Análisis estadístico de mantenimiento

1. Análisis estadístico de mantenimiento Determinar las fallas e insumos requeridos empleando información estadística Gestión del mantenimiento Ing. J. Gpe. Octavio Cabrera Lazarini

2. I. Cuando hay una falla • Cuando la pieza queda completamente inservible. • Cuando a pesar de que funciona no cumple su función satisfactoriamente. • Cuando su funcionamiento es poco confiable y presenta riesgos.

3. II. Causas • Mal diseño, mala selección del material. • Imperfecciones del material , del proceso y/o de su fabricación. • Errores en el servicio y en el montaje. • Errores en el control de Calidad, mantenimiento y reparación. • Factores ambientales, sobrecargas. • Generalmente una falla es el resultado de uno o mas de los anteriores factores. 

4. Deficiencia en el Diseño • Errores al no considerar adecuadamente los efectos del contexto o ambiente. • Insuficientes criterios de diseño por no tener la información suficiente sobre los tipos y magnitudes de las cargas especialmente en piezas complejas • No se conocen los esfuerzos a los que están sometidos los elementos • Cambios al diseño sin tener en cuenta los factores elevadores de los esfuerzos.

5. Deficiencias en la selección del material • Datos poco exactos del material (ensayo de tensión, dureza). • Empleo de criterios erróneos en la selección del material. • Darle mayor importancia al costo del material que a su calidad.

6. Imperfecciones en el Material • Segregaciones • Porosidades • Incrustaciones • Grietas • Conducen a la falla del material

7. Deficiencias en el Proceso • Marcas de maquinado pueden originar grietas que conducen a la falla. • Esfuerzos residuales causados en el proceso de deformación en frio o en el tratamiento térmico que no se hacen bajo las normas establecidas • Temperatura • Tiempo • Medio de enfriamiento • Velocidad • Recubrimientos inadecuados. • Soldaduras y/o reparaciones inadecuadas.

8. III Tipos de fallas • Fallas por desgaste: Generalmente se presenta pérdida de material en la superficie del elemento; puede ser abrasivo, adhesivo y corrosivo. • Fallas por fatiga superficial: Debido  a los esfuerzos presentes en la superficie y subsuperficie del material. • Fallas por fractura: Se puede presentar del tipo frágil o dúctil, su huella debe ser analizada para encontrar el motivo de la falla, el fenómeno de la fatiga. • Fallas por flujo plástico: Se presenta deformación permanente del material; es causado por presencia de cargas que generan esfuerzos superiores al límite elástico del material.

9. IV Inspección de campo • La inspección de falla en campo se debe hacer tan pronto como sea posible. • Se deben tomar fotografías y hacer anotaciones de todos los detalles que se observen.

10. IV Inspección de campo • En una inspección se debe determinar: • Localización de las piezas rotas respecto a cada una de las otras. • Identificación del origen de la falla. • Orientación y magnitud de los esfuerzos. • Dirección de propagación de la grieta y secuencia de la falla. • Presencia de oxidación, colores de temperatura o productos de corrosión. • Presencia de defectos obvios en el material, concentración de esfuerzos, etc. • Presencia de peligros secundarios no relacionados con la falla principal.

11. IV Inspección de campo • Además es importante hablar con los operarios, ya que pueden suministrar datos o pistas importantes para el posterior análisis, indagar por la presencia de ruidos, vibraciones, o temperaturas anormales. • Es importante escoger las muestras del material y de los fluidos presentes, preservando muy bien las superficies de fractura para hacer pruebas de laboratorio. • La recopilación ordenada de los datos y observaciones hechas en el sitio del accidente permitirán hacer un acertado análisis. 

12. V Recopilación de información • Se debe tener una historia de cada pieza o equipo (esto generalmente se hace en el programa de mantenimiento). • De ser posible se debe examinar esta información antes de visitar el sitio del accidente. • Esto permitirá hacer una estimación en forma mas inteligente.

13. V Recopilación de información • La información que se necesita es: • Nombre de la pieza, identificación, propietario, usuario, fabricante. • Función que cumple. • Datos de la historia de servicio. • Discusión u opinión de los operarios que la han utilizado. •  Material de fabricación. •  Procesos de manufactura y métodos de fabricación.

14. VI Inspección de la Falla • Consiste en la observación de la superficie de la fractura y de la pieza fallada en general. • Para tratar de hallar el tipo u origen de la falla se debe tener un amplio conocimiento de los tipos de fallas y saber interpretar las pistas que nos puede dar el aspecto de la falla. • Las observaciones hechas en los exámenes de falla se deben anotar complementándolas con mediciones, fotos, esquemas o dibujos.  • Con frecuencia es necesario efectuar algunos ensayos adicionales para determinar la causa de una falla. • Se aplican los ensayos no destructivos (rayos X, ultrasonido,..), que permitirán acopiar una mayor cantidad de información. 

15. VI Inspección de la Falla • Examen Macroscópico • Es una observación a simple vista de la superficie de la falla que permitirá en algunos casos identificar el tipo de fractura o el origen de la falla. • Se debe observar muy bien la huella, la amplitud de las zonas marcadas en la superficie, la textura de la superficie, la presencia de grietas o focos de fractura y en fin todo aquello que conduzca a la determinación correcta del motivo de la falla. • Examen Microscópico • Es una observación al microscopio que permite delinear la microestructura del material. • Allí se puede determinar la presencia de elementos extraños, la existencia de discontinuidades en la estructura del material, tratamientos térmicos mal efectuados, la presencia de concentradores de esfuerzos o microgrietas difíciles de detectar a simple vista. 

16. VII Análisis de la Información • Al analizar los datos recopilados en las etapas anteriores se debe plantear una hipótesis para contrastarla con ellas.  • Este método de análisis permitirá confirmar o descartar los supuestos hechos al pretender encontrar el origen de la falla. • En esta etapa es comúnmente escuchar y analizar las opiniones de los expertos. • Al dar un diagnóstico sobre la falla de una pieza es necesario plantear o dar soluciones para cada caso. • La falta de esto haría inútil el trabajo realizado en las etapas anteriores. • Quizás otra u otras personas, no tendrían los criterios suficientes para proponer una solución práctica. 

17. VIII Reporte de la Falla • Es tal vez la parte mas difícil por las implicaciones legales que puede traer el diagnóstico. • Se deben evitar los comentarios o las conjeturas no técnicas o demasiado subjetivas. • Los comentarios u opiniones de los operarios deben ser tenidos en cuenta en el análisis de fallas, no es necesario incluirlos en el reporte técnico.  • Al hacer un informe sobre la falla, se debe incluir además de la solución de las fallas algunas sugerencias que permitan evitar fallas futuras. 

18. IX Conclusiones • Toda Falla deja unas pistas que permiten encontrar su origen. • El diseñador debe conocer muy bien las teorías de las fallas a fin de interpretar adecuadamente estas pistas. • Toda máquina tiene sus niveles normales de ruido, vibración y temperatura. • Cuando se observe algún aumento anormal de estos niveles, se tienen los primeros indicios de que hay alguna falla. • Los operarios de las máquinas deben ser instruidos para que avisen al detectar estos síntomas que presenta la máquina. 

19. IX Conclusiones • Al diseñar una máquina se debe tener un profundo conocimiento de la forma en que funciona cada elemento componente y la forma en que puede fallar. • Esto conducirá a mejores diseños. • Antes de reemplazar una pieza que ha fallado se debe hacer un análisis minucioso con el fin de determinar la causa exacta y aplicar los correctivos que hay a lugar.