Interpretación de los Modos de Falla Antes del Muestreo de Aceite

No cabe duda de que el análisis de aceite es una herramienta vital para ayudar a asegurar que los equipos críticos que son lubricados por aceite permanezcan confiables. Utilizado apropiadamente, el análisis de aceite puede proporcionar alertas tempranas sobre fallas mecánicas inminentes y proporcionar retroalimentación vital que sirva para garantizar que los niveles de contaminación se mantengan por debajo de niveles peligrosos, validando en todo momento que las propiedades físicas y químicas del aceite no se hayan alterado. Hasta ahora, usted ha escuchado de la importancia que tiene el tomar muestras representativas de la ubicación correcta y empleando la metodología apropiada.

¿Pero qué pasa con la frecuencia de muestreo? ¿Qué tan frecuente tomamos las muestras? Muchas veces, la frecuencia de muestreo no se maneja con la lógica de la ingeniería de lubricación o por su importancia para la confiabilidad, sino más bien por el costo del análisis. Con la creencia de que estamos gastando mucho en análisis para una máquina específica o en un tipo de máquina, somos tentados a desistir y muestrear con menos frecuencia para ahorrar dinero.

¡Este enfoque es similar a cancelar su póliza de seguro de vida porque no la ha utilizado recientemente! Personalmente, ¡yo me sentiría muy feliz de pagar las primas de mi póliza de seguro de vida por mucho, mucho tiempo! De hecho, espero nunca utilizarla, a pesar de que la lógica pudiera sugerir lo contrario.

Por supuesto, el costo es un factor. Así que, ¿cómo puede encontrar el equilibrio entre muestrear con mucha frecuencia y desperdiciando dinero, contra muestrear muy poco, dejando de ver un problema inminente? La clave está en comprender los modos de falla probables de cada máquina, y posteriormente diseñar el programa para tratar las fallas más comunes. Siguiendo esta lógica, debería reconocerse que cada máquina o componente probablemente tendrá diferentes modos de falla posibles. Por esta razón, nuestro programa – tanto la frecuencia de muestreo como el conjunto de pruebas – necesita ser diseñado para manejar los modos de fallas que tienen más probabilidad de ocurrir.

Falla Potencial vs. Falla Funcional

Para explicar el concepto de los modos de falla, los ingenieros de confiabilidad a menudo hablan del intervalo P-F (Figura 1). El intervalo P-F es simplemente el tiempo entre el momento en que una falla potencial se vuelve detectable (Punto P) y el punto en el cual ocurre una falla funcional (Punto F). Es importante notar que una falla funcional no necesariamente significa que la máquina ha fallado catastróficamente, sino que ya no realiza las funciones en la forma para la cual fue diseñada (por ejemplo, velocidad, cantidad, calidad, capacidad, etc.). Otras fallas, como el foco que se quema poco a poco en el tablero de control, son funciones que toman algún tiempo en propagarse al punto de la falla funcional, como se aprecia en la Figura 1.

Figura 1. El Intervalo P-F

La mayoría de los ingenieros de confiabilidad coinciden en que para lograr una alerta suficientemente anticipada de una condición de problema, las muestras deben tomarse entre tres a cinco veces el intervalo P-F estimado. Por ejemplo, muestrear cada 18 a 30 días si el intervalo P-F determinado es de 90 días.

También es importante entender que cada máquina puede y tendrá múltiples modos de falla. Por ejemplo, considere una simple caja de engranajes que mueve un transportador. La caja de engranajes tendrá diversos modos posibles en los que podría fallar, incluyendo (sin estar limitado a) los siguientes:

Sobrecarga
Desalineación
Aceite incorrecto
Bajo nivel de aceite
Fatiga por edad del equipo
Degradación del lubricante
Contaminación (agua o partículas)

Dependiendo de la aplicación y circunstancia, algunos de esos modos de falla serán más probables que otros. Por esta razón, necesitamos estar conscientes de que cada modo, y la metodología usada para localizar el problema, tendrá un diferente intervalo P-F y por lo tanto requerirá una frecuencia diferente.

Bajo Nivel de Aceite

Para ilustrar el punto, consideremos dos de esos modos de falla: bajo nivel de aceite y contaminación con partículas. Dependiendo de la circunstancia, el grado al cual el aceite está por debajo del nivel y de si el equipo es lubricado por salpique o por lubricación forzada, el bajo nivel de aceite podría inducir a la falla relacionada con lubricación en cuestión de horas o de días. Esta es la razón por la cual se recomienda enérgicamente que la inspección de nivel debiera ser diaria (o al menos semanal) para aplicaciones de depósito húmedo.

En cambio, mientras que es seguro decir que la expectativa de vida de una caja de engranajes con alto nivel de contaminación por partículas será más corta que la de una en donde el aceite se mantiene limpio, típicamente transcurrirán muchos meses antes de que se presente una falla inducida por contaminación en una caja de engranajes grande. Por supuesto, no se podría decir lo mismo para un crítico sistema hidráulico servo-controlado, en donde una excesiva contaminación por partículas podría inducir por a la falla en tan solo unos días o semanas.

Así que, ¿cómo mantenemos responsabilidad fiscal sin comprometer la capacidad de detección? ¡La clave está en comprender que no tiene que efectuar todas las pruebas simultáneamente en todas y cada una de las muestras! Considere, por ejemplo, el sistema hidráulico servo-controlado. Si estimamos que el intervalo P-F para degradación del fluido (monitoreado por el número ácido – AN) es de seis meses, entonces sería aceptable efectuar bimestralmente la prueba para número ácido.

Por otro lado, si se estima que el intervalo P-F para falla inducida por contaminación es de tan solo 30 días, podría ser necesario efectuar un conteo de partículas semanal, y quizás adquirir un contador de partículas en sitio o un kit para prueba de membrana para hacer que el muestreo pueda ser más frecuente y más costo-eficiente.

Como siempre, esta es mi opinión. Me interesa conocer la suya.

Mark Barnes, Noria Corporation.
Publicado en la revista Machinery Lubrication (06-2009).

Noria Corporation. Traducido por Roberto Trujillo Corona, Noria Latín América.