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El análisis de aceite usado ha sido durante mucho tiempo un método probado para el monitoreo de la condición de la máquina y la salud del lubricante. Sin embargo, tiene sus limitaciones. Por lo tanto, adoptar las fortalezas inherentes de las pruebas no destructivas (PND) adicionales proporciona un enfoque holístico y coloca a su organización en un lugar propicio para seguir teniendo éxito.
No se trata de elegir una u otra tecnología. La incorporación de elementos de cada una puede fortalecer las bases del programa de monitoreo de la condición actual de un usuario final, independientemente de su etapa actual o nivel de sofisticación.
En este artículo, discutiremos el concepto tradicional del análisis de aceite usado: el “por qué”, el “cuándo” y el “qué se puede mejorar” – en comparación con el “estatus quo”.
Además, aprenderá sobre tres tecnologías de PND: análisis de vibraciones, termografía infrarroja (IR) y ultrasonido. Discutiremos las diversas fortalezas y desafíos con cada uno y, lo que es más importante, cómo estas aplicaciones se complementan entre sí en su trayecto hacia la excelencia operacional.
Pruebas no destructivas
Las pruebas no destructivas se utilizan para inspeccionar y evaluar materiales, componentes o ensamblajes sin destruir su capacidad de servicio, al tiempo que garantiza la confiabilidad del producto, controla los procesos de fabricación, reduce los costos de producción y mantiene un nivel de calidad uniforme.
Fuente: ASNT
Análisis de aceite usado
Independientemente del programa de mantenimiento, confiabilidad o monitoreo de condiciones que tenga, el análisis de aceite es una de las tecnologías más antiguas, económicas y efectivas disponibles, y debe ser la base de todo su programa.
En mis tres décadas de experiencia, el análisis del aceite ha sido la herramienta principal en mi arsenal, lo que me ha permitido detectar y diagnosticar fallas inminentes con gran éxito. Al igual que con cualquier PND, requiere la experiencia del usuario final; deben tener un conocimiento íntimo del dominio para extrapolar los datos y proporcionar información que pueda conducir a acciones correctivas y resultados predecibles.
El análisis de aceite logra muchas cosas, pero ante todo, determina el estado del lubricante e identifica si es el adecuado para la aplicación. A continuación, el análisis de aceite puede evaluar y determinar el desgaste metalúrgico anormal y la contaminación capturada en el aceite o en el filtro. Esto le permite establecer alarmas, tendencias y puntos de referencia para:
- Mejorar los intervalos de servicio
- Mejorar las acciones correctivas
- Establecer diagnósticos ejemplares
- Crear pronósticos futuristas.
La Figura 1 presenta una descripción general básica de cómo leer un informe típico de análisis de aceite.
Desafortunadamente, no es raro escuchar la frase: “Es solo un análisis de aceite”. Este proceso de pensamiento puede causar retos que impiden la implementación exitosa de un programa de análisis de aceite usado, que incluye:
- Pobre compromiso de liderazgo y comunicación
- No definir qué es el éxito del programa, incluidos los objetivos del programa y los indicadores clave de desempeño (KPI)
- Falta de planificación de la implementación, incluida una capacitación inadecuada y falta de documentación de procesos y procedimientos coherentes
- Deficiencias en la configuración y administración de la base de datos
- Tiempos de respuesta inaceptables de la muestra
- Falta de supervisión y ausencia de informes de problemas
- No actuar con prontitud sobre los datos y los resultados.
Pare en seco a cualquiera con esta mentalidad, porque el análisis de aceite es mucho más que eso; representa el alma de los activos que se le confían. Nunca debe descuidar, minimizar o ignorar los protocolos de prueba al administrar la salud de su maquinaria.
Poner esfuerzo en el desarrollo de una rutina sólida con su programa de análisis de aceite usado puede tener muchos beneficios, incluyendo:
- Muestreo de aceite de rutina
- Integración con programas de mantenimiento y confiabilidad
- Prácticas y protocolos de muestreo documentados y estandarizados (por ejemplo, frecuencias y ubicaciones).
Realizar un análisis de aceite de rutina presenta varias ventajas para su departamento de mantenimiento, como:
- Planificación y programación mejoradas
- Reducción de las tareas de mantenimiento no planificadas
- Apoyo a las iniciativas de mejora de sus plantas
- Reducción de los costos operativos y de capital
- Mejora de la confiabilidad del equipo y la vida útil de los componentes
- Reducción del inventario de piezas de repuesto y los costos de mantenimiento.
Análisis de vibraciones
El análisis de vibraciones ha existido durante décadas y sigue siendo una de las formas más efectivas de detectar y cuantificar fallas mecánicas inminentes en los equipos rotativos. Esto ayuda a evitar fallas catastróficas durante el servicio y a mantener la confiabilidad de la maquinaria y los resultados de producción lo más altos posible.
Algunas causas de vibración anormal de las máquinas son:
- Desbalanceo
- Desalineación
- Soltura
- Deterioro de rodamientos
- Problemas relacionados con engranajes.
Los datos de vibración se pueden recopilar de varias maneras, incluidos los recopiladores de datos de mano, los sensores o acelerómetros montados permanentemente e incluso las opciones de actualización del fabricante de equipo original (OEM, por sus siglas en inglés) instaladas en fábrica o en campo. Los recopiladores de datos miden la frecuencia, la amplitud, la dirección y la aceleración de las vibraciones. A continuación, los datos se envían a una aplicación de software para recopilar la información y proporcionar los gráficos espectrales, que se pueden analizar en caso de identificadores comunes.
El monitoreo de vibraciones es una herramienta eficaz que funciona junto con el análisis rutinario del aceite. Además de los beneficios del análisis tradicional de aceite usado, el análisis de vibraciones puede:
- Ayudar a reducir los costos de la máquina y mano de obra
- Ayudar a detectar una sola fuente de falla de los componentes con meses de antelación
- Comparar previsiblemente contra componentes similares
- Minimizar el mantenimiento no planificado y alertas
- Ayudar en la optimización de seguridad del programa de monitoreo de condiciones
- Sea altamente efectivo en las operaciones de componentes de velocidad intermedia a alta.
Si bien un programa combinado de análisis de vibración y aceite puede proporcionar enormes beneficios, el análisis de vibración tiene algunas desventajas, como:
- Costo relativamente alto para los sensores de monitoreo de condiciones, los recopiladores de datos y el software
- Requiere espacio y equipo adicionales
- Mala recopilación de datos si se selecciona un tipo de sensor y ubicaciones de instalación inadecuados
- Requiere capacitación avanzada y certificaciones para que los técnicos tengan éxito
- La falta de disponibilidad de mano de obra calificada puede requerir que se tercerice con personal adicional
- La configuración del programa es compleja.
Termografía infrarroja
La termografía infrarroja (IR) utiliza una cámara de imágenes infrarrojas para detectar y monitorear la energía infrarroja, o calor, que es invisible para el ojo humano. Cada objeto que tenga una temperatura superior al cero absoluto emitirá energía electromagnética infrarroja que puede ser captada por las cámaras IR.
La termografía IR tiene numerosas aplicaciones y se utiliza en diversas industrias, incluyendo:
- Salud
- Militar
- Combate de incendios
- Cumplimiento de la ley
- Mantenimiento de maquinaria industrial
Una cámara de imágenes IR es una herramienta de diagnóstico extremadamente valiosa dentro de una planta industrial. Dado que todas las máquinas o componentes fluctuarán en temperatura antes de la falla, la cámara IR puede detectar estas anomalías y alertar de que se está produciendo un problema.
En mi experiencia, los componentes con falta o exceso de lubricación experimentarán problemas de calor, y como sabemos, el calor es un enemigo del lubricante. Esto por sí solo la convierte en una excelente aplicación en una planta.
Anteriormente, trabajé con minas y plantas de proceso, y con frecuencia utilizamos la termografía IR para capturar imágenes térmicas de la variación de temperatura de los cilindros hidráulicos para identificar indicios de derivación. Se tomaron imágenes de los puntos calientes de los sistemas de refrigeración del radiador para encontrar ineficiencias y aletas tapadas. Capturamos incidentes de malas prácticas de lubricación de grasa en configuraciones de rodamientos y ejes de transmisión más veces de las que puedo mencionar.
La termografía también se utiliza para buscar fallas asociadas con componentes en sistemas eléctricos como cables de alto voltaje, conexiones y transformadores, así como para localizar fugas térmicas y regiones sobrecalentadas.
Algunas de las ventajas de usar la termografía IR en el mantenimiento son:
- Es un método sin contacto y no invasivo para controlar las condiciones de la máquina.
- No es necesario detener la producción para realizar las imágenes de la máquina o el componente.
- Los datos se pueden recopilar en una gran superficie en tiempo real.
- Hay software disponible para efectuar un análisis más detallado de las imágenes térmicas.
La termografía IR proporciona datos en tiempo real, que pueden detectar problemas y desencadenar un análisis de aceite usado. Si bien estos datos pueden ser muy valiosos, las desventajas de esta tecnología incluyen:
- El costo de la tecnología infrarroja es alto, no solo el hardware (cámara), sino también los costos del software y mano de obra
- Para tener éxito, un técnico debe tener una formación avanzada, las certificaciones adecuadas y un profundo conocimiento de la maquinaria.
Ultrasonido
Cuando pienso en aplicaciones para ultrasonido, mi memoria me lleva al día alegre en el que mi esposa y yo pudimos ver la imagen de nuestro primer hijo meses antes de que naciera. Sí, la atención médica es una de las muchas áreas en las que el ultrasonido se utiliza para mejorar nuestras vidas.
El ultrasonido también puede ayudar a detectar fallas, deficiencias, grietas y fallas y defectos generalizados en la metalurgia de equipos o componentes. El ultrasonido es especialmente útil, por ejemplo, en las inspecciones de soldadura o la integridad estructural. Las ondas sonoras se introducen en la parte que se está probando a través de un transductor de cristal piezoeléctrico que convierte la corriente eléctrica en ondas sonoras.
En mi carrera personal, utilizamos esta tecnología para detectar grietas en los sistemas de dirección de los equipos de minería, que, si no se detectan, podrían provocar fallas en la maquinaria y la pérdida de vidas humanas. Al igual que con las otras tecnologías, hay ventajas y desventajas que deben tenerse en cuenta.
Las ventajas del ultrasonido incluyen:
- Relativamente portátil
- Proporciona resultados consistentes e instantáneos
- Capaz de detectar defectos sobre y debajo de la superficie
- Solo requiere un acceso limitado a la maquinaria y los componentes.
Las desventajas de esta tecnología incluyen:
- Requiere una amplia capacitación
- Potencialmente difícil de operar con materiales delgados
- La geometría del componente individual que se está analizando puede causar complicaciones
- Requiere una superficie relativamente lisa para acoplar el transductor.
- El técnico debe conocer la velocidad del componente y tener una referencia para calibrar la configuración del equipo.
En resumen
Tener una variedad de tecnologías disponibles permite a un técnico cerrar las brechas en el análisis de la salud de la maquinaria y componentes industriales. El análisis tradicional del aceite y las herramientas auxiliares de monitoreo de la condición pueden equiparle con tecnología y habilidades de toma de decisiones para identificar, aislar y remediar problemas de manera efectiva.
La tecnología por sí sola no resuelve todos los problemas, sino que mejora las habilidades combinadas, la educación y la experiencia de los hombres y mujeres brillantes que se atan las botas y van a trabajar día tras día en las trincheras.
Cuando se utilizan juntas durante toda la vida útil de su activo, estas tecnologías pueden apoyar sus programas de mantenimiento predictivo y preventivo y ayudar a detectar problemas antes de que se conviertan en fallas catastróficas.