Cómo el monitoreo de condiciones mejora un programa de PdM

La falla del equipo puede ser costosa y potencialmente catastrófica. El tiempo de inactividad de la producción no planificado, los plazos de los contratos incumplidos, los costosos reemplazos de maquinaria, así como los problemas de seguridad, las preocupaciones ambientales y las infracciones reglamentarias son todas consecuencias potenciales de un programa de mantenimiento que no puede predecir ni monitorear los problemas del equipo.

La implementación de un programa de mantenimiento predictivo (PdM) con todas las funciones que utiliza el monitoreo de condición (también conocido como CM) puede ayudar a minimizar las sorpresas no deseadas, generando un retorno de la inversión impresionante. El registro de datos de la condición del equipo en vivo de forma regular a través de una rutina de CM ofrece a las plantas un enfoque más científico para administrar el rendimiento del equipo.

Las plantas hacen todo lo posible para comprender los procesos de producción. Tiene sentido aplicar el mismo rigor para comprender los equipos críticos para esos procesos.

Por lo general, las plantas que han desarrollado programas de PdM efectivos utilizando CM descubren que los activos monitoreados rara vez causan problemas no planificados o tiempo de inactividad. Esta ausencia de emergencias permite a los departamentos de mantenimiento abordar problemas de segundo plano que pueden mejorar aún más la condición general de los activos operativos. El funcionamiento fluido también mejora la moral de los técnicos de mantenimiento.

La implementación inicial de CM generalmente descubre muchos problemas pequeños, ocultos y sutiles. Se necesitan recursos para abordar estos problemas y, al principio, el presupuesto de mantenimiento existente puede parecer inadecuado para la tarea. Pero una vez que ocurre la estabilización inicial del problema, un programa de PdM pronto comienza a recuperar sus costos iniciales.

A medida que el equipo de mantenimiento adquiere un conocimiento más profundo de la condición de sus activos productivos, la velocidad a la que aparecen nuevos problemas disminuye aún más y el programa comienza a pagar dividendos. El desembolso inicial requerido para comprar equipo de recopilación de datos y capacitar al personal generalmente se amortizará con creces después de que una o dos máquinas clave "ahorren".

Ingrese los OEM

La recopilación de datos de forma rutinaria permite a los técnicos identificar tendencias y así anticipar fallas inminentes de la máquina. Con aviso previo llega tiempo suficiente para planificar acciones correctivas.

Aunque la mayoría de las organizaciones ven la necesidad de un CM de rutina, muchas no tienen los recursos internos para operar un programa de monitoreo de manera rentable y eficiente.

A menudo, los miembros del personal que recopilan y analizan la información de la maquinaria también son responsables de las operaciones diarias y dedican gran parte de su tiempo a atender emergencias. Ejecutar rutas de recopilación de datos para recopilar información para las tendencias a largo plazo es inevitablemente una prioridad menor que reparar una pieza defectuosa que está deteniendo la producción.

En algunas plantas, solo hay una persona capacitada en análisis de vibraciones, lo que claramente se convierte en un problema cuando esa persona se retira o se traslada a otro puesto. Incluso cuando los expertos se mantienen a bordo, es cada vez más difícil para ellos mantenerse al día con las habilidades necesarias para interpretar con precisión la gran cantidad de datos recopilados.

Para abordar estos problemas, los principales fabricantes de equipos originales están llenando el vacío de mantenimiento, ofreciendo a sus clientes usuarios finales un mejor servicio de productos y experiencia en operación a través de programas de CM. Los fabricantes de equipos originales han desarrollado su experiencia mediante el seguimiento y la evaluación de sus propios equipos, la comprensión de los procesos y los sistemas de la competencia y la asociación con proveedores de hardware y software de supervisión de condiciones.

Con programas de monitoreo, los OEM brindan a los grupos de mantenimiento de plantas información crucial sobre el estado de su maquinaria, desde la realización de análisis de vibración y temperatura hasta la instrumentación completa del equipo durante la fabricación, el muestreo de aceite, la termografía y la recolección de rutas mensuales mediante medición de flujo ultrasónica.

Todos los equipos rotativos pueden beneficiarse de la monitorización de rutina. Las decisiones sobre la frecuencia y el grado de seguimiento que deben realizarse dependen en gran medida de la criticidad, el costo y la accesibilidad. Los equipos críticos, costosos y no ahorrados probablemente requerirían instrumentación completa para permitir un monitoreo y protección continuos. La mayoría de los demás equipos de la planta se pueden cubrir adecuadamente con un programa de monitoreo de recopilación de datos mensual.

Supervisión de un extremo a otro

Flowserve Corp. se encuentra entre los fabricantes de equipos originales que ofrecen programas de PdM y CM que ayudan a los departamentos de mantenimiento a alcanzar los niveles de rendimiento deseados. Con estos programas proactivos y con todas las funciones, Flowserve aporta su experiencia dentro de las puertas de la planta, enfocándose en bombas, compresores, ventiladores, válvulas, cajas de engranajes y otros equipos críticos para la excelencia operativa.

La oferta de CM de Flowserve, Condition Data Point Monitoring (CDPM), y sus programas PdM son parte de su programa de gestión de equipos más amplio, llamado LifeCycle Advantage.

Los técnicos de Flowserve comienzan recopilando y analizando datos sobre las condiciones del equipo, por lo general, brindan al departamento de mantenimiento de la planta informes completos y completos dentro de los tres días hábiles posteriores a la prueba.

Los informes identifican problemas críticos, recomiendan acciones correctivas y realizan un seguimiento del estado de las recomendaciones. Los documentos del informe incluyen un informe resumido que los departamentos de mantenimiento pueden utilizar como base para reducir el costo total de propiedad de los activos.

Una oferta complementaria de Flowserve, el software de gestión de equipos Flowstar.net, permite al personal de la planta gestionar y actualizar los datos de los equipos en tiempo real a través de Internet. Los datos disponibles incluyen la causa detallada de la falla y recomendaciones de mantenimiento para equipos específicos, que se pueden clasificar y filtrar para brindar más información sobre las formas de mejorar el rendimiento de la planta.

El software también permite a los usuarios calcular los parámetros de confiabilidad del equipo, como la velocidad específica de succión, y les permite compartir recursos y conocimientos para maximizar la eficiencia y minimizar la carga de mantenimiento de la planta.

Aplicación de la supervisión de condiciones

Para satisfacer las necesidades específicas de una planta, los administradores de las instalaciones pueden aplicar el programa Flowserve Condition Data Point Monitoring en un procedimiento escalonado. Este enfoque brinda a los usuarios acceso al nivel específico de tecnología que es apropiado para sus propósitos particulares.

Por ejemplo, el módulo de análisis y recopilación de vibraciones de Flowserve supervisa cómo responde una pieza de hardware a fuerzas externas. Con esta tecnología, se pueden identificar problemas de rodamientos, cavitación, recirculación, desalineación, resonancia y desequilibrio. Mientras que los técnicos en el lugar de Flowserve utilizan dispositivos portátiles para recopilar datos de vibración del equipo designado, los analistas externos buscan firmas de vibración que exceden los límites de alarma preestablecidos y luego hacen recomendaciones para reducir o eliminar las causas.

Este tipo de análisis de vibraciones se utilizó para predecir y prevenir fallas inesperadas en una planta química en el noreste de los Estados Unidos, comenzando con una verificación de vibración de rutina del tren de máquinas de una bomba de torre de enfriamiento de doble succión.

Se descubrió una vibración inusual del motor de la bomba. El espectro de vibración del motor fuera de borda indica un pico de alta frecuencia a 56x la velocidad de funcionamiento, así como un juego excesivo. En el momento de la verificación, se desconocía la condición interna del motor, pero el espectro apuntaba a la posibilidad de barras del rotor flojas o agrietadas.

Los resultados de una lectura adicional se centraron en la porción de frecuencia más baja del espectro, que mostró bandas laterales de frecuencia de paso de polos alrededor de los armónicos de velocidad de funcionamiento. Esto proporcionó más evidencia de un problema con la barra del rotor.

La planta decidió cambiar a la bomba de repuesto y pudo bajar el equipo de manera ordenada. Posteriormente, un desmontaje del motor reveló dos barras de rotor rotas. Si el equipo no se hubiera monitoreado y analizado correctamente, el motor podría haber fallado catastróficamente, destruyéndose no solo a sí mismo, sino también potencialmente dañando gran parte del equipo que lo rodea.

Análisis y tendencias de temperatura

Con el módulo de análisis y tendencias de temperatura crítica de Flowserve, los analistas pueden detectar condiciones de funcionamiento anormales en ubicaciones predeterminadas en toda la planta.

Los técnicos, equipados con recolectores de datos portátiles, pueden rastrear las temperaturas en los cojinetes de los motores y bombas, en el equipo de proceso y en el hardware del sello mecánico, incluidos los depósitos de lavado, enfriamiento e intercambiador de calor de los sellos. Los datos recopilados se descargan al software de gestión de activos y se analizan en busca de no conformidades o cambios notables en las condiciones de funcionamiento.

Una nueva modalidad en la detección temprana de fallas de equipos es la tendencia de temperatura de los rodamientos y los planes de lavado de sellos mecánicos. Este método ayudó a salvar la maquinaria en una refinería en el Medio Oeste. Un plan de lavado de sellos API Plan 11 dirige el flujo desde la boquilla de descarga de la bomba a la cavidad del sello a través de un orificio de restricción de flujo.

La temperatura de la línea de descarga aguas abajo del orificio y la temperatura de descarga se midieron de forma rutinaria mensualmente. Cuando funciona normalmente, la temperatura en ambos lados del orificio debe ser similar, lo que indica un flujo regular.

Después de meses de lecturas normales, hubo un aumento en la diferencia de temperatura a través del orificio en una bomba de servicio químico en voladizo, lo que indica un orificio obstruido. Si se hubiera permitido que la operación continuara en estas condiciones, habría causado fallas en el sello y, en última instancia, habría requerido el desmontaje del equipo.

Sin embargo, debido al programa CDPM de Flowserve, el personal de mantenimiento pudo solucionar esta condición con una orden de trabajo de bajo costo que implicaba romper la línea, eliminar la restricción y volver a montar.

Compare esa solución con el costo de sacar la bomba y reemplazar el sello y los cojinetes. El mantenimiento predictivo resultó en un enorme ahorro para el operador, tanto en el costo directo de reparación como en el tiempo de inactividad del equipo. Saber qué tendencia, junto con un seguimiento constante de la recopilación de datos, permite la detección y corrección de un rendimiento anormal.

Inspección minuciosa mediante la supervisión de puntos de activación

El módulo de monitoreo de puntos gatillo de Flowserve identifica condiciones específicas que se ha demostrado que conducen a fallas prematuras de los componentes. Los técnicos de Flowserve examinan minuciosamente la planta, inspeccionan las bombas y documentan elementos tales como presiones críticas, tasas de flujo de fluido de proceso y sellado, niveles de depósito y velocidad de la bomba. Los datos recopilados se descargan al software de gestión de activos y se analizan en busca de no conformidades o cambios notables en las condiciones de funcionamiento.

Otro “ahorro” significativo de maquinaria ocurrió en una planta de energía en el noroeste de los Estados Unidos. Cada año, las bombas de agua de alimentación de la caldera en la planta reciben una inspección completa por parte de un especialista en rendimiento de bombas. Para obtener lecturas del flujo total a través de cada bomba, los técnicos utilizaron un medidor de flujo ultrasónico de dos canales en la línea de succión. Luego tomaron lecturas de presión y temperatura y compararon el desempeño del equipo con el desempeño de la curva de prueba original.

Los resultados indicaron que durante la vida útil de la bomba, el rendimiento se degradó un 13 por ciento con respecto a la curva de rendimiento original de fábrica. Las lecturas de vibración tomadas en las ubicaciones de los cojinetes mostraron una vibración excesiva tanto en la bomba como en el extremo interior de la turbina.

La causa probable de esta alta vibración fue el desequilibrio, determinado por el espectro de vibración y la forma de onda del tiempo. A través de este análisis, la planta pudo planificar el mantenimiento antes de que el rendimiento se degradara aún más, lo que provocó un cierre de emergencia y una pérdida de ingresos.

Actuando como un complemento del módulo de monitoreo de puntos de activación, se pueden obtener más conocimientos sobre el rendimiento de la maquinaria a través del módulo de análisis de aceite lubricante de Flowserve. Los gerentes de mantenimiento pueden utilizar el módulo de análisis de aceite lubricante de Flowserve para descubrir condiciones anormales de lubricación y de la máquina que pueden existir en una planta.

Las muestras de lubricante se someten a una batería de pruebas que incluyen análisis espectroscópico, recuentos de partículas de desgaste, espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier, mediciones de viscosidad, la prueba de agua de Karl Fischer y, si el recuento de partículas está fuera de las especificaciones, ferrografía analítica.

El retorno de la inversión

¿Cómo pueden las plantas medir mejor el éxito de un programa de monitoreo de condición de rutina? Uno de los métodos más fáciles es realizar un seguimiento del costo promedio por orden de trabajo en el equipo rotativo.

Los programas de CM están diseñados para detectar posibles fallas antes de que se conviertan en catastróficas. Claramente, usar el mantenimiento predictivo para prevenir fallas costará menos que mantener el equipo después de que haya sido seriamente dañado o comprometa los estándares de seguridad o regulaciones. Con CM, debería haber menos órdenes de trabajo de emergencia y las actividades de mantenimiento se pueden planificar mejor.

Cada "guardado" de la máquina que fue un resultado directo del programa CM puede ser registrado por un ingeniero de confiabilidad de la planta que asigna un valor monetario o de otro tipo. El valor generalmente se determina estimando el costo de mantenimiento (si el equipo hubiera funcionado hasta una falla catastrófica) y restando el costo de la reparación. Si el "ahorro" evitó pérdidas debido al tiempo de inactividad o redujo la producción o evitó un problema de seguridad o ambiental, esos ahorros adicionales y significativos también deben calcularse.

Utilizando los promedios de la industria para comparar los ahorros de mantenimiento con el costo de un programa de monitoreo, las plantas pueden esperar una recuperación de la inversión en tan solo un mes. Estas devoluciones rápidas se pueden utilizar como evidencia de respaldo al acercarse a la alta gerencia para incorporar CM y un programa de mantenimiento predictivo en el presupuesto. Los OEM o los socios de la industria pueden proporcionar este tipo de datos de respaldo.

La aplicación del rigor del monitoreo de condiciones en un programa de mantenimiento predictivo ofrece una amplia gama de beneficios, y las plantas que emplean dicho programa pueden lograr excelentes resultados a largo plazo. La combinación de CM y el mantenimiento predictivo con el uso de la gestión de activos, la gestión de otros equipos y las aplicaciones y servicios de adquisición puede proporcionar un retorno de la inversión extremadamente positivo.

Para obtener más información, comuníquese con Flowserve al 972-443-6500 o visite www.flowserve.com