuente de extincin ms grande excepto en

    suspensiones densas, y el vapor de agua, dixido de carbono y ozono son los

    compuestos qumicos que ms absorben la radiacin Infrarroja.

    Al realizar mediciones es importante tomar en consideracin el medio a travs del

    cual se propagan las ondas electromagnticas para obtener resultados

    satisfactorios. a distancias no mayores a unos centenares de metros, entre objeto

    y sensor, no existe absorcin atmosfrica significativa de la radiacin trmica en

    las ventanas transmisoras del infrarrojo.

    Para distancias mayores a 1 Km. existen ecuaciones que permiten cuantificar la

    atenuacin de la atmsfera sobre la radiacin trmica emitida por un cuerpo 16.

    16 REYNA O, Alberto F. termografa nivel I. Ademinsa Colombia S.AS.

  • 7/29/2019 145410

    47/114

    47

    2.7.7 reas de aplicacin de la termografa infrarroja

    La Termografa tiene un sin nmero de aplicaciones y por lo tanto es muy difcil

    mencionar y describir a cada una de ellas17. Los sistemas de imgenes Infrarrojaspueden detectar los incrementos de temperatura, por lo cual stos pueden ser

    aplicados a una amplia variedad de reas.

    Debido a que la Termografa no implica ningn contacto entre el cuerpo bajo

    observacin y el equipo de prueba, sta puede ser utilizada durante operacin

    normal del cuerpo o sistema. En trminos generales, los equipos a inspeccionar

    son:

    Equipos elctricos.

    Lneas de transmisin y distribucin.

    Subestaciones y centro de control de motores (CCM).

    Bandejas y tendidos de cables.

    Estaciones generadoras.

    Cubculos de control.

    Equipos refractarios e inversores.

    Transformadores.

    Equipos mecnicos y electromecnicos.

    Rodamientos.

    Correas transportadoras y de transmisin.

    Lneas de vapor y trampas (areas y subterrneas).

    Vlvulas.

    17 AGEMA. (Infrarred systems) Suecia 1991. medicin de temperatura y equipos de medida

  • 7/29/2019 145410

    48/114

    48

    Aislamiento de calderas y equipos de proceso.

    Refractarios.

    Intercambiadores de calor.

    Hornos rotatorios (cal, cemento, otros).

    Acoplamientos, alineamiento.

    Edificios y estructuras.

    Techos.

    Aislacin de edificios.

    Estanques de almacenamiento.

    2.8 LA TEMPERATURA COMO MEDIDA

    La temperatura es el principal parmetro observable que puede indicar la

    condicin de funcionamiento del equipo. El calor es un subproducto del trabajo

    realizado por un sistema, mecnico, elctrico o Trmico.

    LA temperatura puede ser expresada ya sea en trminos absolutos o relativos

    .existes dos escalas absolutas, la Rankin (sistema ingles) y la Kelvin (sistema

    mtrico); pero poco a poco se est unificando ambas al sistema mtrico. As

    mismo, hay dos correspondientes escalas relativas, la Fahrenheit (sistema ingles)

    y la escala Celsius o Centgrada (sistema mtrico) el cero absoluto es la

    temperatura a la cual, ningn movimiento molecular tiene lugar. Esto se expresa

    como cero grado Kelvin o cero grado Rankine. La temperatura relativa esta

    expresada en grados Celsius o grados Fahrenheit (C F). 18

    18 REYNA O, Alberto F. termografa nivel I. Ademinsa Colombia S.AS.

  • 7/29/2019 145410

    49/114

    49

    2.9 CAMARA TERMOGRAFICAS

    Son equipos sofisticados que miden la emisin natural de radiacin infrarroja

    procedente de un objeto y generan una imagen trmica.

    Las cmaras de termografa modernas son porttiles y de fcil manejo. Al no

    necesitar contacto fsico con el sistema, las inspecciones pueden realizarse a

    pleno funcionamiento sin prdida o reduccin de productividad.

    Encontrar un problema con una cmara infrarroja puede no ser suficiente en

    muchas ocasiones. De hecho, una imagen infrarroja por si sola, sin medidaprecisa de temperatura, dice muy poco del estado de una conexin elctrica o de

    un componente mecnico desgastado.

    Muchos elementos elctricos tienen una temperatura de trabajo habitual

    significativamente superior a la temperatura ambiente.

    Una importante ventaja que tienen estos sistemas, es la velocidad de respuesta

    sobre los termmetros de contacto. La energa medida viaja desde el cuerpo o

    superficie a sensar al sensor a la velocidad de la luz. La respuesta de estos

    instrumentos es del orden de los milisegundos o microsegundos. La imagen

    producida es presentada en la pantalla de la cmara como una imagen en colores,

    donde cada color representar un nivel trmico en la superficie.

    Hoy en da, las cmaras termogrficas cuentan con herramientas de anlisis

    avanzado como: seleccin de rangos, paletas, aplicacin de perfiles trmicos,almacenamientos de imgenes, almacenamiento de voz, etc.

  • 7/29/2019 145410

    50/114

    50

    2.9.1 Clasificacin de las cmaras

    Usualmente las cmaras termogrficas se clasifican en19:

    a. Cmaras infrarrojas con detectores criogenizados: Los detectores estncontenidos en un estuche sellado al vaco y enfriado muchos grados bajo cero

    Celsius por un voluminoso y costoso equipo criognico. Esto aumenta

    enormemente su sensibilidad con respecto a los detectores al ambiente,

    debido a su gran diferencia de temperatura con respecto al cuerpo emisor

    detectado. Si el detector no fuera enfriado criognicamente, la temperatura

    ambiental del detector interferira las lecturas de temperatura recibidas por el

    detector. Las desventajas de los detectores criogenizados son:

    Su alto consumo de energa para enfriar.

    El alto costo para fabricar y sellar al vaco los estuches.

    Varios minutos para enfriar el sensor del detector a la temperatura ptima

    de operacin.

    b. Cmaras infrarrojas con detectores al ambiente: Estos operan a la temperatura

    ambiental.

    Los ms modernos usan sensores que funcionan cambiando las propiedades

    elctricas del material del cuerpo emisor. Estos cambios (de corriente, voltaje o

    resistencia) son medidos y comparados a los valores de temperatura de

    operacin del sensor. Los sensores pueden estabilizarse a una temperatura de

    operacin, por arriba de los cero Celsius, para reducir las interferencias de

    percepcin de imagen, y es por eso que no requiere equipos de enfriamiento.Las ventajas de estos detectores son:

    Su menor costo con respecto a los criogenizados.

    19www.wikipedia.org

    mailto:maimailto:maimailto:maimailto:mai

  • 7/29/2019 145410

    51/114

    51

    Menor tamao.

    Pero sus desventajas:

    Mucho menos sensibilidad y menos resolucin que los criogenizados.

    c. Cmaras infrarrojas activas: Emiten radiacin infrarroja con un reflector

    integrado a la cmara o ubicado en otro sitio. El haz infrarrojo alumbra el

    cuerpo detectado; y el alumbramiento es emitido por el cuerpo para ser

    percibido por la cmara e interpretado en una imagen monocromtica.

    El reflector tiene un filtro para prevenir que la cmara sea interferida por la

    observacin de la luz visible. Si el reflector tiene mayor alcance mayor ser eltamao y el peso de su filtro y, mayor ser el tamao de la batera por que

    aumenta su consumo de energa. Por eso la mayora de las cmaras activas

    porttiles tienen un reflector con alcance de 100 metros, pero algunos

    fabricantes exageran el alcance de las cmaras a varios cientos de metros.

    d. Cmaras infrarrojas pasivas: Carecen de reflectores, y perciben la radiacin

    infrarroja tal cual emitida por un cuerpo.

    No enfocan cuerpos a la misma temperatura del detector, por eso se enfran

    criognicamente a temperaturas de -200 C. Algunas de estas cmaras

    pueden tener sensibilidad a temperaturas de 0,01 C. Estas cmaras se usan

    rastrear gente en reas donde es difcil verlos (tinieblas, humo o niebla),

    encontrar rastros recientes de alguien que ha dejado un lugar, seguir un coche

    en particular, ver rastros de humedad en ciertas superficies.

  • 7/29/2019 145410

    52/114

    52

    3. ACTIVIDADES RALIZADAS PARA LA IMPLEMENTACION.

    3.1 IDENTIFICACIN DE LOS EQUIPOS

    La seleccin de los equipos a incluir en el plan de mantenimiento predictivo

    mediante la tcnica de la termografa se realizo en base a:

    ndices de mantencin confiabilidad y disponibilidad, as se determino incluir

    los equipos que hacen parte de la produccin, estos se clasificaron como;tableros elctricos, motores elctricos, rodamientos y sistemas de vapor, que

    en este caso corresponde al rea de embotellado.

    Equipos en los que se pueden inspeccionar y detectar alguna falla por

    aumento de la temperatura o por una distribucin anormal de sta.

    Equipos y componentes que no se encontraban monitoreados desde la sala de

    control y que por lo tanto sus ndices de temperatura eran desconocidos por el

    tcnico.

    Despus de tener definidos los tpicos anteriores y todos los factores necesarios

    para evaluar, se determinaron y clasificaron 185 equipos a incluir en el plan de

    mantenimiento predictivo, los equipos seleccionados se encuentran distribuidos

    en los siguientes procesos del rea de envase:

    Depaletizadora:

    Motorreductor horizontalDepaletizadora: motorreductor vertical

    Tren de trasporte:

    Motorreductor

  • 7/29/2019 145410

    53/114

    53

    Desempacadora:

    Motor principal

    Lavadora de cajas:

    Motor bomba zona de alta presin

    Motor Zona baja presin

    Motor trasporte

    Lavadora de botellas 3 y 4:

    Motor principal

    Reductor transmisinMotor extractor

    Motor ventilador

    Motor mallas

    Bomba de enjuague

    Inspector de botellas vacas:

    Motor rueda estrellaMotor rechazo

    Motor extractor

    Llenadora de botellas 3 y 4:

    Motor principal

    Motor bomba de vacio

    Pasteurizadora:

    Motor bomba centrifuga de agua soda

    Motor bomba sistema hidrulico

  • 7/29/2019 145410

    54/114

    54

    Etiquetadora 3 y 4:

    Motor principal

    Bomba de aceite

    Empacadora:

    Motor principal

    Paletizadora:

    Servo motorreductor horizontal

    Servomotor vertical

    Tableros elctricos

    Breaker principal

    Conector de potencia

    Plc

    Fuentes de alimentacin

    Transformador de control

    ContactoresInterfaces

    Borneras

    Arrancadores suaves

    Rels de control

    Variador de velocidad

    Sistemas de vapor

    Vlvula globo

    Vlvula control de presin

    Trampas de vapor

    http://f/SISTEMAS%20ELECTRICOS/DATA%20SHEET%20BREAKER%20PRINCIPAL%20DE%20POTENCIA.xlsxhttp://f/SISTEMAS%20ELECTRICOS/DATA%20SHEET%20BREAKER%20PRINCIPAL%20DE%20POTENCIA.xlsxhttp://f/SISTEMAS%20ELECTRICOS/DATA%20SHEET%20BREAKER%20PRINCIPAL%20DE%20POTENCIA.xlsx

  • 7/29/2019 145410

    55/114

    55

    3.2 IDENTIFICACIN DE LOS RECURSOS DISPONIBLES

    Antes de disear la ruta y el cronograma del recorrido de las subestaciones es

    preciso identificar y definir los recursos con los que se cuenta para implementar yejecutar el programa de mantenimiento, a saber: el personal, los equipos, el

    software y el tiempo disponible para la ejecucin del programa. Con esta actividad

    se concreta la fase de diseo del programa de mantenimiento.

    Recurso humano

    Actualmente se cuenta contermgrafoscapacitados y certificacin en termografanivel I, avalados por un especialista de nivel III en Termografa de la ASNT

    (American Society for Nondestructive Testing), ellos estn dedicados

    exclusivamente a la ejecucin del programa de mantenimiento y se ha destinado a

    dos tcnicos especialistas del rea elctrica a realizan las actividades de

    inspecciones termogrficas.

    Equipos

    Dentro del equipo de instrumentacin del rea de mantenimiento se cuenta con

    dos cmaras termogrficas necesarias para la toma de datos y que se componen

    de las siguientes especificaciones tcnicas:

    CAMARA FLIR T 620

    Fuente: www.flir.com

    http://www.flir.com/http://www.flir.com/http://www.flir.com/

  • 7/29/2019 145410

    56/114

    56

    Formato de imagen: JPEG

    Resolucin: 640x480 pixeles

    Precisin: 2 c o 2% de lectura

    Medicin e intervalos de temperatura: (-40 c a +150 c),(+100 c a 650 c) y opcional; (+ 300 c a 2000 c).

    Correccin de medicin: emisividad, temperatura reflejada, transmisin de ptica y

    transmisin atmosfrica.

    CAMARA FLUKE TI 25

    Fuente: www.fluke.com

    Formato de imagen: JPGE, BMP, GIF

    Resolucin: 640x480 pixeles

    Precisin: 2 c o 2% de lectura:

    Medicin e intervalos de temperatura: -20 c a +350 c

    Correccin de medicin: emisividad.

    Tiempo

    El tiempo para la ejecucin e iniciacin del programa, as como los intervalos de

    tiempo y frecuencias de inspeccin de los equipos se estipulo con el ingenieroplanificador de mantenimiento y se reviso con el ingeniero especialista en gestin

    de activos.

    http://www.fluke.com/http://www.fluke.com/http://www.fluke.com/

  • 7/29/2019 145410

    57/114

    57

    3.3 RUTA Y CRONOGRAMA DE INSPECCIN

    Una vez Realizada la etapa de diseo del plan, la segunda etapa es la

    implementacin. En esta etapa se definieron tres aspectos importantes:

    Ruta de termografa

    Programa de entrenamiento e instruccin para el personal

    Sistema de manejo de la informacin

    Hoja de ruta

    En esta ruta se define la frecuencia con la que se van hacer las inspecciones y elcronograma general para realizar el recorrido. Basados en los siguientes criterios

    se diseo la ruta de termografa:

    Desarrollo:

    a) Preparacin de elementos de inspeccin:

    Equipo de medicin Termogrfica

    Medidor digital de temperatura y humedad ambiente.

    Casco y gafas de seguridad

    b) Inspeccin visual y mecnica:

    Retirar todo tipo de cubiertas necesarias antes de realizar la inspeccin.

    Inspeccionar la condicin fsica, elctrica y mecnica.

    Inspeccionar visualmente el alineamiento.

    Inspeccionar visualmente corrosin y fugas de aceites

    c) Equipos que se inspeccionaran:

    Todos los equipos incluidos en ste plan de mantenimiento predictivo segn

    la orden de trabajo generada por el software de la empresa.

  • 7/29/2019 145410

    58/114

    58

    d) Inspeccin de parmetros de funcionamiento:

    Temperatura admisible de equipos y sus componentes haciendo

    comparaciones segn criterios de valoracin cuantitativos y cualitativos.

    Verificacin por medio de la cmara la existencias de puntos

    sobrecalentados debido a posibles fallas de funcionamiento y deterioros.

    e) Anlisis de condicin

    Posibles fallas a detectar

    Hacer un diagnostico y pronostico de fallas

    Establecer prioridades de atencin segn el tipo de anomala de la falla.

    f) Correccin de fallasEn esta etapa es de suma importancia establecer la causa de la condicin

    de falla y corregirla.

    3.4 SISTEMA DE INFORMACIN

    Dentro de la implementacin del programa de mantenimiento predictivo fue

    fundamental crear un sistema de informacin que facilito un desempeo ptimo de

    las actividades.

    Para este sistema se definieron aspectos fundamentales como:

    Datos tcnicos de los todos los equipos a inspeccionar

    Temperaturas mximas de operacin de todos los equipos segn el fabricante.

    Formato de informe para el anlisis y presentacin de datos

    Un estudio de fallas posibles a detectar.

    Frecuencias de inspeccin asociado a su modo de falla a detectar con la

    termografa.

  • 7/29/2019 145410

    59/114

    59

    3.5 DATOS TCNICOS

    Dentro del sistema de la fijacin y revisin de datos es de gran importancia la hoja

    de vida de los equipos y componentes debido a que tenemos una informacin msorganizada para poder hacer un buen seguimiento de estos.

    Los datos tcnicos que se elaboraron para todos los equipos y se resumen de la

    siguiente forma:

    Motorreductores de tren de trasporte: se tiene una cantidad total 129

    motorreductores, distribuidos en la lnea de transporte de envase, de loscuales se clasificaron 9 modelos segn la nomenclatura del fabricante SEW

    EURODRIVER:

    La Clasificacin de los modelos se hizo con el levantamiento de la informacin,

    estos son:

    SA67DT90SA

    SA57DT90SA

    SA77DT90SA

    SA67DT80N4

    SA47DT80N4

    SA77DT90L4

    SA77DV100LS4

    SA57DT80N4

    SA67DT90L4

  • 7/29/2019 145410

    60/114

    60

    El siguiente formato es un modelo de los datos tcnicos que se tabularon para

    cada uno de los modelos que adems aplica para otros equipos localizados en los

    procesos de desempacado, lavado de botellas y depaletizado.

    Tabla 2. Modelo hoja de vida para motorreductores.

    Fuente: el autor.

    Empresa:

    rea: LINEA 2

    Reductor: Cdigo:

    Marca:

    Referencia: SA67

    Potencia:

    Relacin: 65.63/1

    Torque: 480 Nm

    1.4

    M1

    Lubricacin: ISO VG 680

    1.00 Ltrs

    Motor: CODIGO.

    Marca:

    Referencia: DT90S4

    1650 RPM

    Potencia:

    Tensin (V): 220/440 V

    4.8/2.4 A

    Aislamiento: F

    Proteccin: IP-55

    0.77

    60 HZ

    Revoluciones(rpm):

    1.1 KW/1,47 Hp

    Corriente (Amp):

    Factor de Potencia:

    FRECUENCIA:

    Revoluciones E/S 1650/25 RPM

    Factor de servicio:Posicin de Montaje:

    Volumen Aceite:

    SEW EURODRIVE

    SISTEMA DE TRANSPORTE: MOTORREDUCTOR

    SA67DT90S4

    BAVARIA BUCARAMANGA

    SEW EURODRIVE

    Nmero de serie: 561318485.4.19

    1.1 KW/1,47 Hp

  • 7/29/2019 145410

    61/114

    61

    Motores elctricos: para los motores elctricos se tiene un total de la

    cantidad de 55, de los cuales se sub clasificaron en motores con electro freno,

    bombas centrifugas, ventiladores y servomotores. Estos motores se

    encuentran distribuidos en los diferentes procesos del rea de envase. Acontinuacin una hoja de vida para una bomba de baja presin.

    Tabla 3. Modelo hoja de vida para motores elctricos.

    Fuente: el autor.

    Tableros elctricos: son armarios que se compone de equipos de control

    elctrico y de potencia, estos elementos son importantes para la proteccin y

    seguridad del los equipo, el sistema y proceso general. Existen 14 tableros de

    control y potencia que administran cada proceso.

    Los tableros se componen de 9 dispositivos anteriormente mencionados. A

    continuacin una hoja de vida para un contactor:

    Empresa:

    rea: LINEA 2

    Motor: CODIGO.

    Marca: KSB

    Referencia:

    1160 RPMPotencia:

    Tensin (V): 220/440

    12 AMP

    Caudal: 200 m3/h

    60 HZFRECUENCIA:

    PASTEURIZADORA: BOMBA CENTRIFUGA AGUA + SODA

    BAVARIA BUCARAMANGA

    ETABLOC GNF 125-200/556 G7

    Revoluciones(rpm):6.33 KW/ 8.6 HP

    Corriente (Amp):

  • 7/29/2019 145410

    62/114

    62

    Tabla 4. Modelo hoja de vida para dispositivos de tableros elctricos.

    Fuente: el autor.

    Sistema de vapor: para los sistemas de vapor solo se hizo referencia atuberas y vlvulas del sistema de transporte de vapor. Ya que el vapor se

    utiliza en el quipo de pasteurizado y el lavado de botellas.

    A continuacin la hoja de vida de una vlvula de control:

    Empresa:

    rea: LINEA 2

    Marca:

    Referencia: LC1-D258

    25 A

    40 A

    4

    315/ 440 V

    Limites de frecuencia: ( 25 - 400 ) HZ

    Corriente asignada de empleo: En AC-3, 60 C

    Numero de Polos

    Tensin nominal de empleo: 11 KW en AC-3

    Potencia asignada de empleo:

    TABLEROS ELCTRICOS: CONTACTORES TEMECANIQUE

    BAVARIA BUCARAMNAGA

    TELEMECANIQUE TESYS

    Corriente asignada de empleo: En AC-3, 60 C

  • 7/29/2019 145410

    63/114

    63

    Tabla 5. Modelo hoja de vida para sistemas de vapor.

    Fuente: el autor.

    3.6 TEMPERATURAS MAXIMAS DE OPERACIN.

    Los parmetros de temperatura para los equipos se basaron segn las

    especificaciones del fabricante, esta caracterizacin tcnica tiene por objeto dar

    un lmite de temperatura que pueden alcanzar los equipos en funcionamiento ya

    que es de gran importancia al momento de la inspeccin.

    En los motores elctricos las temperaturas mximas que pueden alcanzar estadada por el fabricante segn los tipos de materiales y aislamientos, en los

    motorreductores su temperatura que puede alcanzar esta en funcin de la clase

    de aceite lubricante necesario para evitar la friccin de los engranajes, para los

    dispositivos electrnicos su temperatura es variable segn el tipo de dispositivo, la

    Empresa:

    rea: LINEA 2

    Marca: SAMSON

    Referencia: SERIE 250

    Tipo:

    Material ACERO AL CARBONO DIN WN 1.0619

    Normas de fabricacin: BS1738, ANSI nB16.34 y API 600

    Presin max: 144 BAR a 400 C

    Normas de fabricacin: ANSI, ASME Y ASTM

    SISTEMAS DE VAPOR: VLVULA CONTROL DE PRESIN

    BAVARIA BUCARAMNAGA

    VALVULA DE PASO RECTO 3251 - 1Tipo de accionamiento por : POSICIONADOR DE SEAL TIPO 3730 - 2

  • 7/29/2019 145410

    64/114

    64

    noma NETA (Asociacin Internacional de Pruebas Elctricas) nos da unos criterios

    para valorarlos.

    Las vlvulas de los sistemas de vapor alcanzan temperaturas elevadas y losfabricantes especifican la temperatura basndose en los materiales de que se

    componen.

    En el anexo B se muestran la clasificacin de los equipos con su respectiva

    temperatura segn las especificacin del catalogo del fabricante.

    3.7 FORMATO DE INFORME PARA EL ANLISIS Y PRESENTACIN DE

    DATOS

    Para generar los reportes de los anlisis termogrficos, se dise una plantilla en

    Microsoft Office; Excel, atendiendo a las recomendaciones de los ingenieros de la

    planta y de la norma ISO en termografa 18434 - 1: 2008 supervisin de la

    condicin y diagnostico de maquinas.

    En la siguiente figura se muestra el modelo de la planilla de informe creado para el

    anlisis termogrfico.

  • 7/29/2019 145410

    65/114

    65

    Figura 5. Planilla para informe de los reportes

    Fuente: el autor datos tomados de un equipo de la planta.

    BAVARIA S.A.

    A

    COMENTARIOS:

    PRIORIDAD C: ANOMALA QUE REQUIERE MONITOREO Y COMPROBACIN , SE REPARA CUANDO SEA CONVENIENTE.

    PREPARADO POR: OSCAR BAEZ (asistenete tecnico del area de envase.)

    PRIORIDAD

    Se recomienda suspender el funcionamiento del motorreductor inmediatamente y revisar la caja reductora con elespecialista en lubricacon, revisar posibles daos generados por el s obrecalentamiento (desgaste en dientes). Revisarajustes en el motor.

    PRIORIDAD A : ANOMALA GRAVE QUE REQUIERE ATENCI INMEDIATA.

    PRIORIDAD B :ANOMALA SERIA QUE NECESITA ATENCIN TAN PRONTO COMO SEA POSIBLE.

    40

    70.9

    RECOMENDACIONES

    Temperatura en grados centigados (C).

    Mala lubricacon y/o fugas de aceite, daos en sellos.

    TEMPERATURA MAX ADMISIBLE:

    TEMPERATURA PUNTO CALIENTE:

    DESCRIPCIN DE LA IMAGEN

    DIFERENCIA DE TEMPERATURAS:

    30

    31

    30.9

    CAUSA PROBABLE

    Se observa un sobrecalentamiento en la caja reductora de un deltade temperatura de 30.9 (C).

    TEMPERATURA AMBIENTE:

    TEMPERATURA REFLEJADA:

    CODIGO DE UBICACIN DEL COMPONENTE :001

    ANLISIS TERMOGRFICO

    IMAGEN PATRONREPORTE N: 1

    TEMPERATURA MAX ADMISIBLE : 40 (C)

    FECHA : 30-05-2012

    FLIR T620

    EMISIVIDAD : 0.94

    NOMBRE DEL EQUIPO: Motorreductor lnea de transporte 2

    IMAGEN VISIBLE IMAGEN TERMOGRFICA

  • 7/29/2019 145410

    66/114

    66

    La planilla se comprende de partes importantes para su generacin, estas son:

    1. Ttulo del reporte, nombre del equipo, numero de reporte, fecha de creacin,

    2. Imagen patrn que contiene una imagen termogrfica la cual nos da una ideageneral del comportamiento en estado normal de funcionamiento,

    3. Imagen visual. Es una fotografa tomada con la funcin de imgenes visuales

    de la cmara termogrfica.

    4. Imagen termogrfica la cual nos permite hacer una observacin y un anlisis

    cuantitativo y cualitativo para el anlisis de la falla.

    5. Herramientas de anlisis. En el anlisis se han incluido la emisividad y datos

    de temperaturas como: ambiente, reflejada, admisible, de punto caliente y undelta de temperatura que es la diferencia entre la mxima admisible y la de

    punto caliente.

    6. Descripcin de de la imagen termogrfica. En esta parte se hacen los

    comentarios relacionados con la falla encontrada y en lo posible se especifica

    la ubicacin exacta de sta.

    7. Causas probables de sobrecalentamientos: el termgrafo diagnostica las

    causas posibles asocindola a su modo de falla.

    8. Prioridades que dentro los criterios de valoracin se debe especificar en la

    gravedad de la anomala, estos se clasifican en :

    Prioridad A: anomala grave que requiere atencin inmediata.

    Prioridad B: anomala seria que requiere atencin tan pronto como sea posible

    Prioridad C: Anomala que requiere monitoreo y comprobacin, repara cuando

    sea conveniente.

    9. Recomendaciones. El termgrafo evala la criticidad de la falla y hace las

    recomendaciones tcnicas necesarias para el mantenimiento correctivobasndose en los criterios y las normas.

  • 7/29/2019 145410

    67/114

    67

    PATRONES TERMOGRAFICOS

    Figura 6. Imagen de un patrn termogrfico de un motor de trasmisin.

    Fuente: el autor

    Se tomaron los patrones de comportamientos trmico infrarrojo para los equipos

    que son modelo para todos los dems equipos similares, estos modelos se

    escogieron basndose en que existe otros equipo que funcionan en las mismascondiciones, pero que adems cumple con los mismos datos tcnicos de de

    fabrica. Lo patrones se hicieron bajo condiciones de carga mxima y verificando

    que su temperatura cumpla con los lmites admisibles del fabricante. Ver anexo B.

    3

    4

    1

    2

    Espectro de colores radiantes.

  • 7/29/2019 145410

    68/114

    68

    El software de la cmara nos permite hacer unos encuadres que hacen parte del

    inters del termografista los cuales se enumeran:

    1) Sp1 es el punto de temperatura ajustado por la cmara2) Ar 1 es un encuadre de la superficie en esa regin; en este caso la del motor

    para localizar las temperaturas mxima, mnima y un promedio.

    3) Ar 2 es un encuadre de la superficie en esa regin; en este caso la caja

    reductora de velocidad para localizar las temperaturas mxima, mnima y un

    promedio.

    4) En la parte superior izquierda nos muestra todos los valores que estn

    censados en los encuadres, adems podemos diferenciar los el espectro decolores radiantes con la franja derecha vertical.

    3.8 FALLAS POSIBLES A DETECTAR MEDIANTE LA TERMOGRAFA

    A continuacin se describen algunas de las aplicaciones ms comunes de la

    termografa en plantas industriales.

    3.8.1 Inspecciones Termogrficas en instalaciones elctricas.

    Las aplicaciones elctricas, representan la primera y principal aplicacin de la

    termografa infrarroja, los componentes elctricos de alta y baja tensin son

    candidatos naturales para el uso de esta tcnica.

    La gran mayora de las fallas en sistemas elctricos tienen relacin con elincremento de la resistencia elctrica, producto de malas conexiones,

    sobrecargas, cortocircuitos, etc.

  • 7/29/2019 145410

    69/114

    69

    Gracias a la termografa infrarroja, los riesgos de golpes elctricos se reducen al

    mnimo, puesto que no es necesario el contacto para realizar una medicin de

    temperatura. Su principal funcin es encontrar puntos calientes o fros que

    representen una anormalidad.

    Para la termografa toda superficie en que la temperatura supere o est por debajo

    de la normal de operacin, es denominada excepcin. Generalmente se asocia

    una excepcin a un alza de temperatura.

    Dentro de las causas ms comunes en las que se producen incrementos de la

    temperatura en sistemas elctricos, estn:

    alta resistencia elctrica,

    corto circuitos,

    corrientes inductivas y tierras energizadas.

    Es posible encontrar tambin temperaturas inferiores a las normales de

    operacin, con esto es posible determinar: circuitos abiertos, componentes

    inoperativos, etc.

    En las instalaciones elctricas, la deteccin de un componente defectuoso se basa

    principalmente en la elevacin anormal de su temperatura, en funcin del aumento

    de resistencia hmica debido a la oxidacin, corrosin o falta de contacto. En los

    inicios el problema se manifiesta con una pequea alza de temperatura, la cual

    con el paso del tiempo o con un incremento en la carga circulante, alcanza niveles

    de temperatura que pueden reflejarse en un acelerado envejecimiento del

    componente.

    Cuando se alcanzan niveles de temperaturas demasiado altos, con respecto a los

    niveles de temperatura normales, es muy probable que se produzca un dao

    irreversible al componente y al sistema completo, incluso no es exagerado pensar

  • 7/29/2019 145410

    70/114

    70

    en un dao catastrfico (incendio, explosiones, etc.). A esto se debe sumar que

    existe una valiosa prdida de produccin.

    El aumento de la resistencia produce por efecto Joule el calentamiento de loscomponentes, de esta forma, los componente defectuoso aparecen en la imagen

    trmica como un punto caliente comparado con el ambiente o bien componentes

    similares en buen estado.

    La potencia disipada por un componente de acuerdo a la ley de Joule es:

    2P IR

    Donde:

    P= potencia disipada

    I = intensidad de corriente que recircula

    R = resistencia elctrica

    La ley de Joule establece que la potencia disipada en un elemento, es igual al

    cuadrado de la corriente multiplicado por la resistencia. Considerando la corriente

    relativamente constante, es la resistencia la que influir directamente en un

    cambio en la potencia disipada. En las instalaciones elctricas el aumento de la

    resistencia de debe generalmente a:

    Conexione


Plato - Symposium

Plato - Symposium

Tragic Heroes

Tragic Heroes

Aesops Fables

Aesops Fables

Life Is Just A Dream - Or Is It?

Life Is Just A Dream - Or Is It?

Chapter-01

Chapter-01

Improve the Color Quality Of Your Monitor

Improve the Color Quality Of Your Monitor

Acetone Peroxide

Acetone Peroxide

18 Tricks to Teach Your Body

18 Tricks to Teach Your Body

Chapter 23

Chapter 23

The Dutch Republic In International Trade

The Dutch Republic In International Trade

Star Wars Trivia!

Star Wars Trivia!

Heidegger Kritik

Heidegger Kritik

How Computer Keyboards Work

How Computer Keyboards Work

Chapter 24

Chapter 24

How Computer Monitors Work

How Computer Monitors Work

Jan Van Eyck and the Man In A Red Turban

Jan Van Eyck and the Man In A Red Turban

Venture Capital

Venture Capital

Iron Mills Essay

Iron Mills Essay

Do you admire Leonardo da Vinci?

Do you admire Leonardo da Vinci?

Introduction to Six Sigma

Introduction to Six Sigma