En una encuesta reciente sobre confiabilidad de planta, entre el 60 % y el 70 % de las instalaciones industriales consideran el análisis de aceite como una parte importante de sus programas de confiabilidad. El análisis de aceite proporciona una visión general de la condición de la maquinaria, lo que evita cambios innecesarios y ayuda a predecir fallas en las máquinas. Este artículo analizará el uso de datos para reducir los costos de mantenimiento y aumentar la rentabilidad, extender, o incluso acortar los cambios de aceite para eliminar fallas, lo que puede ser una manera sencilla de reducir los costos de mantenimiento, para lo cual es necesario disponer de datos que permitan tomar esas decisiones. Este artículo abordará además el rol de los indicadores clave de desempeño (KPI, por sus siglas en inglés) en el mantenimiento predictivo, cómo recopilar datos útiles que se alineen con los KPI y revisará un caso práctico donde el laboratorio en sitio ayudó a reducir el tiempo muerto de la maquinaria y generar importantes ahorros.
Introducción al análisis de aceite
El análisis de lubricantes es muy similar a un análisis de sangre para los humanos. Al analizar las tendencias de parámetros correctos, como la presión arterial y el colesterol, el paciente comprende su estado general de salud. Las desviaciones en estas tendencias a lo largo del tiempo indican la necesidad de tomar medidas. El mismo concepto se puede aplicar al estado de la maquinaria al analizar las tres áreas clave del análisis de aceite: Salud (propiedades del lubricante), contaminación y desgaste. El uso de datos en estas tres áreas puede reducir los costos generales de mantenimiento, reducir las paradas no planificadas y prolongar la vida útil de los activos.
En una planta, el análisis de aceite suele combinarse con otras tecnologías que abarcan el programa de Mantenimiento Basado en Condición (MBC). La tecnología más común es el análisis de vibraciones. Normalmente, el análisis de vibraciones detecta fallas un poco más tarde en el progreso de la falla que el análisis de aceite, por lo que suelen combinarse. También se utilizan ocasionalmente la termografía infrarroja y el análisis de corriente en motores. La combinación de tecnologías brinda confianza en los resultados y ayuda al ingeniero a tomar decisiones críticas (si es necesario) para detener una máquina o retirarla del servicio para su reparación.
La Figura 1 muestra una curva típica de falla de una máquina. El diagrama ilustra que las pruebas de análisis de aceite, como la viscosidad, el análisis de elementos y el conteo de partículas, son parámetros útiles para determinar tendencias, incluso cuando la condición de la máquina se considera satisfactoria. Cualquier problema detectado se localizaría con suficiente anticipación en el proceso de falla para realizar el mantenimiento necesario mucho antes de que se produzca una falla real. Esto mantiene el costo de las reparaciones relativamente bajo. A medida que la falla de la máquina progresa, el desgaste anormal puede detectarse y abordarse en las primeras etapas del proceso para mantener los costos bajo control. Normalmente, el costo de la reparación aumenta y se pierde tiempo de producción cuanto más tarde en el proceso ocurre la falla.
Establecimiento de KPI de análisis de aceite
Los programas de confiabilidad sólidos suelen KPI vinculados a los objetivos financieros de la empresa. Los KPI son valores medibles que demuestran la eficacia con la que una empresa alcanza los objetivos comerciales clave. La comprensión de los objetivos de la empresa generalmente se realizará de arriba hacia abajo y probablemente se expresará estrictamente en números. Un gerente puede decir que los costos de mantenimiento se reducen en un 25% y quedarse ahí. Si reducir los costos en un 25% es el objetivo principal del año, debe desglosarse en objetivos tangibles que el departamento de mantenimiento pueda lograr. Algunos ejemplos tangibles incluyen aumentar la producción de las máquinas en un 25% o reducir el consumo de aceite en un 25%. Sin embargo, estos siguen siendo KPI amplios que deben desglosarse aún más para lograr el objetivo. La pregunta entonces es: ¿cómo reducimos el consumo de aceite en un 25%? ¿Extender los cambios de aceite? ¿Endulzar el aceite cuando sea necesario en lugar de drenar todo el tanque? Los datos ayudan a impulsar estas decisiones.
Los datos son importantes, pero deben ser correctos y estar alineados con los KPI para alcanzar los objetivos de la empresa. Si se busca aumentar la producción de una máquina en un 25%, es necesario reducir la probabilidad de tiempos de inactividad inesperados. Estos tiempos de inactividad inesperados pueden estar relacionados con diversos problemas, algunos de los cuales se relacionan con la instalación incorrecta de la máquina o con la contaminación del lubricante. Un buen punto de partida son los problemas de contaminación del lubricante y el control de la cantidad de humedad y contaminación por partículas. Normalmente, alrededor del 80% de las fallas de las máquinas se deben a la contaminación con partículas. Al comenzar con la filtración, las posibilidades de aumentar el tiempo de actividad son altas. Aumentar la vida útil de los rodamientos también puede estar relacionado con la limpieza del lubricante. Reducir el consumo de aceite puede estar relacionado con la contaminación y la conservación del aceite y la composición química de los aditivos. Extender los cambios de aceite estará relacionado con la conservación y el mantenimiento de la integridad de la composición química del aceite y su limpieza. Para obtener ayuda adicional en el desarrollo de tablas de prueba y la selección de los parámetros correctos, se encuentran disponibles las normas ASTM y las directrices de ICML. Se pueden utilizar ASTM D6224, ASTM D4378 e ICML 55.1 sección 7.
Las soluciones de análisis de aceite en sitio respaldan la confiabilidad
Los avances en software que integran el conocimiento experto del especialista en equipos en sitio y del analista de lubricantes están disponibles para ayudar a los profesionales de mantenimiento a justificar los programas de análisis de aceite en sus instalaciones y maximizar la vida útil de los equipos. Comprender cómo implementar de forma rápida y eficaz las técnicas de la Industria 4.0 cobra cada vez mayor importancia en una era en la que muchos programas de mantenimiento se están reduciendo o están siendo absorbidos por otras áreas de la empresa.
Las técnicas eficaces de análisis de aceite que aportan valor a las instalaciones requieren la incorporación de dos conceptos principales: el conocimiento del comportamiento del componente y la comprensión de los datos del lubricante generados por este. Al combinar estos dos conceptos, se pueden realizar diagnósticos y recomendaciones adecuados, prácticos y de fácil implementación para el personal de mantenimiento.
Conectando globalmente
El pensamiento empresarial es la práctica de considerar a toda la organización en el proceso de toma de decisiones, no solo a un departamento o grupo individual. El pensamiento empresarial puede hacer que la organización sea más eficiente y ágil.
Las soluciones empresariales suelen desarrollarse a nivel de confiabilidad corporativa con la intención de promover la eficiencia, la consistencia y un enfoque más integral del sistema para el complejo proceso de gestión de activos. La interconexión de conocimientos es una forma eficiente de compartir información a través de una plataforma específica en diferentes ubicaciones. Esta mentalidad funciona mejor cuando una organización ya cuenta con una instalación consolidada y puede compartir fácilmente esa información con otras ubicaciones o partes de la organización. Las organizaciones que cuentan con equipos estándar en varias plantas, tienen KPI similares o utilizan el mismo software, son buenas candidatas para implementar soluciones empresariales.
Figura 1: Curva de falla de una máquina que muestra el progreso típico
de un problema hasta la falla del componente.
Estudio de caso de análisis en sitio: Industria de alimentos y bebidas
En la industria de alimentos y bebidas, existen dos procesos donde el análisis de aceite puede desempeñar un papel importante: el lavado y el secado. En la industria de alimentos, una limpieza y un saneamiento adecuados son clave para producir un producto seguro. La limpieza y el saneamiento implican un proceso de lavado. Generalmente, se realizan turnos de 16 a 18 horas con los equipos en funcionamiento, que luego se detienen de 4 a 8 horas para el lavado y la limpieza completos de las instalaciones. Durante este proceso, la contaminación con agua es una de las principales preocupaciones. En los procesos secos, como los cereales para el desayuno, las partículas finas de polvo en el aire pueden penetrar en el aceite. En este caso, la limpieza del aceite es una preocupación principal.
En la industria alimentaria, el verdadero interés reside en aumentar la disponibilidad y evitar paradas no programadas y gastos innecesarios. A continuación, un ejemplo:
- Una planta tiene 1000 activos.
- El 10% se consideran equipos críticos (100 de ellos son críticos).
- La disponibilidad general del equipo es del 93%.
- El tiempo total de inactividad es de 58,800 horas.
- El costo del tiempo de inactividad es de USD $200/hora, lo que equivale a un costo anual de inactividad de unos USD $11.8 millones.
- Suponiendo que la implementación de un programa de análisis de aceite en sitio mejora la disponibilidad en un 0.1% (del 93% al 93.1%), reducir el tiempo de inactividad en 840 horas (de 58,800 horas a 57,960 horas) equivale a USD $168,000 en ahorros anuales en costos de inactividad
Conclusión
El ahorro en costos de mantenimiento y el aumento de la productividad siguen impulsando la implementación de programas de monitoreo de condición. El análisis de lubricantes desempeña un papel fundamental en un programa de monitoreo de condición y se complementa a la perfección con otras tecnologías como el análisis infrarrojo, ultrasónico y de circuitos de motores. La implementación rápida y eficaz de los datos es ahora una realidad gracias a los avances en las técnicas en sitio. Al incorporar el análisis de aceite en sitio a una instalación, la gestión y la correcta distribución de los datos a los propietarios de la maquinaria se vuelven cruciales para justificar los costos del programa y mantener un programa de confiabilidad. El software que captura el conocimiento experto del comportamiento de la máquina y del lubricante es fundamental para crear informes de análisis útiles y fáciles de implementar a nivel de planta. Una vez que el experto captura las reglas, límites y observaciones iniciales, se pueden implementar herramientas empresariales y otras funciones en toda la empresa para sincronizar los programas de confiabilidad dentro de la organización.
Lisa A Williams, AMETEK Spectro Scientific; Rachel Li, Ametek Spectro Scientific; Dennis Uh, Novaspect. Traducción por Roberto Trujillo Corona, Noria Latín América