Desarrollo de un plan de mantenimiento basado en el mantenimiento por condición para los equipos rotativos críticos

“DESARROLLO DE UN PLAN DE MANTENIMIENTO BASADO EN EL
MANTENIMIENTO POR CONDICIÓN PARA LOS EQUIPOS ROTATIVOS
CRÍTICOS DE LA LÍNEA DECAPADO 2 DE SIDOR”
CONTENIDO PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA OBJETIVO GENERAL Y
OBJETIVOS ESPECÍFICOS MARCO TEÓRICO MARCO
METODOLÓGICO RESULTADOS CONCLUSIONES Y
RECOMENDACIONES

La empresa siderurgica SIDOR, es una empresa básica que
fabrica acero para la importación y exportación,
contando con varios tipos de proceso que originan productos
largos (barras y alambron) y planos (laminas en caliente,
laminas en frío y recubiertos) que en su afán de
mantener la calidad de sus productos y en concordancia con sus
políticas de calidad, estableció que uno de los
mantenimientos aplicados a los equipos de cada proceso sea el
mantenimiento por condición… La Gerencia de
Laminación en Caliente específicamente en la
línea Decapado 2, cuya función es eliminar el
oxido de laminación de las laminas, se vio afectada por
la ocurrencia de fallas imprevistas como alta
desalineación, desbalanceo, defectos de acoplamiento,
fallas de rodamientos, desgaste de engranajes, entre otros; de
sus equipos principales, que provocaron el incremento de las
paradas no programadas. “DESARROLLO DE UN PLAN DE
MANTENIMIENTO BASADO EN EL MANTENIMIENTO POR CONDICIÓN
PARA LOS EQUIPOS ROTATIVOS CRÍTICOS DE LA LÍNEA
DECAPADO 2 DE SIDOR” PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

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MANTENIMIENTO POR CONDICIÓN PARA LOS EQUIPOS ROTATIVOS
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PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Histórico de
Producción de la Línea Decapado 2

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PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Histórico de
Producción de la Línea Decapado 2

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MANTENIMIENTO POR CONDICIÓN PARA LOS EQUIPOS ROTATIVOS
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PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Utilización Disponible de la
línea de Producción Decapado 2 desde Febrero 2006
a Febrero 2007.

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MANTENIMIENTO POR CONDICIÓN PARA LOS EQUIPOS ROTATIVOS
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OBJETIVOS GENERAL Desarrollar un plan de mantenimiento basado
en mantenimiento por condición a los equipos rotativos
críticos de la línea Decapado 2 de SIDOR, que
permita reducir la frecuencia de fallas para mejorar la
disponibilidad y confiabilidad de estos. ESPECÍFICOS
Revisar las referencias bibliográficas y
documentación teórica del mantenimiento por
condición. Recolectar información técnica
acerca de los equipos principales de la línea a
través de los manuales de operación y
mantenimiento..   Realizar el croquis de la
ubicación e identificación de los equipos
principales de la línea. Definir las funciones de los
equipos principales y parámetros de funcionamiento
deseados.   Realizar el análisis de criticidad para
evaluar los equipos principales de la línea y así
identificar los equipos críticos.  

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MANTENIMIENTO POR CONDICIÓN PARA LOS EQUIPOS ROTATIVOS
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OBJETIVOS ESPECÍFICOS Realizar un análisis de
falla a través del FMECA, para identificar las fallas
más importantes de los equipos seleccionados como
críticos.   Realizar el árbol de fallas
cuantificando los eventos para identificar los más
resaltantes que provocan las fallas más importantes
encontradas a través del FMECA. Seleccionar las acciones
de mantenimiento que se aplicaran en cada caso, determinando
los puntos de medición mas adecuados para cada equipo y
la frecuencia de monitoreo, en base a las acciones
seleccionadas.   Obtener las curvas de comportamiento de
las variables correspondientes a las acciones de mantenimiento
seleccionadas, por medio de la descarga y análisis de la
información recolectada en el software Labsys MTI.

La finalidad del mantenimiento es conservar una planta
industrial con el equipo, los servicios y las instalaciones en
condiciones de cumplir con la función para la cual
fueron proyectados con la capacidad y la calidad especificadas,
pudiendo ser utilizados en condiciones de seguridad y
economía de acuerdo a un nivel de ocupación y a
un programa de usos definidos por los requerimientos de
producción. En la actualidad el mantenimiento
está destinado a ser el pilar fundamental de toda
empresa que considere ser competitiva. Es por ello que el
mantenimiento desarrolla técnicas y métodos para
la detección, control y ejecución de actividades
que garanticen el buen desempeño de la maquinaria.
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MARCO TEÓRICO

El desarrollo de las técnicas de mantenimiento ha sido
el resultado de la necesidad de adaptación a las nuevas
demandas, provocando el surgimiento de diferentes opciones, a
la hora de la realización del mantenimiento en las
industrias. Estas técnicas u opciones son: Mantenimiento
basado en la rotura (MBR), Mantenimiento basado en el tiempo
(MBT) y Mantenimiento basado en la condición (MBC).
Mediante el mantenimiento basado en la condición se
logra contar con diferentes técnicas y herramientas que
mediante un estudio detallado de los equipos y los componentes
de cada uno de estos dentro de las líneas de
producción se logra determinar la condición en la
que se encuentra la máquina. “DESARROLLO DE UN
PLAN DE MANTENIMIENTO BASADO EN EL MANTENIMIENTO POR
CONDICIÓN PARA LOS EQUIPOS ROTATIVOS CRÍTICOS DE
LA LÍNEA DECAPADO 2 DE SIDOR” MARCO
TEÓRICO

Un plan de mantenimiento por condición se implementa a
los equipos de funcionamiento continuo, críticos y
esenciales a la producción, así como
también aquellos equipos que presentan un historial de
fallas elevado, la implementación de un programa de
control de este tipo de mantenimiento consiste
básicamente en cuatro etapas. Planificación
Medición Almacenamiento Análisis
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MARCO TEÓRICO

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MARCO TEÓRICO Curva de Comportamiento en el Avance del
Mantenimiento por Condición.

Técnicas del mantenimiento por condición Uso de
los sentidos en la detección de fallas El
análisis vibratorio El análisis del lubricante
Medición de temperaturas Análisis de la corriente
eléctrica Medición de ruidos Termografía
infrarroja “DESARROLLO DE UN PLAN DE MANTENIMIENTO BASADO
EN EL MANTENIMIENTO POR CONDICIÓN PARA LOS EQUIPOS
ROTATIVOS CRÍTICOS DE LA LÍNEA DECAPADO 2 DE
SIDOR” MARCO TEÓRICO

MODO DE FALLA Y ANÁLISIS DE EFECTO Es una técnica
sistemática para analizar e identificar fallas. Cada
componente se somete a un conjunto de preguntas y el analista
las responde indicando el efecto de cada modo de falla sobre el
sistema, proponiendo posibles medios para minimizar esos
efectos. Luego, la posibilidad de cada falla se usa para
estimar la probabilidad de falla de todo el sistema. A cada
causa de falla estudiada se le debe asignar los valores de
severidad del efecto, frecuencia de ocurrencia y métodos
de detección “DESARROLLO DE UN PLAN DE
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PARA LOS EQUIPOS ROTATIVOS CRÍTICOS DE LA LÍNEA
DECAPADO 2 DE SIDOR” MARCO TEÓRICO

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MARCO TEÓRICO Métodos de Detección.

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MARCO TEÓRICO Frecuencia de Ocurrencia

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MARCO TEÓRICO Severidad del Efecto

ÁRBOL DE FALLA El árbol de fallas es un diagrama
lógico que identifican todas las secuencias de eventos
que provocan un suceso, estableciendo una relación
lógica entre los eventos iníciales y los eventos
finales. “DESARROLLO DE UN PLAN DE MANTENIMIENTO BASADO
EN EL MANTENIMIENTO POR CONDICIÓN PARA LOS EQUIPOS
ROTATIVOS CRÍTICOS DE LA LÍNEA DECAPADO 2 DE
SIDOR” MARCO TEÓRICO Simbología
Árbol de Falla

ANÁLISIS DE CRITICIDAD El análisis de criticidad
es una metodología que permite ordenar por orden de
importancia decreciente, sistemas y equipos de plantas
industriales en relación a las consecuencias que estos
tienen cuando presentan fallas. Así mismo se puede
definir como un procedimiento mediante el cual cada falla
potencial es jerarquizada de acuerdo a una combinación
de influencias de severidad y probabilidad de ocurrencia.
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MARCO TEÓRICO

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MARCO METODOLÓGICO TIPO DE ESTUDIO INVESTIGACIÓN
NO EXPERIMENTAL DE TIPO APLICADA MUESTRA La muestra del estudio
estuvo compuesta por los equipos principales que conforman la
línea Decapado 2, estos equipos son: 2 desenrolladores,
2 enrolladores, 13 bridas de tensión, 2 trozadores de
chatarra, 1 cabrestante de entrada y 1 cabrestante de salida,
estando los desenrolladores y enrolladores compuestos por un
motor y una caja reductora, de igual forma se encuentran
compuestas las bridas de tensión, trozadores de chatarra
y cabrestantes, sumándole los rodillos de trabajo.

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MARCO METODOLÓGICO PROCEDIMIENTO Recolección de
todos los datos técnicos como planos, especificaciones
de fabricantes, historial de fallas, etc. de todo el conjunto
de los equipos principales de la línea Decapado 2.
Ubicación e identificación de los equipos
principales de la línea Decapado 2, a través de
visitas a planta y consultando los planos de diseño de
la línea. Definición de las funciones de los
equipos principales y parámetros de funcionamientos
deseados. Evaluación de los equipos principales de la
línea a través del análisis de criticidad,
que permitieron obtener los equipos críticos para el
proceso productivo. Identificación de las fallas
más importantes para cada equipo critico, utilizando la
técnica FMECA.  

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MARCO METODOLÓGICO PROCEDIMIENTO Identificación
de los eventos más resaltantes, que provocan las fallas
más importantes encontradas a través del FMECA,
con la realización y cuantificación del
árbol de fallas. Selección de las acciones de
mantenimiento que apliquen a cada caso, determinando los puntos
de medición mas adecuada para cada equipo y su
frecuencia de monitoreo. Utilización de las herramientas
para la recolección, carga y análisis de datos
como equipos especializados MTI y software Labsys MTI, para la
obtención de las curvas de comportamiento. Tabular los
datos obtenidos posteriormente al desarrollo del plan de
mantenimiento.    

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MANTENIMIENTO POR CONDICIÓN PARA LOS EQUIPOS ROTATIVOS
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RESULTADOS Ubicación e identificación de los
equipos principales de la línea Decapado 2 de SIDOR
     

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RESULTADOS Layout DECAPADO II.

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RESULTADOS Ubicación Técnica de los Equipos
Principales de la Línea Decapado 2

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RESULTADOS Funciones de los Equipos Desenrolladores
Enrolladores Bridas de Tensión Cabrestante de Entrada y
de Salida Trozadores de Chatarra

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RESULTADOS matriz de variables Con el propósito de
analizar las técnicas bajo las cuales se realizo el
monitoreo de condiciones para cada uno de los equipos, fue
necesario conocer los valores limites de sus
características o variables operativas

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CRÍTICOS DE LA LÍNEA DECAPADO 2 DE
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RESULTADOS ANÁLISIS DE CRITICIDAD El análisis de
criticidad se realizo con el propósito de seleccionar el
equipo crítico de la línea, sobre el cual se
centrara el plan de mantenimiento por condición. Esta
metodología permite jerarquizar sistemas, instalaciones
y equipos, en función de su impacto global, por esto
para realizar el análisis de criticidad se
estableció el alcance y el propósito para el
análisis, así como los criterios de
evaluación. La línea de producción
Decapado 2 cuenta con 88 equipos funcionando actualmente, de
los cuales se escogieron los más importantes para el
análisis de criticidad bajo la supervisión de los
ingenieros de producción y mantenimiento.

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Formato para Encuesta Analisis de Criticidad

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Ponderaciones de los Parámetros para el Analisis de
Criticidad

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RESULTADOS ANÁLISIS DE CRITICIDAD Una vez recolectada
toda la información de cada una de las encuestas, los
resultados son clasificados en una hoja de cálculo,
donde se obtiene el valor de criticidad del equipo, promediando
los resultados de cada integrante del grupo de trabajo y usando
la ecuación matemática
“criticidad=frecuencia de falla x consecuencia”,
donde consecuencia=a+b, a=costo de reparación + impacto
en SHA y b=impacto en la producción x tiempo promedio
para reparar.

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Resultados Análisis de Criticidad Cabrestante de
Entrada

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Resultados Análisis de Criticidad para cada Equipo

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RESULTADOS ANÁLISIS DEL MODO, EFECTO Y CRITICIDAD DE
FALLA (FMECA) Se realizo con el propósito de determinar
el efecto de cada falla que se produce sobre cada uno de los
componentes del sistema, para así proponer las acciones
necesarias para minimizar estos efectos. A través de
este análisis se estudiaron las fallas potenciales, a
partir de los efectos que ocasionan sobre el equipo;
cuantificándose a través de una tabla de
severidad, las posibles causas que pueden generar la falla,
siendo ponderadas en una tabla de ocurrencia y como se pueden
detectar a través de una tabla de detección

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RESULTADOS ÁRBOL DE FALLA El análisis
cuantitativo a través de esta técnica tuvo como
propósito la identificación y
representación en forma lógica de la secuencia de
eventos que provocan las fallas principales del sistema,
estableciéndose una relación lógica entre
los eventos iníciales y el evento final. Para poder
desarrollar el árbol se identificaron cada uno de los
niveles de eventos que provocan las fallas de los componentes
del sistema, considerando como eventos finales las tres fallas
principales encontradas a través del FMECA, en el motor,
reductor y bomba de lubricación; los cuales se fueron
desarrollando, permitiendo la creación de subarboles,
hasta llegar a los eventos primarios

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Secuencia de Eventos Falla en Armario Eléctrico. Motor
del Cabrestante de Entrada.

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Secuencia de Eventos Falla Rodamientos Reductor del Cabrestante
de Entrada.

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Secuencia de Eventos Falla Rodamientos Reductor del Cabrestante
de Entrada.

“DESARROLLO DE UN PLAN DE MANTENIMIENTO BASADO EN EL
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Secuencia de Eventos Falla Obstrucción de líneas
Bomba de Lubricación del Cabrestante de Entrada

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RESULTADOS ÁRBOL DE FALLA Para la cuantificación
del árbol de falla se identificaron los eventos
primarios, y se determinaron las frecuencias de ocurrencia con
el apoyo del personal de la línea, esta frecuencia
permitió determinar la probabilidad de ocurrencia de
falla del equipo.   Con la identificación de los
eventos primarios se determinaron los conjuntos mínimos
de corte y su probabilidad de ocurrencia, para así
definir cual tenía mayor impacto en la disponibilidad
del sistema

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Cuantificación Árbol de Falla Armario del Motor
Eléctrico del Sistema

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Cuantificación Árbol de Falla Armario del Motor
Eléctrico del Sistema Probabilidad del Conjunto
Mínimo de Corte

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Cuantificación Árbol de Falla Rodamientos del
Reductor del Sistema

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Cuantificación Árbol de Falla Rodamientos del
Reductor del Sistema Probabilidad del Conjunto Mínimo de
Corte

“DESARROLLO DE UN PLAN DE MANTENIMIENTO BASADO EN EL
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Cuantificación Árbol de Falla Obstrucción
de líneas de la Bomba de Lubricación del Sistema
Eventos más Impactantes del Sistema en estudio.

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RESULTADOS CURVAS DE COMPORTAMIENTO Como se determinó a
través del FMECA y el árbol de fallas, una de las
fallas más impactantes ocurren sobre el reductor del
sistema, específicamente en sus rodamientos. Por lo
tanto se definió iniciar monitoreo de los mismos,
desarrollando la técnica del análisis de
vibraciones, usando como colector el equipo MTI, apoyado con su
software Labsys

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SIDOR”

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RESULTADOS PLAN DE MANTENIMIENTO BASADO EN EL MANTENIMIENTO POR
CONDICIÓN PARA LOS EQUIPOS ROTATIVOS CRÍTICOS DE
LA LÍNEA DECAPADO 2 DE SIDOR

“DESARROLLO DE UN PLAN DE MANTENIMIENTO BASADO EN EL
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Estándar de Inspección Cabrestante de
Entrada

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Estándar de Inspección Cabrestante de Entrada
Guía de Inspección Trimestral

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Guía de Inspección Mensual

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Guía de Inspección Semanal

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Guía de Inspección Diaria Chequeo
Trimestral

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Chequeo Mensual Chequeo Diario

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Chequeo Semanal

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CRÍTICOS DE LA LÍNEA DECAPADO 2 DE SIDOR”
CONCLUSIONES Se desarrollo un plan de mantenimiento basado en
la condición para el equipo crítico de la
línea decapado 2.   Se realizo un análisis
de criticidad sobre los equipos principales de la línea
Decapado 2, arrojando como el equipo más crítico
al Cabrestante de Entrada.     De los componentes del
cabrestante de entrada, el reductor posee mayor impacto
operacional sobre el sistema crítico, siendo la falla
sobre sus rodamientos la más relevante.   Las
fallas presentes en los equipos se deben en la mayoría
de los casos, a la falta de control de las variables
operacionales y a la aplicación de los estándares
de inspección.    

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CRÍTICOS DE LA LÍNEA DECAPADO 2 DE SIDOR”
CONCLUSIONES Se determinaron mejoras sustanciales en el
comportamiento de los equipos, mediante la aplicación de
mediciones de los niveles de vibración de cada uno de
los componentes del equipo critico.   Las variables de
control existentes se limitaban al proceso, no se consideraban
las variables de operación de cada equipo.  
 

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RECOMENDACIONES Adiestrar y concientizar al personal de
mantenimiento y operaciones de las prácticas operativas
e importancia de la ejecución de los planes de
mantenimiento.   Aplicar como base para la creación
de las inspecciones especiales y rutinarias los
estándares de mantenimiento propuestos en este trabajo.
    Cargar en el sistema SAP las guías de
inspección de mantenimiento, reportar su
ejecución e iniciar un control estadístico.
  Mantener las mediciones de vibraciones para generar las
tendencias de los equipos, ya que esto nos permite una
detección temprana de las fallas.      
 

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA
“ANTONIO JOSÉ DE SUCRE” VICE-RECTORADO
PUERTO ORDAZ DIRECCIÓN DE INVESTIGACIÓN Y
POSTGRADO UNIDAD REGIONAL DE POSTGRADO ESPECIALIZACION EN
GERENCIA DE MANTENIMIENTO “DESARROLLO DE UN PLAN DE
MANTENIMIENTO BASADO EN EL MANTENIMIENTO POR CONDICIÓN
PARA LOS EQUIPOS ROTATIVOS CRÍTICOS DE LA LÍNEA
DECAPADO 2 DE SIDOR” ELABORADO POR: ING. LINDA
HERNÁNDEZ RAMÍREZ TUTOR: ING. MSC. JAIME
CANTARIÑO PUERTO ORDAZ, JULIO 2011