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El Análisis de Aceitecomo una Herramienta de Mantenimiento

Distribuidores Mobil

Lima, 03 de Mayo de 2007

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1) ¿Qué es el mantenimiento?

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Mantenimiento es esto: Cuando todo anda bien, nadie sabe que existe Cuando todo anda mal, dicen que no existe Cuando es para gastar, dicen que mejor no debería existir Pero cuando realmente no existe, todos concuerdan en que debería existir.

Y ya que debe existir, lo mejor será que: Todo vaya bien (Mostrar ahorros obtenidos gracias a una buena gestión de mantenimiento) Nada vaya mal (Mantener un perfil bajo al evitar problemas que repercutan en la productividad de la empresa) Minimizar los gastos

Definición Popular

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2) Diferentes corrientes respecto a como se debe llevar a cabo el mantenimiento

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Existen diferentes formas de pensar en lo que a mantenimiento se refiere. ¿En cual de ellas se encuentra mi organización?: Mantenimiento Reactivo: $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$

Autopsia Post-Mortem ¿Qué originó la falla del equipo?...Demasiado tarde para prevenirla ¿no?

Mantenimiento Preventivo: $$$$$$$$$$ Realizando un cambio de componentes programado Garantizaré que no haya fallas intempestivas Maximizaré la operatividad del equipo

Mantenimiento Predictivo: $$$ Detección de fallas en sus inicios con técnicas especializadas Análisis de Aceite Usado – Análisis Vibracional – Termografía

Mantenimiento Proactivo: $ Me anticiparé a las causas de las posibles fallas en los equipos

Filosofías de cómo debe ser el mantenimiento

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Enfocado en ser eficiente y en reparaciones

Reparar después Reparar después de que fallede que falle

• Alto Costo

• Tiempo Extra

• Mala Operación.

Reparar antes Reparar antes de que fallede que falle

• Preventivo

• Predictivo

• (Coordinación)

• (Planeación)

No reparar eliminarNo reparar eliminarla causa de la fallala causa de la falla

• Proactivo• Eliminación de Defectos• Mejora continua• Precisión• Re-diseño• Reducción Trabajo• Reducción costos

Optimización Optimización de activosde activos

• Alineamiento de visión• Optimización• Integración• Diferenciación• Alianzas/TFM

Enfocado en la eliminación de

defectos

PlaneadoReactivo Clase Mundial

Eliminaciónde Defectos

Filosofías de cómo debe ser el mantenimientoEvolución

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Mantenimiento Basado en Condición:

FilosofíasMantenimiento PredictivoMantenimiento Predictivo Mantenimiento ProactivoMantenimiento Proactivo

Fallas y síntomas de FallaFallas y síntomas de Falla Causas de FallaCausas de FallaQué Buscan?

Variaciones en la operación,Variaciones en la operación,Temperatura,Temperatura,

Aumento en consumos deAumento en consumos depotencia, combustible, etc.potencia, combustible, etc.

Análisis de vibración,Análisis de vibración,Análisis de desgaste (p.p.m). Análisis de desgaste (p.p.m).

Monitoreo de contaminantes,Monitoreo de contaminantes,viscosidad y TBN ó TANviscosidad y TBN ó TAN

Alineación, BalanceoAlineación, BalanceoFerrografia.Ferrografia.

HerramientasUtilizadas

Detección TempranaDetección Temprana Extensión de vida Extensión de vida de la maquinariade la maquinaria

Beneficios

Filosofías de cómo debe ser el mantenimiento

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Un simple ejemplo de cómo han cambiado los tiempos: Mantenimiento Reactivo: Hace 20 años si un Jefe de Mantenimiento reparaba todos los motores de una empresa con el mínimo de personal, tiempo y recursos para realizar esta labor, era considerado un ejemplo a seguir.

Hoy, ese mismo Jefe de Mantenimiento sería despedido inmediatamente, pues cuenta con las herramientas tecnológicas suficientes para anticiparse a la falla de los equipos.

¿Cuáles creen que son las consecuencias de un sistema de mantenimiento como este?

Filosofías de cómo debe ser el mantenimiento

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3) Verdaderos costos involucrados en el mantenimiento de equipos

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Principales costos asociados a una falla no programada:

1) Pérdida de productividad:

2) Costo directo de máquina parada:

3) Costo directo de mano de obra parada:

4) Costo de Repuestos:

5) Costo de Mano de Obra en la reparación:

Imagino que deben estar queriendo un ejemplo….

Verdaderos costos involucrados en el mantenimiento

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Ejemplo: Érase una vez la Empresa Minera Titicaca, que tenía una flota de 40 camiones para acarreo de mineral…

1) El costo de parada de cada camión significaba para la empresa US$ 2000,00 / HORA en pérdida de mineral producido

2) El precio de mercado por alquilar uno de esos camiones era de US$ 500,00 / HORA

3) El precio del operador por hora era de US$ 40,00 / HORA

4) La pieza de desgaste mas común en esos camiones eran los mandos finales de la tracción y la reparación de la misma demora 8 horas

5) El costo de los repuestos es de US$ 4000,00

6) El costo de la mano de obra especializada es de US$ 500,00

Creo que ahora resulta clara la proporción de las pérdidas …

Verdaderos costos involucrados en el mantenimiento

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Verdaderos costos involucrados en el mantenimiento

Item Descripción Monto US$ % de la Pérdida

1 Perdida de la productividad 16000 64,5%

2 Costo directo de maquina parada 4000 16,1%

3 Costo directo de mano de obra 320 1,3%

4 Costo de repuestos 4000 16,1%

5 Costo de mano de obra reparación 500 2,0%

Total 24820 100%

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Misapplication(Quality/Quantity/

Frequency)

ShortLubricant

LifeShortFilterLife

UntrainedLubricators

InefficientStorage/Handling

Premature EquipmentReplacement

InventoryProliferation

ProductionDowntime

InadequateEngineering

Support

Product Wastage

Gasto en Mantenimiento Predictivo

Used OilDisposal Costs

CONTROLAR LOS GASTOS es importante pero...

Verdaderos costos involucrados en el mantenimiento

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Costos de repuestos

Reemplazo prematuro de equipos

Costo operador parado

Paradas de Producción

Gasto en Mantenimiento Predictivo

Verdaderos costos involucrados en el mantenimiento

Costo de maquina parada

Costo de mano de obra en reparación

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El Análisis de Aceitecomo una Herramienta de Mantenimiento

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Estadísticas de Mantenimiento

Cerca del 25% de los rodamientos utilizados en equipo rotatorio fallan prematuramente debido principalmente a instalación defectuosa y/o a prácticas pobres de lubricación.

Cerca del 70% de las fallas en los sistemas que operan con fluidos lubricantes se deben a la contaminación de estos fluidos y falta de atención.

Del 25 al 45% del presupuesto de operación en la industria del gas y petróleo se gasta o invierte en el mantenimiento del equipo mecánico.

La lubricación inconsistente o las pobres prácticas de lubricación, son la principal causa de la falla de los componentes mecánicos (60%).

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Estadísticas de Mantenimiento

““El mantenimiento es el El mantenimiento es el costo más fácilmente costo más fácilmente

controlable en una controlable en una operación”- DuPontoperación”- DuPont

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5 % Lubes

Lubricantes (5%)AceitesGrasas

Costos Asociados al Mantenimiento

95% Operación

Operación (95%)Paradas de equipoPérdidas de producciónRepuestosReparaciones mayores

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Causas de Pérdida de Utilidad

Corrosión(20%)

Abrasión Fatiga Adhesión

Desgaste Mecánico(50%)

Equipos Obsoletos(15%)

Degradación delEquipo(70%)

Accidentes(15%)

Pérdida deUtilidad

Aceite Usado

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Abrasión

DESLIZAMIENTO

ESTACIONARIO

Partícula Abrasiva

Adhesión

ESTACIONARIO

Crestas de las rugosidades en soldaduras microscópicas

DESLIZAMIENTO

Mecanismos mas comunes de desgaste

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Análisis de Aceite

Su aceite le está hablando pero............

???...

¿Está Usted Escuchándolo?

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Problemas relacionados con la Lubricación Pérdida repentina de volumen de lubricante Bajos o altos niveles de lubricante Lubricante incorrecto/Mal seleccionado Lubricante mal almacenado Problemas en el trasvase a envases menores Degradación/Oxidación Contaminación con partículas (Sílice u otras) Contaminación con agua Contaminación con combustible (Dilución) Contaminación con refrigerantes Agotamiento de los aditivos/Oxidación Formación de espuma Largos períodos de chequeo, cambio o muestreo, etc.

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Efecto de los problemas de lubricación

Modo de falla / Mecanismo

Efec

to T

otal

Con

tam

inac

ión

con

part

ícul

as

Con

tam

inac

ión

Indu

stria

l

Lubr

ican

te d

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dado

Des

alin

eam

ient

o

Des

bala

nceo

Alta

Tem

p.

Críticos

Otr

os

De poco impacto

Pareto 80 -20Controla las de mayor efecto.

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Degradación en los equipos - Predicción de Problemas

xxxxXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXLa causa El síntoma La Falla.

Grado de deterioro de las superficies de los componentes

Detección de la causa de la falla

Falla temprana o Deteccióndetección de los síntomas tardía de la falla Autopsia

MantenimientoProactivo Mantenimiento Predictivo Mantenimiento.

de Falla

Análisis de aceite

Análisis de vibración

Acústica

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Análisis de Aceite - Control del proceso

Disposición

Recepción deLubricantes

Almacenamiento

Llenado de equiposControl lubricantes

usados

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¿Qué es un análisis de aceite?

Es un conjunto de procedimientos y mediciones aplicadas al aceite usado en las máquinas y equipos, que facilitan el control tanto del estado del lubricante, como de manera indirecta permiten establecer el estado de los componentes.

El objetivo primordial y final es suministrar información para adelantarse a tomar acciones y buscar la reducción de los costos de operación y mantenimiento a través de la preservación de las máquinas y la extracción de la mejor vida de los lubricantes.

Los procedimientos de análisis se pueden realizar en un laboratorio especializado, pero también pueden hacerse en el campo con ayuda de herramientas simples.

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¿Qué es un análisis de aceite?

Es la actividad de monitorear y reportar lo observado en las condiciones del lubricante para alcanzar las metas propuestas de mantenimiento a través de las buenas prácticas de lubricación.

Es una herramienta que sirve para documentar los procesos de mantenimiento, siempre y cuando, se tenga un buen entrenamiento y conocimiento de la interpretación de los resultados de laboratorio.

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Objetivos del Análisis de Aceites Usados

Reducción de Costos de Mantenimiento.

Incremento de la disponibilidad de los equipos operando/Mayor Producción.

Proporciona seguridad a los operadores de los equipos.

Optimiza los períodos de drenaje del aceite, extrayendo su mayor valor.

Asegura una larga vida de trabajo de los equipos.

Asegura rentabilidad en la operación de los equipos.

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Una adecuada botella o envase para la toma de la muestra, la cual debe estar limpia y cerrar muy bien.

La etiqueta para marcar el envase debe contener la información necesaria.

La cantidad mínima requerida en el laboratorio para un análisis normal es de 100ml, si se requieren pruebas adicionales (como de espuma por ejemplo), el envase debe ser de 500 ml.

El envase debe ser preferiblemente transparente, para que en el laboratorio se le pueda hacer una inspección visual a la muestra.

Éxito de los Análisis, un buen Muestreo

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Un buen entrenamiento y un procedimiento estándar para la toma de las muestras.

Identificación de los puertos y sitios de muestreo, para tomar siempre las muestras del mismo sitio.

Identificación de los equipos inscritos en el programa de muestreo.

Una frecuencia de muestreo bien seleccionada, de acuerdo con los requerimientos y necesidades de cada equipo.

Constancia en la toma de las muestras y seguimiento a las recomendaciones.

Éxito de los Análisis, un buen Muestreo

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Análisis de Aceite - Frecuencia de Muestreo

Frecuencia de Muestreo = Default x Factor de Ajuste

Default = Frecuencia de Cambio de Aceite ó Fabricante

Costo de la falla 0.1 0.25 0.5 0.75 1 1.25 1.5 1.75 2Severidad Ambiente operación 0.1 0.25 0.5 0.75 1 1.25 1.5 1.75 2

Edad de la Maquina 0.1 0.5 1 1.5 2 1.5 1 0.5 0.1Tiempo de uso Aceite 0.1 2 2 2 1.5 1 0.5 0.25 0.1

Exigencia / Objetivo 0.1 0.25 0.5 0.75 1 1.25 1.5 1.75 2Exigente Normal Tolerante

Muy Alto Normal BajoFactor de Ajuste

Nuevo Edad Media Viejo

Seleccione el valor más bajo o crítico

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Interpretación de Resultados No es fácil tener una completa interpretación de las condiciones de

operación de un aceite con un solo análisis, debemos contar como mínimo con tres resultados.

Para una mejor interpretación de los resultados de laboratorio se recomienda interrelacionar las pruebas entre sí y así corroborar el efecto.

Los análisis previos o iniciales a los aceites nuevos, son importantes para poder determinar si se están teniendo grandes cambios en los resultados.

Es definitivo analizar los cambios mediante tendencias y la variación de sus pendientes.

Diseñar el manual de interpretación para la operación.

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Análisis de Aceite - Toma de Muestras

Limite Fabricante

1 2 3 4 5

Muestras en el tiempo

Lim

ites

Limite Permisible Lab

Limite Operación

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¿ Cuáles son los las VENTAJAS Y BENEFICIOS del análisis del cambio en las tendencias?

– Monitorea cambios en la condición del equipo/aceite.

– Alerta temprana de posibles problemas.

– Ayuda a detectar problemas.– Optimiza la vida útil de piezas.– Maximiza la vida útil del aceite– Maximiza la vida útil de filtros de

aceite y otros componentes.

Análisis de Aceite

HORAS DE OPERACION

OXI

DA

CIO

N

OXIDACION - NORMAL

Líneas de tendencia

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Análisis de Aceite - Progresión del Desgaste

4000

200

800

1200

1650

2000

2450

2700

3100

3500

3950

4150

4450

Horas de Operación del Aceite

0

10

20

30

40

50

Des

gast

e (p

pm)

Gráfico de Progresión del Desgaste

CAMBIO DE ACEITESegundapendiente: Falla incipiente

Tercer Pendiente: Falla inminente

PENDIENTE INICIALDesgaste normal

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Pruebas mínimas para un buen Análisis...

Análisis Motores Diesel

Motores a Gas

Sistemas Hidraulicos

Engranajes Cerrados

Compresores Reciprocantes

Compresores Centrífugos

Compresores de refrigeración

Viscosidad @ 40°CViscosidad @ 100°C

Dilución Contenido de agua

OxidaciónNitración

TBNTAN

HollínConteo de Partículas

SiFeCuAlCrPbSbAg

Pertinente Moderada Utilidad Peligro de irreproducibilidad

N/A Muy sensible en el análisis

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Categorías de los Análisis de Aceite...

¿Qué Analizar?

Pruebas posibles:Conteo de partículas

Contenido de agua

Viscosidad

Insolubles

Ferrografia

AN/BN

Infrarrojo

Membrana

Pto Inflamación

Desgaste metálico

Beneficio Primario

Beneficio menor

No Beneficio

Proactivo Predictivo

(Proceso Envejecimiento)

2. Contaminación

(Externos e Internos)

3. Desgaste

(Identif icación partículas)

1. Propiedadde los Fluidos

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Daño Causado por la contaminación del aceite

Fuente: Noria Corp.

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¿Qué nos dice un Análisis de Aceite?Detección de Detección de Causa de fallaCausa de falla

Detección de Detección de inicios de la fallainicios de la falla

DiagnósticoDiagnósticodel Problemadel Problema

Progreso de Progreso de la fallala falla AutopsiaAutopsia

Qué nos dice.? Una condición peligrosa Cuando existe una falla Cual es la naturaleza del Que la máquina está ¿Que ocasionó la que puede llevar a una en la etapa temprana, problema que ha estado practicamente falla de la maquina? causa de falla. Que de otra manera siendo observado. descompuesta y ¿Podría haber sido

pasaria desapersibida requiere ser reparada evitado?Ej.desgaste anormal. ¿De donde viene? ó reemplazada

¿Que tan severo es? ¿Puede ser arreglado?

Lo que se Analiza Contaminación (particu Densidad del desgaste, Análisis de metales, Análisis de elementos, Análisis de desgaste,y Monotorea las),humedad (agua), temperatura, conteo de análisis de elmentos, análisis del desgaste, análisis de la cantidad temperatura, aditivos, partículas, humedad, humedad, conteo de análisis de vibración, de desgaste metalico, oxidación, acidez análisis de elelmentos, partículas, temperatura, temperatura. Análisis de la falla.

o basicidad del aceite viscosidad, ferrografia viscosidad, metales de hollín, glicol. y otros metales desgaste y análisis de

vibración.

Filosofía de Proactivo Predictivo Predictivo Falla FallaMatenimiento

Ahorros 10 6 3 2 1Relativos

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¿Dónde se detecta una falla mediante análisis?

Punto donde la falla inicia

Tiempo

Con

dici

ón

P

F

Punto donde la fallaes detectable (potencial)

Punto de falla

El tiempo entre P y F es el momento que se tiene para detectar una falla potencial y trabajar para que no ocurra.

Utilizando las técnicas de monitoreo por condición (análisis de aceite) se maximiza el tiempo del intervalo.

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Detección de una falla mediante análisis vs otros...

Analisis de Analisis de Termografia Analisis de Analisis de TermografiaAceite Vibración Aceite Vibración

Contaminación del lubricante Excelente Pobre Pobre Excelente Pobre AceptableDesalineación Aceptable Excelente Aceptable Aceptable Excelente AceptableDesbalance Aceptable Excelente Aceptable Pobre Excelente AceptableLubricante Incorrecto Excelente Pobre Pobre Excelente Pobre PobreLubricante Degradado Excelente Pobre Pobre Excelente Pobre PobreAlta temperatura Aceptable Aceptable Excelente Aceptable Aceptable Excelente

Desgaste Excelente Bueno Aceptable Excelente Aceptable AceptableCavitación Bueno Pobre Aceptable Aceptable Pobre AceptableFractura de la pieza Pobre Excelente Pobre Aceptable Aceptable PobreResonancia estructural Pobre Excelente Pobre Pobre Excelente PobreFatiga Excelente Bueno Bueno Excelente Aceptable Aceptable

Control de causa de falla

Detección falla

Analisis de causa de falla (¿Por que pasa?)

Intervalo de detección P - F(Que va apasar)

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Predicción Problemas mediante Análisis...

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Análisis de Aceite - Metalografía

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Análisis de Aceite - Fuentes

Hierro Cromo Níquel Aluminio PlomoAcero Revestimiento de anillos Aleación de acero inoxidable Polvo de camino BabbitHierro fundido Pinturas Cromado Metal de rodamientos Revestimiento de chumacerasHerrumbre Acero inoxidable Estelita (cobalto – níquel) Pinturas Aditivo de gasolinaRebabas Aleaciones de aceros duros Abrasivos Pintura soldadura

Cascarillas de molienda Cobre Plantas de aluminio

Polvo mineral Aditivo AW Estaño Contaminantes de carbón TitanioCenizas Bronce Caja de baleros (bronce) Cenizas Rodamientos de turbinas de gasPintura Latón Soldadura Polvo de fundición PinturasPolvo de papelera Cajas de rodamientos Babbit Alúmina activada Aspas de turbinasAsbestos Enfriadores Bauxita

Talco Minas de cobre Plata Granito VanadioCeoilta Pinturas Acabado de cojinetes Catalizador Aspas de turbinasDetergente limpiador Babbit Soldadura Válvulas

Algunos baleros de aguja

Fuentes Potenciales de Metales en el AceiteDESGASTE

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Análisis de Aceite - Fuentes

Silicio Boro Potasio SodioPolvo de camino Inhibidor de refrigerante Inhibidor de refrigerante Inhibidor de refrigeranteSellador Aditivo EP Cenizas Agua de marAditivo antiespumante Agente de limpieza de barriles Polvo de papelera Algunos aditivosAleación de aceros Acido bórico Polvo de camino Grasa

Lubricante sintético (tratamiento de aguas) Granito Aceite básico (trazas)

Frenos húmedos Tierra

Fabricación de vidrio Polvo de caminoAditivo refrigerante Sal (sal del camino)Polvo de fundición CenizasFibras de f iltros (vidrio) Alúmina activadaCenizas Polvo de papeleraEscoria

Mica

Polvo de cementoAsbestosGranitoCalizas

Talco

CONTAMINACION

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Como evitar las Fallas mediante Análisis de Aceite

Desgaste Abrasivo Picado destructivo Vibración excesiva Oxidación del aceite Cavitación Generación de rebabas Ruido Alta temperatura

Fallas Comunes

Tratamiento

Uso aceite inadecuado Desbalanceo/ Desalíneamiento Ataque Químico Contaminación con aire Calor Humedad/Agua partículas

Problemas

Reparar Reemplazar Reconstruir Remover

Solución Lubricante bien seleccionado Sin Contaminantes (Limpio) Sin Agua (Seco) Trabajando a temp ideal (Frio) Equipo Alíneado/Balanceado Bien lubricado

Solución del Problema

“La falla se repite”

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Pasos para la implementación de un Programa

Expansión

Incorporar otros equipos.. Ajustar los límites de control de acuerdo a las tendencias y operación. Implementar Best Practices KPI. Benchmarking.

Diseño del Diseño del ProgramaPrograma

Selección del equipo. Revisión lubricantes usados vs requeridos. Pruebas de análisis aceite. Análisis e inspección en sitio. Equipo toma muestras. Cambios en sistemas de filtración y respiraderos. Entrenamiento Revisión practicas de lubricación. Almacenamiento y manejo.

Implementacióndel Programa

Instalación de puertos y válvulas para muestreo. Instalación de filtros, respiraderos, etc. Establecer límites de advertencia y metas por equipo. Cálculo de la frecuencia de muestreo. Instalar instrumentos para pruebas en sitio. - Viscosidad. - Agua. - TBN Entrenamiento en: - Manejo y almacenamiento - Interpretación resultados de laboratorio. - Lubricación básica.

Administración del Programa

Desarrollo del manual de análisis e interpre- tación de resultados de laboratorio local. Reaccionar a resultados anormales. Establecer tendencias. Implementar mejoras. Hacer seguimiento.

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Conclusiones Invierta en lubricantes de la mejor calidad (Sintéticos).

Asegúrese de que su aceite se mantenga, limpio, libre de agua y que trabaje a una temperatura normal / implemente el análisis de aceite usado como una herramienta de mantenimiento proactivo.

Los análisis de laboratorio son procedimientos que brindan gran valor agregado a la operación de las máquinas y sus componentes ya que los protegen contra fallas inesperadas y/o paradas no programadas.

El uso de los análisis de laboratorio debe ser racional de manera que los beneficios derivados compensen el esfuerzo y el tiempo dedicados a estos procedimientos.

Para obtener beneficios de los análisis de aceite es indispensable :

Tener personal entrenado para interpretar los resultados

Tener constancia en la toma y análisis de muestras

Contar con el apoyo de especialistas en el tema

Haga cambios de aceite basado en su condición, analizando las tendencias de los resultados de laboratorio.

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¡Muchas Gracias!