Cómo encargar equipos para una mejor gestión de activos

No sería bueno que cada nuevo equipo o sistema funcionara a la perfección desde el momento en que se instaló e inició hasta que se produjo la primera avería muchos años después. Eso sería una excepción con la mayoría de los equipos industriales.

Cuando se trata de configurar el equipo, es posible que descubramos que algunos componentes se dañaron durante el envío, que el ingeniero de campo tiene poca experiencia o que estamos haciendo la prueba beta en un nuevo diseño (ya sea que estemos de acuerdo o no). Lo mismo puede aplicarse a los equipos rehabilitados que se instalan en la aplicación y posición originales.

¿Por qué los coches salen de una línea de montaje y rara vez tienen problemas graves de garantía? La razón es que los fabricantes de automóviles prueban, mejoran e inspeccionan exhaustivamente tanto el diseño como los procesos de producción en miles de automóviles. El equipo industrial tiende a funcionar en pequeños lotes de fabricación; por lo tanto, no todos los errores se resuelven.

Es por eso que la puesta en servicio de equipos industriales es un arte y, además, necesario. Lo llamo arte porque, por definición, la creación de nuevos equipos requiere creatividad, habilidades artesanales y razonamiento deductivo. Estos mismos atributos se aplican a un arte en todos los sentidos de la palabra.

Mi instalación, Upper Occoquan Service Authority (UOSA), ha madurado su enfoque de gestión de activos y mantenimiento hasta el punto en que centrarse en la puesta en servicio es el siguiente paso lógico. Este pensamiento surgió como parte de nuestra búsqueda general de las mejores prácticas en confiabilidad y administración de activos.

No seguir un proceso de puesta en servicio equivale a instalar su próxima falla. La puesta en servicio adecuada de los equipos puede prolongar la vida útil, que es un objetivo importante en la gestión de activos. Por lo tanto, la puesta en servicio es un componente esencial de un buen programa de gestión de activos.

Después de varios años de diseñar e implementar procesos de soporte de mantenimiento, verificaremos la confiabilidad mejorada mediante el seguimiento del tiempo medio entre fallas (MTBF), el tiempo medio de reparación (MTTR) y la disponibilidad del equipo.

Una filosofía de puesta en servicio

Los desafíos básicos para la instalación de equipos nuevos o rehabilitados son bastante universales. Se reducen a anticipación de problemas, percepción de problemas y corrección de problemas. Tomemos esas palabras (anticipación, percepción y corrección) y examinemos cómo se aplican al proceso de puesta en servicio.

Puede resultar difícil imaginar cómo anticipar los problemas, pero un buen punto de partida es buscar historiales de reparación. Los historiales de reparación pueden decirle qué se averió, cuándo, por qué, cómo, dónde y quién estuvo involucrado. Esto supone que su empresa tiene historiales de reparación precisos en un CMMS. Si los historiales de reparaciones no tienen la calidad suficiente, mejórelos según sea necesario. Las entrevistas con sus operadores y otras personas que poseen y operan el mismo equipo no tienen precio.

Como parte de un plan de puesta en servicio, este valioso conocimiento debe registrarse en un formato recuperable. Esta es una parte central del plan:el marco para registrar información. Piense en ello como las reglas de un juego. El marco para el registro debe estar disponible para los usuarios participantes. La capacidad de cambiar las entradas en los registros debe supervisarse y controlarse para garantizar la coherencia y la precisión.

Si el equipo que se va a poner en servicio está compuesto por subconjuntos de componentes familiares, entonces las fallas anticipadas pueden definirse por componentes individuales. Por ejemplo, un soplador centrífugo debe tener un gráfico de curva de rendimiento, un límite de vibración permitido y otras especificaciones. Cuando el soplador opera fuera de cualquiera de estos valores, se requiere una investigación seguida de la acción correctiva adecuada.

Algunos problemas avanzan tan lentamente que no se detectan hasta que se produce el daño. Este es un fracaso para percibir. Aquí es donde es necesario determinar los puntos de prueba vitales y establecer los valores aceptables. A veces no sabemos qué es aceptable; aquí es donde consultar con el fabricante u otros con equipos similares proporciona orientación.

Una vez que se ha establecido de manera decisiva el origen de un problema, el siguiente paso es la corrección. La solución debería tratar el problema central. Por ejemplo, si se detecta un desequilibrio de velocidad de rotación única, equilibre el cuerpo giratorio. Si la estructura de la máquina tiene una resonancia armónica de modo que la más mínima excitación provoca una vibración destructiva, aborde la rigidez de la estructura.

Cuando se completen las medidas correctivas, verifique que las mejoras anticipadas sean perceptibles. Utilice herramientas de medición para verificar que la corrección hizo lo que se suponía que debía hacer. Aquí es donde brillan las herramientas de PdM:análisis de vibraciones, detección de ultrasonidos, firmas de corriente del motor, análisis de aceite y termografía.

Ninguno de los esfuerzos antes mencionados producirá los resultados deseados a menos que se tomen medidas. Haga algo y documente lo que se hizo. Esto aumenta el valor del proyecto de puesta en marcha.

Preparación para la puesta en servicio

Es fundamental familiarizarse plenamente con el equipo que se va a poner en marcha. Esto significa leer los manuales con anticipación (si es posible), leer las hojas sueltas de los componentes, estudiar el manual de operaciones, hacer que el fabricante responda a sus preguntas y ponerse en contacto con otras personas con el mismo equipo para saber cómo tuvieron éxito.

Es útil visitar instalaciones donde equipos similares están funcionando con éxito o sin éxito. Hable con los operadores y el personal de mantenimiento, ya que tienen una conexión íntima con el equipo.

Estaba hablando con un amigo electricista sobre algunos de los trabajos más interesantes y difíciles que habíamos hecho a lo largo de los años. Estábamos discutiendo cómo colocar cables en una caja de conexiones congestionada. Mi amigo dijo:"Tienes que tener un plan". Esto se me quedó grabado porque muestra que incluso la tarea más mundana, como arreglar cables en un espacio reducido, requiere un plan.

La puesta en servicio también requiere un plan. Un plan no es más que un conjunto bien pensado de pautas que pueden incorporar reglas, dibujos, listas de verificación y procedimientos. Un plan de puesta en servicio es algo así como una receta de cocina; lo sigue, pero ajusta según sea necesario según la experiencia.

El plan

• Seleccione un líder de proyecto, uno que tenga el tiempo y el temperamento para controlar los recursos de manera eficaz

• Defina los requisitos absolutos para un funcionamiento aceptable:¿qué trabajo debe realizar el equipo?

• Identifique y aborde los modos de falla anticipados para el sistema en general y todos los subsistemas.

• Verifique que se cumplan las condiciones de funcionamiento (según lo especificado por el vendedor del equipo), es decir, las condiciones ambientales de funcionamiento (temperatura, humedad, presiones, voltaje, etc.).

• Defina los pasos de prueba necesarios y el orden de esos pasos en el proceso de puesta en servicio. Estos pasos se derivan de la experiencia, el conocimiento y la investigación.

• Definir los conjuntos de habilidades necesarios:mecánica, eléctrica, controles e ingeniería

• Programe los recursos y el personal para lograr los pasos definidos

• Registre las observaciones y los valores de los puntos de prueba medidos (percibidos) durante cada paso

• Revise los resultados (convierta los datos en información)

• Tome las acciones correctivas necesarias

• Verifique que las acciones correctivas produzcan los resultados deseados

• Capacite a los operadores para asegurarse de que sepan cómo operar el equipo correctamente en todas las circunstancias

• Implementar un programa de mantenimiento preventivo (PM) que aborde las mejores prácticas

• Repita estos pasos según sea necesario hasta que se hayan cumplido todos los requisitos operativos absolutos

• Registre el proceso de puesta en servicio describiendo lo que trajo éxito y lo que no para referencia futura.

• Cree un cuerpo de conocimientos para la puesta en servicio y actualícelo cuando se revele nueva información como parte de los procesos de puesta en marcha.

El líder de puesta en servicio

Un proyecto de puesta en servicio también requiere que un líder administre los pasos y ejecute el plan. Este líder actúa como el eje central de comunicación para el personal asignado al proyecto de puesta en marcha. Al igual que en las investigaciones de la causa raíz, es aconsejable no elegir una personalidad dominante como líder.

Las personas de convicciones dominantes pueden corromper el proceso con sus predisposiciones. El líder óptimo es aquel que sigue el plan y verifica que todos los pasos se cumplan y documenten. Este líder también debe tener buenas habilidades organizativas y de comunicación además de ser asertivo.

Seleccione un líder competente que tenga tiempo suficiente para dedicarse al proyecto sin que lo desvíen a otro proyecto. Esto solo tiene sentido y es la forma en que avanzan las empresas exitosas.

No hacerlo bien (y distinguir entre lo correcto y lo incorrecto)

Es un hecho de nuestra época que se espera que aumentemos drásticamente la eficiencia y la precisión con el festín de herramientas informáticas que se nos presentan. La puesta en servicio no es un proceso que pueda apresurarse. Debe llevarse a cabo de manera reflexiva y con los recursos adecuados. "Cuanto más rápido vamos, más atrás nos quedamos" es una expresión gastada por el tiempo que encarna tanto la experiencia como la sabiduría popular.

Hay ocasiones en las que los equipos de puesta en servicio investigan demasiado en busca de problemas y pasan por alto problemas que son descaradamente obvios. Es importante revisar toda la información disponible y tomar todas las medidas razonables al realizar la puesta en servicio. No tenga miedo de que un observador externo independiente observe sus procesos. Espere algunos descubrimientos de la causa raíz durante la puesta en servicio.

Se pueden anticipar muchos problemas antes de que se inicie un equipo nuevo por primera vez. La incorporación de tareas críticas al programa de PM es una parte tan importante de la puesta en marcha como cualquiera de los otros pasos. Cualquier tarea de mantenimiento requerida que sea onerosa, lenta o complicada tiende a postergarse. Anticípese a los problemas con los filtros atascados y las aspas de los ventiladores que se llenan de suciedad y se desequilibran.

Lecciones aprendidas en UOSA

Durante los últimos años, hemos aprendido algunas lecciones valiosas. Hemos descubierto problemas con la falta de un proceso de puesta en servicio adecuado, así como con los beneficios de contar con los procedimientos adecuados. Nuestras lecciones destacan el uso beneficioso de las tecnologías de mantenimiento predictivo (PdM), como el ultrasonido, la vibración, el análisis de aceite, las imágenes térmicas y el análisis de la firma de la corriente del motor, pero los sentidos humanos también son parte del proceso de evaluación.

Motores eléctricos en aplicaciones críticas

Ya sea que un motor sea nuevo del fabricante o reacondicionado, es esencial verificar su estado con un instrumento de análisis de firma de corriente del motor tan pronto como llegue al lugar. Si esta prueba no se realiza de inmediato, tiende a olvidarse o hacerse rápidamente justo antes de instalar el motor. ¿Quién quiere saber que un motor tiene un problema justo antes de instalarlo, o peor aún, tan pronto como se enciende?

Nuestra experiencia ha sido que la instalación es un mal momento para descubrir problemas en el equipo, porque el personal y el equipo de aparejos están movilizados y puede haber limitaciones operativas que resolver si el motor no se instala según lo programado.

Se debe establecer un conjunto completo de procedimientos para la inspección de control de calidad de los motores, nuevos o reconstruidos, cuando se reciben. Los proveedores de equipos de prueba de motores son un buen recurso para desarrollar estos procedimientos. También se necesita un conjunto de pautas para la reparación de un motor a fin de verificar lo que se hizo durante la reparación. Hay muchos recursos en línea sobre cómo se debe reparar un motor.

Compare las recomendaciones de varios talleres de automóviles para obtener una descripción general amplia. Los motores son los principales impulsores de la industria y deben recibir una atención crítica o, de lo contrario, es seguro que fallarán los procesos.

Se deben realizar pruebas básicas fuera de línea antes de conectar un motor a su circuito de alimentación. Una prueba de índice de polarización y una prueba de sobretensión son esenciales. Cuando se enciende el motor por primera vez, es vital medir la corriente en las tres fases. Si es posible realizar una prueba en línea, debe realizarse. Si se dispone de un instrumento de ultrasonido, se deben registrar las firmas de sonido de los rumbos para obtener niveles de decibelios de referencia y gráficos en el dominio del tiempo para futuras comparaciones.

Si el motor se puede hacer funcionar antes de acoplarlo al componente impulsado, es conveniente medir y registrar las características de vibración. Si alguna de estas pruebas revela problemas, será necesario detener la instalación y tomar acciones correctivas.

Bombas de turbina verticales (VTP)

Las industrias del agua emplean frecuentemente VTP para procesos. Estas bombas tienen su impulsor montado en una voluta hasta 30 pies por debajo del nivel del suelo. El impulsor es impulsado por un eje largo, que está estabilizado por una serie de cojinetes de "araña" a lo largo del interior de la columna de la bomba a través de la cual fluye el agua. El motor está montado sobre el suelo en un pedestal en el eje vertical.

Por sugerencia de un técnico de PdM de una instalación de agua vecina, instalamos dos sensores de vibración herméticamente sellados en la voluta de un nuevo VTP antes de bajarlo al pozo húmedo. Los sensores se instalaron en el plano horizontal, colocados a 90 grados radialmente entre sí. Cuando los sensores detectaron una alta vibración durante el arranque inicial, el contratista de instalación se sorprendió. Nunca antes habían visto a nadie probar la vibración en la voluta. El motor no vibraba de manera significativa, por lo que asumieron que la instalación era satisfactoria.

Motor nuevo con exceso de grasa

La detección de esta vibración llevó al descubrimiento de que un grupo de pernos de montaje en la placa de la suela era demasiado largo y tocaba fondo en agujeros roscados ciegos. Las arandelas de bloqueo divididas en estos pernos no estaban completamente comprimidas, y esto permitió resonancias, que se manifestaron como la vibración detectada en la voluta. Ahora estamos instalando estos sensores de vibración en todas las bombas de turbina verticales cuando se extraen para mantenimiento.

También hemos aprendido que hay una serie de consideraciones especiales involucradas en la instalación de este tipo de bombas. La placa base debe estar nivelada y la columna de la bomba perpendicular. La placa de la suela también debe estar firmemente sellada para evitar vibraciones. Las secciones del eje de la bomba deben estar dentro de un valor nominal de 0,005 pulgadas del descentramiento total indicado.

La versión 2000 de los estándares de vibración del Hydraulics Institute (HI) proporcionó un valor para la vibración permisible medida en la parte superior del motor para este tipo de bomba. Los estándares HI posteriores no incluyeron este valor. El propietario debe determinar el valor permitido. Nuestra experiencia es que los fabricantes de bombas rara vez especifican un valor. En términos generales, se acepta menos de 0,2 pulgadas por segundo según nuestra experiencia.

Sopladores centrífugos

Se suministró un soplador centrífugo (para aplicación de tiro inducido) con un sistema de oxidación térmica regenerativa. La rueda del ventilador se montó directamente en un eje de motor de 7,5 HP y se instaló un manómetro calibrado para pulgadas de columna de agua en la tubería de salida del ventilador. La vibración del soplador aumentó significativamente después de tres años de funcionamiento, el motor falló y se paró un proceso crítico.

Después de que se reemplazó el motor, la vibración continuó siendo alta. Se sospechaba que la resonancia de sobretensión causaba que la rueda del soplador se delaminara, lo que provocaba un desequilibrio dinámico y una alta vibración. Antes de que se tomaran más medidas para corregir el problema, la rueda se atascó en la carcasa del ventilador como resultado de la delaminación. La falla de la rueda hizo que el proceso crítico se apagara nuevamente.

Durante la puesta en servicio, el contratista no especificó un límite de vibración para este soplador. Al consultar con el fabricante del soplador después de la falla, encontramos que el límite de vibración era menos de 0.2 pulgadas por segundo. Se encontró que el soplador funcionaba a 0,7 pulgadas por segundo antes de la falla, es decir, muy fuera de las especificaciones. Nadie había tomado una lectura inicial de vibraciones de referencia, por lo que no había buenos datos para comparar.

La lectura del medidor en la tubería de salida nunca se registró durante la puesta en servicio. Nadie sabía cuál debería ser la lectura del medidor durante el funcionamiento normal. La aguja del calibre había oscilado violentamente durante las condiciones de sobretensión hasta que se atascó a 50 centímetros de la columna de agua (WC). Se instaló un nuevo manómetro y la presión en funcionamiento normal se registró como 39 pulgadas WC.

Las lecciones aprendidas en la puesta en servicio son registrar los valores de vibración y presión de salida, compararlos con los límites permitidos por el fabricante e instruir a los operadores sobre las condiciones que podrían causar daños. La tendencia de vibración también se agregó como una tarea de mantenimiento preventivo (PM).

Fallo del cojinete del mezclador del secador de lodos

Cuando se instaló un nuevo sistema de secado de lodos, el contratista realizó cuidadosamente cada paso de la puesta en servicio. Sin embargo, los grandes cojinetes de bolas en el eje del tambor de mezcla todavía fallaron de manera espectacular. Les faltaba por completo la grasa de fábrica y se masticaban hasta convertirse en bolas deformes de chatarra. Una simple medición con un instrumento de ultrasonido de estructura habría detectado la ausencia de grasa lubricante mientras los cojinetes aún eran recuperables. La inspección por ultrasonido ahora se ha agregado a los procesos de puesta en servicio cuando corresponde.

Unidades de motor / bomba sumergible

Las bombas sumergibles se han vuelto muy populares en aplicaciones de aguas residuales. Se pueden bajar a pozos de proceso donde se deslizan en una brida de acoplamiento con relativa facilidad y luego se conectan a la energía eléctrica. Están tan cerca del "plug and play" como los equipos industriales.

Hemos encontrado que es prudente probar el cableado de energía con instrumentos de análisis de firma de corriente del motor antes de conectar el motor de la bomba al circuito. Esto permite a los técnicos demostrar que el circuito de alimentación no tiene resistencia a los problemas de tierra que pueden generar fallas en el variador de frecuencia. El motor de la bomba debe recibir pruebas tanto fuera de línea como en línea.

Algunas de estas bombas sumergibles tienen un depósito de aceite para los sellos del eje. Como parte del PM, este aceite debe bombearse y comprobarse la cantidad de agua de proceso que ingresa a través del sello de voluta. El requisito de PM para esta verificación es generalmente de un ciclo de 365 días. Sin embargo, cuando se instala una nueva bomba, hemos descubierto que es inteligente verificar el contenido de agua en el aceite después de los primeros 90 días. En ocasiones ha revelado exceso de agua.

Clarificadores de aguas residuales:accionamientos por engranajes

Cuando el contratista instaló una transmisión por engranajes nueva y grande (de más de 7 pies de diámetro), la llenó con el aceite especificado por el fabricante. Una de nuestras pruebas antes de la puesta en marcha fue tomar una muestra de aceite. Cuando nuestro técnico tomó muestras del aceite, se encontró que tenía una viscosidad críticamente baja en comparación con la especificación.

Después de un poco de investigación, se supo que el fabricante envía estos engranajes hasta la mitad con combustible diesel. Sin darse cuenta de esto, el contratista agregó aceite a la línea de llenado, lo que resultó en una baja viscosidad cuando se probó el aceite. Se agregaron pruebas de aceite rigurosas a la lista de verificación de puesta en servicio de todos los accionamientos del clarificador.

Compresores de tornillo rotativo

Estos tipos de compresores ofrecen beneficios de conservación de energía, pero conllevan importantes responsabilidades de mantenimiento. Particularmente, la condición del aceite debe ser monitoreada de cerca. El cumplimiento de los requisitos de la garantía a menudo se basa en poder demostrar que se realizó el mantenimiento preventivo.

Muchos fabricantes de compresores de tornillo rotativo requieren que los propietarios envíen muestras de aceite a su laboratorio de pruebas de aceite designado. No hacerlo puede anular la garantía. La puesta en servicio de estos compresores incluye asegurarse de que se implemente un programa de PM vigilante con especial atención al análisis de aceite.

Después de la puesta en servicio

Después de la puesta en servicio, se deben realizar verificaciones periódicas para verificar que las operaciones estén ejecutando el equipo de una manera que evite fallas. El mejor proceso de puesta en servicio fallará si los operadores intentan utilizar el equipo de formas para las que no fue diseñado.

Verifique que los procedimientos de MP se realicen correctamente o no se realicen en absoluto. Las fallas resultantes de estos trimestres pueden atribuirse injustamente a fallas en el proceso de puesta en servicio. Debe revisar las métricas, los indicadores clave de rendimiento (KPI) y las tendencias de PdM con regularidad para verificar que el equipo esté funcionando dentro de las especificaciones.

Reflexiones finales

Hasta cierto punto, la puesta en servicio del equipo es una conjetura fundamentada cuando se intenta por primera vez. Las conjeturas mejoran con cada experiencia y a medida que se agrega más información al cuerpo de conocimientos. Habrá una gran cantidad de descubrimiento de la causa raíz. En realidad, lo que se hace es sentido común. Con cada proyecto, el cuerpo de conocimiento crece para convertirse en una mejor referencia para futuros proyectos de puesta en marcha. La puesta en servicio de equipos es realmente un arte valioso.

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