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MÉTODO DE INTEGRACIÓN DE LAS TÉCNICAS DE MONITOREO

PARA ELABORACIÓN DE UN PLAN DE MANTENIMIENTO PREDICTIVO

Sociedad Uruguaya de Mantenimiento, Gestión de Activos y Confiabilidad

4to Congreso Uruguayo de Mantenimiento, Gestión de Activos y Confiabilidad – URUMAN 2008 –

Presentación: Rubens Lopes Rolim

Inteligencia en Salud de Máquinas

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SEMEQ

• Fundada en Enero /1994• 105 clientes activos• 145.200 puntos

monitoreados /mes• Sede en Limeira-SP/BRA• Sucursal en Arlington-

Texas/USA• Unidades de atención en

todo el territorio brasileño, en Perú y Texas/USA.

Sucursal Arlington/Texas

SEDE Limeira-SP

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Análisis Magnética

Emisión Acústica

Análisis de Aceite

Termografía

Inspección Sensitiva

Monitoreo Ing.ª de ConfiabilidadLubricación

Control y Exclusión de

Contaminantes

Aplicación

Ing.ª de Lubricación

Optimización del Plano Predictivo

Análisis de Eficiencia Global con direccionamiento de

Acciones de Optimización y Reducción de Pérdidas

Implantación de Análisis de Falla con foco en Potenciales

de Ganancia

Optimización de los Planes de Mantenimiento Centrados

en Confiabilidad

Cálculos de Indicadores de Confiabilidad

Análisis de Vibración

Desempeño de Lubricantes

SERVICIOS OFRECIDOS POR SEMEQ

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SISTEMA INTEGRADO

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MÉTODO DE INTEGRACIÓN DE LAS TÉCNICAS DE MONITOREO PARA ELABORACIÓN DE UN PLAN DE MANTENIMIENTO PREDICTIVO

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Objetivo

Clasificación de los Equipos, Modos Potenciales de Fallas y Obtención de sus Tasas de Fallas.Integración: Correlación y Eficiencia de las Técnicas que serán Aplicadas.

Tasas de Fallas Cubiertas por las Técnica de Monitoreo.

Impacto de las Técnicas de Monitoreo en la Confiabilidad del Equipo.

Resultados: Técnicas de Monitoreo x Confiabilidad Operacional.

Elaboración del Plano de Monitoreo Predictivo y Análisis de Viabilidad Económica.Conclusiones.

Presentar un método de integración de las técnicas de monitoreo para elaboración de un Plan de Mantenimiento Predictivo que contemple:

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Clasificación de los Equipos

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CENTRAL ANÁLISIS

Monitoreo y Detección de las Fallas

10 años de datos SEMEQ fueran compilados, correlacionando el histórico de los Relatos de Diagnósticos y Pronósticos con los respectivos Modos Potenciales de Falla.

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Monitoreo y Detección de las Fallas

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Determinación de la Tasa de Fallas del Equipo

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Recursos /Recursos /IngeniarIngeniarííaa

MantenimientoMantenimiento

ProducciProduccióónn

TTF

Tpr

TTR

TBF

TTF

TBF

Quiebra Reinicio

Providencias Reparar

Acompañamiento de los Indicadores

Tr

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Histórico de mantenimiento correctivo de un conjunto Moto-BombaCon aplicación de la Distribución de Weibull-Triparamétrica, fueran obtenidas las curvas de Confiabilidad para esto equipo.

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Distribución de las Tasas de Fallas

El valor de MTTF adoptado para el conjunto Moto-Bomba fue 3375 horas.

Las tasas de fallas del Motor Eléctrico representa 60,98% y las Tasas de Fallas de la Bomba representa 39,02% del total de fallas del conjunto Moto-Bomba.

λ MB = 29,628 x 10-5 fallas / hora

λ M = 18,067 x 10-5 fallas / hora

λ B = 11,561 x 10-5 fallas / hora

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Base de Datos de Confiabilidad

BASE DE DATOS A TRAVES DE MONITOREO

Auto-partesSaneamientoMinerasBebidasAlimenticiasPapelesSiderurgiasY otros

OREDAExploración de Petróleo OffshoreIndustrias de Petróleo e Gás

ISO-14224

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Las Tasas de Fallas equivalentes fueran distribuidas para los respectivos componentes y sus Modos Potenciales de Fallas, en acuerdo con las frecuencias de ocurrencia de los mismos apuntados por el histórico SEMEQ.

Distribución de las Tasas de Fallas del Motor

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Lo mismo procedimiento fue adoptado para distribución de las Tasas de Fallas de los Modos Potenciales de Fallas de la Bomba.

Distribución de las Tasas de Fallas del Bomba

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Integración de las Técnicas de Monitoreo

1. Clasificar las técnicas de monitoreo con los respectivos modos de fallas

7mo CONGRESO PERUANO – INGENIERÍA DE MANTENIMIENTO

2. Establecer la integración de las técnicas

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3. Identificar cual la eficiencia de la técnica en la detección del modo de falla correlacionado

Integración de las Técnicas de Monitoreo

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Porcentual de Tasas de Fallas cubiertas por las Técnicas de Monitoreo

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Cuantificar la ganancia de Confiabilidad cuándo integrada varias técnicas de monitoreo en un determinado equipo.

Influenza de las Técnicas de Monitoreo en Confiabilidad del Equipo

Motor Eléctrico – Modelado en Bloco

λ trm λ insp λ res λ n.cλ ecλ vib

λ mot

Análisis de Vibración => 60,59%

Espectro de Corriente Eléctrica => 1,26%

Termografia => 6,09%

Inspección Sensitiva => 28,92%

Resistividad y Aislamiento Eléctrico => 0,63%

Distribución de las Tasas de Fallas

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Influenza del Monitoreo en la Confiabilidad

λ ecλ vib

RMVB(t)

REC(t)

Evaluación de la Confiabilidad del Equipo

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Influenza del Monitoreo en la Confiabilidad

λ vib

RMVB(t)

Falla del Motor

Fallas debido la Vibración

Falla en Monitoreo de

Vibración


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Confiabilidad del Monitoreo de Vibración: RMVB(t) = 99,8%

Parámetros de Weibull para el monitoreo: β = 7 ; γ = 0 y ηfue obtenido en función de T

β

η 1

)(1ln ⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

tR

T

(1)


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Confiabilidad en función de las tasas de falla del equipo es obtenida por:

Confiabilidad del Monitoreo es:

VIBTeq eR λ.= (2)

β

η ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−

=T

tec eR (3)


Confiabilidad resultante del sistema monitoreado:

998,0.998,0..

. ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+−⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−

−+=VIB

VIB

TTT

T

SM eeeRλ

ηλη β

ββ

(4)

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Determinación del punto PPor la igualdad de las ecuaciones (2) y (3), obtén tiempo T1:

β

ηλ ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−

=1

1.T

T ee VIB

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1 .−= β βηλVIBT (5)

Proyectando T1 sobre la curva correspondiente la ecuación (4), obtén el punto P.


Determinación del Curva P - F

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Confiabilidad del Equipo no MonitoreadoConfiabilidad de la Técnica de MonitoreoConfiabilidad del Equipo Monitoreado


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Determinación del punto F

Con la igualdad de las ecuaciones (2) y (3), proyectada sobre la curva resultante del sistema monitoreado, obtén una Confiabilidad de 63,79%.

Esa Confiabilidad representa el punto F, correspondiente al tiempo T2.


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Determinación del punto F

Confiabilidad del Equipo no MonitoreadoConfiabilidad de la Técnica de MonitoreoConfiabilidad del Equipo Monitoreado


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Influenza de la Periodicidad en la Confiabilidad del Equipo

Para esa análisis fueron consideradas 2880 horas como tiempo de evolución de falla debido la vibración.

Fueron simuladas algunas periodicidades para observar el comportamiento de la Confiabilidad en el sistema monitoreado.

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Tiempo de desarrollo de la Falla = 2880 horasPeriodicidad de Monitoreo = 360 horas720 horas1440 horas2160 horas

Influenza de la Periodicidad en la Confiabilidad del Equipo

Confiabilidad de la Técnica de MonitoreoConfiabilidad del Equipo no Monitoreado

Confiabilidad del Equipo Monitoreado

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Técnicas de Monitoreo x Confiabilidad Operacional

ANÁLISE VIBRAÇÃO

ESPECTRO CORRENTE TERMOGRAFIA INSPEÇÃO

SENSITIVARESISTENCIA

OHMICA

% TAXA FALHA DO

EQUIP

CONFIABILIDADE OPERACIONAL

[R(T)]

0,00% 36,79%X 60,59% 67,36%

X 1,26% 37,25%X 6,09% 39,10%

X 28,92% 49,12%X 0,63% 37,02%

MOTOR ELÉTRICOANÁLISE

VIBRAÇÃOPERIODICIDADE

(horas)ESPECTRO CORRENTE TERMOGRAFIA INSPEÇÃO

SENSITIVAPERIODICIDADE

(horas)RESISTENCIA

OHMICA

% TAXA FALHA DO

EQUIP

CONFIABILIDADE OPERACIONAL

[R(T)]

0,00% 36,79%X 1 X 168 89,51% 90,04%X 1 X 24 89,51% 90,04%X 360 60,59% 67,42%X 360 X 180 89,51% 90,02%X 720 60,59% 67,36%X 720 X 360 89,51% 89,94%X 1440 60,59% 58,77%X 1440 X 360 89,51% 78,47%X 2160 60,59% 42,80%X 2160 X 360 89,51% 57,16%

MOTOR ELÉTRICO

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Observando los resultados, observa que cuando implementado un monitoreo de vibración on-line, la Confiabilidad pasa de 36,79% para 67,43%, una ganancia significante para el punto de vista de la Confiabilidad operacional. Se observa que esta técnica colecciona 60,59% del total de los potenciales de fallas.

Mismo con el monitoreo on-line, el equipo se encuentra vulnerable en 39,41% de fallar por cualquier otro modo de falla no cubierto por la técnica de vibración.


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Con una periodicidad mensual, es verificado una pérdida insignificante de la Confiabilidad de justo 0,07%, por el punto de vista del costo, el monitoreo mensual es más viable.

Pero, si la periodicidad casi es bimestral la Confiabilidad disminuye 10%, lo que no es viable, además, se pierde la curva de tendencia de la falla.

Para incrementar la Confiabilidad operacional del equipo se hace necesario sumar otras técnicas de monitoreo, según el cuadro, cuyo el costo esta relacionado con la periodicidad y al grado de Confiabilidad que se desea.


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La elaboración del Plan de Monitoreo esta en acuerdo con la criticidad de los equipos y en conformidad con los modelos de la compañía.

Elaboración del Plan de Mantenimiento Predictivo

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Plan de Inversiones del Mantenimiento Predictivo

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Principales Ganancias obtenidas con la Integración de las Técnicas de Monitoreo

Reducción de la cantidad de acción Correctiva no programada;

Reducción en la cuantidad de horas extras;

Reducción de los costo con mantenimiento;

Reducción de Indisponibilidad de los equipos;

Reducción de inversiones en activos;

Reducción de las ganancias cesante debido las correctivas.

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4to Congreso Uruguayo de Mantenimiento, Gestión de Activos y Confiabilidad – URUMAN 2008 –Tiempo

Costos&

Ganancias

$$ Punto de Retorno de Inversiones

Ganancias Cuando?

Ponto de Retorno Original

Perdida de Ganancia Debido las Paradas de Producción

Custo de Reparo

Incremento de Costo para reparos

necesarios

Correctiva

$ Produtividade Costo Fijo$ Productividad

Impactos en al Procesos por Mantenimiento Correctivo

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Esos resultados representan un gaño medio de 10515 horas x máquina, considerando las áreas 1, 2, 4, 5 y 6, resultando 2103 horas x maquina por área.

Supongo que una área especifica tiene 4 productos tenemos aproximadamente 500 horas de productividad por producto.

Con una producción de 80 pesas por hora a un costo medio de US$ 4,35 tenemos:

Cmdp = US$ 4,35 x 80 x 500 h

Cmdp = US$ 174.000,00

CmdArea = US$ 696.000,00


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Conclusiones

Cuantificar el grado de eficiencia de las técnicas que están siendo aplicadas en los equipos de una compañía;

Control efectivo de más de 95% de los modos potenciales de fallas, cubiertos por las técnicas de monitoreo envolvías en el proceso de integración;

Rescatar la vida útil de los equipos, a través de la utilización más eficiente de sus componentes, sin afectar la integridad de los procesos productivos;

Establecer un Plan de inversiones en función de los costos de implantación de las técnicas de monitoreo, costos operacionales, costos de mantenimiento y costos de contratación de los servicios;

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Conclusiones

A través del control sobre los modos potenciales de fallas, obtén más Confiabilidad operacional de los equipos, maximizando su productividad, bajando los costos de mantenimiento y las perdidas en el proceso;

Establecer un Plan Estratégico de Mantenimiento Predictivode los equipos, clasificados de los más críticos a los menos críticos, en función de la Confiabilidad operacional deseada y del percentil de tasas de fallas que se desea monitorear.

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Referencia Bibliografiíta•NORIA CORPORATION – Lubrication excellence and reliability word 2005. Proceedings of the conference and exhibition. San Antonio, Texas, april – 2005

•OREDA – Offshore Reliability Data Handbook. 3th ed. SINTEF Industrial Management. Det Norske Veritas, 1997.

•OREDA – Offshore Reliability Data Handbook. 4th ed. SINTEF Industrial Management. Det Norske Veritas, 2002.

RAMAKUMAR, R. Engineering reliability: fundamentals and applications. New Jersey, Prentice-Hall, 1993.

•ROLIM, R.L. Análise de Confiabilidade para gerenciamento operacional de sistemas automatizados de pesagem rodo-ferroviária. São Paulo, 1997. Dissertação de Mestrado - Escola Politécnica. Universidade de São Paulo.

•SOUZA G. F. M. Análise de Confiabilidade aplicada ao projeto de sistemas mecânicos, Apostila de Confiabilidade da cadeira de pós graduação PRM-5201 da Escola Politécnica da USP, São Paulo, Outubro 2003.

•VIBRATION INSTITUTE – National Technical training symposium and 30th annual meeting. Louisville, Kentucky, june - 2006.

•VIBRATION INSTITUTE – National Technical training symposium and 27th annual meeting. New Orleans, Lousiana, july - 2003.

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AutorRubens Lopes RolimIng. Pos-Grado en Ingeniaría Eléctrica y de Confiabilidad, por la Escuela Politécnica de la Universidad de São Paulo – Brasil, y también Doctorando por la misma entidad.Desarrollos del trabajos en el Departamento de Automación e Energía Eléctricas por la Escuela Politécnica de la Universidad de São Paulo y trabajos del Consultaría en Ingeniaría de Confiabilidad para el compañía SEMEQ – Servicios en Salud de Maquinas.Director de la compañía REMCOL – Ingeniaría de Confiabilidad y Gestión de Pérdidas en Procesos industriales.

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Contacto en el Brasil:Rubens Lopes [email protected]éfono: + 55 15 9756-4396

+ 55 15 3243-5832

¡MUCHAS GRACIAS !

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