Tesis de Gestión del Mantenimiento presentada al PEPP Tecsup-Arequipa (2009)

TECSUP PEPPIMPLEMENTACIÓN DEL RCM EN EL PLANEAMIENTO Y GESTIÓN ESTRATÉGICA DEL ÁREA DE MANTENIMIENTO DE LA EMPRESA DE TRANSPORTES HAGEMSA S.A.C. GABRIELA SIRENA A., RIMBERT SUÁREZ P., MARCIAL ASCENCIO V. Tesis presentada a la dirección del programa de especialización para profesionales como requisito para optar el grado de Especialista en Gestión del Mantenimiento de Equipo Pesado Profesor asesor: JUAN ROLDÁN Arequipa, Perú, Diciembre del 2009 © MMIX, GABRIELA SIRENA A., RIMBERT SUÁREZ P., MARCIAL ASCENCIO V. TECSUP PEPP IMPLEMENTACIÓN DEL RCM EN EL PLANEAMIENTO Y GESTIÓN ESTRATÉGICA DEL ÁREA DE MANTENIMIENTO DE LA EMPRESA DE TRANSPORTES HAGEMSA S.A.C. GABRIELA SIRENA A., RIMBERT SUÁREZ P., MARCIAL ASCENCIO V. Comité de Evaluación: Víctor Orué Rommel Valcárcel Jorge Rodríguez A nuestras familias V Índice de contenido 1 INTRODUCCIÓN.........................................................................................................................19 1.1 Definición del Problema/Descripción del Problema..............................................................19 1.2 Objetivos...............................................................................................................................19 1.3 Alcances y limitaciones.........................................................................................................19 1.4 Organización del Documento...............................................................................................19 1.5 Justificación..........................................................................................................................19 2 MARCO TEÓRICO......................................................................................................................21 2.1 Programa de mantenimiento centrado en la confiabilidad....................................................21 2.2 Sistemas del motor...............................................................................................................22 2.3 Análisis del costo del ciclo de vida LCCA.............................................................................69 3 GESTIÓN DEL MANTENIMIENTO..............................................................................................71 3.1 Generalidades .....................................................................................................................71 3.2 Organigrama del departamento de mantenimiento..............................................................71 3.3 Descripción de obligaciones y atribuciones del organigrama del departamento de mantenimiento............................................................................................................................71 3.4 Tiempo muerto o de paro......................................................................................................72 3.5 El personal de vigilancia ......................................................................................................72 3.6 Los supervisores de patio ....................................................................................................72 3.7 Diagnóstico de las fallas. .....................................................................................................73 3.8 Pedido de repuestos ............................................................................................................73 3.9 Reparación...........................................................................................................................73 3.10 De las tareas de mantenimiento.........................................................................................73 3.11 Salida de las unidades........................................................................................................75 3.12 Flujograma del proceso de reparación...............................................................................75 3.13 Identificación de los problemas actuales............................................................................75 3.14 Análisis FODA del departamento de mantenimiento...........................................................77 3.15 Análisis estadístico de la maquinaria y equipo que utiliza motor electrónico.....................77 3.16 Estructura de información y decisión..................................................................................78 3.17 Disposición de áreas..........................................................................................................78 3.18 Descripción del proceso de mantenimiento........................................................................78 4 PROGRAMA DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN LA CONFIABILIDAD...............................79 4.1 Confiabilidad........................................................................................................................79 4.2 Mantenimiento centrado en la confiabilidad.........................................................................79 4.3 Objetivos del RCM...............................................................................................................79 4.4 Ventajas del RCM................................................................................................................79 4.5 Implantación del plan de mantenimiento.............................................................................79 4.6 Selección del problema al analizar......................................................................................80 4.7 División del proceso en nivel de detalle...............................................................................80 4.8 Definición de los límites de sistemas y listado de componentes de cada sistema y subsistemas seleccionados en el análisis de criticidad..............................................................81 4.9 Propósitos............................................................................................................................82 4.10 Equipo Natural de Trabajo.................................................................................................82 4.11 Análisis de criticidad basada en el riesgo..........................................................................83 5 ANÁLISIS DE VIABILIDAD TÉCNICA Y ECONÓMICA..............................................................110 5.1 Aclaración..........................................................................................................................110 5.2 Disclaimer..........................................................................................................................110 5.3.Caso de estudio SBAS-1A02: Falla del sensor de velocidad por cortocircuito..............111 5.4.Caso de Estudio SBAS-1A02: Estratificación ácida de las baterías..............................114 5.5.Caso de estudio SBAS-1A03: Obstrucción de los filtros de combustible......................121 5.6.Caso de Estudio SBAS-1A04: Rotura del cigüeñal por desbalance..............................127 5.7.Caso de Estudio SBAS-1A05: Cortocircuito en el solenoide de accionamiento del motor de arranque.........................................................................................................................135 5.8.Caso de Estudio SBAS-1A06: Avería o Rotura del Tanque de Combustible.................141 5.9.Caso de Estudio SBAS-1A07: ECM del motor desconectado o defectuoso..................145 5.10.Caso de Estudio SBAS-1A08: Cables y conexiones del motor de arranque corroídas ............................................................................................................................................146 5.11.Caso de Estudio SBAS-1A09: Dientes de la corona del volante rotos.........................147 5.12.Caso de Estudio SBAS-1A10: Conexiones eléctricas a los inyectores sueltas o corroídas.............................................................................................................................148 5.13.Caso de Estudio SBAS-1B01: Deterioro de las paletas del turbocompresor...............149 5.14.Caso de Estudio SBAS-1B02: Obstrucción de los filtros de aire ................................155 5.15.Caso de Estudio SBAS-1B04: Descalibración del sensor de presión atmosférica......162 5.16.Caso de Estudio SBAS-1B05: Desgaste acelerado de las válvulas de admisión y escape.................................................................................................................................169 5.17.Caso de Estudio SBAS-1B06: Descalibración de las válvulas de admisión y escape. 170 5.18.Caso de Estudio SBAS-1B07: Desgaste acelerado de los metales de bancada y cigüeñal...............................................................................................................................171 5.19. Caso de Estudio SBAS-1B08 :Agarrotamiento de los pistones..................................178 VIII 5.20.Caso de Estudio SBAS-1B10: Cigüeñal Roto o Desbalanceado.................................185 5.21.Estudio del caso SBAS-1B11: Sensor del pedal de aceleración malogrado................186 5.22.Estudio del caso SBAS-1B12: Presencia de aire en el sistema de combustible.........187 5.23.Caso de Estudio SBAS-2A01: Correas del alternador averiadas o sueltas.................188 5.24.Caso de Estudio SBAS 2A02: Cigüeñal Roto o Desbalanceado.................................189 5.25.Estudio del caso SBAS-2A03 : Dientes de la corona del volante rotos.......................190 5.26.Caso de Estudio SBAS-2B01: Correas del alternador sueltas....................................191 5.27.Caso de Estudio SBAS-2B02: Correas del ventilador sueltas ....................................192 5.28. Caso de estudio SBAS-3A01: Pistones agarrotados..................................................193 5.29.Caso de estudio SBAS-3B02: Cilindro individual averiado..........................................199 5.30.Caso de Estudio SBAS-3A03: Descalibración del sensor de presión atmosférica......200 5.31.Estudio del caso SBAS-3B01: Presencia de aire en el sistema de combustible.........201 5.32.Caso de estudio SBAS-3B02: Cilindro individual averiado .........................................202 5.33.Caso de Estudio SBAS-4A02: ECM del Motor defectuoso..........................................203 5.34.Caso de Estudio SCOM-1A01: Desgaste acelerado de la bomba de combustible .....204 5.35.Caso de Estudio SCOM-1A02: Mangueras de combustible averiado.........................206 5.36.Caso de estudio SCOM-1A03: Filtros de combustible obstruidos...............................207 5.37.Caso de Estudio SCOM-1A04: Avería o Rotura del Tanque de Combustible..............208 5.38.Estudio del caso SCOM-1A05: Averías y deterioro de los sellos (O-ring) de los inyectores............................................................................................................................209 5.39.Caso de Estudio SCOM-2A01: Desgaste prematuro de los engranes de la bomba de combustible.........................................................................................................................212 5.40.Caso de Estudio SCOM-2A02: Desgaste de la bomba de combustible por cavitación ............................................................................................................................................214 5.41.Caso de estudio SCOM-2A03 : Obstrucción de los filtros de combustible..................215 5.42.Caso de estudio SCOM-3A01: Filtro primario de combustible obstruido ..................216 5.43.Caso de estudio SCOM-3A02: Filtro secundario de combustible obstruido................218 5.44.Caso de Estudio SCOM-3B01: Avería y daño prematuro del filtro primario.................219 5.45.Caso de Estudio SLUB-1A02: Desgaste prematuro de los engranes de la bomba de aceite...................................................................................................................................220 5.46.Caso de Estudio SLUB-1A03: Válvula limitadora de presión descalibrada.................224 5.47.Caso de Estudio SLUB-1A04: Desgaste acelerado de los cojinetes de bancada y biela ............................................................................................................................................225 5.48.Caso de Estudio SLUB-1A05 :Aceite inadecuado por exceso de viscosidad..............229 5.49.Caso de Estudio SLUB-1A06: Aceite insuficiente y exceso en el carter ...................233 IX 5.50.Caso de Estudio SLUB-1A07: Dilución de combustible y otras sustancias en el aceite ............................................................................................................................................234 5.51.Caso de estudio SLUB-1B01: Filtro de aceite obstruido..............................................238 5.52.Caso de Estudio SLUB-1B02 :Aceite inadecuado por exceso de viscosidad..............245 5.53.Caso de estudio SLUB-1B03: Filtro del respiradero obstruido....................................246 5.54.Caso de Estudio SLUB-1C02: Avería o Rotura del cárter de aceite............................253 5.55.Caso de Estudio SLUB-1C03: Rotura de los engranajes de la bomba de aceite ......257 5.56.Caso de Estudio SLUB-2A01: Intervalos de cambio de filtro de aceite prolongado. . .260 5.57.Caso de Estudio SLUB-2A03: Sellos del cigüeñal dañado o rotas ............................264 5.58.Caso de Estudio SLUB-2B01: Rotura del serpentín del enfriador de aceite................265 5.59.Caso de estudio SLUB-2B02: Filtro del respiradero obstruido....................................269 5.60.Caso de estudio SLUB-3A01: Válvula de derivación del enfriador averiada...............270 5.61.Caso de estudio SLUB-3A02: Aceite inadecuado por exceso de viscosidad...............271 5.62.Requerimientos para implementación del laboratorio..................................................272 6 ANÁLISIS DEL COSTO DEL CICLO DE VIDA.........................................................................277 6.1 Objetivos............................................................................................................................277 6.2 Limitaciones del análisis....................................................................................................277 6.3 Identificación de alternativas.............................................................................................277 6.1 Estructura de desglose del coste.......................................................................................277 7 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ...........................................................................283 7.1 CONCLUSIONES..............................................................................................................283 7.2 RECOMENDACIONES......................................................................................................284 8 BIBLIOGRAFÍA..........................................................................................................................284 X Índice de ilustraciones Ilustración 1: Block del motor [Fuente: SISCAT]..............................................................................22 Ilustración 2: Cigüeñal [Fuente: SISCAT]........................................................................................23 Ilustración 3: Amortiguador de vibraciones y polea [Fuente: SISCAT].............................................23 Ilustración 4: Árbol de levas [Fuente: SISCAT]................................................................................24 Ilustración 5: Cárter [Fuente: SISCAT].............................................................................................24 Ilustración 6: Conjunto de culata [Fuente: SISCAT].........................................................................25 Ilustración 7: Conjunto pistón-biela [Fuente: SISCAT].....................................................................26 Ilustración 8: Sistema de enfriamiento para un motor caliente [Fuente: SISCAT]............................27 Ilustración 9: Flujo de refrigerante en el compresor de aire [Fuente: SISCAT]................................29 Ilustración 10: Diagrama del sistema de enfriamiento con acondicionador de refrigerante [Fuente: SISCAT]...........................................................................................................................................29 Ilustración 11: Diagrama del sistema de admisión de aire y de escape [Fuente: SISCAT]..............31 Ilustración 12: Sistema de admisión de aire y escape [Fuente: SISCAT]........................................32 Ilustración 13: Turbocompresor (ejemplo típico) [Fuente SISCAT]..................................................33 Ilustración 14: Turbocompresor con válvula de derivación de gases de escape [Fuente: SISCAT].34 Ilustración 15: Componentes del sistema de válvulas [Fuente: SISCAT]........................................35 Ilustración 16: Componentes del engranaje de sincronización [Fuente: SISCAT]...........................36 Ilustración 17: Ejemplo típico de la conexión a tierra alternativa desde la culata a la tierra de la batería [Fuente: SISCAT].................................................................................................................45 Ilustración 18: Sección transversal típica de un alternador [Fuente: SISCAT].................................47 Ilustración 19: Solenoide [Fuente: SISCAT].....................................................................................47 Ilustración 20: Sección transversal típica de un motor de arranque [Fuente: SISCAT]....................49 Ilustración 21: Diagrama típico del sistema de combustible [Fuente: SISCAT]...............................49 Ilustración 22: Bomba de transferencia [Fuente SISCAT]................................................................50 Ilustración 23: Lógica típica de control de velocidad del motor para camiones [Fuente: SISCAT]...53 Ilustración 24: Lógica típica para el control de velocidad del motor para maquinarias [Fuente: SISCAT]...........................................................................................................................................53 Ilustración 25: Control típico del regulador electrónico para camiones [Fuente SISCAT]................54 Ilustración 26: Control típico para el regulador electrónico para maquinaria [Fuente: SISCAT]......55 Ilustración 27: inyector unitario electrónico [Fuente: SISCAT]........................................................56 Ilustración 28: Inyector unitario electrónico [Fuente: SISCAT].........................................................57 Ilustración 29: Mecanismo del balancín-inyector [Fuente: SISCAT]................................................57 XI Ilustración 30: Mecanismo del inyector unitario [Fuente: SISCAT]..................................................58 Ilustración 31: Inyector electrónico unitario [Fuente: SISCAT].......................................................59 Ilustración 32: Componentes del sistema de lubricación [Fuente: SISCAT]....................................60 Ilustración 33: Flujo de aceite cuando el motor está caliente [Fuente: SISCAT]..............................61 Ilustración 34: Flujo de aceite cuando el motor está frío [Fuente: SISCAT].....................................62 Ilustración 35: Flujo de aceite cuando el motor está caliente [Fuente: SISCAT]..............................63 Ilustración 36: Flujo de aceite cuando el motor está en frío [Fuente: SISCAT]................................64 Ilustración 37: Flujo de aceite por el enfriador de aceite [Fuente: SISCAT].....................................65 Ilustración 38: Flujo de aceite cuando el motor está caliente y el BrakeSaver está “CONECTADO” [Fuente: SISCAT].............................................................................................................................65 Ilustración 39: Flujo de aceite cuando el motor está frío y el BraKeSaver está “DESCONECTADO” [Fuente: SISCAT].............................................................................................................................66 Ilustración 40: Diagrama del flujo de aceite por el motor [Fuente: SISCAT]....................................67 Ilustración 41: Esquema del sensor de velocidad [Fuente: www.azimainc.com]............................111 Ilustración 42: Equipo CADEX C7200............................................................................................116 Ilustración 43: Curva ciclo de vida de las baterías........................................................................117 Ilustración 44: Configuración de parámetros de desempeño de las baterías................................117 Ilustración 45: Unidad inTECH 25P [Fuente: www.midtronics.com]...............................................118 Ilustración: 46 Cigueñal [Fuente SISCAT].....................................................................................127 Ilustración 47: Vista de partes del cigueñal [Fuente SISCAT]........................................................127 Ilustración 48: 5.4.3 Evaluación por análisis vibracional al cigüeñal [Fuente SKF]........................130 Ilustración 49: Evaluación por análisis vibracional del motor[Fuente SKF] ......................................................................................................................................................130 Ilustración 50: Vista de características del software ez-Analyst....................................................131 Ilustración 51: Analizador dinámico de señales.............................................................................131 Ilustración 52: Comparación de las ondas de vibración producidas por el motor..........................132 Ilustración 53: Funcionamiento básico de un solenoide [Fuente: www.miraralcielo.com]..............135 Ilustración 54: Unidad portable H6 surge tester ............................................................................136 55. Ilustración: Generación de los pulso de prueba.......................................................................136 Ilustración 56: Onda autogenerada completa ..............................................................................137 Ilustración 57: probador eléctrico Fluke 289..................................................................................137 Ilustración 58: Tanque de combustible con grieta [Fuente propia]................................................141 Ilustración 59: Conexión de los cables corroídos [Fuente propia]................................................146 Ilustración 60: Vista de la corona del volante................................................................................147 XII Ilustración 61: Instalación eléctrica del inyector.............................................................................148 Ilustración 62: turbocompresor (corte longitudinal)........................................................................149 Ilustración 63: Flujo de aire comprimido .....................................................................................149 Ilustración 64: inspección visual mediante un boroscopio.............................................................150 Ilustración 65.: Sistema de video del boroscopio...........................................................................150 Ilustración 66: Maletín portable del boroscopio.............................................................................150 Ilustración 67: Detalle del sistema de iluminación del boroscopio................................................151 Ilustración 68: avería de las paletas del turbocompresor ..............................................................151 Ilustración 69: Vista de un filtro obstruido......................................................................................155 Ilustración 70: Sensor de presión atmosférica para un C-15 (nuevo) [Fuente: dealer]..................162 Ilustración 71 JPro Fleet Service Software Bundle.......................................................................163 Ilustración 72: Indicador de Presión de Precisión DPG2400 [Fuente: www.sensorsone.co.uk].....164 Ilustración 73: Capas de los metales de los cojinetes...................................................................171 Ilustración 74: Equipo Patch Test Kit para el conteo de partículas................................................174 Ilustración 75: Evolución de la formación de partículas de diferentes tamaños en el proceso de desgaste [Fuente: ASM Handbook, 1992].....................................................................................175 Ilustración 76: pistones agarrotados..............................................................................................178 Ilustración 77: Filtro de combustible, también puede presentar aereación....................................187 Ilustración 78: Esquema de transmisión de energía a la batería.................................................188 Ilustración 79: Correas del ventilador y sistema de enfriamiento...................................................192 Ilustración 80: Accesorio para la preparación de la muestra RFS [Fuente: www.azom.com]........194 Ilustración 81: Espectrómetro para análisis de aceite Spectroil M/C-W.........................................194 Ilustración 82: cilindro individual....................................................................................................199 Ilustración 83: Mangueras de combustible averiadas....................................................................206 Ilustración 84: Viscosímetro brookfeld DV-II..................................................................................209 Ilustración 85: Toma de muestra de aceite....................................................................................220 Ilustración 86: Diagrama de recorrido del aceite lubricante...........................................................224 Ilustración 87: Lagrimeo de aceite por el retén del cigueñal..........................................................264 Ilustración 88: Viscosímetro Drokfeld............................................................................................266 Ilustración 89: Diagrama de recorrido de combustible...................................................................270 Ilustración 90: Plano propuesto para la construcción del laboratorio que incluye una habitación limpia [Fuente: www.baade-clay.org].............................................................................................273 Ilustración 91: Purificador de aire Blueair 402 HEPA 403 [Fuente: www.airpurifiers.com].............274 XIII Ilustración 92: 470140 - HEPA Filter Media [Fuente: hepafiltersales.com]....................................275 Ilustración 93: 470141 - 1 Year Filter Pack (5) [Fuente: hepafiltersales.com]................................275 XIV Índice de dibujos Dibujo 1: Formas generales del flujo monetario [Fuente: LCCA de Erick Vargas]...........................70 Dibujo 2: Organigrama del departamento de mantenimiento [Fuente propia].................................71 Dibujo 3: Flujograma del proceso de reparación.............................................................................75 Dibujo 4: Árbol lógico de decisión y determinación de las estrategias de mantenimiento.............103 Dibujo 5: Curva P-F caso SBAS-1A01 opción única [Fuente propia].............................................112 Dibujo 6: Curva P-F caso SBAS-1A02 opción 1 [Fuente propia]...................................................117 Dibujo 7: Curva P-F caso SBAS-1A02 opción 2 [Fuente propia ]..................................................119 Dibujo 8: Curva P-F caso SBAS-1A04 opción 1 [Fuente propia]...................................................130 Dibujo 9: Curva P-F caso SBAS-1A04 opción 1 [Fuente propia]...................................................133 Dibujo 10: Curva P-F caso SBAS-1A05 opción 1 [Fuente propia].................................................137 Dibujo 11: Curva P-F caso SBAS-1A05 opción 2 [Fuente propia]................................................138 Dibujo 12: Curva P-F caso SBAS-1A06 opción 1 [Fuente propia].................................................141 Dibujo 13: Curva P-F caso SBAS-1A06 opción 2 [Fuente propia].................................................143 Dibujo 14: Curva P-F caso SBAS-1B01 opción 1 [Fuente propia].................................................152 Dibujo 15: Curva P-F caso SBAS-1B01 opción 2 [Fuente propia].................................................152 Dibujo 16: curva de densidad de falla de Weibull.........................................................................158 Dibujo 17: curva función de distribución acumulada......................................................................158 Dibujo 18: curva Función de confiabilidad.....................................................................................158 Dibujo 19 curva función de riesgo ...............................................................................................159 Dibujo 20: Curva P-F caso SBAS-1B04 opción 1 [Fuente propia].................................................164 Dibujo 21: Curva P-F caso SBAS-1B04 opción 2 [Fuente propia].................................................167 Dibujo 22: Curva P-F caso SBAS-1B07 opción 1[Fuente propia]..................................................173 Dibujo 23: Curva P-F caso SBAS-1B07 opción 2 [Fuente propia].................................................176 Dibujo 24: Curva P-F caso SBAS-1B08 opción 1 [Fuente propia].................................................180 Dibujo 25: Curva P-F caso SBAS-1B08 opción 2 [Fuente propia].................................................183 Dibujo 26: Curva P-F caso SBAS-3A01 opción 1[Fuente propia]..................................................195 Dibujo 27: Curva P-F caso SBAS-3A01 opción 2[Fuente propia]..................................................196 Dibujo 28: Curva P-F caso SCOM-1A01 opción única [Fuente propia].........................................204 Dibujo 29: Curva P-F caso SCOM-1A05 opción 1 [Fuente propia]................................................209 Dibujo 30: Curva P-F caso SCOM-1A05 opción 2 [Fuente propia]................................................210 Dibujo 31: Curva P-F caso SCOM-2A01 opción única [Fuente propia].........................................212 XV Dibujo 32 : Curva P-F caso SCOM-2A02 opción única [Fuente propia]........................................214 Dibujo 33: Curva P-F caso SLUB-1A02 opción 1 [Fuente propia].................................................220 Dibujo 34: Curva P-F caso SLUB-1A02 opción 2 [Fuente propia].................................................221 Dibujo 35: Curva P-F caso SLUB-1A04 opción 1 [Fuente propia].................................................225 Dibujo 36: Curva P-F caso SLUB-1A04 opción 2 [Fuente propia].................................................226 Dibujo 37: Curva P-F caso SLUB-1A05 opción 1 [Fuente propia].................................................229 Dibujo 38: Curva P-F caso SLUB-1A05 opción 2[Fuente propia]..................................................230 Dibujo 39: Curva P-F caso SLUB-1A07 opción 1 [Fuente propia ] ...............................................235 Dibujo 40: Curva P-F caso SLUB-1A07 opción 2 [Fuente propia].................................................236 Dibujo 41: curva función de riesgo................................................................................................244 Dibujo 42: Curva P-F caso SLUB-1C02 opción 1 [Fuente propia].................................................253 Dibujo 43: Curva P-F caso SLUB-1C02 opción 2 [Fuente propia].................................................254 Dibujo 44: Curva P-F caso SLUB-1C03 opción única [Fuente propia]...........................................257 Dibujo 45: Curva P-F caso SLUB-1C03 opción 2 [Fuente propia].................................................258 Dibujo 46: Curva P-F caso SLUB-2A01 opción 1 [Fuente propia].................................................260 Dibujo 47: Curva P-F caso SLUB-2A01 opción 2 [Fuente propia].................................................261 Dibujo 48: Curva P-F caso SLUB-2B01 opción 1 [Fuente propia].................................................265 Dibujo 49: Curva P-F caso SLUB-2B01 opción 2 [Fuente propia].................................................266 XVI Índice de tablas Tabla 1: Códigos de diagnóstico y sus efectos en el motor en modalidad de advertencia..............38 Tabla 2: Códigos de diagnóstico y sus efectos en el motor en modalidades de reducción de potencia y de parada del motor.......................................................................................................38 Tabla 3: Códigos de diagnóstico activos que producen la parada del motor...................................39 Tabla 4: Fortalezas, oportunidades, debilidades y amenazas.........................................................77 Tabla 5: Listado de tipos de camiones de la flota............................................................................77 Tabla 6: Disposición de áreas..........................................................................................................78 Tabla 7: Disponibilidad del Camión Kenworth T660.........................................................................80 Tabla 8: Equipo natural de trabajo...................................................................................................83 Tabla 9: Conceptos o criterios para el impacto en seguridad..........................................................85 Tabla 10: Conceptos o criterios para el impacto al medio ambiente................................................85 Tabla 11: Conceptos o criterios para el impacto en producción.......................................................85 Tabla 12: Conceptos o criterios para el nivel de producción manejado...........................................86 Tabla 13: Conceptos o criterios para el tiempo medio entre fallas...................................................86 Tabla 14: Conceptos o criterios para el tiempo promedio para reparar...........................................86 Tabla 15: Conceptos o criterios para la frecuencia de falla..............................................................86 Tabla 16: Conceptos o criterios para el impacto en mantenimiento.................................................87 Tabla 17: Matriz de criticidad...........................................................................................................87 Tabla 18: Criterios de la evaluación y sistema de graduación sugeridos para la severidad de efectos en AMECF...........................................................................................................................95 Tabla 19: Criterios de la evaluación y sistema de graduación sugeridos para la ocurrencia del incidente en un AMECF...................................................................................................................95 Tabla 20: Criterios de la evaluación y sistema de graduación sugeridos para la detección de una causa del incidente o del modo de fallo en el proceso AMECF.......................................................96 Tabla 21: Resumen del estudio de viabilidad técnica y económica...............................................102 Tabla 22: Resumen de factibilidad técnica y económica y equipo necesario para el RCM............107 Tabla 23: Códigos de fallas del sensor de presión atmosférica.....................................................165 Tabla 24: Metalurgia de los motores [Fuente: Diagnóstico de motores diesel mediante el análisis del aceite usado de Bernardo Tormos]..........................................................................................172 Tabla 25: Ejemplo de límites en un motor diesel [Fuente: Análisis de aceites de Víctor Orué]......172 Tabla 26: Escala de limpieza ISO para partículas mayores a 15 um [Fuente: www.patchtestkit.com] ......................................................................................................................................................174 Tabla 27: Metalurgia de motores diesel de distintos fabricantes....................................................179 XVII Tabla 28: Longitudes de onda de los metales utilizados en los análisis de aceite [Fuente: Chemical analysis of metals de Francis T. Coyle]..........................................................................................193 Tabla 29: Ejemplo de límites para un motor diesel [Fuente: Análisis de aceites de Víctor Orué]...194 Tabla 30: Equipamiento mínimo para la implementación del laboratorio RCM [Fuente propia].....274 Tabla 31: Resumen de equipos a adquirir para el laboratorio RCM [Fuente propia].....................276 Tabla 32: CBS Mantenimiento clásico vs RCM..............................................................................277 Tabla 33: Resumen de equipos requeridos para la implementación del programa de mantenimiento basado en la confiabilidad.............................................................................................................282 XVIII RESUMEN La empresa Hagemsa S.A.C., se dedica al transporte de carga pesada, para lo cual cuenta con una flota de tractocamiones y semiremolques,entre sus clientes figuran importantes empresas de explotación y exploración minera en todo el territorio nacional, los altos requerimientos de sus clientes han hecho que la empresa ponga una especial atención en el área de mantenimiento como piedra angular en las operaciones de la empresa. He aquí que proponemos la utilización del MCC (Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad) como una herramienta de vanguardia en la consecución de los objetivos de la empresa, el MCC tiene ya muchos años de investigación y aplicación en diversas empresas del mundo, y que han alcanzado el éxito en base a lograr en sus respectivas áreas un mantenimiento de clase mundial. La confiabilidad de los equipos,, procedimientos y recursos son el cimiento del conocimiento necesario para una efectiva aplicación del MCC, y es, como demostraremos no solo económicamente viable sino también que produce un mejor aprovechamiento de los recursos disponibles, mejora la protección del medio ambiente e incrementa la seguridad de los equipos. En este trabajo estableceremos las estrategias de de mantenimiento que garanticen la mayor disponibilidad y confiabilidad de los equipos, al menor costo. Palabras Clave:Transporte de carga,mantenimiento centrado en la confiabilidad, tractocamión, mantenimiento de clase mundial. XIX ABSTRACT SAC Hagemsa The company is dedicated to the transport of heavy loads, for which has a fleet of trucks and semitrailers tract, among its major clients include companies in mining exploration and exploitation throughout the country, the high requirements of its customers have fact that the company put special attention in the maintenance area as a cornerstone in the operations d her company. Here we propose to use the MCC (Reliability Centered Maintenance) as a leading tool in achieving the objectives of the company, the MCC has many years of research and application in various companies in the world and have achieved based on the success achieved in their respective areas world-class maintenance. The reliability of the equipment, procedures and resources are the foundation of knowledge needed for effective implementation of the MCC, and is, as we will show not only economically feasible but also produces a better use of available resources, improve environmental protection and increases the safety of equipment. This work will establish maintenance strategies to ensure greater availability and reliability of equipment at minimum cost. Keywords: Freight transportation, reliability-centered maintenance, tractor-trailer, world-class maintenance. XXI 1 INTRODUCCIÓN 1.1 Definición del Problema/Descripción del Problema En la actualidad la empresa de transportes Hagemsa SAC no cuenta con un sistema de gestión de mantenimiento que satisfaga las necesidades de compatibilidad acordes con el mercado actual .La calidad en el servicio de transporte requiere de propuestas de mercado, que compitan en precio, calidad, satisfacción y seguridad con otras ofertas mas sofisticadas .El entorno competitivo actual exige que las empresas estén en una permanente mejora , que permita asegurar su permanencia en el mercado al ofrecer un servicio de calidad superior. 1.2 Objetivos 1.2.1 Objetivos Generales - Establecer los procedimientos del sistema de gestión del mantenimiento preventivo/predictivo en base a un análisis de factibilidad para la empresa de transportes Hagemsa S.A.C. - Proponer un lineamiento de planeación del área de mantenimiento en todos los niveles con el objetivo de conseguir la máxima confiabilidad de los equipos. 1.2.2 Objetivos Específicos - Establecer estrategias de mantenimiento que garanticen la mayor disponibilidad de los equipos, al menor costo. - Elevar la confiabilidad y mantenibilidad de los equipos y tecnologías usadas; con el fin de obtener mayor rentabilidad y compatibilidad. - Diseñar la gestión y operación de mantenimiento a partir de las características tecnológicas y organizacionales de la industria a la cual se brinda el servicio. 1.3 Alcances y limitaciones Para el desarrollo del presente trabajo se consideran toda las áreas de la empresa relacionadas con mantenimiento, realizándose para ello el análisis de la situación actual de la empresa, métodos de trabajo (sistema de mantenimiento actual ) y la aplicación de técnicas de administración de personal, control de almacenes, gestión de calidad, gestión de mantenimiento, debido a que el tiempo de presentación exigido por las autoridades académicas de nuestra institución, vamos a utilizar el análisis de criticidad dentro de la flota para determinar los elementos críticos que requieren mayor atención, es a estos elementos a los que aplicaremos el RCM. 1.4 Organización del Documento Luego de esa breve introducción del norte que nos hemos trazado en el abordaje del problema, presentamos el marco teórico necesario para comprender apropiadamente la aplicación del RCM en la sección principal la cual estará adecuadamente ordenada por pasos y la información presentada en tablas. Luego se presentaran los resultados en forma de viabilidad económica y una propuesta de su ejecución para culminar con las conclusiones y recomendaciones. 1.5 Justificación En la actualidad la empresa de transportes Hagemsa SAC no cuenta con un sistema de gestión de mantenimiento que satisfaga las necesidades de compatibilidad acordes con el mercado actual. La calidad en el servicio de transporte requiere de propuestas de mercado, que compitan en precio, calidad, satisfacción y seguridad con otras ofertas más sofisticadas. El entorno competitivo actual exige que las empresas estén en una permanente mejora, que permita asegurar su permanencia en el mercado al ofrecer un servicio de calidad superior. 20 2 MARCO TEÓRICO 2.1 Programa de mantenimiento centrado en la confiabilidad 2.1.1 Confiabilidad Se puede definir como la probabilidad de que un equipo no falle durante un periodo de tiempo especificado y bajo un contexto operacional. 2.1.2 Mantenimiento centrado en la confiabilidad El RCM pone énfasis tanto en las consecuencias de las fallas como en las características técnicas de las mismas mediante: - Una integración de una revisión de las fallas operacionales con la evaluación de aspectos de seguridad y amenazas al medio ambiente. la seguridad y medio ambiente se han tenidos en cuenta al momento de tomar decisiones en materia de mantenimiento. - Poniendo mucha atención a las tareas de mantenimiento que más incidencia tienen en el funcionamiento y desempeño de las instalaciones, garantizando que la inversión en mantenimiento se utiliza donde más beneficio va a reportar. 2.1.3 Objetivos del RCM El objetivo principal del RCM está en mejorar la confiabilidad de los equipos y a su vez reducir el costo de mantenimiento, enfocarse en las funciones mas importantes de los sistemas, evitando o quitando acciones de mantenimiento que no son estrictamente necesarias y/o reemplazándolas por otras aún mejores. 2.1.4 Ventajas del RCM Si el RCM se aplicara a cada sistema de mantenimiento preventivo ya existente en la empresa, se puede reducir la cantidad de mantenimiento rutinario habitualmente hasta en un 40 a 70%, si el RCM se aplicara para desarrollar un nuevo sistema de mantenimiento preventivo, el resultado será, que la carga de trabajo programado será mucho menor que si el sistema se hubiera desarrollado por medios convencionales, incluso, éste será orientado a los objetivos de la gerencia en cuanto a la confiabilidad requerida para los equipos. Su lenguaje técnico es común, sencillo y fácil de entender para todos los empleados vinculados al proceso del RCM, permitiendo al personal involucrado saber que pueden y que no pueden esperar de esta aplicación y que deben hacer para conseguirlo. 2.1.5 Implantación del plan de mantenimiento - Selección del sistema de documentación. - Definición de las fronteras del sistema. - Diagramas funcionales del sistema. - Identificación de funciones y fallas funcionales. - Construcción del análisis modal de fallos y efectos. - Construcción del árbol lógico de decisiones. - Análisis de viabilidad técnica y económica. 2.2 Sistemas del motor 2.2.1 Sistema básico del motor 2.2.1.1 Block El conjunto block es donde se produce la potencia. Es la estructura que soporta todos los componentes del motor y donde se alojan todos los componentes móviles del motor: pistones, bielas, cigüeñal. Ilustración 1: Block del motor [Fuente: SI S C AT] 1. cilindro 2. block de cilindros 2A. perno (7/8-14X7.5-IN) 2B. arandela de seguridad 24X41.5X6-MM THK) 2c. tapa del cojinete de cigüeñal 3. sello de cilindro 4. sello (o-ring) de aceite 5. sello de refrigerante 2.2.1.2 Cigüeñal Es el elemento que transforma el movimiento alternativa de los conjuntos pistón-biela en movimiento continuo rotatorio. 22 Ilustración 2: Cigüeñal [Fuente: SI S C AT] 1. cojinete de biela 2. sello anterior del cigüeñal 3. cojinete principal 4. cigüeñal 2.2.1.3 Dumper El amortiguador de vibraciones está instalado en la parte delantera del cigüeñal. El espacio en el conjunto amortiguador (3) se llena con caucho (2). El amortiguador de vibraciones limita las vibraciones torsionales. Ilustración 3: Amortiguador de vibraciones y polea [Fuente: SI S C AT] (1) Adaptador (2) Goma (3) Conjunto de amortiguador 23 (4) Perno (5) Polea del cigüeñal 2.2.1.4 Árbol de levas Transmite movimiento a los inyectores y a las válvulas de admisión y escape, manteniendo una sincronía en las explosiones que tienen lugar en la cámara de combustión. Ilustración 4: Árbol de levas [Fuente: SI S C AT] 2.2.1.5 Cárter Es el recinto que contiene el aceite lubricante del motor, también conocido como colector de aceite. Ilustración 5: Cárter [Fuente: SI S C AT] 1 .empaque de cárter 3. deslizador de aceite 24 4. tubo conector 5. 9X-6451 2 tapón de drenaje 6. sello 7. bastidor inferior 8. perno (3/8-16X0.875-IN) 9. arandela de seguridad (10.2X18.5X2.5-MM THK) 10. Perno (3/8-16X1-IN) 11 .perno (3/8-16X1.5-IN) 12 .arandela (10.2X22.5X3-MM THK) 13. tubo sujetador 14 .tubo 15. tuerca de ajuste (3/8-16-THD) 16. tubo 17 .sello o-ring 18. sello o-ring 2.2.1.6 Culata Conjunto donde se transforma la energía química en energía térmica (explosión). Ilustración 6: Conjunto de culata [Fuente: SI S C AT] 1. sensor de temperatura de entrada de aire 2. sensores de presión atmosférica 25 3. tubo conector 4. empaque de cilindro 5. cabeza de cilindro 6. buje 7. sello 8 .sujetadores de cabeza de cilindro 8A .arandela de seguridad -HARD (20X33.5X5-MM THK) 9. sello o ring 10. sello o-ring 11. sujetador de cabeza de cilindro 11. arandela de seguridad (20X33.5X5-MM THK) 12. tubo conector 13. adaptador de o-ring 14. codo 15. conector 16. sello o-ring 17. sello o-ring 18. tubo conector 19. conector o-ring 20 .conector o-ring 21. sello o-ring 2.2.1.7 Conjunto Pistón-Biela Transforma la energía térmica en energía mecánica. Ilustración 7: Conjunto pistón-biela [Fuente: SI S C AT] 1. corona del pistón 2 . falda del pistón 26 3 . bulón del pistón 4 . seguro 5. cuerpo de biela 5. perno de sujeción (M16X1.5X97-MM) 5B. clavija guía 5C. buje 6. cojinete de biela 7. anillo del pistón (superior) 8. anillo del pistón (intermedio) 9. anillo del pistón (control de aceite) 10. canal de lubricación 11. perno (7/16-14-THD) 2.2.2 Sistema de enfriamiento Este motor tiene un sistema de enfriamiento bajo presión que está equipado con una tubería de derivación. Los sistemas de enfriamiento bajo presión tienen dos ventajas. Primero, el sistema de enfriamiento puede operarse de forma segura a una temperatura mayor que el punto de ebullición de agua. Además, se evita la cavitación en la bomba de agua. Es más difícil que se formen bolsas de aire o vapor en el sistema de enfriamiento. Nota: En los sistemas con pos enfriamiento de aire a aire, se debe usar una mezcla de refrigerante con un mínimo de un 30 por ciento de anticongelante a base de glicol etilénico para lograr un rendimiento eficiente de la bomba de agua. Esta mezcla mantiene la gama de temperaturas de cavitación del refrigerante suficientemente alta como para lograr un rendimiento eficiente. Ilustración 8: Sistema de enfriamiento para un motor caliente [Fuente: SI S C AT] 1. culata 2. termostatos de agua 27 3. manguera de salida 4. tubería de ventilación 5. tubo de ventilación 6. tubería de derivación 7. codo 8. bomba de agua 9. bloque de motor 10. enfriador de aceite 11. manguera de admisión 12. radiador Durante la operación, la bomba de agua (8) envía la mayoría del refrigerante desde el radiador (12) al enfriador de aceite (10). El refrigerante va desde el enfriador de aceite (10) al bloque de motor (9) a través de un sombrerete y un codo. El refrigerante fluye alrededor de las camisas de cilindro en la culata. El flujo del refrigerante pasa alrededor de las válvulas y los conductos de los gases de escape en la culata. El refrigerante pasa después a la parte delantera de la culata. En este punto, dos termostatos de agua (2) controlan el sentido del flujo del refrigerante. Los termostatos del agua (2) están cerrados cuando el motor está frío. El refrigerante atraviesa la caja del termostato y el codo (7) y vuelve a la bomba de agua (8). Si el refrigerante está a la temperatura normal de operación, los termostatos del agua (2) se abren y el refrigerante fluye al radiador (12) a través de la manguera de salida (3). El refrigerante se enfría más a medida que circula por el radiador. Cuando el refrigerante llega a la parte inferior del radiador, el refrigerante pasa por la manguera de admisión (11) y llega a la bomba de agua (8). Nota: Los termostatos del agua (2) son un componente importante del sistema de enfriamiento. El termostato del agua (2) divide el flujo del refrigerante entre el radiador (12) y el codo de derivación (7). Esto mantendrá la temperatura correcta. La tubería de derivación (6) proporciona varias ventajas al sistema de enfriamiento. Proporciona una presión positiva de refrigerante en la entrada de la bomba de agua que impide la cavitación de la misma. Hay un pequeño flujo de refrigerante constante que pasa por la tubería de derivación (6) hasta la entrada de la bomba de agua (8). Esto causa que una cantidad pequeña del refrigerante pase constantemente a través del tubo de ventilación (5). El flujo que pasa por el tubo de ventilación es pequeño y el volumen del compartimiento superior es grande. El aire del refrigerante se elimina a medida que pasa refrigerante al compartimiento superior. La tubería de ventilación se usa para llenar por primera vez con refrigerante el sistema de enfriamiento. Esto purgará el aire por la parte de arriba de un sistema que se llena por debajo. El fabricante del camión puede suministrar un tanque de expansión. El tanque puede estar montado en el radiador o puede estar montado a distancia. El refrigerante que se expande más allá de la tapa del radiador queda retenido en el tanque de expansión. El refrigerante se contrae al descender la temperatura y vuelve al radiador. 2.2.2.1 Motores con un BrakeSaver 28 El sistema de enfriamiento para un motor con un BrakeSaver es idéntico al un motor sin BrakeSaver. El enfriador de aceite es más grande. El enfriador de aceite se encuentra en la misma ubicación en el motor. El flujo de agua a través del enfriador de aceite es idéntico para los dos enfriadores de aceite. Ilustración 9: Flujo de refrigerante en el compresor de aire [Fuente: SI S C AT] 1. Compresor de aire 2. Manguera de salida 3. Manguera de admisión El refrigerante para el compresor de aire (1) viene del bloque de motor a través de la manguera de admisión (3) y llega al compresor de aire. El refrigerante sale del compresor de aire por la manguera de salida (2) y regresa a la parte delantera de la culata. Ilustración 10: Diagrama del sistema de enfriamiento con acondicionador de refrigerante [Fuente: SI S C AT] 1. Caja del termostato de agua 29 2. Salida de refrigerante al radiador 3. Tubería de ventilación con orificio en la culata 4. Radiador 5. Tubería de derivación 6. Derivación 7. Bomba de agua 8. Elemento de acondicionador de refrigerante 9. Enfriador de aceite del motor 10. Sensor de temperatura del refrigerante 11. Entrada de refrigerante desde el radiador Algunas condiciones de operación pueden causar picaduras en la superficie exterior de las camisas de cilindro y en la superficie de bloque de motor cerca de las camisas de cilindro. Estas picaduras son causadas por corrosión o erosión debidas a la cavitación. Los inhibidores de corrosión son productos químicos que reducen las picaduras. La adición de un inhibidor de corrosión puede mantener este tipo de daños a un mínimo. El elemento acondicionador de refrigerante (8) es un elemento enroscable similar a un filtro de combustible y a los elementos del filtro de aceite. El elemento acondicionador de refrigerante está sujeto a la base del acondicionador de refrigerante montada en el motor o a distancia. El refrigerante fluye a través de las tuberías desde la bomba de agua a la base y de vuelta a la bomba de agua. El refrigerante circula constantemente por el elemento acondicionador de refrigerante. El elemento tiene una cantidad específica de inhibidor para proporcionar una protección aceptable del sistema de enfriamiento. A medida que circula refrigerante por el elemento, se disuelve el inhibidor de corrosión. Se utilizan dos tipos básicos de elementos en el sistema de enfriamiento: el elemento de precarga y el elemento de mantenimiento. Cada tipo de elemento tiene un uso específico. Los elementos deben usarse correctamente para obtener la concentración necesaria para proteger el sistema de enfriamiento. Los elementos también contienen un filtro. Los elementos deben permanecer en el sistema después de que el acondicionador se haya disuelto. Esto permitirá el flujo apropiado del refrigerante a través del motor. Vea más información en el Manual de Operación y Mantenimiento, "Aditivo suplementario de refrigerante (SCA)". El elemento de precarga contiene una cantidad de inhibidor mayor de lo normal. El elemento de precarga se usa con refrigerante nuevo después de un cambio completo del refrigerante. Este elemento debe añadir suficiente inhibidor para aumentar la concentración del sistema de enfriamiento completo hasta el valor correcto. Los elementos de mantenimiento tienen una cantidad normal de inhibidor. Se instalan al cabo del primer intervalo de cambio. Los elementos de mantenimiento suministran una cantidad suficiente de inhibidor para mantener la protección contra la corrosión a un nivel aceptable. Después del primer intervalo de cambio, solamente se instalan elementos de mantenimiento. Para proteger el sistema de enfriamiento, los elementos de mantenimiento se instalan a intervalos específicos. Vea el mantenimiento correcto del sistema de enfriamiento en el Manual de Operación y Mantenimiento, "Programa de intervalos de mantenimiento". 2.2.3 Sistema de admisión de aire y escape 30 Ilustración 11: Diagrama del sistema de admisión de aire y de escape [Fuente: SI S C AT] 1. Múltiple de admisión 2. Núcleo del posenfriador 3. Tubería de admisión de aire 4. Salida de escape del turbocompresor 5. Lado de la turbina del turbocompresor 6. Lado del compresor del turbocompresor Los componentes del sistema de admisión de aire y de escape controlan la calidad y la cantidad del aire disponible para la combustión. Los componentes del sistema de admisión de aire y de escape son los siguientes: Filtro de aire Turbocompresor Posenfriador Culata Válvulas y componentes del sistema de válvulas Pistón y cilindro 2.2.3.1 Múltiple de escape La rueda compresora del turbocompresor succiona el aire de admisión a través del filtro de aire y hasta la admisión de aire. El aire es comprimido y calentado a 150°C (300°F) aproximadamente antes de que se le haga pasar al posenfriador. El aire fluye a través del núcleo del posenfriador (2) y la temperatura del aire comprimido baja a aproximadamente 43°C (110°F). La eficiencia de la combustión aumenta debido al aire más frío de admisión. Esto contribuye a reducir el consumo de combustible y a aumentar la entrega de potencia. El núcleo del posenfriador (2) es un núcleo separado que está montado delante del radiador del motor. El ventilador del motor y el efecto de ariete del movimiento hacia adelante del vehículo causan que el aire ambiente pase ambos núcleos. Esto enfría el aire de admisión turbocomprimido y el refrigerante del motor. 31 Se hace pasar el aire del posenfriador al múltiple de admisión (1). Las válvulas de admisión controlan el flujo de aire desde la lumbrera de admisión a los cilindros. Ilustración 12: Sistema de admisión de aire y escape [Fuente: SI S C AT] 2. Núcleo del posenfriador 4. Salida del escape 5. Lado de la turbina del turbocompresor 6. Lado del compresor del turbocompresor 8. Múltiple de escape 9. Válvula de escape 10. Válvula de admisión 11. Admisión de aire cada cilindro tiene dos válvulas de admisión (10) y dos válvulas de escape (9) en la culata. Las válvulas de admisión se abren cuando el pistón se mueve hacia abajo en la carrera de admisión. Cuando las válvulas de admisión se abren, aire comprimido y enfriado entra al cilindro desde la lumbrera de entrada dentro del múltiple de admisión. Las válvulas de admisión se cierran cuando el pistón empieza a subir en la carrera de compresión. Se comprime el aire en el cilindro y el combustible se inyecta en el cilindro cuando el pistón está cerca de la parte superior de la carrera de compresión. La combustión empieza cuando el combustible se mezcla con el aire. La fuerza de combustión empuja el pistón hacia abajo en la carrera de potencia. Las válvulas de escape se abren y los gases de escape se empujan a través de la lumbrera de escape al múltiple de escape (8). Después de que el pistón completa la carrera de escape, las válvulas de escape se cierran y el ciclo empieza otra vez. Los gases de escape del múltiple de escape entran en el lado de la turbina del turbocompresor (5). Los gases de escape a alta presión causan que la rueda de turbina del turbocompresor gire. La rueda de la turbina está conectada al eje que impulsa la rueda del compresor. Los gases de escape del turbocompresor pasan a través de la salida de escape (4), a través de un silenciador y a través de un tubo de escape vertical. 2.2.3.2 Turbocompresor 32 Ilustración 13: Turbocompresor (ejemplo típico) [Fuente SI S C AT] 1. Tubo 2. Múltiple de escape Los gases de escape entran en el turbocompresor y hacen girar las paletas de la rueda de turbina del turbocompresor. Como la rueda de turbina del turbocompresor está conectada por medio de un eje a la rueda compresora del turbocompresor, la rueda de turbina y la rueda del compresor giran a velocidades muy altas. La rotación de la rueda del compresor hace pasar aire limpio por la entrada de aire de la caja del compresor. La acción de las paletas de la rueda del compresor causa una compresión del aire de admisión. Esta compresión permite que una cantidad mayor de aire entre en el motor. Con más aire en el motor, el motor es capaz quemar más combustible. El efecto total es un aumento en la potencia. Cuando la carga en el motor aumenta o cuando se desea una mayor velocidad del motor, se inyecta combustible adicional en los cilindros. Esto produce más gases de escape lo que causa que la rueda de turbina y la rueda del compresor giren más rápidamente. A medida que la rueda del compresor gira más rápidamente, se hace pasar más aire al motor. El aumento del flujo de aire permite que el motor produzca más potencia. El motor produce más potencia porque es capaz de quemar combustible adicional con mayor eficiencia. 33 Ilustración 14: Turbocompresor con válvula de derivación de gases de escape [Fuente: SI S C AT] 15. Recipiente 16. Palanca de accionamiento El motor puede funcionar en condiciones de baja presión de refuerzo. Baja presión de refuerzo es una condición que ocurre cuando el turbocompresor produce una presión de refuerzo menor que la óptima. Hay un resorte dentro del recipiente (15). En condiciones de baja presión de refuerzo, el resorte empuja el diafragma en el recipiente (15). Esto mueve la palanca de accionamiento (16). La palanca de accionamiento cierra la válvula de derivación de gases de escape lo que permite que el turbocompresor opere con rendimiento máximo. En condiciones de alta presión de refuerzo, la válvula de derivación de gases de escape se abre. La válvula de derivación de gases de escape abierta permite que los gases de escape no pasen por el lado de turbina del turbocompresor. Cuando la presión de refuerzo aumenta contra el diafragma del recipiente (15), se abre la válvula de derivación de gases de escape. Se limita el valor de rpm del turbocompresor derivando una porción de los gases de escape alrededor de la rueda de turbina del turbocompresor. Nota: La calibración de la válvula de derivación de gases de escape se preajusta en fábrica. No se puede hacer ningún ajuste a la válvula de derivación de gases de escape. El cojinete (7) y el cojinete (9) en el turbocompresor usan aceite de motor a presión para la lubricación. El aceite para la lubricación de los cojinetes fluye a través de la lumbrera de admisión de aceite (8) y llega a la lumbrera de admisión en la sección central del cartucho del turbocompresor. El aceite sale del turbocompresor a través del orificio de salida de aceite (13). El aceite regresa entonces al colector de aceite del motor a través de la tubería de drenaje de aceite del turbocompresor. 2.2.3.3 Válvulas y mecanismo de válvulas 34 Ilustración 15: Componentes del sistema de válvulas [Fuente: SI S C AT] 1. Puente de válvula 2. Balancín 3. Arbol de levas 4. Rotador 5. Resorte de válvula 6. Guía de válvula 7. Válvula Las válvulas y el mecanismo de válvulas controlan el flujo del aire de admisión a los cilindros durante la operación del motor. Las válvulas y el mecanismo de válvulas controlan el flujo de los gases de escape que sale de los cilindros durante la operación del motor. 35 Ilustración 16: Componentes del engranaje de sincronización [Fuente: SI S C AT] 8. Marca de sincronización 9. Engranaje del árbol de levas 10. Engranaje loco ajustable 11. Engranaje loco 12. Marca de sincronización 13. Tren de engranajes 14.Engranaje del cigüeñal El mecanismo de válvulas abre las válvulas de admisión y las válvulas de escape. El mecanismo de válvulas cierra también las válvulas de admisión y las válvulas de escape. Esto ocurre a medida que la rotación del cigüeñal hace que el árbol de levas (3) gire. Una serie de dos engranajes locos (10) y (11) impulsa el engranaje del árbol de levas (9). El tren de engranajes (13) impulsa el engranaje loco (11). El engranaje del cigüeñal (14) impulsa el tren de engranajes (13). La marca de sincronización (12) y la marca de sincronización (8) se alinean para proporcionar la relación correcta entre el pistón y el movimiento de la válvula. El árbol de levas tiene tres lóbulos por cilindro. Un lóbulo opera las válvulas de admisión. Un segundo lóbulo opera las válvulas de escape. El tercer lóbulo opera 36 el mecanismo del inyector unitario. Los lóbulos del árbol de levas giran y los balancines se mueven hacia arriba y hacia abajo. El movimiento de los balancines hace que los puentes de las válvulas de admisión y de escape se muevan hacia arriba y hacia abajo. Estos puentes permiten que un balancín abra o cierre dos válvulas al mismo tiempo. Cada cilindro tiene dos válvulas de admisión y dos válvulas de escape. Cada válvula tiene un resorte de válvula (5). El resorte cierra la válvula cuando el lóbulo del árbol de levas gira más allá del balancín. Los rotadores (4) hacen que las válvulas giren cuando el motor está funcionando. La rotación de las válvulas proporciona una vida útil más larga. La rotación de las válvulas minimiza también los depósitos de carbón en las válvulas. El engranaje loco ajustable (10) está diseñado para proporcionar el contrajuego de los engranajes necesario entre el engranaje loco no ajustable (11) y el engranaje de árbol de levas (9). Si se quita la culata, las tolerancias de los componentes cambiarán. Los componentes que cambian son la culata y la empaquetadura de la culata. Se debe reubicar el engranaje loco ajustable. El engranaje de mando del árbol de levas tiene péndulos integrados que actúan como un amortiguador de vibraciones para el grupo de engranajes delanteros. Estos péndulos están diseñados para contrarrestar las fuerzas de torsión de los pulsos del inyector. Esto elimina las vibraciones y el ruido. El motor funciona también con más suavidad a todas las velocidades. 2.2.4 Sistema electrónico 2.2.4.1 Sistema monitor del motor El sistema de control electrónico incluye un sistema monitor del motor. Este sistema vigila la presión del aceite del motor, la temperatura del refrigerante, la temperatura del aire del múltiple de admisión y el nivel del refrigerante. Todos los motores de camión se envían de la fábrica con los siguientes sensores: sensor de presión del aceite, sensor de temperatura del refrigerante y sensor de temperatura del aire del múltiple de admisión. El fabricante del camión es responsable de proporcionar e instalar el sensor del nivel del refrigerante. El sensor del nivel del refrigerante es el único sensor que se puede seleccionar individualmente para el sistema monitor del motor. Un parámetro del ECM programable por el cliente activa el sensor del nivel del refrigerante. El ajuste de fábrica por defecto es "NO". Los parámetros del ECM programables por el cliente tienen cuatro niveles que se utilizan por el sistema monitor del motor: - Apagado - Advertencia (valor por omisión programado en fábrica) - Reducción de potencia - Parado 2.2.4.2 Sistema monitor del motor en la modalidad Apagado El ECM ignorará el sensor de presión del aceite y el sensor del nivel del refrigerante. La temperatura del refrigerante se usa todavía para operación en modalidad fría. La temperatura del aire del múltiple de admisión se usa para operación en frío independientemente de la modalidad del sistema monitor del motor. 2.2.4.3 Sistema monitor del motor en la modalidad de advertencia La modalidad de advertencia usa los siguientes sensores: presión del aceite, temperatura del refrigerante, temperatura del múltiple de admisión y sensor 37 del nivel del refrigerante optativo. La tabla 38 indica los códigos de diagnóstico que están disponibles. La tabla muestra también el efecto sobre el rendimiento del motor cuando un código de diagnóstico está activo. Cuando un código de diagnóstico está activo, la luz de Comprobar el motor destellará y la luz de advertencia se encenderá. Tabla 1: Códigos de diagnóstico y sus efectos en el motor en modalidad de advertencia PID-FMI 100-01 100-11 105-00 Descripción del código de falla Advertencia de baja presión del aceite Advertencia de presión de aceite muy baja Advertencia de alta temperatura del aire del múltiple de admisión Advertencia de temperatura muy alta del aire del múltiple de admisión Advertencia de alta temperatura del refrigerante Temperatura muy alta del refrigerante Advertencia de bajo nivel del refrigerante Nivel muy bajo del refrigerante Luz de advertencia Encendida Encendida Encendida Reducción de potencia Ninguna Ninguna Ninguna 105-11 Encendida Ninguna 110-00 110-11 111-01 111-11 Encendida Encendida Encendida Encendida Ninguna Ninguna Ninguna Ninguna Sistema monitor del motor en las modalidades de reducción de potencia y de parada del motor. La modalidad de reducción de potencia y la modalidad de parada del motor permiten que el ECM cambie el rendimiento del motor para evitar que se causen daños al motor. El motor debe regresar a las condiciones normales una vez que se resuelva el problema. Cuando el motor está en reducción de potencia, la luz de comprobación del motor y la luz de advertencia estarán destellando. Vea la tabla 38. En la columna de reducción de potencia, MPH indica que se reduce la velocidad del vehículo. La reducción máxima es 45 mph. HP indica que se limita la potencia del motor. La reducción máxima de potencia es 160 HP. RPM indica que se limita la velocidad del motor. La reducción máxima de velocidad es 1350 rpm. Para ver las condiciones de operación que causan estos códigos, consulte la sección apropiada para ese sensor. Tabla 2: Códigos de diagnóstico y sus efectos en el motor en modalidades de reducción de potencia y de parada del motor PIDFMI 100-01 100-11 Descripción del código de falla Advertencia de baja presión del aceite Advertencia de presión de aceite Luz de advertencia Encendida Destella Reducción de potencia Ninguna MPH, HP, 38 muy baja 105-00 Advertencia de alta temperatura del aire del múltiple de admisión Advertencia de temperatura muy alta del aire del múltiple de admisión Advertencia de alta temperatura del refrigerante Temperatura muy alta del refrigerante Advertencia de bajo nivel del refrigerante Nivel muy bajo del refrigerante Encendida RPM Ninguna 105-11 Encendida Ninguna 110-00 110-11 111-01 111-11 Destella Destella Encendida Destella MPH, HP MPH, HP Ninguna MPH, HP 2.2.4.4 Tiempo hasta que el sistema monitor pare el motor La tabla 39 indica los códigos de diagnóstico activos que son capaces de parar el motor cuando el ECM se programa a parada del motor. La columna "Tiempo hasta parar el motor" indica el tiempo que el motor funcionará después de que se active un código de diagnóstico. El motor ha debido estar funcionando durante un mínimo de treinta segundos para activar esta modalidad. La columna "Tiempo hasta arrancar de nuevo" indica el tiempo para que el motor funcione después del arranque si existe todavía la condición. El "Tiempo hasta arrancar de nuevo" viene después de una parada causada por la función "Sistema monitor del motor". Si se indica "NO", el código no causa una parada del motor. Tabla 3: Códigos de diagnóstico activos que producen la parada del motor Tiempo hasta parar el motor No 30 segundos No No No 20 segundos No Tiempo hasta arrancar de nuevo No 18 segundos No No No 60 segundos No PID-FMI Descripción del código de falla 100-01 100-11 105-00 105-11 110-00 110-11 111-01 Advertencia de baja presión del aceite Advertencia de presión de aceite muy baja Advertencia de alta temperatura del aire del múltiple de admisión Advertencia de temperatura muy alta del aire del múltiple de admisión Advertencia de alta temperatura del refrigerante Temperatura muy alta del refrigerante Advertencia de bajo nivel del refrigerante 39 111-11 Nivel muy bajo del refrigerante 30 segundos 80 segundos 2.2.4.5 Operación del sistema de control electrónico Se controlan electrónicamente la entrega de combustible y la sincronización de la inyección. El sistema de control electrónico proporciona mayor control de la sincronización y de la relación de combustible y aire que el que se obtiene en los motores controlados mecánicamente. La sincronización de la inyección se logra controlando con precisión el momento de encendido del inyector y la potencia del motor se controla ajustando la duración del encendido. El ECM energiza el solenoide del inyector de combustible para empezar la inyección del combustible. El ECM desenergiza el solenoide del inyector de combustible para terminar la inyección del combustible. Vea una explicación completa del proceso de inyección de combustible en Operación de Sistemas, "Sistema de combustible". El motor usa los siguientes tipos de componentes electrónicos: de entrada, de control y de salida. Un componente de entrada es uno que envía una señal eléctrica al ECM. La señal que se envía varía su voltaje o su frecuencia cuando hay un cambio en algún sistema específico del vehículo. Un ejemplo sería el sensor de velocidad/sincronización del motor o el sensor de temperatura del refrigerante. El módulo de control electrónico ve la señal del sensor de entrada como información sobre la condición, el medio ambiente o la operación del vehículo. Un componente del sistema de control electrónico recibe las señales de entrada. Los circuitos electrónicos que están dentro del ECM evalúan esas señales. El ECM proporciona entonces energía eléctrica a los componentes de salida del sistema que responden a combinaciones predeterminadas de valores de las señales de entrada. Un componente de salida es uno que es activado por el ECM. Un componente de salida recibe energía eléctrica del ECM. La energía eléctrica se usa para realizar uno de las siguientes funciones: - Realizar trabajo. Un ejemplo sería mover un émbolo de solenoide. Un componente de salida toma una parte activa en la regulación o en la operación del vehículo. - Un componente de salida puede dar información o una advertencia. Un ejemplo sería una luz indicadora o una alarma al operador del vehículo o a otra persona. Los componentes de salida proporcionan la capacidad de controlar electrónicamente la operación del motor para conseguir lo siguiente: mejorar el rendimiento, mejorar el régimen de consumo de combustible y reducir los niveles de emisiones. A continuación se incluye una breve descripción de los sensores que se usan en el sistema de control electrónico. 2.2.4.6 Sensor de presión atmosférica El sensor de presión atmosférica es un sensor de presión absoluta que mide la presión del cárter. La presión de refuerzo y la presión del aceite se comunican a las herramientas de servicio y a través del enlace de datos. Los dos valores de presión se calculan restando la lectura del sensor de presión atmosférica. El sensor de presión atmosférica mide presiones de 0 (0) a 116 kPa (17 lb/pulg2). El ECM proporciona +5 voltios CC al sensor de presión atmosférica. 2.2.4.7 Sensor de la presión de refuerzo 40 El sensor de la presión de refuerzo es un sensor de presión absoluta que mide la presión del múltiple de admisión. La diferencia entre la medida de presión del múltiple de admisión y la presión medida por el sensor de presión atmosférica se llama la presión de refuerzo. La información se comunica a las herramientas de servicio y a través del enlace de datos. El sensor de la presión de refuerzo mide la presiones de 20 kPa (3 lb/pulg2) a 472 kPa (68 lb/pulg2). El ECM proporciona +5 voltios CC al sensor de la presión de refuerzo. 2.2.4.8 Sensor del nivel del refrigerante El sensor del nivel del refrigerante es instalado por el fabricante del camión. El sensor del nivel del refrigerante es un sensor optativo. El sensor del nivel del refrigerante se selecciona por medio de un Parámetro de cliente programable del ECM. Los parámetros del ECM programables por el cliente pueden ser protegidos por contraseñas del cliente. 2.2.4.9 Sensor de temperatura del refrigerante Un sensor electrónico que está montado en la caja del termostato del agua mide la temperatura del refrigerante del motor. La señal de temperatura del refrigerante se usa para modificar el suministro de combustible al motor y la sincronización del motor para mejorar la capacidad de arranque en frío y eliminar la emisión de humo blanco. El ECM proporciona al sensor de temperatura del refrigerante un voltaje de 5,0 ± 0,5 VCC. El voltaje de salida del sensor es de +0,5 a +4,5 VCC. El voltaje de salida del sensor depende de la temperatura del refrigerante del motor. La temperatura del refrigerante se usa para indicar operación en modalidad fría y la usa también el sistema monitor del motor. 2.2.4.9.1 Operación del sistema monitor del motor en respuesta a la temperatura del refrigerante La luz de Comprobar el motor destellará si el sistema monitor del motor está programado a Reducción de potencia del motor. La luz de Comprobar el motor destellará si el sistema monitor del motor está programado a Parar el motor. La luz de advertencia destellará cuando el código de diagnóstico correspondiente esté activo. Cuando la luz de advertencia destella, el motor está en modalidad de reducción de potencia. 2.2.4.10 Sensor de temperatura del combustible Se vigila la temperatura del combustible para ajustar los cálculos del régimen de combustible. Se vigila también la temperatura del combustible para corregir la potencia del motor. Se cambia la potencia del motor para proporcionar una potencia constante cuando las temperaturas del combustible exceden 30°C (86°F). Ocurre la corrección máxima de potencia cuando la temperatura del combustible alcanza 70°C (158°F). Si la temperatura del combustible excede de 90°C (194°F) durante diez minutos, se registra un código de diagnóstico. 2.2.4.11 Sensor de temperatura del múltiple de admisión La temperatura del múltiple de admisión es usada por el impulsor del ventilador de enfriamiento y por el sistema monitor del motor. Se usa el sensor de temperatura del múltiple de admisión para advertir al operador de una temperatura excesiva del aire del múltiple de admisión. Cuando se ha programado el sistema monitor del motor a reducción de potencia del motor, el sensor de temperatura del múltiple de admisión no causará los siguientes sucesos: reducción de potencia y parada del motor. 41 Antes de que un código de diagnóstico se registre en el ECM, la temperatura del aire del múltiple de admisión debe exceder las temperaturas que se indican durante treinta segundos. Un código de diagnóstico de temperatura alta del múltiple de admisión se genera a 91°C (195°F). Un código de diagnóstico de temperatura muy alta del múltiple de admisión se genera a 110°C (230°F). A diferencia de los códigos de diagnóstico asociados con el sistema monitor del motor, los códigos asociados con la temperatura del aire del múltiple de admisión están todavía disponibles cuando el sistema monitor del motor está "APAGADO". La luz de advertencia también se enciende si el sistema monitor del motor está programado a Advertencia, Reducción de potencia o Parada del motor. 2.2.4.12 Sensor de presión del aceite El sensor de presión del aceite es un sensor de presión absoluta que mide la presión del aceite en la galería de aceite. La presión del aceite se comunica a través del enlace de datos y la herramienta de servicio electrónica muestra la presión del aceite. El ECM usa la entrada del sensor solamente si el parámetro del sistema monitor del motor está programado a Advertencia, Reducción de potencia o Parada. El sensor de presión del aceite mide presión desde 0 kPa (0 lb/pulg2) hasta 1135 kPa (165 lb/pulg2). El ECM proporciona al sensor un voltaje de 5 VCC. 2.2.4.13 Activación compresión del retardador del freno de Si el motor está equipado con un freno de compresión, la operación del freno de compresión se consigue a través de la salida de activación del RETARDADOR. El ECM determina el estado de activación del retardador. Para determinar el estado de activación del retardador, el ECM vigila los siguientes artículos: interruptor del tablero del freno de compresión, interruptor del embrague, posición del pedal acelerador, interruptor de la velocidad de crucero y velocidad del motor (rpm). La operación del freno de compresión estará limitada en condiciones inapropiadas de operación del motor. Se deben satisfacer las siguientes condiciones para activar el freno de compresión: - La velocidad del motor (rpm) está por encima de 1000 rpm. - El pedal acelerador no se ha pisado. - No se ha pisado el pedal del embrague. - El interruptor de la velocidad de crucero está en "OFF". - El conmutador del freno de compresión está energizado. 2.2.4.14 Sensor de posición del árbol de levas y sensor de posición del cigüeñal El sensor de posición del árbol de levas y el sensor de posición del cigüeñal se usan para determinar la velocidad del motor y la sincronización de la inyección de combustible. El sensor de posición del árbol de levas detecta el movimiento del árbol de levas. El sensor de posición del cigüeñal detecta el movimiento del cigüeñal. 2.2.4.15 Sensor de posición del pedal acelerador Este sensor es un sensor electrónico conectado al pedal del acelerador. El sensor de posición del pedal del acelerador envía una señal de modulación de duración de impulsos (PWM) al ECM. 2.2.4.16 Sensor de la velocidad de desplazamiento 42 El sensor de la velocidad de desplazamiento es un detector electromagnético que mide la velocidad del vehículo. El sensor mide la velocidad del vehículo por medio de la rotación de los dientes de engranaje que están en el tren de impulsión del vehículo. 2.2.4.17 Luz de Comprobar el motor (luz de diagnóstico) La luz de Comprobar el motor se llama a veces la luz de diagnóstico. La luz de Comprobar el motor está ubicada en el tablero de instrumentos del vehículo. La luz de Comprobar el motor se puede usar como una luz de diagnóstico para comunicar cualquier problema de operación del sistema de control electrónico. Nota: La luz de Comprobar el motor y la luz de advertencia son diferentes. Vea más información sobre la terminología de los componentes electrónicos en Operación de Sistemas, "Glosario de términos de control electrónico". Cuando el ECM detecta un fallo de diagnóstico, la luz de Comprobar el motor se enciende. Cuando el ECM detecta una falla de diagnóstico, la luz de Comprobar el motor destellará a intervalos de cinco segundos. La luz de Comprobar el motor debe encenderse y debe destellar el código de diagnóstico 55 siempre que se active el interruptor de arranque pero el motor no esté funcionando. Esta condición comprobará si la luz está operando correctamente. Si la luz de Comprobar el motor se enciende y permanece encendida después del arranque inicial, el sistema ha detectado una falla. Se puede usar la luz de Comprobar el motor o las herramientas de servicio para identificar el código de diagnóstico. Los interruptores del Control de crucero, instalados en el tablero de instrumentos, se utilizan para interrogar al ECM acerca del estado de la máquina. Con el interruptor de control de crucero en la posición DESCONECTADA, mueva el interruptor de Fijar/Reanudar a la posición REANUDAR. La luz de Comprobar el motor empezará a destellar para indicar un código de diagnóstico de dos dígitos mientras el interruptor de Fijar/Reanudar se mantenga en la posición REANUDAR. La secuencia de destellos representa el mensaje de diagnóstico del sistema. La primera secuencia de destellos indica la primera cifra del código de diagnóstico. Después de una pausa de un segundo, habrá una segunda secuencia de destellos. La segunda secuencia de destellos representa la segunda cifra del código de diagnóstico. Si es necesario, códigos adicionales de diagnóstico seguirán después de una pausa de tres segundos. Los códigos adicionales de diagnóstico se mostrarán de la misma manera. La luz de Comprobar el motor se usa también para vigilar el cronómetro de parada en vacío. La luz de Comprobar el motor empezará a destellar rápidamente 90 segundos antes de que se alcance el tiempo en vacío programado. Si el pedal del embrague o el pedal del freno de servicio indica un cambio de posición durante los 90 segundos finales, se desactiva el cronómetro de parada en vacío. El cronómetro de parada en vacío deberá rearmarse. 2.2.4.18 Módulo de control electrónico El suministro de potencia del ECM proporciona energía eléctrica a todos los sensores y accionadores montados en el motor. El ECM está diseñado con protección contra inversión de polaridad de voltaje y resistencia a cambios bruscos o frecuentes del voltaje del sistema del vehículo. El ECM vigila también todas las entradas de señal de los sensores. El ECM proporciona también las salidas correctas para asegurar la operación deseada del motor. 43 El ECM tiene memoria para almacenar parámetros especificados por el cliente. El ECM identifica también la clasificación del motor seleccionada en fábrica. La memoria contiene también un código de identificación del módulo de personalidad para evitar interferencias no autorizadas. La memoria contiene también un código de identificación para evitar que se cambia la clasificación del motor y otra información relacionada. El mazo de cables proporciona la comunicación o los caminos de señal a los diversos sensores. Un sensor de presión de refuerzo, el conector de enlace de datos y los conectores del motor/vehículo son ejemplos. El ECM realiza muchas funciones. El ECM contiene toda la información de rendimiento del motor. El ECM contiene toda la información de la certificación de emisiones. Se indican varios ejemplos: sincronización del motor, relación de airecombustible y mapas de control de la posición nominal de combustible. Nota: La lista que sigue contiene una porción de los parámetros especificados por el cliente: clasificación de potencia del motor, número de identificación del vehículo, límite de velocidad del vehículo en toma de fuerza (PTO VSL), límite de velocidad (rpm) del motor en toma de fuerza (rpm en toma de fuerza), límite de marchas bajas, límite de marchas intermedias, velocidad (rpm) del motor en el límite de velocidad de desplazamiento (ENG RPM At VSL), protección contra cambios descendentes, límite máximo del motor (TEL), límite de velocidad de desplazamiento (VSL), velocidad de activación de marcha alta (HiGr On), límite inferior de velocidad de control de crucero (LCC), límite superior de velocidad de control de crucero (HCC), retardador condicional/permanente y cronómetro de parada en vacío. Los parámetros especificados por el cliente pueden protegerse con contraseña breve de cada uno de los parámetros especificados por el cliente en la Guía de localización y solución de problemas. 2.2.4.19 Mando de relé del ventilador de enfriamiento El ECM proporciona una señal de desactivación del ventilador de enfriamiento. Si la salida del ECM es alta, el ventilador está apagado. La señal de desactivación del ventilador de enfriamiento es para el control "ON/OFF" del ventilador del sistema de enfriamiento. El control "ON/OFF" se basa en los siguientes artículos: temperatura del refrigerante, funcionamiento del freno del motor, velocidad del motor y temperatura del aire del múltiple de admisión. El control "ON/OFF" se basa también en el interruptor de alta presión del aire acondicionado instalado por el fabricante del camión. Cualquier otro control del ventilador de enfriamiento es responsabilidad del fabricante del vehículo. Para evitar ciclos innecesarios del ventilador de enfriamiento debido a niveles de voltaje reducidos durante el giro del motor, el ECM desactiva el ventilador. Como la causa más probable de falla es un circuito abierto, Caterpillar recomienda que se instale un relé normalmente abierto en este circuito. 2.2.5 Sistema eléctrico 2.2.5.1 Prácticas de conexión a tierra Es necesario conectar bien a tierra los sistemas eléctricos del vehículo y del motor para lograr un rendimiento y una fiabilidad apropiados del vehículo. Las conexiones a tierra incorrectas producirán circuitos eléctricos que no son fiables y corrientes parásitas. Los circuitos eléctricos del motor no controlados correctamente pueden resultar en daños a los cojinetes de bancada, a las superficies de los muñones de los cojinetes de bancada y a los componentes de aluminio. 44 Los circuitos eléctricos no controlados correctamente pueden causar ruido eléctrico que puede degradar el rendimiento de la máquina y el rendimiento de la radio. Para asegurar el funcionamiento apropiado del sistema eléctrico del vehículo y del motor, se debe usar una cinta de conexión a tierra del motor al bastidor con una ruta directa a la batería. Esto puede conseguirse mediante una conexión a tierra del motor de arranque, una conexión a tierra del bastidor al motor de arranque o una conexión a tierra directa del bastidor al motor. La cinta de conexión a tierra del motor al bastidor debe ir desde el terminal de tierra del motor hasta el bastidor y el borne negativo de la batería. Conecte el poste negativo de la batería al riel del bastidor (3). Desde el riel del bastidor, conecte el cable de conexión a tierra a una de las posiciones siguientes: - Prisionero de tierra de la culata (1) - Conexión optativa del prisionero de tierra del motor (2) Ilustración 17: Ejemplo típico de la conexión a tierra alternativa desde la culata a la tierra de la batería [Fuente: SI S C AT] 1. prisionero de tierra de la culata 2. prisionero de tierra del motor optativo 3. riel del bastidor. El motor se debe conectar a tierra a través del riel del bastidor Conecte el poste negativo de la batería a una de las posiciones siguientes: - Prisionero de tierra de la culata (1) - Conexión optativa del prisionero de tierra del motor (2) El motor debe tener un cable de tierra a la batería. Los cables o cintas de conexión a tierra deben combinarse en los prisioneros que son solamente para conectar a tierra. Todos los circuitos de tierra deben poder transportar cualquier posible corriente. Se recomiendan cables de calibre AWG 0 o mayores para la cinta de conexión a tierra de la culata. 45 El alternador del motor debe conectarse a tierra a la batería con un cable de tamaño suficiente para soportar la corriente de carga plena del alternador. El motor tiene varios componentes de entrada que son electrónicos. Estos componentes requieren un voltaje de operación. Este motor puede tolerar fuentes externas comunes de ruido eléctrico. Los zumbadores electromecánicos pueden causar perturbaciones en la fuente de alimentación. Si se usan zumbadores electromecánicos cerca del vehículo, los componentes electrónicos del motor deben ser alimentados directamente desde el sistema de la batería por medio de un relé especial. Los componentes electrónicos no se deben alimentar a través de una barra colectora de potencia común con otros dispositivos que son activados por el interruptor de llave. El sistema eléctrico puede tener tres circuitos separados. Los tres circuitos son el circuito de carga, el circuito de arranque y el circuito de bajo amperaje. Algunos componentes del sistema eléctrico se usan en más de un circuito. El circuito de carga funciona cuando el motor está en marcha. El alternador produce electricidad para el circuito de carga. La presencia de un regulador de voltaje en el circuito controla la salida eléctrica para mantener la batería a plena carga. El circuito de arranque funciona cuando se activa el interruptor de arranque. El circuito de bajo amperaje y el circuito de carga están conectados por el amperímetro. El circuito de arranque no está conectado por el amperímetro. 2.2.5.2 Alternador El alternador es impulsado por la polea del cigüeñal gracias a una correa de tipo trapecial de ranuras múltiples. Este alternador es una unidad de carga trifásica autorectificadora. El regulador forma parte del alternador. El diseño de este alternador no requiere anillos colectores ni escobillas. La única parte móvil de este alternador es el conjunto de rotor. Todos los conductores que transportan corriente son fijos. Los componentes siguientes son los conductores: devanado inductor, devanados del estator, seis diodos de rectificación y circuito del regulador. El conjunto de rotor tiene muchos polos magnéticos. Los polos magnéticos son similares a dedos. Existe un espacio de aire entre polos opuestos. Los polos tienen un magnetismo residual que produce una pequeña cantidad de líneas de fuerza similares a las magnéticas (campo magnético). Este campo magnético se produce entre los polos. A medida que el conjunto de rotor empieza a girar entre el devanado inductor y los devanados del estator, se produce una pequeña cantidad de corriente alterna en los devanados del estator. La corriente alterna se produce debido a las pequeñas líneas de fuerza magnéticas creadas por el magnetismo residual de los polos. La corriente alterna se convierte en corriente continua (CC) cuando la corriente atraviesa los diodos del puente rectificador. La mayor parte de esta corriente carga la batería y alimenta el circuito de bajo amperaje. El resto de la corriente pasa a los devanados inductores. El flujo de corriente continua por los devanados inductores (cables enrollados en un núcleo de hierro) aumenta la intensidad de las líneas de fuerza magnéticas. Estas líneas de fuerza magnéticas más fuertes aumentan la cantidad de CA producida por los devanados del estator. La mayor velocidad del conjunto de rotor también aumenta la corriente de salida del alternador y el voltaje de salida del alternador. El regulador de voltaje es un interruptor electrónico de estado sólido. El regulador de voltaje detecta el voltaje del sistema. El regulador usa entonces interruptores para controlar la corriente a los devanados inductores. Esto controla la salida de voltaje para satisfacer la demanda eléctrica del sistema. 46 Ilustración 18: Sección transversal típica de un alternador [Fuente: SI S C AT] 1. regulador 2. cojinete de rodillos 3. devanado del estator 4. cojinete de bolas 5. puente de rectificador 6. devanado inductor 7. conjunto de rotor 8. ventilador 2.2.5.3 Solenoide Ilustración 19: Solenoide [Fuente: SI S C AT] Un solenoide es un interruptor electromagnético que realiza dos funciones básicas: 47 El solenoide cierra el circuito del motor de arranque de alta corriente con un circuito del interruptor de arranque de baja corriente. El solenoide conecta el piñón del motor de arranque con la corona. El solenoide tiene devanados (uno o dos conjuntos) alrededor de un cilindro hueco. Un émbolo con un dispositivo de carga de resorte está dentro del cilindro. El émbolo puede moverse hacia adelante y hacia atrás. Cuando se cierra el interruptor de arranque y se envía electricidad por los devanados, se induce un campo magnético. El campo magnético atrae el émbolo hacia adelante en el cilindro. Esto mueve la palanca de cambios para que el engranaje de mando del piñón se engrane con la corona. El extremo delantero del émbolo hace entonces contacto a través de la batería y de los terminales de motor eléctrico del solenoide. El motor de arranque empieza entonces a hacer girar el volante del motor. Cuando se abre el interruptor de arranque, la corriente deja de circular por los devanados. El resorte regresa ahora el émbolo a la posición original. Al mismo tiempo, el resorte aleja el piñón del volante. Cuando se usan dos conjuntos de devanados en el solenoide, los devanados se llaman de retención y de atracción. Ambos devanados están enrollados un mismo número de veces alrededor del cilindro. El devanado de atracción usa un conductor de mayor diámetro para producir un campo magnético más grande. Cuando está cerrado el interruptor de arranque, parte de la corriente circula desde la batería por el devanado de retención. El resto de la corriente atraviesa los devanados de atracción, pasando al terminal del motor, y después a tierra. Cuando se activa el solenoide, la corriente no pasa a través de los devanados atracción. Solamente los devanados de retención que son más pequeños están en operación durante el período de tiempo necesario para que arranque el motor. El solenoide absorberá ahora una cantidad menor de corriente procedente de la batería. El calor producido por el solenoide se mantendrá a un nivel aceptable. 2.2.5.4 Motor de arranque El motor de arranque hace girar el volante del motor a una velocidad suficientemente rápida como para que arranque el motor. El motor de arranque tiene un solenoide. Cuando se activa el interruptor de arranque, el solenoide moverá el piñón del motor de arranque para engranar el piñón y la corona en el volante del motor. El piñón del motor de arranque y la corona se engranarán antes de que el circuito entre la batería y el motor de arranque quede cerrado por los contactos eléctricos del solenoide. Cuando se completa el circuito entre la batería y el motor de arranque, el piñón hará girar el volante del motor. El embrague protege el motor de arranque de modo que el motor no pueda hacerlo girar demasiado rápido. Cuando se suelta el interruptor, el piñón del motor de arranque se alejará de la corona. 48 Ilustración 20: Sección transversal típica de un motor de arranque [Fuente: SI S C AT] 1. campo 2. solenoide 3. embrague 4. piñón 5. conmutador 6. conjunto de escobilla 7. inducido 2.2.6 Sistema de combustible Ilustración 21: Diagrama típico del sistema de combustible [Fuente: SI S C AT] 1. Tubería de suministro de combustible 2. Inyectores unitarios 3. Conducto de combustible (colector del combustible) 4. Módulo de Control Electrónico (ECM) 5. Válvula reguladora de presión 6. Filtro secundario del combustible 49 7. Bomba de cebado de combustible 8. Bloque de distribución 9. Sensor de temperatura del combustible 10. Bomba de transferencia de combustible 11. Válvula de alivio de presión 12. Válvula de retención 13. Tanque de combustible El circuito de suministro de combustible es un diseño convencional para motores diesel con inyectores unitarios. El sistema consta de los siguientes componentes principales que se utilizan para entregar combustible a baja presión a los inyectores unitarios: El tanque de combustible se utiliza para almacenar el combustible. 2.2.6.1 Bomba de transferencia La bomba de transferencia suministra combustible del tanque al sistema a un caudal constante y hasta una presión de 60psi, su diseño es una bomba de engranajes. Ilustración 22: Bomba de transferencia [Fuente SI S C AT] 1. bomba de transferencia 5. sello anular 2.2.6.2 Tuberías de suministro y tuberías de retorno Las tuberías de suministro y las tuberías de retorno se utilizan para entregar el combustible a los diferentes componentes. El propósito del circuito de suministro de combustible de baja presión es suministrar combustible filtrado a los inyectores de combustible en un régimen constante y a una presión constante. El sistema de combustible también se utiliza para enfriar componentes tales como el módulo de control electrónico y los inyectores de combustible. Una vez que los inyectores reciben el combustible a baja presión, se presuriza otra vez el combustible antes de inyectarlo en el cilindro. 50 El inyector unitario utiliza la energía mecánica proporcionada por el árbol de levas para alcanzar presiones que pueden exceder de 200.000 kPa (30.000 lb/pulg2). El módulo de control electrónico (ECM) del motor administra el control de la entrega de combustible. Los datos de varios de los sistemas del motor son acumulados por el ECM y procesados para administrar estos aspectos del control de la inyección de combustible: - Sincronización de la inyección - Avance de la sincronización de la inyección de combustible - Duración del ciclo de inyección - Estado de la modalidad fría del motor El sistema mecánico y electrónico del combustible se basa en una gran cantidad de datos de los otros sistemas del motor. Los datos acumulados por el ECM se utilizarán para proporcionar un rendimiento óptimo del motor. 2.2.6.3 Circuito de suministro de combustible de baja presión El flujo de combustible a través del sistema comienza en el tanque de combustible (13). El combustible se extrae del tanque por medio de la bomba de transferencia de combustible (10). La bomba de transferencia de combustible incorpora una válvula de retención (12) que permite que el combustible fluya alrededor de los engranajes de la bomba durante el cebado manual del sistema de combustible. La bomba de transferencia de combustible también incorpora una válvula de alivio de presión (11). Se utiliza la válvula de alivio de presión para proteger el sistema de combustible contra la presión extrema. La bomba de transferencia de combustible está diseñada para producir un flujo de combustible excesivo a través del sistema. El sistema utiliza el flujo de combustible excesivo para enfriar los componentes del sistema. El flujo de combustible excesivo purga también cualquier aire del sistema durante la operación. El aire que pueda quedar atrapado en el sistema de combustible puede ocasionar cavitación lo cual puede dañar los componentes del inyector unitario. El combustible se desplaza desde la bomba de transferencia de combustible hasta el bloque de distribución (8). Un sensor de temperatura del combustible (9) que está instalado en el bloque de distribución se utiliza para tomar una muestra de la temperatura del combustible. Una señal que representa la temperatura del combustible se envía al módulo de control electrónico (ECM) para su procesamiento. El combustible se bombea después a la base del filtro de combustible. En la mayoría de las aplicaciones, la bomba de cebado de combustible (7) está ubicada en la base del filtro del combustible. La base del filtro del combustible incorpora también un interruptor de la acción de sifón que impide que el combustible drene del sistema de combustible cuando el motor no está en operación. La bomba de cebado utiliza una serie de válvulas de retención para dirigir el flujo de combustible durante la operación de la bomba de cebado. Las válvulas de retención trabajan con la bomba de cebado de combustible para producir una acción de bombeo. Las válvulas de retención también impiden que el combustible sea forzado de regreso a la bomba de transferencia de combustible. El combustible fluye a través de un filtro de combustible (6) de dos micrones. El combustible filtrado sale entonces por la base del filtro del combustible. Si hay un ECM enfriado por combustible instalado en el motor, el combustible se bombea dentro del ECM. El combustible se desplaza a través de los 51 conductos perforados de la caja del módulo de control electrónico para enfriar la electrónica del módulo de control. El combustible se transfiere por las tuberías de suministro de combustible (1) hasta el conducto de combustible (3) en la culata de cilindros o hasta el colector del combustible (3). Solamente una porción del combustible que se suministra a los inyectores de combustible se utiliza para la operación del motor. El combustible que no se utiliza por el motor se proporciona para propósitos de enfriamiento. Este combustible no utilizado se descarga en los conductos de retorno del combustible. El combustible regresa al tanque de combustible por las tuberías de retorno. Existe un flujo continuo de combustible dentro del sistema de combustible de baja presión. Durante la operación del motor, los inyectores de combustible (2) reciben combustible del sistema de combustible de baja presión. El inyector presuriza el combustible a alta presión. El combustible se inyecta entonces en el cilindro. El exceso de combustible regresa al tanque. Vea una explicación completa del proceso de inyección en el tema de Operación de sistemas, "Inyector unitario". Hay una válvula reguladora de presión (5) ubicada en el retorno de combustible. La válvula reguladora de presión permite que el sistema de combustible de baja presión mantenga una presión constante. También hay una lumbrera de control de flujo ubicada en el retorno de combustible. La lumbrera de control de flujo mantiene una contrapresión constante del sistema. La lumbrera permite un flujo constante del combustible a través del sistema. Esto evita el calentamiento excesivo del combustible. 2.2.6.4 Calentadores del combustible Los calentadores del combustible ayudan a evitar la obstrucción de los filtros de combustible en un clima frío. Este taponamiento se debe a la formación de ceras. En condiciones de clima frío, el motor frío no disipa suficiente calor en el sistema de combustible para evitar la formación de ceras. Los calentadores que no se controlan termostáticamente pueden calentar el combustible en exceso de 65°C (149°F). Las temperaturas excesivas en el sistema de combustible reducirán drásticamente la eficiencia del motor. Las altas temperaturas del combustible afectan también la confiabilidad del sistema de combustible. Nota: Nunca utilice los calentadores del combustible sin algún tipo de termostato. Asegúrese de que los calentadores del combustible sean DESCONECTADOS durante las condiciones de clima cálido. 2.2.6.5 Circuito de control electrónico del sistema de combustible El circuito electrónico de control del sistema de combustible se puede ver como dos circuitos de control diferentes: la lógica del control del motor y el control del regulador electrónico. Veamos ejemplos típicos de la lógica del control del motor en las ilustraciones 53 y 53. Vea ejemplos típicos del control del regulador electrónico en las ilustraciones 54 y 55. 52 Ilustración 23: Lógica típica de control de velocidad del motor para camiones [Fuente: SI S C AT] A. Lógica de CRUCERO/TOMA DE FUERZA B. Control de CRUCERO/TOMA DE FUERZA C. Lógica de control del motor D. Sensor de temperatura del refrigerante E. Operación de la modalidad en frío F. Parámetros del cliente G. Sensor de posición del pedal acelerador 1. Señal para activar el retardador del motor 2. Control de velocidad de crucero (millas/h) o PTO (rpm) 3. Pedal de embrague/freno de la transmisión 4. Interruptor de establecer/reanudar el control de crucero 5. Interruptor de activación/desactivación del control de crucero 6. Interruptor de CONEXION/DESCONEXION de la toma de fuerza 7. Velocidad del vehículo (millas/hr) 8. Velocidad del motor (rpm) Ilustración 24: Lógica típica para el control de velocidad del motor para maquinarias [Fuente: SI S C AT] A. Sensor de temperatura del refrigerante B. Operación de la modalidad en frío C. Lógica para el control del motor (rpm deseadas) 53 D. Parámetros del cliente E. Control de la toma de fuerza F. Lógica de la toma de fuerza G. Sensor de posición del acelerador 1. Señal de activación del retardador (señal a los controles del retardador) 2. Velocidad de ajuste de la toma de fuerza 3. Activar la toma de fuerza 4. Interruptor de rampa hacia arriba/hacia abajo de la toma de fuerza 5. Parada remota 6. Interruptor de la toma de fuerza 7. Velocidad del motor en rpm Ilustración 25: Control típico del regulador electrónico para camiones [Fuente SI S C AT] A. Control de la inyección de combustible B. Regulador electrónico C. Mapas de control de la relación de combustible D. Mapas de par motor E. Sensor de temperatura del refrigerante F. Sensor de velocidad/sincronización del motor G. Señal de la velocidad del motor H. Sensor de la presión de refuerzo 1. Señales a los inyectores unitarios 2. Posición del combustible 3. Velocidad deseada del motor (rpm) 4. Posición de control de la relación de combustible 5. Posición nominal del combustible 6. Temperatura del refrigerante 7. Punto central superior para el cilindro No. 1 8. Velocidad del motor (rpm) 9. Presión de refuerzo 54 Ilustración 26: Control típico para el regulador electrónico para maquinaria [Fuente: SI S C AT] A. Sensor de temperatura del refrigerante B. Sensor de velocidad/sincronización del motor C. Sensor de la presión de refuerzo D. Control de la inyección de combustible E. Intérprete de la señal de velocidad del motor F. Mapas de control de la relación de combustibl G. Mapas del par motor H. Regulador electrónico 1. Señales a los inyectores unitarios 2. Posición del combustible 3. Velocidad deseada del motor (rpm) 4. Velocidad del motor (rpm) 5. Temperatura del refrigerante 6. Posición de control de la relación de combustible 7. Posición nominal del combustible 8. Presión de salida del turbocompresor 9. Punto central superior del cilindro No. 1 2.2.6.6 Controles electrónicos Hay dos componentes principales del sistema de control electrónico que son necesarios para proporcionar control de los inyectores unitarios electromecánicos: - El ECM - El módulo de personalidad (almacenamiento para el archivo rápido del ECM) El ECM es la computadora que se utiliza para proporcionar control para todos los aspectos de la operación del motor. El módulo de personalidad contiene el software que define las características del control del motor. El módulo de personalidad contiene los mapas de operación. Los mapas de operación definen las siguientes características del motor: - Potencia en caballos de fuerza 55 - Curvas de par - Velocidad del motor (rpm) - Otras características El ECM, el módulo de personalidad, los sensores del motor y los inyectores unitarios trabajan unidos para controlar el motor. Ninguno de los cuatro puede controlar el motor por separado. El ECM mantiene la velocidad deseada del motor detectando la velocidad real del motor. El ECM calcula la cantidad de combustible que es necesario inyectar para obtener la velocidad deseada del motor. 2.2.6.7 Inyección de combustible Los motores C-10, C-12, 3406E, C-15 y C-16 tienen inyectores unitarios electrónicos que son accionados mecánicamente y energizados electrónicamente. El ECM envía un impulso de 105 voltios a cada solenoide de inyector. El impulso se envía en el momento apropiado y con la duración correcta para una carga y velocidad dada del motor. El solenoide está montado en la parte superior del cañón del inyector de combustible. El impulso de 105 voltios se puede eliminar individualmente para ayudar en la localización y corrección de problemas de rateo del motor. Si se detecta un circuito abierto en el circuito del solenoide, se genera un código de diagnóstico. El ECM continúa tratando de encender el inyector. Si se detecta un cortocircuito, se genera un código de diagnóstico. El ECM desactivará el circuito del solenoide. El ECM activará después el solenoide. Si el cortocircuito se mantiene, se repetirá esta secuencia de sucesos hasta que el problema se resuelva. Algunos módulos de personalidad requieren que se programen los códigos de inyector. Los códigos de inyector permiten que se ajuste cada inyector individual para obtener un rendimiento óptimo. El ECM generará el siguiente código de diagnóstico si no están programados los códigos de inyector: - 253-02 Compruebe parámetros del cliente o del sistema (56) Ilustración 27: inyector unitario electrónico [Fuente: SI S C AT] 56 Ilustración 28: Inyector unitario electrónico [Fuente: SI S C AT] 1. Abrazadera 2. Perno (3/8-16X4-IN) 3. Espaciador (9.8X15,85X37,6-MM) 4.Inyector Gp-Fuel 4A. Sello -O-RING (836,09MM ID) 4B. Sello-O-RING (32,99MM ID) 4C. Sello-O-RING (9,6MM ID) Ilustración 29: Mecanismo del balancín-inyector [Fuente: SI S C AT] 1. Balancín de válvulas 2. Tornillo de ajuste 3. Contratuerca 4. Calibrador de altura del inyector 9U-7227 57 2.2.6.8 Mecanismo del inyector unitario Ilustración 30: Mecanismo del inyector unitario [Fuente: SI S C AT] 2. Tuerca de ajustes 3. Conjunto de balancín 4. Arbol de levas El mecanismo del inyector unitario proporciona la fuerza descendente necesaria para presurizar el combustible en el inyector unitario. Cuando se recibe una señal del ECM, el inyector unitario (1) inyecta el combustible presurizado en la cámara de combustión. Un engranaje loco impulsado por el tren delantero del engranaje del cigüeñal impulsa el engranaje del árbol de levas. Los engranajes del tren delantero que están sincronizados tienen que estar alineados para así proporcionar la relación correcta entre el pistón y el movimiento de la válvula. Durante el armado del tren de engranajes delanteros, hay que tomarse el cuidado de alinear correctamente las marcas de sincronización de los engranajes. El árbol de levas tiene tres lóbulos de leva para cada cilindro. Dos lóbulos operan las válvulas de admisión y de escape y uno opera el mecanismo del inyector unitario. La fuerza se transfiere desde el lóbulo del inyector unitario en el árbol de levas (4) a través del conjunto de balancín (3) hasta la parte superior del inyector unitario. La tuerca de ajuste (2) permite regular el ajuste del inyector unitario. Vea el ajuste apropiado del inyector unitario en la sección de ajustes del inyector en Pruebas y Ajustes. 58 Ilustración 31: Inyector electrónico unitario [Fuente: SI S C AT] 1. Resorte 2. Terminal de solenoide 3. Conjunto de válvula de solenoide 4. Embolo 5. Cañón 6. Sello 7. Lumbrera de llenad 8. Sello 9. Resorte 10. Espaciador 11. Cuerpo 12. Válvula de retención 13. Sello El combustible a baja presión del conducto de combustible (múltiple de suministro) entra en la lumbrera del inyector unitario a través de conductos en la culata de cilindros. A medida que el mecanismo de la bomba inyectora unitaria transfiere la fuerza a la parte superior del inyector unitario, se comprime el resorte (1) y se lleva el émbolo (4) hacia abajo. Esto hace que el combustible se desplace a través de la válvula, en el conjunto de la válvula de solenoide (3) y en la lumbrera de retorno del combustible de la culata de cilindros. A medida que el émbolo continúa impulsándose hacia abajo, el diámetro exterior del émbolo cierra el conducto de combustible en el cañón (5). Los conductos hasta la punta del inyector dentro de la caja (11) y a lo largo de la válvula de retención (12) se llenan con el combustible desplazado por el émbolo. Después de cerrar el conducto de combustible en el cañón del émbolo, el combustible se puede inyectar en cualquier momento. Las características del ciclo de inyección están contenidas en el software del ECM. 59 Cuando una señal a través del terminal de solenoide (2) energiza el conjunto de válvula de solenoide (3), la válvula de solenoide se cierra y la presión en la punta del inyector aumenta. La inyección comienza a 37.931 kPa (5.500 lb/pulg2) a medida que se vence la fuerza del resorte (9). Esto hace que la válvula de retención se levante del asiento de válvula. La presión sigue aumentando a medida que el émbolo recorre la carrera completa. Después de que se haya descargado la cantidad correcta de combustible en el cilindro, el ECM descontinúa la señal de 105 voltios. Se desenergiza el conjunto de válvula de solenoide y se abre la válvula de solenoide. El combustible a alta presión se descarga a través de la lumbrera de derrame y dentro de la lumbrera de retorno del combustible en la culata de cilindros. La válvula de retención en la punta del inyector se asienta. La inyección termina a medida que la presión del combustible disminuye a 25.517 kPa (3.700 lb/pulg2). La duración de la inyección determina la cantidad de combustible que se inyecta en el cilindro. La lógica del regulador que está programada en el ECM controla la duración del ciclo de inyección. Cuando el mecanismo del inyector unitario comienza a retraerse, se quita la fuerza a la parte superior del inyector unitario a medida que el resorte (1) se expande. El émbolo regresa a la posición original. A medida que el émbolo se retrae, se crea un vacío en el cañón del inyector. Esto succiona el combustible hacia el cañón con lo cual se llena la cavidad en preparación del siguiente ciclo de inyección. 2.2.7 Sistema de lubricación 2.2.7.1 Motor sin BrakeSaver 1. Tubería de suministro de aceite 2. Tubería de retorno de aceite 3. Enfriador de aceite 4. Múltiple del aceite 5. Filtro de aceite 6. Colector de aceite El sistema de lubricación tiene los componentes siguientes: colector de aceite bomba de aceite enfriador de aceite filtro de aceite tuberías de aceite del turbocompresor conductos de aceite del bloque de motor Ilustración 32: Componentes del sistema de lubricación [Fuente: SI S C AT] 60 1. Ilustración 33: Flujo de aceite cuando el motor está caliente [Fuente: SI S C AT] 1. Múltiple de aceite 2. Tubería de suministro de aceite 3. Tubería de retorno de aceite 4. Filtro de aceite 5. Válvula de derivación del filtro del aceite 6. Colector de aceite 7. Bomba de aceite 8. Válvula de derivación del enfriador de aceite 9. Tuberías de succión 10. Enfriador de aceite Cuando el motor está caliente, el aceite viene del colector de aceite (6), a través de las tuberías de succión (9) a la bomba de aceite (7). La bomba de aceite envía aceite caliente al enfriador de aceite (10). El aceite se envía entonces al filtro del aceite (4). El aceite del filtro del aceite se envía al múltiple de aceite (1) en el bloque de motor y a la tubería de suministro de aceite (2) del turbocompresor. El aceite del turbocompresor vuelve a través de la tubería de retorno de aceite (3) al colector de aceite. 61 Ilustración 34: Flujo de aceite cuando el motor está frío [Fuente: SI S C AT] 1. Múltiple de aceite 2. Tubería de suministro de aceite 3. Tubería de retorno de aceite 4. Filtro de aceite 5. Válvula de derivación 6. Colector de aceite 7. Bomba de aceite 8. Válvula de derivación 9. Tuberías de succión 10. Enfriador de aceite Cuando el motor está frío, el aceite viene del colector de aceite (6), a través de las tuberías de succión (9) a la bomba de aceite (7). Cuando el aceite está frío, la diferencia de presión en las válvulas de derivación hace que las válvulas de derivación se abran. Estas válvulas de derivación proporcionan entonces lubricación inmediata a todos los componentes del motor cuando el aceite frío con alta viscosidad causa una restricción al flujo de aceite a través del enfriador de aceite (10) y del filtro del aceite (4). La bomba de aceite envía entonces el aceite frío a través de la válvula de derivación (8) del enfriador de aceite y a través de la válvula de derivación (5) del filtro del aceite. El aceite va entonces al múltiple del aceite (1) en el bloque de motor y a la tubería de suministro (2) del turbocompresor. El aceite del turbocompresor vuelve a través de la tubería de retorno de aceite (3) al colector de aceite. Cuando el aceite está caliente, la diferencia de presión del aceite en las válvulas de derivación causa que las válvulas de derivación se cierren. Existe un flujo de aceite normal por el enfriador de aceite y el filtro de aceite. Las válvulas de derivación también se abrirán si hay una restricción en el enfriador de aceite o en el filtro de aceite. Esto impide que la restricción de un filtro de aceite o de un enfriador de aceite detenga la lubricación del motor. 2.2.7.2 Motores con BrakeSaver El sistema de lubricativo tiene los componentes siguientes: colector de aceite 62 bomba de aceite de dos secciones enfriador de aceite filtro de aceite tuberías de aceite del turbocompresor conductos de aceite del bloque de motor La sección delantera de la bomba de aceite proporciona aceite para la lubricación del motor. La sección trasera de la bomba de aceite proporciona aceite para la operación del BrakeSaver. La sección delantera de la bomba de aceite envía aceite a través del filtro del aceite. La sección trasera de la bomba de aceite envía aceite a través del enfriador de aceite. 2.2.7.3 Flujo de aceite por el filtro de aceite Ilustración 35: Flujo de aceite cuando el motor está caliente [Fuente: SI S C AT] 1. Múltiple de aceite 2. Tubería de suministro de aceite 3. Tubería de retorno de aceite 4. Filtro de aceite 5. Derivación 6. Colector de aceite 7. Sección delantera de la bomba de aceite 8. Tuberías de succión Cuando el motor está caliente, el aceite viene del colector de aceite (6), a través de las tuberías de succión (8) a la sección delantera de la bomba de aceite (7). La sección delantera de la bomba de aceite envía aceite al filtro de aceite. El aceite del filtro del aceite se envía al múltiple de aceite (1) en el bloque de motor y a la tubería de suministro de aceite (2) del turbocompresor. El aceite del turbocompresor vuelve a través de la tubería de retorno de aceite (3) al colector de aceite. 63 Ilustración 36: Flujo de aceite cuando el motor está en frío [Fuente: SI S C AT] 1. Múltiple de aceite 2. Tubería de suministro de aceite 3. Tubería de retorno de aceite 4. Filtro de aceite 5. Válvula de derivación 6. Colector de aceite 7. Sección delantera de la bomba de aceite 8. Tuberías de succión Cuando el motor está frío, el aceite viene del colector de aceite (6) a través de las tuberías de succión (8). El aceite se envía a la sección delantera de la bomba de aceite (7) desde la campana de succión. Cuando el aceite está frío, la diferencia de presión de aceite en la válvula de derivación (5) causa que la válvula se abra. La válvula de derivación proporciona lubricación inmediata a todos los componentes cuando el aceite frío con alta viscosidad causa una restricción al flujo de aceite a través del filtro del aceite (4). La sección delantera de la bomba de aceite envía el aceite frío a través de la válvula de derivación (5) del filtro del aceite. El aceite del filtro del aceite se envía al múltiple de aceite (1) en el bloque de motor y a la tubería de suministro de aceite (2) del turbocompresor. El aceite del turbocompresor vuelve a través de la tubería de retorno de aceite (3) al colector de aceite. Cuando el aceite está caliente, la diferencia en la presión del aceite en las válvulas de derivación causa también que las válvulas de derivación se cierren. Existe un flujo de aceite normal por el filtro de aceite. Las válvulas de derivación también se abrirán cuando haya una restricción en el filtro de aceite. Esto impide que un filtro de aceite obstruido detenga la lubricación del motor. 64 Ilustración 37: Flujo de aceite por el enfriador de aceite [Fuente: SI S C AT] Flujo de aceite cuando el motor esté caliente y el BrakeSaver está "DESCONECTADO". 1. Enfriador de aceite 2. Válvula de derivación 3. Válvula de control del BrakeSaver 4. BrakeSaver 5. Sección trasera de la bomba de aceite 6. Colector de aceite 7. Tuberías de succión Cuando el motor está caliente, el aceite viene del colector de aceite (6), a través de las tuberías de succión (7) a la sección trasera de la bomba de aceite (7). La sección trasera de la bomba de aceite envía aceite a la válvula de control del BrakeSaver (3). Cuando el BrakeSaver está en la posición desconectada, el aceite se envía al enfriador de aceite (1). El enfriador de aceite enfría el aceite caliente. El aceite frío del enfriador de aceite vuelve a través de la válvula de control del BrakeSaver al colector de aceite. Ilustración 38: Flujo de aceite cuando el motor está caliente y el Brake Saver está “CON E CTADO” [Fuente: SI S C AT] 65 1. Enfriador de aceite 2. Válvula de derivación 3. Válvula de control del BrakeSaver 4. BrakeSaver 5. Sección trasera de la bomba de aceite 6. Colector de aceite del motor 7. Tuberías de succión Cuando la válvula de control del BrakeSaver (3) está conectada, el aceite de la sección trasera de la bomba de aceite (5) se envía al BrakeSaver (4). Cuando el aceite atraviesa el BrakeSaver, el aceite se envía de vuelta a la válvula de control del BrakeSaver. La válvula de control envía el aceite caliente al enfriador de aceite (1). El enfriador de aceite enfría el aceite caliente. El aceite frío del enfriador de aceite vuelve a través de la válvula de control del BrakeSaver al colector de aceite del motor (6). Ilustración 39: Flujo de aceite cuando el motor está frío y el BraKe Saver está “DE S C ON E CTADO” [Fuente: SI S C AT] 1. Enfriador de aceite 2. Válvula de derivación 3. Válvula de control del BrakeSaver 4. BrakeSaver 5. Sección trasera de la bomba de aceite 6. Colector de aceite 7. Tuberías de succión El aceite tiene alta viscosidad cuando el motor está frío. La alta viscosidad causa una restricción al flujo de aceite a través del enfriador de aceite (1). Cuando el aceite está frío, la diferencia en la presión del aceite en la válvula de derivación (2) causa que la válvula se abra. Cuando la válvula de derivación está abierta, el aceite de la sección trasera de la bomba de aceite (5) puede atravesar la válvula. El aceite drena entonces de vuelta al colector de aceite del motor (6). 2.2.7.4 Flujo de aceite por el motor 66 Ilustración 40: Diagrama del flujo de aceite por el motor [Fuente: SI S C AT] 1. Eje de balancín 2. Conducto de aceite al engranaje loco ajustable 3. Muñones de cojinete de árbol de levas 4. Conducto de aceite al compresor de aire 5. Conducto de aceite al eje corto del engranaje loco fijo 6. Boquillas de enfriamiento de pistón 7. Conducto de aceite al tren de engranajes locos 8. Conducto de aceite al sello del cigüeñal trasero 9. Múltiple de aceite 10. Cojinetes de bancada 11. Conducto de aceite desde el filtro El aceite del múltiple de aceite (9) se envía bajo presión a través de conductos taladrados a los cojinetes de bancada (10). El aceite circula por los agujeros taladrados en el cigüeñal. Este aceite lubrica los cojinetes de biela. Una cantidad pequeña de aceite se envía a través de las boquillas de enfriamiento de pistón (6). Las boquillas enfrían los pistones. El aceite atraviesa los conductos de la caja del engranaje de sincronización y del engranaje de impulsión del accesorio. Este aceite fluye al compresor de aire a través del conducto de aceite (4). El conducto de aceite (2) proporciona aceite al engranaje loco ajustable. El conducto de aceite (5) proporciona aceite al engranaje loco fijo. El conducto de aceite (7) proporciona aceite al tren de engranajes. El aceite fluye a través de un conducto en los ejes de los engranajes. Esta lubricación ayuda a asegurar una vida prolongada para el grupo de engranajes delanteros. El conducto de aceite (8) proporciona lubricación al sello de cigüeñal trasero. Esto asegura una vida prolongada para el sello de cigüeñal trasero. El aceite pasa a la culata por una espiga guía hueca en la superficie superior del bloque de motor. El aceite se desplaza a los muñones de cojinete de árbol de levas (3) y a los tres soportes de los ejes de balancín centrales a través de conductos taladrados en la culata. Los soportes lubrican cada uno de los ejes de balancines. El aceite fluye a los bujes de los balancines de los inyectores unitarios electrónicos a través de los agujeros en el eje de balancín (1). Este mismo aceite lubrica la válvula y los rodillos. El aceite atraviesa los conductos taladrados en los balancines. Este aceite lubrica el rodillo, el puente de las 67 válvulas y las superficies de contacto del accionador del inyector unitario. El aceite que salpica se usa para lubricar los otros componentes del sistema de válvulas. Cuando todos los componentes están lubricados, el exceso de aceite vuelve al colector de aceite del motor. 68 2.3 Análisis del costo del ciclo de vida LCCA 2.3.1 Requerimientos Al hacer un análisis de costo-efectividad para comparar diseños alternativos, deben satisfacerse tres requisitos: 1ro: Los sistemas evaluados deben tener los mismos objetivos. 2do: Deben establecerse criterios de evaluación para factores de interés, técnicos y no técnicos. 3ro: Se debe disponer de la mayoría de detalles de los sistemas que serán evaluados o en su defecto deben ser estimados de tal forma que se puedan predecir los componentes de costo y efectividad de cada sistema candidato. 2.3.2 La estructura de desglose del costo En general, los costos a lo largo del ciclo de vida se dividen en categorías de acuerdo con la actividad organizativa necesaria para concebir el sistema. Estas categorías y sus elementos constituyentes componen una estructura de desglose del costo (Cost Breakdown Structure, CBS). La CBS proporciona un medio para la asignación inicial de recursos, la vigilancia del costo y su control. 2.3.2.1 Ajuste de los datos de costos Los datos deben ser coherentes y comparables sin han de ser útiles para el procedimiento de estimación. A menudo, la incoherencia es propia de los datos de costos a causa de diferencias en las definiciones, en los volúmenes de producción, ausencia de ciertos elementos de costo, inflación, etc. A continuación veremos algunos métodos útiles para hacer frente a esta incosistencia inherente. 2.3.2.2 El buen juicio en la estimación El uso principal del buen juicio debe ser para decidir si puede usarse o no una relación de estimación. Después, el buen juicio debe determinar qué ajustes serán necesarios para tener en cuenta el efecto de una tecnología nueva. También es necesario para decidir si los resultados obtenidos partir de una relación de estimación son razonables o no. Cuando un proyecto propuesto tiene una incertidumbre considerable, a menudo es acertado mantener en un mínimo la inversión de capital en equipos hasta que los resultados estén más claros, a pesar de que tal decisión pueda dar lugar a costos de mantenimiento y operación más elevados para el sistema actual. 2.3.3 Aplicación del modelo de flujo monetario El modelo de flujo monetario es fundamental dentro del campo de la economía aplicada a la ingeniería y está asociada al tiempo. El diagrama de flujo monetario es la representación de las estimaciones de ingresos y egresos a lo largo del tiempo. 69 OBTENCIÓN UTILIZACIÓN F5 F4 F3 F2 F1 F6 F7 F8 a) Flujo monetario para obtención mediante compra F13 b) Flujo monetario para obtención mediante desarrollo F12 F0 F9 F11 F1 0 F14 F15 F16 F0 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 Dibujo 1: Formas generales del flujo monetario [Fuente: LC CA de Erick Vargas] El ciclo de vida del sistema es el generador del flujo monetario. 2.3.4 Métodos de evaluación de alternativas 2.3.4.1 El Valor Actual Neto (VAN) El valor actual significa traer del futuro al presente cantidades monetarias a su valor equivalente. Las cantidades futuras se descuentan a una tasa que corresponde a la TMAR. Si el VAN es positivo, significa que no sólo se recuperará el dinero invertido, sino que también habrá una ganancia y por tanto deberá aceptarse la inversión. Si el VAN es igual a cero, se ha recuperado la TMAR y la inversión es aceptable. Si el VAN es negativo, entonces deberá rechazarse la inversión. 2.3.4.2 Costo Anual Uniforme Equivalente (CAUE) En una empresa hay situaciones en las cuales es necesario tomar una decisión de tipo económico sin que se involucren ingresos, es decir donde solo existen costos. La técnica de CAUE recibe este nombre debido a que expresa todos los flujos de un horizonte de tiempo, en una cantidad uniforme por periodo, es decir los expresa como anualidades. 70 3 GESTIÓN DEL MANTENIMIENTO 3.1 Generalidades La gestión del mantenimiento busca potenciar el planeamiento de mantenimiento de los equipos de la empresa, con los aportes realizados a los diferentes tipos de mantenimiento, luego de análisis a los procedimientos y acciones realizados (historial de la maquina). La gestión del mantenimiento de alguna manera busca aumentar la productividad de la empresa al aumentar los niveles de confiabilidad de sus equipos y reducir sus costos de mantenimiento. 3.2 Organigrama del departamento de mantenimiento Dibujo 2: Organigrama del departamento de mantenimiento [Fuente propia] 3.3 Descripción de obligaciones y atribuciones del organigrama del departamento de mantenimiento Aquí haremos un análisis de las funciones de cada una de las personas que se ven involucradas en el departamento de mantenimiento, desde la persona de más alto rango, hasta los rangos menores para tener un parámetro mas claro de cada una de sus funciones según los puestos que se ocupen. 3.3.1 Jefe de mantenimiento Dentro de las atribuciones o responsabilidades que tiene que atender el jefe de mantenimiento podemos mencionar las siguientes que son: • Programar, organizar, dirigir, coordinar, controlar y evaluar las actividades que tienen relación con el mantenimiento preventivo y correctivo de todos los vehículos y equipos de la empresa. • Supervisar permanentemente el mantenimiento de los vehículos y equipos a fin de garantizar su normal funcionamiento. • Será el responsable directo de que los requerimientos de repuestos, insumos, etc., contengan todas las características y especificaciones técnicas adecuadas, que garanticen el debido mantenimiento de los vehículos y equipos. • Mantener el control y un inventario actualizado de las herramientas y equipos que sean de uso de los talleres. • Elaborar requerimientos de repuestos, insumos y materiales, para mantener un stock mínimo de repuestos de uso frecuente, a fin de atender inmediatamente las reparaciones de vehículos y equipos. • Llevar una hoja de vida para el control y mantenimiento de cada vehículo, así como del equipo de la entidad. • Presentar los respectivos informes al área de gerencia al finalizar la semana. 3.3.2 Jefe de taller • Le da seguimiento al proceso que llevan las reparaciones en el taller. • Apoya al personal técnico para que sea capaz de efectuar determinados trabajos para los cuales no está lo suficientemente entrenado. • Verifica el buen funcionamiento de los equipos de taller utilizados para efectuar reparaciones. • Solicita y coordina la reparación y/o reposición de equipo en mal estado. 3.3.3 Técnico según especialidad Este tipo de técnico se va a enfocar directamente en el tipo de técnico que tiene a su cargo el mantenimiento y reparación de motores de combustión interna y van a estar clasificados según sus habilidades y destrezas por medio de niveles y años de experiencia. 3.4 Tiempo muerto o de paro El tiempo muerto o de paro va a ser entonces el tiempo inactivo o de no funcionamiento de parte de la maquina o componente que se revisa, haciendo nosotros un énfasis en el motor electrónico, en otras palabras este va a ser el tiempo en que dura dicha reparación y va a depender de los síntomas que presenta el motor o la cantidad de componentes que requieren reparación. 3.5 El personal de vigilancia El personal de vigilancia entregará el documento en blanco de las fallas mecánicas al operador y/o conductor de los camiones y/o vehículos de la empresa, en el cual el operador llenará los posibles modos de fallas y/o las fallas de la unidad y/o de remolque dependiendo del caso y pegará a la puerta de la cabina. 3.6 Los supervisores de patio 72 Los supervisores de patio entregan al jefe del taller una copia del documento check-list de los modos y/o fallas de la parte exterior de las unidades y/o remolques que se encuentran dentro del patio de la empresa. 3.7 Diagnóstico de las fallas. 3.7.1 Personal de mantenimiento Conformado por el jefe de mantenimiento, jefe de taller, especialistas, mecánicos, soldadores, electricistas, llanteros. 3.7.2 Diagnóstico Las fallas se diagnostican con participación del jefe de taller, jefe de mantenimiento, especialistas, operadores jefes de patio, mecánicos y/o soldadores y/o electricista dependiendo del caso. 3.8 Pedido de repuestos Los repuestos se solicita del almacén con el formato de nota de pedido del almacén autorizado y firmado por el jefe de taller. 3.9 Reparación Una vez que se han diagnosticado las fallas se procederá a la reparación de la unidad y/o remolque en el taller de la empresa o fuera del taller, en taller de terceros dependiendo de la política de mantenimiento de la empresa. Toda parada de las unidades por reparación se coordinará con operaciones. 3.10 De las tareas de mantenimiento 3.10.1 Tareas de mantenimiento preventivo El departamento de mantenimiento coordina con el jefe de taller y almacén para realizar las tareas preventivas programadas. 3.10.2 Tareas de mantenimiento correctivo Las tareas correctivas está dirigido por el jefe de taller de los componentes que están fallando o componentes fallados. Las tareas comprenderán los siguientes sistemas. 3.10.2.1 Sistema motor Comprenderán los subsistemas de lubricación, refrigeración, combustible, monoblock, culata, cárter. 3.10.2.2 Sistema de dirección Comprenderá los siguientes subsistemas: - volante 73 - la columna de dirección - la caja de dirección - la tirantería de dirección 3.10.2.3 Sistema de caja de velocidades Comprenderá los siguientes subsistemas: - mando de palanca - mando de los desplazables - sincronizador - multiplicadores y desmultiplicadores 3.10.2.4 Sistema de frenos Comprenderán los subsistemas de: - compresora - válvulas - depósitos o calderones - cilindros neumáticos - tambores de freno - discos de freno 3.10.2.5 Sistema de suspensión - elementos elástico (fuelle) - elementos estabilizadores(barra) - elemento de guía (barra) - ruedas y neumáticos 3.10.2.6 Sistema de transmisiones y puentes Comprenderán los siguientes subsistemas: - árboles de transmisión - puentes - grupo diferencial - mandos finales 3.10.2.7 Sistema eléctrico Comprenderán lo siguientes subsistemas: - Baterías - Motor de arranque - Alternador 3.10.2.8 Sistema de bastidor y chasis Todo el conjunto de carrocería. 74 3.11 Salida de las unidades El jefe de taller entregara la unidad y/o remolque a disposición de operaciones. Los supervisores chequearán el estado externo de las unidades y/o remolques dando su conformidad del estado de la unidad y/o remolque. 3.12 Flujograma del proceso de reparación INICIO HOJ A DE FALLAS MECÁNICAS HOJ A CHECK LIST DE SEGURIDAD PROBLEMA INFORMAR AL J EFE DE TALLER PERSONAL DE MANTENIMIENTO MANTENIMIENTO PREVENTIVO DIAGNÓTICO DE FALLAS SOLICITUD DE REPUESTOS A ALAMACÉN SERVICIO DE ENGRASE Y LAVADO ENTREGA DE LA UNIDAD REPARACIÓN FIN Dibujo 3: Flujograma del proceso de reparación 3.13 Identificación de los problemas actuales 75 La evaluación de fortalezas y debilidades de los recursos de una empresa, asi como de sus oportunidades y amenazas externas, lo que suele conocerse como análisis F.O.D.A. Proporciona una buena perspectiva para saber si la posición de negocios de una empresa es firme. Una fortaleza es algo en lo cual es competitiva una compañía, una fortaleza puede asumir varias formas: • Una habilidad importante, como conocimientos tecnológicos, un buen servicio al cliente, buenas habilidades de publicidad y promociones. • Activos físicos valiosos, plantas y equipo moderno. • Activos humanos valiosos, fuerza laboral capaz y experimentada, empleados talentosos en áreas clave. • Activos organizacionales valiosos, sistemas comprobables de control de calidad. Las fortalezas de la compañía tienen diversos orígenes, en ocasiones se relacionan con habilidades y conocimientos específicos y a veces provienen de diferentes recursos que se agrupan con el fin de crear una capacidad competitiva. Una debilidad es alguna carencia de la compañía o algún bajo desempeño o una posición que coloca en desventaja, las debilidades internas se pueden relacionar con: • Deficiencias en habilidades, o capacidad intelectual de uno u otro tipo. • Una carencia de activos físicos, humanos y organizacionales o intangibles. • Capacidades competitivas ausentes o débiles en área clave. • Las debilidades internas son deficiencias en la dotación de recursos de una compañía. La oportunidad de una empresa casi siempre es producto de la experiencia, lo cual representa la acumulación del aprendizaje a lo largo del tiempo y la obtención de una verdadera destreza a lo largo de los años. Las oportunidades deben formarse y desarrollarse en forma consciente, pues éstas no se obtienen de manera gratuita. Algunos ejemplos de oportunidad incluyen la comercialización y exhibición del producto, la capacidad de crear sitios web atractivos, el dominio de una tecnología especifica, buenas ubicaciones de tiendas y dominio de entregas administrativas como justo a tiempo. Dependiendo de las condiciones de la industria, las oportunidades de una compañía pueden ser abundantes o escasas y varían desde muy atractivas hasta marginalmente interesantes. Al evaluar las oportunidades de una compañía, los administradores deben tener cuidado de no considerar cada oportunidad como una oportunidad de la compañía. Las oportunidades de mercado más pertinentes para una compañía son aquellas que ofrecen facilidades importantes para un crecimiento rentable, aquellas donde una empresa tiene el mayor potencial de adquirir una ventaja competitiva y las que se ajustan bien a las capacidades de recursos financieros y organizacionales de la compañía. Las amenazas pueden surgir por la aparición de tecnologías mejores o más económicas, la introducción de productos nuevos o mejores por parte de los rivales. El ingreso de competidores extranjeros de bajo costo en el mercado principal de la empresa, la vulnerabilidad a un incremento en las tasas de interés, el peligro potencial de que la empresa sea adquirida, las variaciones adversas en las tasas de cambio de divisas. Es posible que las amenazas externas no planteen nada más que un grado moderado de adversidad o que sean tan graves como para hacer que la situación y las perspectivas se conviertan en demasiado riesgosas. La labor de la compañía es identificar las amenazas para el bienestar futuro de la compañía y evaluar 76 acciones estratégicas que se pueden emprender con el fin de neutralizar o disminuir el impacto. 3.14 Análisis FODA del departamento de mantenimiento Tabla 4: Fortalezas, oportunidades, debilidades y amenazas Fortalezas Un buen nivel de conocimiento en los áreas específicos Técnicos especializados en los diferentes áreas Una condición financiera sólida hay recursos para desarrollar de una manera adecuada los trabajos de mantenimiento Apoyo de parte de los propietarios en la gestión de activos Oportunidades Implementación de equipos y herramientas para mejorar el nivel de mantenimiento Reducir las paradas no programadas de las unidades Debilidades Escasez de repuestos en el mercado local No hay incentivos para los técnicos de la empresa Demora en la compra de repuestos e insumos por parte de logística No hay capacitación del personal de taller Amenazas Tercerización de algunas áreas de mantenimiento 3.15 Análisis estadístico de la maquinaria y equipo que utiliza motor electrónico Partiremos del análisis estadístico y que además nos servirá para tener un recuento de cuanta es la maquinaria y que es con la que se trabaja en el taller de mantenimiento y tener un dato de cuanto es el porcentaje de maquinaria con motor mecánico/electrónico dependiendo del tipo de máquina según la aplicación de la misma. Para hacer este estudio nos basaremos en el tipo de camión que se recibe a nivel de empresa haciendo una relación entre el tipo de camión, el tipo de motor y el tipo de sistema de inyección con el que cuenta. Tabla 5: Listado de tipos de camiones de la flota TRACTOCAMI ÓN KENWORTH KENWORTH KENWORTH VOLVO MOTOR TIPO D COMBUSTIBLE MEUI MEUI MEUI MECÁNICO CON BOMBA DE INYECCIÓN MOTOR MECÁNICO O ELECTRÓNICO ELECTRÓNICO ELECTRÓNICO ELECTRÓNICO MECÁNICO C 15 CAT N 14 CUMINS 3406 CAT TD-101 77 VOLVO CHEVROLET TD 121 ISUZU MECÁNICO CON BOMBA DE INYECCIÓN MECÁNICO CON BOMBA DE INYECCIÓN MECÁNICO MECÁNICO El tipo de inyección de combustible en cada motor sirve como dato de referencia para saber si es un motor Diesel controlado electrónicamente, debido a que si es un sistema de inyección electrónico, éste funcionará por medio de un Módulo de Control Electrónico (ECM en sus siglas en inglés) que es el encargado de controlar electrónicamente los tiempos de inyección y que también recibe señales de entrada de algunos sensores, para saber en que tiempo es adecuada la operación del sistema de inyección de combustible. 3.16 Estructura de información y decisión La empresa no tiene una estructura definida, pero las decisiones la toma la gerencia, es decir el planeamiento; la programación y control de mantenimiento está a cargo de la jefatura de mantenimiento, quien elabora de acuerdo a las recomendaciones del manual y de las órdenes de trabajo y luego de ello ser llevados a ejecución. 3.17 Disposición de áreas Tabla 6: Disposición de áreas Descripción d Patio de maniobra y parqueo de tractos y cisterna Taller de mantenimiento Oficinas administrativas Áreas internas, parqueos Total Superficie(m2) 1850 620 250 0 2720 %d total 68 22,8 9,2 0 100 3.18 Descripción del proceso de mantenimiento Debido a la gran información que significa analizar la flota de 64 tracto camiones para los fines del trabajo es mostrar una metodología para la aplicación de mantenimiento basado en la confiabilidad RCM, es que solamente tomamos una unidad característica, la cual es el tractocamión de placa YH-4464 el cual está con sus respectivas historias de mantenimiento. 78 4 PROGRAMA DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN LA CONFIABILIDAD 4.1 Confiabilidad Se puede definir como la probabilidad de que un equipo no falle durante un periodo de tiempo especificado y bajo un contexto operacional dado. 4.2 Mantenimiento centrado en la confiabilidad El RCM pone énfasis tanto en las consecuencias de las fallas como en las características técnicas de las mismas mediante: - Una integración de una revisión de las fallas operacionales con la evaluación de aspectos de seguridad y amenazas al medio ambiente. La seguridad y medio ambiente son tenidos en cuenta al momento de tomar decisiones en materia de mantenimiento. - Poniendo mucha atención a las tareas de mantenimiento que más incidencia tienen en el funcionamiento y/o desempeño de las instalaciones, garantizando que la inversión en mantenimiento se utiliza donde más beneficio va a reportar. 4.3 Objetivos del RCM El objetivo principal del RCM está en mejorar la confiabilidad de los equipos y a su vez reducir el costo de mantenimiento, enfocarse en las funciones más importantes de los sistemas, evitando o quitando acciones de mantenimiento que no son estrictamente necesarias y/o reemplazándolas por otras aún mejores. 4.4 Ventajas del RCM Si el RCM se aplicara a cada mantenimiento ya existente en la empresa, se puede reducir la cantidad de mantenimiento rutinario habitualmente de un 40 hasta un 70%, si el RCM se aplicara para desarrollar un nuevo sistema de mantenimiento preventivo, el resultado será, que la carga de trabajo programado será mucho menor que si el sistema se hubiera desarrollado por medios convencionales, incluso, éste será orientado a los objetivos de la gerencia en cuanto a la confiabilidad requerida para los equipos. Su lenguaje técnico es común, sencillo y fácil de entender para todos los empleados vinculados al proceso del RCM, permitiendo al personal involucrado saber que pueden y que no pueden esperar de esta aplicación y que deben hacer para conseguirlo. 4.5 Implantación del plan de mantenimiento - Selección del sistema de de documentación. - Definición de las fronteras del sistema. - Diagramas funcionales del sistema. - Identificación de funciones y fallas funcionales. - Construcción del análisis modal de fallos y efectos. - Construcción del árbol lógico de decisiones. 4.6 Selección del problema al analizar Tabla 7: Disponibilidad del Camión Kenworth T660 Tipo de mantenimiento MC y MP MP MC MC MC MP MC MC MP Descripción Motor Sistema de transmisión Sistema de freno y aire Sistema de dirección Sistema de tren de fuerza Sistema de combustible Sistema de enganche y remolque Mantenimiento Preventivo Otros (%) 32,4 2,2 2,5 7,5 1,5 2 5,3 29,1 3,2 Sistema eléctrico electrónico y de encendido 14,3 4.7 División del proceso en nivel de detalle PROCESO SUBPROCESO EQUIPOS SISTEMAS SISTEMA MOTOR SISTEMA DE LUBRICACIÓN SISTEMA DE FRENO SISTEMA DE TREN DE FUERZA SISTEMA DE DIRECCIÓN CAMIÓN KENWORTH TRACTO 6X4 T660 SISTEMA DE SUSPENSION SISTEMA DE TREN DE RODAJE SISTEMA ELÉCTRICO, ILUMINACIÓN, SEÑALIZACIÓN E INSTRUMENTAL SISTEMA DE CARROCERÍA, TAPICERÍA Y PINTURA SISTEMA DE ENGANCHE Y REMOLQUE VIDRIOS, ESPEJOS Y ACCESORIOS HERRAMIENTAS, ELEMENTOS DE SEÑALIZACIÓN Y ACCESORIOS TRASPORTE DE CARGA PESADA CARGA TRANSPORTE Y DESCARGA 80 4.8 Definición de los límites de sistemas y listado de componentes de cada sistema y subsistemas seleccionados en el análisis de criticidad EQUIPO SISTE MA SUBSISTEMA COMPONENTES PRINCIPALES SENSOR DE PRESIÓN DE ACEITE SENSOR DE VELOCIDAD DEL MOTOR SENSOR DE TEMPERATURA DEL ACEITE SENSOR DE PRESIÓN DEL COMBUSTIBLE SENSOR DE PRESIÓN DE ATMOSFÉRICA SENSOR DE PRESIÓN DE REFUERZO SENSOR DE TEMPERATURA DEL REFRIGERANTE SENSOR DE TEMPERATURA DE AIRE DE ADMISIÓN SENSOR DE TEMPERATURA DE ACEITE SOLENOIDE DE INYECTORES SOLENOIDE DE FRENO DE MOTOR SENSOR DE POSICIÓN DEL ACELERADOR MONOBLOCK DE CILINDROS CIGÜEÑAL CUBIERTA DE BALANCINES VÁLVULAS MECANISMO DE OPERACIÓN DE LAS VÁLVULAS SELLOS DE ACEITE DEL CIGÜEÑAL COJINETES PRINCIPALES DEL CIGÜEÑAL CUBIERTA DE LA CAJA DE ENGRANAJES CAJA DE ENGRANAJES AMORTIGUADOR DE VIBRACIONES DEL CIGÜEÑAL POLEA DEL CIGÜEÑAL VOLANTE CUBIERTA DE LA VOLANTE PISTÓN BIELA ANILLOS DEL PISTÓN CAMISAS DE CILINDRO ÁRBOL DE LEVAS COJINETES DEL ÁRBOL DE LEVAS ENGRANAJE IMPULSOR DE ÁRBOL DE LEVAS ENGRANAJE LOCO IMPULSOR DE ACCESORIOS INYECTOR UNITARIO UNITARIO (MEUI) BOMBA DE TRANSFERENCIA DE COMBUSTIBLE MÚLTIPLE DE COMBUSTIBLE PLACA DE ENFRIAMIENTO DEL ECM FILTRO DE COMBUSTIBLE PRIMARIO FILTRO DE COMBUSTIBLE SECUNDARIO VÁLVULA DE SEGURIDAD O DE CORTE DE COMBUSTIBLE SEPARADOR DE AGUA 81 TRACTOCAMIÓ MOTOR GESTIÓN N KENWORTH ELECTRONICA DEL T660 MOTOR SISTEMA BÁSICO DEL MOTOR (BLOCK) SISTEMA DE ALIMENTACIÓN DE COMBUSTIBLE SISTEMA DE LUBRICACIÓN SISTEMA DE REFRIGERACIÓN DEL MOTOR SISTEMA ELÉCTRICO SISTEMA DE ADMISIÓN Y ESCAPE TANQUE DE COMBUSTIBLE ACEITE DE MOTOR SAE 15W40 CÁRTER DE ACEITE DEL MOTOR FILTRO DE ACEITE DE MOTOR BOMBA DE ACEITE ENFRIADOR DE ACEITE RESPIRADERO VÁLVULA LIMITADORA DE PRESIÓN DE ACEITE VÁLVULA DE DERIVACIÓN DEL FILTRO BOMBA DE AGUA TERMOSTATO VENTILADOR RADIADOR TAPA DEL RADIADOR BATERÍAS ALTERNADOR MOTOR DE ARRANQUE MÚLTIPLE DE ADMISIÓN MÚLTIPLE DE ESCAPE INTERENFRIADOR AIRE-AIRE TURBO COMPRESOR VACUÓMETRO FILTRO DE AIRE PORTA FILTRO CONDUCTO DE ADMISIÓN CONDUCTOS DE ESCAPE SILENCIADOR 4.9 Propósitos NIVEL DE DETALLE PROCESO NOMBRE DEL NIVEL DE DETALLE SUMINISTRO DE MATERIA PRIMA Y PRODUCTO TERMINADO SUB PROCESO TRANSPORTE DE CARGA EQUIPO SISTEMA SUBSISTEMAS TRACTO CAMION KENWORTH T660 MOTOR COMPONENTES DEL MOTOR PROPÓSITO Transportar el material(maquinarias, insumos) para de esta manera contribuir al desarrollo sostenible de la casa matriz Transportar el material que designe operaciones de la empresa Transporte de carga Conjunto de componentes que proporciona la fuerza necesaria para mover la máquina Trabajar en conjunto para transformar y generar energía desde la combustión hasta el eje de salida 4.10 Equipo Natural de Trabajo 4.10.1 Capacitación del facilitador NOMBRES Y APELLIDOS Gabriela Margot Sirena Alarcón 82 EMPRESA CAPACITADORA Facilitador Tecsup 1 CARGO FECHA CAPACITACIÓN 17/02/2009 COSTO 4200 4.10.2 Formación inicial del equipo natural de trabajo Tabla 8: Equipo natural de trabajo NOMBRES Y APELLIDOS 1 Marcial Ascencio CARGO FUNCIÓN PRINCIPAL O TELÉFONO E-MAIL RESPALDO 95914322 marcialtnt@hotmail 0 95830091 rimbertmc@hotmail 6 95879024 gabriella_sirea@hotm 1 ail Supervisor Supervisor de Montaje y Principal Principal Operaciones Conocer los Rimbert Operador y Sistemas y 2 Principal Suarez Especialista funcionamiento de la Máquina Programador Gabriela Programar los 3 y Principal Sirena Alarcón mantenimientos Mantenedor 4.11 Análisis de criticidad basada en el riesgo 4.11.1 Sistemas o subsistemas a analizar EQUIPO SISTEMAS SUBSISTEMAS Sistema de Admisión y Escape Sistema Básico del Motor Sistema de Refrigeración Sistema Eléctrico, Electrónico y de Encendido Sistema de Combustible Sistema de Lubricación Sistema de Lubricación del camión Cámara de Freno Levas de Freno Ajustadores de Tensión Zapatas Tambor de Freno Eje de Leva del Freno Válvulas Bendix del Freno de Aire Compresor de Aire Válvula Reguladora de Presión de Aire Tanque de Almacenamiento de Aire Válvula Separadora de Agua Válvula de Seguridad Evaporador de Alcohol Pedal de Freno Sensor de Presión de Aire Frenos de Resorte Mangueras Sistema AntiBloqueo Caja de Transmisión Eje cardánico Diferencial Mandos Finales CANT. APROX. COMP. 50 20 18 15 10 10 5 18 TRACTOCAMIÓN SISTEMA MOTOR KENWORTH T800 SISTEMA DE LUBRICACIÓN SISTEMA DE FRENO SISTEMA DE TREN DE FUERZA 42 83 SISTEMA DE DIRECCIÓN Timón o Volante Barra de Dirección Biela Caja de Dirección Varilla Central Terminales de Dirección Tanque de Almacenamiento Bomba de Engranajes SISTEMA DE SUSPENSIÓN Cámara de Aire Percha Cámara de Aire Válvula de Control de Altura Varilla y Rótula Amortiguador Muelle Adaptador de Muelle Interno Adaptador de Muelle Externo Muñón Tapa Grasera Aro Retenedor Bujer Perno Rey SISTEMA DE TREN DE RODAJE Rodamiento Retén Llanta Llanta (Aro) Cubierta y Cámara Eje Tornillos y Tuercas de Rueda Maza SISTEMA ELÉCTRICO, ILUMINACIÓN, Alternador SEÑALIZACIÓN E INSTRUMENTAL Correa del Alternador Motor de Arranque Corona y Piñón de Arranque Motor Limpiaparabrisas Brazos y Escobillas del Limpiaparabrisas Cables, Conectores, Lámparas y Fusibles Instrumentos, Testigos y Botones del Tablero Palanca de Freno de Estacionamiento Pedales de Acelerador, Freno y Embrague Volante de Conducción Palanca de Cambios Regulador de Voltaje Luces de Marcha Luces de Giro, Posición y Freno Bocina Acumulador a Baterías Llave de Contacto SISTEMA DE CARROCERÍA, Chapa y Pintura de Cabina Elementos Estructurales de la TAPICERÍA Y PINTURA Cabina Bisagras de Puertas y Capó Cerraduras de Puertas y Traba de Capó Caja Portabaterías Tapizado de Asientos Estribos de Cabina 84 8 20 10 70 40 Guardafangos SISTEMA DE ENGANCHE Y REMOLQUE VIDRIOS, ESPEJOS Y ACCESORIOS Quinta Rueda Sistema de Suspensión Elementos del Marco de Soporte Parabrisas y Ventanas Espejos Retrovisores Carcasas y Soportes de Espejos Ribetes de Goma de las Puertas y Capó Cinturones de Seguridad Gato Hidráulico Caja de Herramientas Extintor Botiquín de Primeros Auxilios Elementos señalizadores 20 35 ACCESORIOS 45 4.11.2 Conceptos o criterios para el impacto en seguridad Tabla 9: Conceptos o criterios para el impacto en seguridad CRITERIO 1 2 3 Causa muerte o lesión grave a las personas Causa lesiones leves a las personas No causa daño alguno PESO 10 8 0 4.11.3 Conceptos o criterios para el impacto al medio ambiente Tabla 10: Conceptos o criterios para el impacto al medio ambiente CRITERIO 1 2 3 Produce daños irreversibles al medio ambiente Produce daños menores al medio ambiente No produce daños al medio ambiente PESO 9 7 0 4.11.4 Conceptos o criterios para el impacto en producción Tabla 11: Conceptos o criterios para el impacto en producción CRITERIO 1 2 3 La falla obliga a detener la unidad La unidad opera con capacidad limitada No produce ningún efecto a la unidad PESO 8 7 0 4.11.5 Conceptos o criterios para el nivel de producción manejado 85 Tabla 12: Conceptos o criterios para el nivel de producción manejado CRITERIO 1 2 3 4 Parada de equipo por más de 48hrs. Parada de equipo por más de 24hrs. Parada de equipo por más de 8 hrs. No hay parada de equipo PESO 8 6 5 0 4.11.6 Conceptos o criterios para el tiempo medio entre fallas Tabla 13: Conceptos o criterios para el tiempo medio entre fallas CRITERIO 1 2 3 Menor a 10000 KM Menor a 15000 KM Menor a 30000 KM PESO 4 3 2 4.11.7 Conceptos y criterios para el tiempo promedio para reparar Tabla 14: Conceptos o criterios para el tiempo promedio para reparar CRITERIO 1 2 3 Parada de equipo por más de 48 hrs. Parada de equipo por más de 24 horas Parada de equipo por más de 6 horas PESO 3 2 1 4.11.8 Conceptos o criterios para la frecuencia de la falla Tabla 15: Conceptos o criterios para la frecuencia de falla CRITERIO 1 2 3 4 Presenta más de 9 fallas cada 100 000 Km Presenta más de 7 fallas cada 100 000 Km Presenta más de 5 fallas cada 100 000 Km Presenta más de 3 fallas cada 100 000 Km PESO 8 6 4 1 4.11.9 Conceptos y criterios para el impacto en mantenimiento 86 Tabla 16: Conceptos o criterios para el impacto en mantenimiento CRITERIO 1 2 3 Mayor o igual a 5000 dólares Menor a 5000 dólares Menor a 1000 dólares PESO 3 2 1 4.11.10 Fórmula para determinar los rangos de puntajes para la matriz del nivel de criticidad criticidad = frec_falla*(imp_seguridad + impacto_ambiental + (nivel_producción * TPPR * impacto_producción) + impacto_mantenimiento) CRITICIDAD ALTA (CRITICO) MEDIA (SEMICRITICO) BAJA (NO CRITICO) SÍMBOLO C S N PUNTAJE 1712 de 599 al 1712 856,5 de 400 al 599 1 1 al 399 consecuencia=Impacto operacional*flexibilidad +costo mtto+Impacto SAH Tabla 17: Matriz de criticidad CÓDIGO SISTEMA O SUBSISTEMA Filtro de aire Interenfriador aire-aire Sistema de SAYE admisión y escape Múltiple de admisión Múltiple de escape Portafiltros Silenciador Turbocompresor SBAS Sistema básico del motor Vacuómetro Amortiguador de vibraciones del cigüeñal (dumper) Anillos del pistón Árbol de levas Biela Camisa de cilíndros Cigüeñal COMPONENTES Conducto de admisión Conducto de escape FRECUENCIA 1 6 4 1 1 4 1 1 4 4 1 4 4 4 4 4 IMP.SEGURIDAD 0 0 0 0 0 0 0 8 8 0 0 8 8 8 0 8 IMP.AMBIENTAL 0 0 7 0 0 0 0 7 7 7 0 0 0 0 0 0 TPPR NIV.PRODUCCIÓN IMP.MANTENIMIEN TO IMP.PRODUCCIÓN 1 1 1 2 1 1 1 1 1 1 2 1 2 1 1 2 CONSECUENCIA PUNTAJE CRITICIDAD 5 1 8 5 1 8 5 1 7 6 3 8 5 1 8 5 1 8 5 1 7 5 1 7 6 3 7 6 2 0 8 3 8 8 3 8 6 3 8 8 3 8 8 3 8 8 3 8 41 41NC 41 246NC 43 172NC 146 146NC 41 36 51 8 41NC 36NC 51NC 32NC 41 164NC 142 568SC 194 194NC 201 804C 154 616C 201 804C 193 772C 202 808C 87 Cojinete del árbol de levas Cojinetes principales del cigüeñal Cubierta de la volante Culata Eje de levas Engranes de la bomba de aceite Engrane impulsor de levas Engrane loco ajustado Engrane loco del árbol de levas Monobloque de cilindros Pistón Polea del cigüeñal Sellos de aceite del cigüeñal Tapa de balancines Válvulas Volante Bomba de agua centrífuga Fajas y poleas Líquido refrigerante Sistema SREF Radiador refrigeración Tapa del radiador Termostátos Ventilador ECM Batería Sensor de temperatura del aceite Sensor de temperatura del refrigerante Sensor de presión de refuerzo Sensor de velocidad y sincronización Sensor de presión de combustible 4 4 1 1 4 4 4 4 4 1 6 1 6 1 6 1 4 6 4 4 4 4 1 4 4 4 1 1 1 1 6 4 4 6 1 1 1 6 6 4 8 8 0 0 8 8 8 8 8 8 8 8 8 0 8 8 8 0 8 0 8 8 0 0 0 8 0 8 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 7 0 0 0 0 0 7 0 0 0 0 0 7 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 6 3 8 6 3 8 6 3 8 8 3 8 6 3 8 6 3 8 6 3 8 6 3 8 6 3 8 8 3 8 8 3 8 6 3 8 6 3 8 6 3 8 6 3 8 8 3 8 5 1 8 5 1 8 5 1 8 6 2 8 5 1 0 5 1 0 5 1 8 5 1 8 5 1 7 5 1 7 8 1 8 5 1 8 5 1 7 5 1 7 5 1 7 5 1 7 5 1 7 5 1 7 5 1 7 5 1 8 5 1 7 5 2 0 5 3 8 5 1 7 5 1 7 5 3 7 1 1 2 2 2 2 2 2 2 3 1 2 1 1 1 2 1 1 1 2 1 1 1 1 1 2 3 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 153 612C 145 580SC 146 146NC 202 202NC 154 616C 154 616C 154 616C 154 616C 154 616C 203 203NC 201 1206C 154 154NC 152 912C 153 153NC 153 918C 202 202NC 41 164NC 49 294NC 48 192NC 106 424SC 9 1 51 36NC 4NC 51NC 10 0 41 164NC 36 144NC 52 208NC 67 50 36 36 67NC 50NC 36NC 36NC Sistema eléctrico, SEEE electrónico y Sensor de posición del acelerador de encendido Solenoide del inyector Sensor de presión atmosférica Sensor de presión de aceite del motor Altenador 36 216NC 36 144NC 36 36NC 36 144NC 36 216NC 41 36 1 41NC 36NC 1NC Arnés de entrada y salida del ECM 1 Motor de arranque SCOM Sistema de Bomba de cebado de combustible combustible Bomba de transferencia de combustible Filtro de combustible primario Filtro de combustible secundario Inyector EUI 121 726C 36 216NC 36 144NC 106 848C 88 Múltiple de combustible Separador de agua Tanque de combustible Tornillo de purga de aire Válvula de seguridad o corte de combustible Aceite de motor SAE15W40 Bomba de aceite de engranajes externos Cárter de aceite Enfriador de aceite Filtro bypass o secundario Filtro de aceite de flujo completo SLUB Sistema de Lubricación Indicador de nivel de aceite Portafiltros de aceite de motor Respiradero Tapa de llenado de aceite Tapón de drenaje de aceite 1 1 4 1 1 4 6 4 8 4 4 1 1 6 4 4 0 0 0 0 0 8 0 8 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 9 0 0 0 0 9 7 0 0 0 0 7 9 9 0 0 5 5 3 8 5 1 0 6 3 8 5 1 0 5 1 8 5 1 8 5 1 8 6 3 8 5 1 8 5 1 7 5 1 7 5 1 0 5 1 7 5 1 7 5 1 7 5 1 8 5 1 7 5 1 8 1 8 1 1 1 2 1 1 1 2 3 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 121 121NC 1 1 41 1NC 1NC 41NC 155 620C 49 196NC 42 252NC 164 656C 48 384NC 37 148NC 36 144NC 1 36 1NC 36NC 43 258NC 45 180NC 50 200NC 36 144NC 41 14 41NC 0NC Válvula de derivación del filtro 4 Válvula limitadora de presión de la 1 bomba Válvula limitadora reguladora del 0 enfriador Del análisis anterior tomamos como los sistemas más críticos en orden de prioridad a: CRITICIDAD 1 Sistema Básico del Motor Sistema de Combustible del Motor Sistema de Lubricación del Motor CRITICIDAD 2 Sistema de admisión y escape Sistema de refrigeración Sistema eléctrico, electrónico y de encendido 4.11.11 División del proceso en nivel de detalle PROCESO SUBPROCESO EQUIPOS SISTEMA TRANSPORT TRANSPORTE DE E EQUIPO PESADO TRACTOCAMIÓN SISTEMA MOTOR KENWORTH T660 SISTEMA DE SUSPENSIÓN SISTEMA DE FRENO SISTEMA DE TREN DE FUERZA SISTEMA DE DIRECCIÓN SISTEMA DE TREN DE RODAJE SISTEMA ELÉCTRICO, ILUMINACIÓN, SEÑALIZACIÓN E INSTRUMENTAL SISTEMA DE CARROCERÍA TAPICERÍA Y PINTURA SISTEMA DE ENGANCHE Y REMOLQUE VIDRIOS, ESPEJOS Y ACCESORIOS 89 ACCESORIOS SISTEMA DE ENGANCHE PIVOTE (KING PIN) SISTEMA DE FRENO SISTEMA DE SUSPENSIÓN SEMITRAILER DE PLATAFORMA BAJA (LOWBOY) SISTEMA DE TREN DE RODAJE SISTEMA DE TREN DE SOPORTE (DOLLY) SISTEMA ELÉCTRICO, ILUMINACIÓN, SEÑALIZACIÓN SISTEMA DE CHASIS ACCESORIOS 4.11.12 Descripción de cada nivel de detalle 4.11.12.1 Descripción del equipo EQUIPO Tipo Marca Modelo Versión Año de fabricación Nodelo motor 2006 9NZ DESCRIPCIÓN Tractocamión Kenworth T800 435 hp 4.11.12.2 Descripción del sistema SISTEMA MOTOR Marca Modelo Modelo motor Potencia Régimen máx. Par máx. Combustible Cilindros y configuración Diámetro de cilindro (calibre) Carrera Cilindrada Relacion de encendido Juego de las válvulas de admisión Juego de las válvulas de escape Cantidad de aceite en cada cambio DESCRIPCIÓN Caterpillar C-15 9NZ 435HP 2100 RPM 435 HP Diesel 6 cilindros en linea 137mm 165mm 14,6L (891pulg2) 1-5-3-6-2-4 0,38mm 0,76mm 12gln 90 4.11.12.3 Alarmas y dispositivos de seguridad del sistema o subsistema PARAMETRO DISPOSITIVO RANGO 65ºC - 120ºC 55ºC - 85ºC 110 PSI - 350 PSI 0,5 L - FULL TEMPERATURA DE INDICADOR DE TEMPERATURA DE ACEITE DE ACEITE MOTOR TEMPERATURA DE INDICADOR DE TEMPERATURA DE REFRIGERANTE REFRIGERANTE PRESION DE ACEITE DE MOTOR NIVEL DE COMBUSTIBLE INDICADOR DE PRESIÓN DE ACEITE INDICADOR DE NIVEL DE COMBUSTIBLE 4.11.13 Objetivos y políticas 4.11.13.1 De producción - Alcanzar un satisfactorio retorno de la inversión. - Lograr continuidad de la producción. - Optimizar el valor de las operaciones existentes e invertir en su desarrollo y expansión. - Incrementar el nivel de producción. 4.11.13.2 De medio ambiente - Cumplir con las normas nacionales e internacionales de protección al medio ambiente. - Apoyar la protección de la flora y fauna típica de la región. 4.11.13.3 De seguridad - Ajustarse a las normas internacionales de seguridad. - Promover la seguridad en todos los aspectos de desarrollo de actividades de la empresa. 4.11.13.4 De mantenimiento - Desarrollar un plan de mantenimiento programado RCM que permita una alta confiabilidad de los equipos. - Lograr el nivel de clase mundial en el mantenimiento de los equipos. 4.11.13.5 De logística Asegurar la adquisición, transporte y almacenaje de los materiales requeridos por todas las divisiones de la empresa a fin de desarrollar las actividades operativas sin interrupciones. 4.11.14 Personal de operación Educación Profesional AIII 91 Capacitación Experiencia Turnos La empresa realiza una capacitación continua a sus trabajadores por lo que siempre van de la mano con la tecnología actual 3 años de experiencia 2 turnos al dia de 8 horas cada uno 4.11.15 Condiciones de operación Altitud Temperatura amb. Neblina Lluvia Hielo Desde nivel del mar hasta los 4000 m.s.n.m. Desde -5 ºC hasta los 45ºC Sí Sí Sí 4.11.16 Determinar las funciones (primarias y/o secundarias) con sus estándares de ejecución de los sistemas, subsistemas y componentes CÓDIGO SUBSISTEMAS CÓDIGO SISTEMA BÁSICO DEL MOTOR SBAS-1 SBAS-2 SBAS-3 FUNCIÓN Proporcionar una potencia nominal de 340 HP Transmitir la potencia al tren de fuerza y los accesorios. Proporcionar una velocidad de 600 RPM mín y de 1500 RPM máx. Suministrar combustible D2 Suministrar combustible a una presión de 60 PSI Suministrar combustible con un máx de 6 ppm y 0,2% de agua Suministrar aceite lubricante con una presión mín de 15 PSI y 88 PSI como max. Suministrar aceite lubricante 15W40 con un máx. de 15 ppm y 0,2% de agua Mantener el aceite lubricante a una temperatura máx de 102ºC SBAS SCOM SCOM-1 SISTEMA DE SCOM-2 INYECCIÓN DEL MOTOR SCOM-3 SISTEMA DE LUBRICACIÓN DEL MOTOR SLUB-1 SLUB-2 SLUB-3 SLUB 4.11.17 Determinar las fallas funcionales (parciales y/o totales) de los sistemas, subsistemas o componentes COD SBAS-1A SBAS-1B SBAS-2A SBAS-2B SBAS-3A SBAS-4A 92 FALLA FUNCIONAL No hay la potencia necesaria para el normal funcionamiento del sistema,o el motor no gira para arrancar. No hay potencia suficiente para mover la máquina, o hay pérdida de potencia en condiciones normales de operación. No transmite potencia al tren de fuerza. No transmite la potencia necesaria a los accesorios del motor.. No se alcanza las rpm máximas del motor. Proporcionar una velocidad mayor a 2000 RPM. SCOM-1A SCOM-2A SCOM-2B SCOM-3A SCOM-3B SLUB-1A SLUB-1B SLUB-1C SLUB-2A SLUB-2B SLUB-3A No suministra combustible. Suministra combustible a una presión menor de la especificada. Suministra combustible a una sobrepresión. Suministra combustible con mas de 6 ppm. Suministra combustible con mas de 0.2% de agua. Suministra aceite lubricante con una presión menor a la especificada. Hay sobrepresión en el sistema de lubricación. No suministra aceite lubricante. Suministra aceite con mas de 15ppm. Suministra aceite con mas de 0.5% de agua. Suministra aceite con una temperatura mayor a 102 ºC. 4.11.18 Determinar los modos de falla (directos e indirectos) de los sistemas, subsistemas o componentes COD SBAS-1A01 SBAS-1A02 SBAS-1A03 SBAS-1A04 SBAS-1A05 SBAS-1A06 SBAS-1A07 SBAS-1A08 SBAS-1A09 SBAS-1A10 SBAS-1B01 SBAS-1B02 SBAS-1B03 SBAS-1B04 SBAS-1B05 SBAS-1B06 SBAS-1B07 SBAS-1B08 SBAS-1B09 SBAS-1B10 SBAS-1B11 SBAS-1B12 SBAS-2A01 SBAS-2A02 SBAS-2A03 SBAS-2B01 MODO DE FALLA Sensor de velocidad del motor,defectuoso. Estratificación ácida de las baterías. Filtros de combustibles obstruidos. Cigüeñal roto o desbalanceado. Cortocircuito en el solenoide de accionamiento del motor de arranque. Avería del tanque de combustible. Control electrónico del motor desconectado o defectuoso. Cables y conexiones del motor de arranque corroídas . Dientes de la corona del volante rotas. Conexiones eléctricas a los inyectores sueltas o corroídas. Deterioro por abrasión de las paletas del turbocompresor. Obstrucción del filtro de aire. Descalibración del sensor de presión de refuerzo. Descalibración del sensor de presión atmosférica. Desgaste de las válvulas de admisión y escape. Descalibración de las válvulas de admisión y escape. Desgaste se los metales de bancada y cigüeñal. Agarrotamiento de los pistones. Averias en la cámara de combustión. Cigüeñal desbalanceado o con averías. Sensor del pedal de aceleración malogrado. Presencia de aire en el sistema de combustible. Correas del alternador dañadas o rotas. Cigüeñal roto. Dientes del engranaje de la volante rotas. Correas del alternador sueltas. 93 SBAS-2B02 SBAS-3A01 SBAS-3A02 SBAS-3A03 SBAS-4A01 SBAS-4A02 SCOM-1A01 SCOM-1A02 SCOM-1A03 SCOM-1A04 SCOM-1A05 SCOM-2A01 SCOM-2A02 SCOM-2A03 SCOM-2B01 SCOM-3A01 SCOM-3A02 SCOM-3A03 SCOM-3B01 SLUB-1A01 SLUB-1A02 SLUB-1A03 SLUB-1A04 SLUB-1A05 SLUB-1A06 SLUB-1A07 SLUB-1B01 SLUB-1B02 SLUB- 1B03 SLUB-1C01 SLUB-1C02 SLUB-1C03 SLUB-2A01 SLUB-2A02 SLUB-2A03 SLUB-2B01 SLUB-2B02 SLUB-3A01 SLUB-3A02 SLUB-3A03 Correas del ventilador sueltas. Presencia del aire en el sistema de combustible Cilindro individual averiado Descalibración del sensor de presión atmosférica Descalibración del pedal de aceleración. Falla del ECM. Averías por desgaste de la bomba de combustible. Mangueras de combustible rotos. Filtros de combustible obstruidos. Rotura del tanque de combustible. Averías por desgaste o resecado de los sellos (O-Ring) de los inyectores. Desgaste de los engranes de la bomba de combustible. Cavitación de la bomba de combustible. Obstrucción en el filtro de combustible. Descalibración de la válvula limitadora de presión de combustible. Obstrucción del filtro primario. Obstrucción del filtro secundario. Llenado incorrecto del filtro de combustible. Separador de agua obstruido. Abrazaderas de mangueras averiadas o rotas. Desgaste de los engranes de la bomba de aceite. Válvula limitadora de presión descalibrada. Desgaste de los cojinetes de bancada o de los de biela. Aceite de lubricación incorrecto, oxidado o con baja viscosidad. Aceite lubricante insuficiente en el cárter. Hay dilución de combustible u otras sustancias en el aceite lubricante. Filtro de aceite obstruido. Aceite inapropiado para el sistema por exceso de viscosidad. Respiradero del cárter obstruido. Rotura de mangueras de suministro de aceite. Rotura del cárter. Rotura de engranes de la bomba de aceite. Intervalo de cambio de flitros prolongados. Respiradero del cárter obstruido. Sellos del cigüeñal rotos. Rotura del serpentín en el enfriador de aceite. Filtro del respiradero obstruido. Válvula de derivación al enfriador descalibrada. Aceite inapropiado para el sistema por exceso de viscosidad. Fuga de agua en el enfriador de aceite. 94 4.11.19 Completar el cuadro del AMEF Ver la tabla AMECF al final del capítulo. 4.11.20 Determinar la criticidad de los modos de falla (NPR) de los sistemas, subsistemas o componentes NPR = S*O*D Tabla 18: Criterios de la evaluación y sistema de graduación sugeridos para la severidad de efectos en AME C F Criterios:Severidad del efecto para AMEF de operación y Peso mantenimiento Puede poner en peligro al operador del equipo. El incidente Peligroso sin afecta las operaciones de mantenimiento por la no 10 alarma conformidad con las recomendaciones de seguridad del fabricante, no hay alarma Puede poner en peligro al operador del equipo. El incidente Peligroso afecta las operaciones de mantenimiento o la no conformidad 9 con alarma con las recomendaciones de seguridad del fabricante. El incidente ocurrirá con alarma Interrupción importante, el equipo es inoperable con pérdida Muy arriba 8 de función primaria Interrupción de importancia durante la operación del equipo. El equipo es operable pero en un nivel reducido del Alto 7 funcionamiento, produciendo una demora en la prestación del servicio de hasta 24 horas Interrupción de menor importancia durante la operación del equipo. El equipo es operable pero en un nivel reducido del Moderado 6 funcionamiento, produciendo una demora en la prestación del servicio de hasta 6 horas Interrupción de menor importancia durante la operación del equipo. El equipo es operable pero en un nivel reducido del Bajo 5 funcionamiento, produciendo una demora en la prestación del servicio de hasta 2 horas. Muy de Interrupción de menor importancia durante la operación del menor equipo. Los clientes exigentes notan el retraso de menos de 4 importancia 1/2 hora Ninguno El modo de fallo no tiene ningún efecto 1 Efecto Tabla 19: Criterios de la evaluación y sistema de graduación sugeridos para la ocurrencia del incidente en un AME C F 95 OCURRENCIA Probabilidad del incidente Muy arriba: El incidente es casi inevitable Alto:Asociado generalmente a los eventos similares que han fallado anteriormente. Ocurrencia Ocurre 10 veces cada 100000Km Ocurre 5 veces cada 100000Km Peso 10 5 Moderado: Asociado generalmente a los eventos similares previos que Ocurre 3 veces cada han experimentado incidentes 100000Km ocasionales,pero no en proporciones importantes Bajo: Los incidentes aislados se asociaron a eventos similares Telecontrol: El incidente es inverosimil Ocurre 2 veces cada 100000Km Ocurre 1 vez cada 100000Km 3 2 1 Tabla 20: Criterios de la evaluación y sistema de graduación sugeridos para la detección de una causa del incidente o del modo de fallo en el proceso AME C F DETECCIÓN Detección Casi imposible Baja Moderado Alto Seguro Criterios:Severidad del efecto para AMEF de operación y mantenimiento Ninguno de los controles disponibles detectarán el incidente modo o causa Los controles actuales tienen una probabilidad baja de detectar modo o causa de falla Los controles actuales tienen una probabilidad moderada de detectar el modo o causa de falla Los controles actuales tienen una probabilidad alta de detectar el modo o causa de falla Controles actuales detectan de seguro al modo o la causa de falla. Los controles confiables de la detección se saben con procesos similares Peso 10 7 5 3 1 4.11.21 Consecuencias Centrado en la Confiabilidad 4.11.21.1 Determinación de las consecuencias de cada modo de falla REFERENCI A MODO D FALLA SBAS-1A01 SBAS-1A02 SBAS-1A03 SBAS-1A04 SBAS-1A05 96 CONSECUEN CIAS NRP ¿EVI SEGURI M.EDIO DAD AMBIENTE No No No No Si Si Si Si Si No PROD. 6 horas 6 horas 2 horas 6 horas 6 horas PROD MANT. ($) 600 468,96 600 645,08 200 52,57 600 2810 600 542,84 COSTO TOTAL 1068,96 1245,08 252,57 3410 1142,84 8Si 42Si 350Si 40No 1Si SBAS-1A06 SBAS-1A07 SBAS-1A08 SBAS-1A09 SBAS-1A10 SBAS-1B01 SBAS-1B02 SBAS-1B03 SBAS-1B04 SBAS-1B05 SBAS-1B06 SBAS-1B07 SBAS-1B08 SBAS-1B09 SBAS-1B10 SBAS-2A01 SBAS-2A02 SBAS-2A03 SBAS-2B01 SBAS-2B02 SBAS-3A01 SBAS-3A02 SBAS-3A03 SBAS-4A01 SBAS-4A02 SCOM-1A01 SCOM-1A02 SCOM-1A03 SCOM-1A04 SCOM-1A05 SCOM-2A01 SCOM-2A02 SCOM-2A03 SCOM-2B01 SCOM-3A01 SCOM-3A02 SCOM-3A03 SCOM-3B01 SLUB-1A01 SLUB-1A02 SLUB-1A03 SLUB-1A04 SLUB-1A05 SLUB-1A06 7Si 8Si 6Si 10Si 6Si 42Si 90Si 30Si 30Si 60Si 420Si 56Si 56Si 56Si 80No 48Si 8Si 10Si 90Si 90Si 56Si 3Si 30Si 50Si 8Si 21Si 21Si 210Si 8Si 56Si 21Si 35Si 210Si 60No 70Si 35Si 800Si 21Si 5Si 18Si 60No 42Si 42Si 54Si Si Si No No No No No No No No SI No No No No SI SI No SI SI No SI No No No No SI SI SI No No No No SI No No No No SI No SI No No No Si No No No No No No No No SI SI No No No No No SI No No No No No No No No No SI SI SI No No No No SI SI SI No No No No SI No No No 6 horas 6 horas 6 horas 6 horas 6 horas 3 horas 1 hora 2 horas 2 horas 1 hora 1 hora 6 horas 6 horas 6 horas 6 horas 6 horas 6 horas 6 horas 1 hora 1 hora 6 horas 0 horas 2 horas 1 hora 6 horas 6 horas 6 horas 6 horas 6 horas 5,5 horas 1 hora 1 hora 6 horas 6 horas 1 hora 1 hora 6 horas 1 hora 0 horas 1 hora 1 hora 2 horas 2 horas 1 hora 600 600 600 600 600 300 100 200 200 100 100 600 600 600 600 600 600 600 100 100 600 0 200 100 600 600 600 600 600 500 100 100 600 600 100 100 600 100 0 100 100 200 200 100 2189,9 3594 74 750 74 604,01 132,05 624,41 395,89 696,48 372,25 231,01 1444,5 1 1444,5 1 2810 31,25 2810 750 31,25 37,75 1444,5 1 0 395,58 187,42 3594 319,12 125,15 52,57 2189,9 361 319,12 319,12 52,57 41 52,57 52,57 2798,7 8 22,16 14,38 2654,5 41 231,01 209,78 19,07 2789,9 4194 674 1350 674 904,01 232,05 824,41 595,89 796,48 472,25 831,01 2044,51 2044,51 3410 631,25 3410 1350 131,25 137,75 2044,51 0 595,89 287,42 4194 919,12 725,15 652,57 2789,9 861 419,12 419,12 652,57 641 152,57 152,57 3398,78 122,16 14,38 2754,5 141 431,01 409,78 119,07 97 SLUB-1A07 SLUB-1B01 SLUB-1B02 SLUB-1B03 SLUB-1C01 SLUB-1C02 SLUB-1C03 SLUB-2A01 SLUB-2A02 SLUB-2A03 SLUB-2B01 SLUB-2B02 SLUB-3A01 SLUB-3A02 SLUB-3A03 7Si 50Si 42Si 200Si 24Si 8Si 21Si 140Si 200Si 1Si 2Si 200Si 49Si 42Si 6Si No No No No No No No No No No No No No No No No No No No SI SI No No No SI No No No No No 0 horas 0 horas 1 hora 0 horas 6 horas 6 horas 6 horas 0 horas 1 hora 0 horas 6 horas 0 horas 0 horas 1 hora 6 horas 0 0 100 0 600 600 600 0 100 0 600 0 0 100 600 209,78 48,56 209,78 130,2 39,96 1392,7 2654,5 0 130,2 208,45 428,6 130,2 41 209,78 30 209,78 48,56 309,78 130,2 639,96 1992,7 3254,5 0 230,2 208,45 1028,6 130,2 41 309,78 630 4.11.22 Análisis del árbol lógico de decisión y determinación de las estrategias de mantenimientos Se aplica el árbol de decisión para determinar las tareas a realizar (Ver Dibujo 103). CONSECUENCIAS MODO DE FALLA NRP E S A P SBAS-1A01 SBAS-1A02 SBAS-1A03 SBAS-1A04 SBAS-1A05 SBAS-1A06 SBAS-1A07 SBAS-1A08 SBAS-1A09 SBAS-1A10 SBAS-1B01 SBAS-1B02 SBAS-1B03 SBAS-1B04 SBAS-1B05 SBAS-1B06 SBAS-1B07 SBAS-1B08 SBAS-1B09 SBAS-1B10 98 80 7 350 40 1 7 8 6 10 6 42 90 30 30 60 420 56 56 56 80 Si Si Si No Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si No No No Si Si Si Si Si No No No No No No No No SI No No No No No No Si Si No Si No No No No No No No No SI SI No No No No 600 600 200 600 600 600 600 600 600 600 300 100 200 200 100 100 600 600 600 600 M 469 645,1 52,57 2810 542,8 2190 3594 74 750 74 604 132,1 624,4 395,9 696,5 372,3 231 1445 1445 2810 ÁRBOL LÓGICO DE DECISIÓN E1 E2 E3 E4 SA1 SA2 P1 P2 M1 M2 P1 P1 E1 P1 SA1 P3 P4 P4 P4 P3 P2 P4 P4 P3 P2 P1 P1 P1 E1 E5 SA3 SA4 SA5 P3 P4 P5 M3 M4 M5 P3 SBAS-2A01 SBAS-2A02 SBAS-2A03 SBAS-2B01 SBAS-2B02 SBAS-3A01 SBAS-3A02 SBAS-3A03 SBAS-4A01 SBAS-4A02 SCOM-1A01 SCOM-1A02 SCOM-1A03 SCOM-1A04 SCOM-1A05 SCOM-2A01 SCOM-2A02 SCOM-2A03 SCOM-2B01 SCOM-3A01 SCOM-3A02 SCOM-3A03 SCOM-3B01 SLUB-1A01 SLUB-1A02 SLUB-1A03 SLUB-1A04 SLUB-1A05 SLUB-1A06 SLUB-1A07 SLUB-1B01 SLUB-1B02 SLUB-1B03 SLUB-1C01 SLUB-1C02 SLUB-1C03 SLUB-2A01 SLUB-2A02 SLUB-2A03 SLUB-2B01 SLUB-2B02 SLUB-3A01 SLUB-3A02 SLUB-3A03 48 8 10 90 90 56 3 30 50 8 21 21 210 8 105 21 35 210 60 70 35 800 21 5 18 60 42 42 54 7 50 42 200 24 8 21 140 200 1 2 200 49 42 6 Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si No Si Si Si Si Si Si No Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si SI SI No SI SI No SI No No No No SI SI SI No No No No SI No No No No SI No SI No No No No No No No No No No No No No No No No No No No SI No No No No No No No No No SI SI SI No No No No SI SI SI No No No No SI No No No No No No No SI SI No No No SI No No No No No 600 600 600 100 100 600 0 200 100 600 600 600 600 600 600 100 100 600 600 100 100 600 100 0 100 100 200 200 100 0 0 100 0 600 600 600 0 100 0 600 0 0 100 600 31,25 2810 750 31,25 37,75 1445 0 395,89 187,4 3594 319,1 125,2 52,57 2190 125,2 319,1 319,1 52,57 41 52,57 52,57 2799 22,16 14,38 2655 41 231 209,8 19,07 209,8 48,56 209,8 130,2 39,96 1393 2655 0 130,2 208,5 428,6 130,2 41 209,8 30 P4 P4 P4 P2 P2 P1 M4 P1 P4 P4 P1 SA3 P3 SA1 p1 P1 P1 P3 E4 P2 P3 P1 P1 P4 P1 E4 P1 P1 P4 P1 P3 P1 P2 SA3 SA1 P1 P3 P2 SA1 P1 P2 E4 P1 99 CONSECUENCIAS MODO DE FALLA E S A P M SBAS-1A01 SBAS-1A02 SBAS-1A03 SBAS-1A04 SBAS-1A05 SBAS-1A06 SBAS-1A07 SBAS-1A08 SBAS-1A09 SBAS-1A10 SBAS-1B01 SBAS-1B02 SBAS-1B03 SBAS-1B04 SBAS-1B05 SBAS-1B06 SBAS-1B07 SBAS-1B08 SBAS-1B09 SBAS-1B10 SBAS-2A01 SBAS-2A02 SBAS-2A03 SBAS-2B01 SBAS-2B02 SBAS-3A01 SBAS-3A02 SBAS-3A03 SBAS-4A01 SBAS-4A02 Si No No Si No No Si Si No Si Si Si Si Si Si Si Si Si No Si No ESTRATEGIAS TIPO DE MANTTO TAREA FRECU ENCIA (SEMA NAS) Si No No Si No No Si No No Si No No Si Si Si Si No No No No No No No SI SI Si SI Si No No Si No No Si No No No No No Si Si Si Si Si Si Si Si Si SI SI No SI SI No SI No No No SI No No No No No No No Si No No Test de prueba del sensor con Software.(medición de 600 469A Condición ohmiaje y puntos máximo y mínimo) Uso de un analizador de 600 645,1A Condición batería. 200 52,57Sustitución CíclicaProgramación preventiva. Test de prueba para 600 2810A Condición determinar el balance del cigüeñal. 600 542,8A Condición Medida de resistencia. 600 2190A Condición Análisis por ultrasonido. Reemplazar el ECM en cada 600 3594Sustitución Cíclica cierto periodo. 600 74No Realizar Mtto Correctivo 600 750No Realizar Mtto Correctivo 600 74No Realizar Mtto Correctivo Reemplazar el turbo 300 604Sustitución Cíclica compresor. 100 132,1Reacondic. Cíclico Sopleteo de filtros. 200 624,4No realizar Mtto. Reemplazar el sensor 200 395,9No realizar Mtto. Reemplazar el sensor. 100 696,5Sustitución CíclicaReemplazo de las válvulas. Calibración de las valvulas. 100 372,3Reacondic. Cíclico (30 000 km) 600 231A Condición Análisis de aceite. 600 1445A Condición Análisis de aceite. 600 1445A Condición Análisis de aceite. Test de prueba para 600 2810A Condición determinar el balance del cigüeñal. 600 31,25No realizar Mtto. 600 2810No realizar Mtto. 600 750No realizar Mtto. ¿Por qué? 100 31,25Reacondic. Cíclico Tensado de correas 100 37,75Reacondic. Cíclico Tensado de correas. 600 1445A Condición Análisis de aceite. 0 0No realizar mntto. 200 395,89A Condición Reemplazar el sensor 100 187,4No realizar mntto. Reemplazar el ECM cuando 600 3594No realizar Mtto. éste presente averías. 4 1 4 1 4 4 24 12 1 4 4 48 24 4 2 4 4 4 24 12 12 4 4 24 100 SCOM-1A01 SCOM-1A02 SCOM-1A03 SCOM-1A04 SCOM-1A05 SCOM-2A01 SCOM-2A02 SCOM-2A03 SCOM-2B01 SCOM-3A01 SCOM-3A02 SCOM-3A03 SCOM-3B01 SLUB-1A01 SLUB-1A02 SLUB-1A03 SLUB-1A04 SLUB-1A05 SLUB-1A06 SLUB-1A07 SLUB-1B01 SLUB-1B02 SLUB-1B03 SLUB-1C01 SLUB-1C02 SLUB-1C03 SLUB-2A01 SLUB-2A02 SLUB-2A03 SLUB-2B01 SLUB-2B02 SLUB-3A01 SLUB-3A02 SLUB-3A03 Si No No Si SI SI Si SI Si Si Si Si SI No No No SI SI No No No Si No No No SI SI Si No SI Si No SI Si No No Si No No Si SI No 600 319,1A Condición Análisis de combustible. 600 125,2Sustitución CíclicaReemplazar las cañerías. Reemplazar los filtros 600 52,57Sustitución Cíclica periódicamente. 600 2190A Condición Análisis por ultrasonido. 600 125,2A Condición Análisis de aceite 100 319,1A Condición Análisis de combustible. 100 319,1A Condición Análisis de combustible. Drenado y limpieza del 600 52,57Sustitución Cíclica tanque de combustible. (cambio de filtros). Búsqueda de 600 41 Test de pruebas a la válvula. fallas 100 52,57Reacondic. Cíclico Lavar el filtro con petroleo. 100 52,57Sustitución CíclicaCambio de filtro. 600 0 100 100 200 2799A Condición Análisis de combustible. 100 22,16A Condición Análisis de combustible. No hacer nada aunque se 14,38No realizar Mtto. funda el motor. 2655A Condición Análisis de aceite. Búsqueda de 41 Pruebas a la válvula. fallas 231A Condición Análisis de aceite. 48 4 1 24 48 4 Si No No No SI SI Si No No Si No No Si No No Si No No Si No No Si No No Si No No Si No SI Si No SI Si No No Si No No Si No No Si No SI Si No No Si No No Si No No Si No No Si No No 200 209,8A Condición Análisis de aceite. Adicionar aceite cuando se 100 19,07No realizar Mtto. presente. 0 209,8A Condición Análisis de aceite. 0 48,56Sustitución CíclicaReemplazo de filtros. 100 209,8A Condición 0 600 600 600 0 100 0 600 0 0 100 600 Análisis de aceite. Limpieza y cambio de filtro 130,2Reacondic. Cíclico de respiradero. Remplazo de las mangueras 39,96Sustitución Cíclica periódicamente. Análisis por ultrasonido del 1393A Condición Cárter. 2655A Condición Análisis de aceite. Reemplazo de filtros 0Sustitución Cíclica periódico. Limpieza y reemplazo de 130,2Reacondic. Cíclico filtros de respiraderos. Programar cambio ,cuando 208,5A Condición se detecta lagrimeo de aceite. 428,6A Condición Análisis de aceite. Limpieza y cambio de filtro 130,2Reacondic. Cíclico de respiradero. Búsqueda de 41 Pruebas a la válvula. fallas 209,8A Condición Análisis de aceite. 30Rediseño Correctivo 101 4.11.23 Resumen del estudio de viabilidad técnica y económica de cada tarea Para mayores detalles de cada tarea, ver el capítulo 5. Tabla 21: Resumen del estudio de viabilidad técnica y económica COSTO ANUALIZA DO CONSEC. US$ 415,03 318,24 11360,00 2099,71 5844,00 2232,75 718,24 6095,19 COSTO ANUALIZA DO RCM US$ 287,03 292,98 1686,2 1368,80 1291,00 1285,84 525,52 2575,84 TAREA SBAS1A02 SBAS1A03 SBAS1A04 SBAS1A05 SBAS1A06 SBAS1B01 SBAS1B04 SBAS1B07 Estratificación ácida de las baterías Obstrucción de los filtros de combustible Cigüeñal desbalanceado o roto Cortocircuito en el solenoide de motor de arranque Rotura del tanque de combustible Deterioro de las paletas de turbocompresor Descalibración del sensor de presión atmosférica Desgaste acelerado de los metales de bancada y biela SUMATORIA 29083,16 9313,21 102 ¿Es evidente? S ¿Afecta la seguridad o el medio ambiente? N ¿Afecta la producción? N ¿Afecta el mantenimiento? N ¿Tareas a condición? S ¿Tareas a condición? S ¿Tareas a condición? S ¿Tareas a condición? N ¿Reacondicionamiento cíclico? N ¿Reacondicionamiento cíclico? N ¿Reacondicionamiento cíclico? N ¿Reacondicionamiento cíclico? N ¿Sustitución cíclica? N ¿Combinación de tareas? N No realizar mantenimiento programado N No realizar mantenimiento programado N ¿Sustitución cíclica? N ¿El rediseño es obliigatorio? N ¿El rediseño debe justificarse? N ¿El rediseño debe justificarse? Dibujo 4: Árbol lógico de decisión y determinación de las estrategias de mantenimiento Tabla 96: AMECF COD SUBSISTEMA COD FUNCIONES COD FALLAS FUNCIONALES COD SBAS-1A01 MODOS DE FALLA Falla del sensor de velocidad por cortocircuito. EFECTOS El motor no enciende. No afecta a la seguridad ni al medio ambiente. El motor no recibe la señal del sensor y por consiguiente no se produce la explosión en el motor, esto ocasionará pérdida en la productividad y anula la operación del equipo en ruta y por consiguiente una pérdida en el servicio de 6 horas. La reparación de este componente por reemplazo del sensor nuevo demorará 1 hora-hombre. El costo del sensor es de US$ 600.00. El motor no enciende. El indicador de carga de la batería indica ¨descargado¨. No afecta al medio ambiente ni a la seguridad. No existe la alimentación de voltaje para el sistema de arranque. La máquina no arrancará y producirá pérdida en la productividad de hasta 6 horas. Se requiere cambiar las baterías, lo que ocupará un tiempo 1 hora-hombre. El costo aproximado de las baterías es de US$ 1200.00. Hay alerta de baja presión en el sistema de combustible. Afecta la seguridad en las operaciones de mantenimiento por la alta presión presente en el sistema y afecta al medio ambiente por derrame de combustible y cambio de filtro no programado. No existe la alimentación de combustible con la presión necesaria para el sistema. La máquina no arranca, y produce una pérdida en la producción de hasta 2 horas. La reparación requiere de 1 hora-hombre. El costo del filtro es de US$ 51.41. Es una falla oculta. Afecta al medio ambiente y la seguridad. Se produce un desgaste de las piezas internas del sistema básico del motor por el bloqueo y arrostramiento del cigüeñal. La máquina no podrá moverse del lugar en el que se encuentra, produciendo una pérdida de productividad por inoperabilidad. La reparación será aproximadamente de 4 dias, y ocupará 90 horas/hombre. El costo de reemplazo del cige´ nal es de aproximadamente US$ 3000.00. El motor no enciende. Afecta la seguridad: posible electrocución del personal de mantenimiento, no afecta al medio ambiente. El equipo no puede arrancar, ya que el motor de arranque no da el torque necesario al motor, lo que produce una pérdida en la productividad de hasta 6 horas. La reparación requiere el cambio del solenoide del arrancador, por uno nuevo o reconstruido, lo que requerir á un tiempo aproximado de 1 hora-hombre y un costo de US$ 300.00 por el repuesto. Hay fuga de combustible. Afecta a la seguridad por riesgo de explosión y afecta también al medio ambiente. Se produciría un derrame de combustible por todo el trayecto. Ocasionará una pérdida de productividad de hasta 6 horas ya que el equipo no arrancará o se detendrá. Es necesario parar la máquina para la reparación del tanque lo que ocupará 3 horas-hombre además de un costo de US$ 800.00. El motor no enciende. Afecta la seguridad pero no al medio ambiente. Se producirá una mala señal del ECM, con lo cual el motor se sobrerevoluciona, se descontrola o se detiene. Ocasionará una pérdida de productividad de hasta 6 horas ya que el equipo no podrá moverse. Para la reparación de esta falla es necesario parar la máquina por aproximadamente 2 horas-hombre y un costo aproximado de US$ 3000.00 por el ECM de reemplazo. No hay giro del motor. No afecta a la seguridad ni al medio ambiente. No habrá la llegada de corriente al arrancador, por lo cual el arrancador no se activará. Ocasionará una pérdida de productividad de hasta 2 horas. Para corregir esta falla es necesario parar la máquina durante 2 horas para la reparación de la falla a un costo es de 2horas/hombre. Los cables de reemplazo cuestan US$ 50,00 No hay potencia de salida. No afecta a la seguridad ni al medio ambiente. No habrá transmisión de potencia al sistema de transmisión. Para reparar esta falla es necesario parar la máquina por al menos 4 horas. El costo de reparación es el costo de volante más 4 horas hombre. El motor no enciende. No afecta a la seguridad ni al medio ambiente No existe comunicación del ECM con los inyectores, por lo cual no hay inyección de combustible. La reparación de esta falla demandará una evaluación con el software ET.lo cual demandará 2 horas hombre. El costo de reparación es de 2 horas-hombre. Se produce pérdida de potencia, se produce ruido. No afecta la seguridad ni al medio ambiente. El aire de entrada no tendrá la presión necesaria creando una baja potencia de salida. El equipo no producirá al 100%, por lo que causará pérdidas en la productividad de hasta 3 horas. La reparación de esta falla, se hará por reemplazo del turbocompresor, lo que ocupará 2 horas-hombre y el costo será de US$ 500.00 por el turbocompresor nuevo. Existe pérdida de potencia. No afecta la seguridad ni al medio ambiente. El filtro de aire no proveerá el aire necesario al motor y habrá una baja potencia en el motor. El equipo con este problema ocasionará retraso en el servicio de hasta 1 hora, ya que las condiciones de trabajo serán diferentes. La reparación de esta falla se soluciona con el reemplazo de los filtros de aire, esto ocupará 1 hora-hombre y el costo del filtro nuevo será de US$ 80.00. Se produce pérdida de potencia. No afecta la seguridad ni al medio ambiente. Al estar defectuoso este sensor, el ECM asume el valor crítico y hará un mal cálculo de la inyección de combustible. El equipo no tendrá una adecuada inyección y por la tanto la potencia disminuirá lo que producirá una pérdida en la productividad de hasta 2 horas. La reparación de esta falla será por el cambio de un sensor nuevo lo cual tomará 1hora-hombre y un costo de US$ 500.00. Se produce pérdida de potencia. No afecta a la seguridad ni al medio ambiente. La falla de este sensor producirá una señal errónea al ECM, y por ende un mal cálculo de la inyección del motor. El equipo trabajará pero adecuado a otra altitud, por lo tanto con menor potencia ocasionando pérdida en el tiempo de entrega de hasta 2 horas. Se deberá reemplazar el sensor de presión atmosférica por uno nuevo, lo cual tomará 1 hora-hombre y un costo aprox. de US$ 500.00. Se produce traqueteo y pérdida de potencia. No afecta la seguridad pero si al medio ambiente por humo excesivo. El desgaste de las válvulas producirá una mala explosión y por lo tanto fugas, en el que el motor no recibirá la fuerza adecuada. El motor trabajará pero en condiciones reducidas y producirá pérdidas en la productividad de hasta 1 hora. La reparación de esta falla será con el cambio de las válvulas de admisión y escape lo cual tomará 2 días, y un costo de US$ 800.00. Se produce tinteneo y pérdida de potencia. Si afecta a la seguridad y al medio ambiente. La descalibración de las válvulas en el motor producirá una mala explosión en el motor. Producirá pérdidas en la productividad de hasta 1 hora. La reparación de esta falla se soluciona con la calibración de las válvulas, lo cual consumirá 4 horas-hombre. Produce pérdida de potencia y recalentamiento. No afecta a la seguridad ni al medio ambiente. Se producirá un desgaste de los puños del cigüeñal por el bloqueo y arrostramiento debido al movimiento torsor de la explosión de los cilindros. El equipo puede llegar a fundirse metal con metal debido al excesivo rozamiento lo que producirá una pérdida en la productividad de hasta 6 horas. La reparación de esta falla requerirá de 5 días y un costo de US$ 600.00 por los metales nuevos. Produce recalentamiento y pérdida de potencia. No afecta a la seguridad ni al medio ambiente. Se producirá rozamiento y fugas en la cámara de combustión. El equipo no trabajará a la potencia óptima, esto producirá una pérdida en la producción de hasta 6 horas. La reparación de esta falla será por el cambio de los pistones, lo cual tomará 2 días y un costo de US$ 800.00. Es una falla no oculta. No afecta a la seguridad ni al medio ambiente. Se producirán fugas y sobrecalentamiento en el motor. El equipo trabajará con problemas de sobrecalentamiento, lo que obligará a detener la unidad, esto produdirá pérdidas en la productividad de hasta 6 horas. La reparación de la falla se hará por la reparación o el cambio de la cámara,lo cual tomará 2 días y un costo de US$ 600.00. Es una falla oculta. Afecta al medio ambiente y a la seguridad. Se produce un desgaste de las piezas internas del sistema básico del motor por el bloqueo y arrostramiento del cigüeñal. La máquina no podrá moverse del lugar en el que se encuentra, produciendo una pérdida en la productividad por inoperabilidad. La reparación tomará aproximadamente 4 días, y ocupará 90 horas-hombre. El costo de reemplazo del cigueñal es de US$ 3000.00. Hay pérdida de potencia, la aceleración no responde y presenta comportamiento irregular. No afecta la seguridad ni el medio ambiente. Existe inestabilidad en el estado del sensor del pedal del acelerador. La reparación de esta falla consistirá en el cambio del sensor lo cual demandará 1 hora-hombre. El costo del sensor es de USS $ 124,00. El motor enciende pero funciona de forma irregular. No afecta la seguridad ni el medio ambiente. Existe presencia de aire en el sistema de combustible produciendo la inestabilidad en el sistema. La reparación de esta falla demandará 1 hora-hombre El costo de reparación de esta falla implicará el cambio (si presenta defectos) de alguna manguera o ajustes en el circuito de combustible. Se apaga el motor, se produce una rápida descarga de batería. Si afecta a la seguridad mas no al medio ambiente. Al estar rotas las correas la fuerza del motor no recargará la batería. Esto causará parada del equipo y pérdida de productividad de hasta 6 horas. La reparación de la falla será por el cambio de correas y ocupará 1 hora-hombre además de un costo de US$ 40.00. Se producirá la parada del equipo . Si afecta a la seguridad y al medio ambiente. No transmitirá las RPM del motor hacia otros componentes. El equipo no podrá trabajar normalmente, y producirá pérdidas en la producción de hasta 6 horas. La reparación requerirá el cambio de componentes internos, lo cual tomará 4 días y un costo de US$ 800.00. Se aprecia pérdida de los dientes de la volante. No afecta a la seguridad ni al medio ambiente. No transmitirá la energía mecánica hacia el convertidor y el equipo no podrá moverse. El equipo por esta falla ocasionará pérdidas de producción de hasta 6 horas. La reparación o reemplazo de esta volante tomará 2 días y un costo de US$ 500.00. Se apaga el motor, se produce una rápida descarga de batería. Si afecta a la seguridad mas no al medio ambiente. Al estar rotas las correas la fuerza del motor no recargará la batería, esto causará parada del equipo ocasionando una pérdida en la productividad de hasta 6 horas. La reparación de la falla requerirá el cambio de correas y llevará 1 hora-hombre además de un costo de US$ 40.00. Es una falla no oculta. Afecta a la seguridad pero no al medio ambiente. No habrá la ventilación adecuada para el motor. El equipo se detendrá por sobrecalentamiento del motor, creando pérdidas de tiempo de hasta 1 hora. La reparación será el adecuado templado de las correas, lo cual tomaría 1 hora. El motor funciona de forma irregular. No afecta la seguridad ni el medio ambiente. Existe presencia de aire en el sistema de combustible produciendo la inestabilidad en el sistema. La reparación de esta falla demandará 1 hora-hombre El costo de reparación de esta falla implicará el cambio (si presenta defectos) de alguna manguera o ajustes en el circuito de combustible. El motor funciona de forma irregular. No afecta a la seguridad ni al medio ambiente. Cuando un cilindro individual presenta averías se presenta inestabilidad y disminución de las rpm del motor. La evaluación dela falla tomará 1-hora hombre en escaneo con el software ET para identificar el cilindro que presenta la falla. La reparación de la falla demandará 12 horas de pérdida de producción y un costo de US$ 1444.51 por el kit de cilindro. No se alcanza las rpm máximas del motor. No afecta a la seguridad ni al medio ambiente. La falla de este sensor producirá una señal errónea al ECM, y al cálculo de la inyección del motor. El equipo trabajará pero adecuado a otra altitud, por lo tanto con menor rpm y menor potencia ocasionando pérdida en el tiempo de entrega de hasta 2 horas. Se deberá reemplazar el sensor de presión atmosférica por uno nuevo, lo cual tomará 1 hora-hombre y un costo de US$ 500.00. Disminuye la presión del sistema de inyección. No afecta a la seguridad ni al medio ambiente. Es necesario parar el equipo, lo que ocasionará una pérdida en la productividad de hasta 6 horas. La reparación de esta falla requerirá 2 horas-hombre para reemplazar la bomba. Es necesario reemplazar la bomba que presenta el desgaste por una nueva a un costo de US$ 320.00. Hay fuga de combustible, se registra baja presión en el sistema de inyección. Afecta al medio ambiente y a la seguridad. Producirá funcionamiento anormal del motor (tironeo) lo cual podría causar serios problemas al sistema de transmisión del tractocamión, es necesario detener la unidad, esto conducirá a una pérdida de tiempo de hasta 6 horas. La reparación requiere reemplazar las cañerías lo cual tomará 1 hora-hombre. El costo de las cañerías será de US$ 80.00. Hay alerta de baja presión en el sistema de combustible. Afecta la seguridad en las operaciones de mantenimiento por la alta presión presente en el sistema y afecta al medio ambiente por derrame de combustible y cambio de filtro no programado. No existe la alimentación de combustible con la presión necesaria para el sistema. La máquina no arranca, y produce una pérdida en la producción de hasta 6 horas. La reparación requiere de 1 hora-hombre y el costo del filtro es de aproximadamente US$ 51.41. Hay fuga de combustible. Afecta la seguridad por riesgo de explosión y afecta al medio ambiente. Se produciría un derrame de combustible por todo el trayecto. Ocasionará una pérdida de productividad de hasta 6 horas ya que el equipo no arrancará. Es necesario parar la máquina, para la reparación del tanque, esto demandará 3 horas-hombre y un costo de US$ 800.00. Existe contaminación de combustible con aceite lubricante a través de la cámara de combustión-pistones. No afecta a la seguridad ni al medio ambiente. Afecta las propiedades físico-químicas del aceite lubricante pudiendo dañar físicamente los componentes móviles del motor. Este modo de falla requerirá de 6 horas-hombre en el taller y producirá 5 horas de pérdida de producción. La reparación implica el cambio immediato de los sellos de los inyectores más el aceite lubricante lo que costará US$ 289.00. Disminuye la presión del sistema de inyección. No afecta a la seguridad ni al medio ambiente. Producirá una pérdida de potencia, lo que conducirá a una pérdida en la producción de hasta 1 hora. La reparación de esta falla requerirá 2 horas-hombre para remplazar la bomba. Es necesario reemplazar la bomba que presenta el desgaste por una nueva a un costo aproximado de US$ 320.00. Se percibe traqueteo en la operación de la bomba de combustible. No afecta a la seguridad ni al medio ambiente. Se produciría una operación defectuosa del motor y traqueteo de la bomba, lo que conducirá a una pérdida en la producción de hasta 1 hora. La reparación de esta falla requerirá de 2 horas-hombre para reemplazar la bomba. Es necesario reemplazar la bomba que presenta el desgaste por una nueva a un costo de US$ 320.00. Se presenta funcionamiento irregular por mala relación de aire-combustible. No afecta a la seguridad ni al medio ambiente. El motor no arrancará por falta de combustible en los inyectores, esto producirá una pérdida de tiempo de hasta 6 horas. La reparación requerirá la limpieza del tanque y cañerías, y reemplazar el filtro, todo esto demandará 4 horas-hombre. El costo de los filtros es de US$ 51.41. Es una falla oculta. Afecta a la seguridad y al medio ambiente. Se producirá sobrepresión en el sistema de inyección y causará daños a la bomba de combustible, lo que producirá pérdidas en la productividad de hasta 6 horas. Es necesario reemplazar la válvula lo cual demandará 2 horas-hombre. La válvula tiene un costo aproximado de US$ 50.00. El análisis de combustible arroja más de 15 ppm. No afecta a la seguridad pero si al medio ambiente por el cambio no programado de filtro. La falla de este componente afectaría al filtro secundario y a los inyectores, producirá pérdida en la productividad de hasta 1 hora. La reparación tomará 1/2 hora-hombre. La falla obliga a un cambio inmediato de los filtros de combustible a un costo de US$ 51.41. El análisis de combustible arroja más de 3ppm. No afecta a la seguridad pero si al medio ambiente por el cambio no programado de filtro. La falla de este componente afectaría al filtro secundario y a los inyectores, y producirá pérdida en la productividad de hasta 1 hora. La reparación tomará 1/2 hora/hombre. La falla requiere un cambio inmediato de los filtros de combustible a un costo de US$ 51.41. El análisis de combustible arroja más de 3ppm, se aprecia un desgaste prematuro de los componentes del inyector en laboratorio. No afecta a la seguridad ni al medio ambiente. El combustible pasa a los inyectores sin filtrar, esto produce agrietamiento de la boquilla del inyector por partículas abrasivas y operación defectuosa del motor, se producirán averías en la cámara de combustión, y llevará a pérdidas en la productividad de hasta 6 horas. La reparación de esta falla requerirá cambiar los filtros, limpiar el sistema de alta presión y cambiar los inyectores, lo que tomará hasta 2 días además de una capacitación de mantenimiento a los mecánicos, lo cual demandará 01 día. La falla obliga a cambiar los inyectores a un costo de US$ 2681.36. El análisis de combustible arroja la presencia de agua. No afecta la seguridad y medio ambiente. Ingresa agua a la cámara de combustión formando ácido sulfúrico lo cual daará la cámara de combustión y los pistones. El ingreso de agua dañará todos los componentes del sistema por corrosión, lo que producirá pérdida de potencia y pérdida en la productividad de hasta 1 hora. El reemplazo del separador de agua demandará 1/2 hora-hombre. El separador de agua tiene un costo de US$ 12.00. Hay rastros de corrosión y rajaduras en las abrazaderas. Afecta a la seguridad del personal de mantenimiento pero no produce daños al medio ambiente. La unidad puede seguir operando. Ocasiona pérdida de las abrazaderas ya que dejan de ser seguras para su utilización. Hace necesario reemplazar las abrazaderas por unas nuevas a un costo de US$ 10.00 x 10. Disminuye la presión de aceite y pueden encontrarse partículas metálicas en el aceite producto del desgaste de la bomba de lubricación. No afecta a la seguridad ni produce daños al medio ambiente. La unidad puede seguir operando pero se produce una merma en su rendimiento, lo que producirá una pérdida de tiempo de hasta 1 hora. Demandará 4 horas de trabajo en taller. Ocasiona la pérdida de la bomba ya que afecta la operación segura de otros sistemas. El costo de una bomba nueva tiene un costo de US$ 400.00. Es una falla oculta. Afecta a la seguridad y al medio ambiente. La unidad puede seguir operando pero produce daño a otros componentes, y una pérdida de potencia, lo que conlleva a una pérdida de tiempo de hasta 1 hora. Demandará 2 horas de trabajo en taller. No ocasiona pérdida alguna pero puede afectar otros sistemas. Es necesario calibrar la válvula. Se detectan partículas de Cobre y Aluminio en el aceite lubricante. No afecta a la seguridad, ni al medio ambiente. La unidad puede seguir operando pero producirá una pérdida en la productividad de hasta 2 horas. Demandará al menos 48 horas de trabajo en taller. Ocasiona la pérdida de los cojinetes ya que compromete la operación de la unidad y el costo de los cojinetes es de US$ 100.00 x 8. Se verifica la viscosidad y condición del aceite lubricante en laboratorio. No afecta a la seguridad ni al medio ambiente. La unidad puede seguir operando pero con un rendimiento reducido, lo que ocasionará una pérdida en la productividad de hasta 2 horas. Ocasiona la pérdida del aceite lubricante ya que necesita ser íntegramente reemplazado. El costo del aceite a reemplazar es de US$ 120.00. Se aprecian variaciones en el indicador de aceite en las curvas. No afecta a la seguridad ni al medio ambiente. No es necesario detener la unidad, pero afecta su rendimiento, produciendo una pérdida en la productividad de hasta 1 hora. No ocasiona pérdida alguna. El costo del aceite a adicionar es de US$ 15.00. Es posible percibir el olor a combustible en una muestra de aceite, un análisis de laboratorio puede detectar su presencia. No afecta a la seguridad ni al medio ambiente. No es necesario detener la unidad, y no hay pérdida aparente en la productividad. No ocasiona pérdida alguna, pero es necesario hacer un seguimiento a la falla. El costo de los anillos de los pistones es de US$ 200.00. Hay baja presión de aceite, el ECM lanza una alerta de filtro taponado. No afecta a la seguridad ni el medio ambiente. No es necesario detener la unidad, y no produce pérdida aparente en la productividad. Ocasiona un reemplazo prematuro del filtro de aceite. El costo del cambio del filtro es de US$ 21.00. Se verifica la viscosidad y condición del aceite lubricante en laboratorio. No afecta a la seguridad ni al medio ambiente. La unidad puede seguir operando pero con un rendimiento reducido, lo que conduce a una pérdida en la productividad de hasta 1 hora. Ocasiona la pérdida del aceite lubricante ya que necesita ser íntegramente reemplazado. El costo del aceite a reemplazar es de US$ 120.00. Se detectan fugas de aceite por los empaques de la culata del motor, se detectan moléculas de agua en el análisis de aceite. No afecta a la seguridad ni al medio ambiente. No es necesario detener la unidad, pero produce pérdida de potencia y una pérdida en la productividad de hasta 1 hora. Ocasiona la pérdida de aceite lubricante. El costo del aceite lubricante es de US$ 120.00. Hay pérdida de aceite lubricante. No afecta a la seguridad pero si produce daños al medio ambiente. Es necesario detener la unidad y enviar una unidad móvil de mantenimiento para reemplazar la manguera rota, además de reponer el aceite perdido, lo que puede ocasionar una pérdida en la productividad de hasta 6 horas. Ocasiona la pérdida de la manguera y del aceite lubricante. El costo de la manguera es de US$ 80.00 y el del aceite es de US$ 15.00. Hay pérdida de aceite lubricante. No afecta a la seguridad pero si produce daños al medio ambiente. Es necesario detener la unidad y remolcarla al taller para su reparación, lo cual implica una pérdida en la productividad de hasta 6 horas. Ocasiona pérdida del aceite lubricante. El costo de la reposición del aceite lubricante es de US$ 50.00. Disminuye la presión de aceite y pueden encontrarse partículas metálicas en el aceite producto del desgaste de la bomba de lubricación. No afecta a la seguridad ni produce daños al medio ambiente. La unidad no puede seguir operando lo que produce una pérdida en la productividad de hasta 6 horas. Ocasiona la pérdida de la bomba ya que afecta la operación segura de otros sistemas. El costo de una bomba nueva tiene un costo de US$ 400.00. Se detectan partículas contaminantes por encima del índice tolerable en el aceite lubricante. No afecta a la seguridad ni al medio ambiente. No es necesario detener la unidad, y no produce pérdidas inmediatas en la productividad. Ocasiona la pérdida de aceite lubricante. El costo del aceite lubricante es de US$ 120.00. Se detectan fugas de aceite por los empaques de la culata del motor, se detectan moléculas de agua en el análisis de aceite. No afecta a la seguridad ni al medio ambiente. No es necesario detener la unidad, pero produce pérdida de potencia y una pérdida en la productividad de hasta 1 hora. Ocasiona la pérdida de aceite lubricante. El costo del aceite lubricante es de US$ 120.00. Es visible como el aceite lubricante escapa por los sellos del cigüeñal, se detectan partículas contaminantes en el análisis de aceite. No afecta a la seguridad, ni causa daños al medio ambiente. No es necesario detener la unidad, y no produce pérdidas en la productividad. Ocasiona la pérdida de aceite lubricante y filtro de aceite. El costo del aceite lubricante es de US$ 50.00, el del filtro de US$ 6.00 y el de los sellos US$ 60.00. Se aprecian restos de aceite en el líquido refrigerante, se detectan moléculas de agua en el análisis de aceite. No afecta a la seguridad ni causa daños al medio ambiente. Es necesario detener la unidad, lo que ocasionará una pérdida en la productividad de hasta 6 horas. Ocasiona la pérdida de aceite lubricante. El costo del aceite lubricante es de US$ 120.00. Se detectan fugas de aceite por los empaques de culata del motor, se detectan moléculas de agua en el análisis de aceite. No afecta a la seguridad ni al medio ambiente. No es necesario detener la unidad, y no produce pérdidas en la productividad. Ocasiona la pérdida de aceite lubricante. El costo del aceite lubricante es de US$ 120.00. Se advierte alta temperatura del aceite lubricante en el panel de control de la cabina. No afecta a la seguridad ni al medio ambiente. No es necesario detener la unidad y no produce pérdidas en la productividad. Ocasiona la pérdida de la válvula y hace necesario reemplazar todo el aceite lubricante. El costo de la válvula es de US$ 150.00, y el del aceite de reemplazo es de US$ 120.00. Se verifica la viscosidad y condición del aceite lubricante en Laboratorio. No afecta a la seguridad ni al medio ambiente. La unidad puede seguir operando pero con un rendimiento reducido lo que conlleva a una pérdida en la productividad de hasta 1 hora. Ocasiona la pérdida del aceite lubricante ya que necesita ser íntegramente reemplazado. El costo del aceite a reemplazar es de US$ 120.00. Se aprecian restos de aceite en el líquido refrigerante, se detectan moléculas de agua en el análisis de aceite. No afecta a la seguridad ni causas daños al medio ambiente. Es necesario detener la unidad, lo que conduce a una pérdida en la productividad de hasta 6 horas. Ocasiona la pérdida de aceite lubricante. El costo del aceite lubricante des de US$ 120.00. S 8 O 1 D 10 NPR 80 SBAS-1A02 Estratificación ácida de las baterías 1 1 7 7 SBAS-1A03 Filtro de combustible obstruido 5 10 7 350 SBAS-1A04 Rotura del cigüeñal por desbalance 8 1 5 40 SBAS-1A05 SBAS-1A No produce potencia SBAS-1A06 Cortocircuito en el solenoide de accionamiento del motor de arranque 1 1 1 1 Avería o rotura del tanque de combustible 7 1 1 7 SBAS-1A07 Control electrónico del motor desconectado o defectuoso 8 1 1 8 SBAS-1A08 Cables y conexiones del motor de arranque corroídas 6 1 1 6 SBAS-1A09 Dientes de la corona de la volante rotas 1 1 10 10 SBAS-1A10 Conexiones eléctricas a los inyectores sueltas o corroídas 6 1 1 6 SBAS-1B01 Deterioro de las paletas del turbocompresor 6 1 7 42 SBAS-1 Proporcionar una potencia nominal de 435 HP SBAS-1B02 Obstrucción del filtro de aire 6 3 5 90 SBAS-1B03 Sensor de presión de refuerzo defectuoso 6 1 5 30 SBAS-1B04 Descalibración del sensor de presión atmosférica 6 1 5 30 SBAS SISTEMA BÁSICO DEL MOTOR SBAS-1B05 Desgaste de las válvulas de admisión y escape 6 1 10 60 SBAS-1B No hay potencia suficiente para mover la máquina o hay pérdida de potencia en condiciones normales de operación SBAS-1B06 Descalibración de las válvulas de admisión y escape 6 10 7 420 SBAS-1B07 Desgaste acelerado de los metales de bancada y cigüeñal 8 1 7 56 SBAS-1B08 Agarrotamiento de los pistones 8 1 7 56 SBAS-1B09 Averías en la cámara de combustión 8 1 7 56 SBAS-1B10 Cigüeñal desbalanceado o con averías 8 1 10 80 SBAS-1B11 Sensor del pedal de aceleración malogrado 7 1 5 35 SBAS-1B12 Presencia de aire en el sistema de combustible 8 2 10 160 SBAS-2A01 Correas del alternador dañadas o rotas 8 2 3 48 SBAS-2A No transmite potencia al tren de fuerza ni a los PTOs SBAS-2A02 para el normal funcionamiento de la máquina SBAS-2A03 Rotura del cigüeñal por desbalance 8 1 1 8 SBAS-2 Transmitir la potencia al tren de fuerza y a los PTOS Dientes del engranaje de la volante rotas 1 1 10 10 SBAS-2B01 SBAS-2B No transmite la potencia necesaria a los PTOS SBAS-2B02 Correas del alternador sueltas 6 5 3 90 Correas del ventilador sueltas 6 5 3 90 SBAS-3A01 Presencia de aire en el sistema de combustible 8 1 7 56 SBAS-3 Proporcionar una velocidad de 1200 RPM mín. y de 2100 RPM máx. SBAS-3A02 SBAS-3A No se alcanza las rpm máximas del motor SBAS-3A03 Cilindro individual averiado 1 3 1 3 Descalibración del sensor de presión atmosférica 6 1 5 30 SCOM-1A01 Desgaste acelerado de la bomba de combustible 7 1 3 21 SCOM-1A02 Rotura en las cañerías de combustible 7 1 3 21 SCOM-1 Suministrar combustible D2 SCOM-1A No suministra combustible SCOM-1A03 Filtro de combustible obstruido 7 10 3 210 SCOM-1A04 Rotura del tanque de combustible 8 1 1 8 SCOM-1A05 Averías por desgaste o resecado de los sellos (O-Ring) de los inyectores 4 2 7 56 SCOM-2A01 Desgaste prematuro de los engranes de la bomba de combustible 7 1 3 21 SCOM-2A SCOM SISTEMA DE INYECCIÓN DE COMBUSTIBLE SCOM-2 Suministrar combustible a una presión de 60 psi Suministra combustible a una presión menor de la especificada. SCOM-2A02 Desgaste por cavitación de la bomba de combustible 7 1 5 35 SCOM-2A03 Obstrucción en el filtro de combustible. 7 10 3 210 SCOM-2B01 SCOM-2B Suministra combustible con sobrepresión Válvula limitadora de presión de combustible descalibrada 6 1 10 60 SCOM-3A01 Obstrucción del filtro primario 1 10 7 70 SCOM-3A02 SCOM-3A SCOM-3 Suministrar combustible con un máx de 6 ppm y 0,2% de agua Suministra combustible con mas de 6 ppm SCOM-3A03 Filtro secundario dañado prematuramente 1 5 7 35 Llenado incorrecto del filtro de combustible. 8 10 10 800 SCOM-3B01 SCOM-3B Suministra combustible con mas de 0.2% de agua Separador de agua dañado 1 3 7 21 SLUB-1A01 Abrazaderas de mangueras averiadas o rotas. 1 5 1 5 SLUB-1A02 Desgaste prematuro de los engranes de la bomba de aceite. 6 1 3 18 SLUB-1A03 Válvula limitadora de presión descalibrada 6 1 10 60 SLUB-1A Suministra aceite lubricante con una presión menor a la especificada SLUB-1A04 Desgaste acelerado de los cojinetes de bancada o de los de biela 6 1 7 42 SLUB-1A05 Aceite de lubricación incorrecto, oxidado o con alta viscosidad 6 1 7 42 SLUB-1A06 Aceite lubricante insuficiente en el cárter 6 3 3 54 SLUB-1 Suministrar aceite lubricante con una presión mín de 40 psi y máx de 60 psi (20 psi en ralentí) SLUB-1A07 Hay dilución de combustible en el aceite lubricante 1 1 7 7 SLUB-1B01 Filtro de aceite taponado 1 10 5 50 SLUB-1B Hay sobrepresión en el sistema de lubricación SLUB-1B02 Aceite inapropiado para el sistema por exceso de viscosidad. 6 1 7 42 SLUB -1B03 Respiradero del cárter obstruido 4 10 5 200 SLUB-1C01 SLUB SISTEMA DE LUBRICACIÓN DEL MOTOR SLUB-1C02 Rotura de mangueras de suministro de aceite. 8 3 1 24 SLUB-1C No suministra aceite lubricante Rotura del cárter 8 1 1 8 SLUB-1C03 Rotura de engranes de la bomba de aceite 7 1 3 21 SLUB-2A01 Intervalo de cambio de filtros prolongados. 4 5 7 140 SLUB-2A02 SLUB-2A Suministra aceite con más de 15ppm Respiradero de cárter obstruido 4 10 5 200 SLUB-2 Suministrar aceite lubricante 15W40 con un máx. de 15 ppm y 0,2% de agua SLUB-2A03 Sellos del cigüeñal dañados 1 1 1 1 SLUB-2B01 Rotura del serpentín en el enfriador de aceite 1 2 1 2 SLUB-2B Suministra aceite con mas de 0.5% de agua SLUB-2B02 Filtro de respiradero obstruido 4 10 5 200 SLUB-3A01 Válvula de derivación al enfriador dañada. 7 1 7 49 SLUB-3 Mantener el aceite lubricante a una temperatura máx de 102ºC SLUB-3A Suministra aceite con una temperatura mayor a 102 ºC SLUB-3A02 Aceite inapropiado para el sistema por exceso de viscosidad 6 1 7 42 SLUB-3A03 Fuga de agua en el enfriador de aceite 1 2 3 6 106 Tabla 22: Resumen de factibilidad técnica y económica y equipo necesario para el R C M MODO DE FALLA SBAS1A01 SBAS1A02 SBAS1A03 SBAS1A04 SBAS1A05 SBAS1A06 SBAS1A07 SBAS1B01 SBAS1B02 SBAS1B03 SBAS1B04 SBAS1B05 SBAS1B06 SBAS1B07 SBAS1B08 SBAS1B09 SBAS1B10 SBAS2A01 SBAS2A02 SBAS2A03 ¿VIA BLE? No Sí Sí Sí Sí Sí No Sí No No Sí No No Sí No Sí Sí No No No TIPO DE MTTO A Condición A Condición Sustitución Cíclica A Condición A Condición A Condición Correctivo A Condición Reacondic. Cíclico No Realizar Mtto A Condición No Realizar Mtto Reacondic. Cíclico A Condición A Condición A Condición A Condición No Realizar Mtto No Realizar Mtto No Realizar Mtto TAREA Test de prueba del sensor con Software.(medicion de ohmeaje y puntos maximo y minimo) Uso de un analizador de bateria Reemplazo de filtros por programacion preventiva Test de prueba para determinar el balance del cigüeñal. Medida de resistencia. Analisis por ultrasonido. Reemplazar el ECM cada cierto periodo. Test de pruebas al turbocompresor Sopleteo de filtros. Reemplazar el sensor Reemplazar el sensor. Reemplazo de las valvulas. Calibracion de las valvulas.(30 000 Km) Análisis de aceite. Análisis de aceite Analisis de aceite. Test de prueba para determinar el balance del cigüeñal. Correctivo Correctivo Correctivo x x x x x x x x x x x x x EQUIP01 EQUIP02 EQUIP03 x EQUIP04 EQUIP05 EQUIP06 EQUIP07 EQUIP08 EQUIP09 EQUIP10 EQUIP11 EQUIP12 SBAS2B01 SBAS2B02 SBAS3A01 SBAS3A02 SBAS4A01 SBAS4A02 SCOM1A01 SCOM1A02 SCOM1A03 SCOM1A04 SCOM1A05 SCOM2A01 SCOM2A02 SCOM2A03 SCOM2B01 SCOM3A01 SCOM3A02 SCOM3A03 SCOM3B01 SLUB1A01 SLUB1A02 SLUB- No No No No No No No No Sí Sí No No No Sí No No Sí No No No No No Reacondic. Cíclico No Realizar Mtto A Condición No Realizar Mtto No Realizar Mtto No Realizar Mtto A Condición No Realizar Mtto Sustitución Cíclica A Condición A Condición A Condición A Condición Sustitución Cíclica Búsqueda de fallas Reacondic. Cíclico Sustitución Cíclica Correctivo Correctivo No Realizar Mtto A Condición Búsqueda de Tensado de correas Tensado de correas. analisis de aceite. Correctivo Correctivo Reemplazar el ecm cuando este presente averias. Analisis de combustible. Correctivo Reemplazar los filtros periodicamente. Analisis por ultrasonido. analisis de aceite analisis de combustible. Igual al SCOM-2A01 Analisis de combustible. Drenado y limpieza del tanque de combustible. (cambio de filtros). test d epruebas a la valvula. Lavar el filtro con petroleo. Cambio de flitro. analisis de combustible. Analisis de combustible. No hacer nada aunque se funda el motor. Analisis de aceite. Preuebas en la valvula. x x x x 1A03 SLUB1A04 SLUB1A05 SLUB1A06 SLUB1A07 SLUB1B01 SLUB1B02 SLUB1B03 SLUB1C01 SLUB1C02 SLUB1C03 SLUB2A01 SLUB2A02 SLUB2A03 SLUB2B01 SLUB2B02 SLUB3A01 SLUB3A02 SLUB3A03 Sí No No No No No No No No No No No No No No No No No fallas A Condición A Condición No Realizar Mtto A Condición Sustitución Cíclica A Condición Reacondic. Cíclico correctivo A Condición A Condición Sustitución Cíclica Reacondic. Cíclico correctivo A Condición Reacondic. Cíclico Búsqueda de fallas A Condición Rediseño Analisis de aceite. Analisis de aceite. adicionar aceite cuando se presente. Analisis de aceite. Reemplazo de filtros. analisis de aceite. Limpieza y cambio de flitro de respiradero. Remplazo de las mangueras periodicamente. Analisis por ultrasonido del Carter. Analisis de aceite. reemplazo de filtros periodico limpieza y reemplazo de flitros de respiraderos. Programar cambio ,cuando se detecta lagrimeo de aceite. analisis de aceite. Limpieza y cambio de flitro de respiradero. pruebas en la valvula. Analisis de aceite. Correctivo x x x x x 5 ANÁLISIS DE VIABILIDAD TÉCNICA Y ECONÓMICA 5.1 Aclaración Todos los equipos y productos aquí nombrados son propiedad de sus respectivas empresas y solo han sido citadas para fines académicos. Los precios, especificaciones y disponibilidad de los equipos están sujetos a cambios sin previo aviso. Los sitios web de referencia pueden ser inaccesibles por cambios ajenos a nuestro alcance y algunos de ellos pueden requerir usuario y contraseñas autorizados. Todos los costos aquí detallados han sido referidos al mes de octubre del 2009, algunos costos han sido tomados de otras referencias que podrían estar desactualizadas. La tasa de interés que se utiliza para todos los análisis de indicadores económicos se basan en las tasas de interés que imponen las entidades privadas financieras peruanas a octubre del 2009 y que promedian el 10%. 5.2 Disclaimer All equipment and product names are the property of their respective companies and have only been cited for academic purposes. Prices, specifications and equipment availability are subject to change without notice. The reference sites may be inaccessible due to changes beyond our reach and some of them may require authorized user ID and password. All costs detailed here have been referred to the month of October 2009, some costs are taken from other references that might be outdated. The interest rate used for all analysis of economic indicators based on interest rates imposed by the Peruvian private financial institutions to October 2009 and averaging 10%. 110 5.3.Caso de estudio SBAS-1A02: Falla del sensor de velocidad por cortocircuito 5.3.1.Introducción: El Sensor de Velocidad Ilustración 41: E squema del sensor de velocidad [Fuente: www.azimainc.com] Algunos sensores de velocidad están hechos con una bobina móvil fuera de un imán estacionario. El principio de operación es el mismo. Otro tipo de transductor de velocidad consiste en un acelerómetro con un integrador electrónico incluido. Esta unidad se llama un Veló metro y es en todos los aspectos superior al sensor de velocidad sísmico clásico. El sensor de velocidad fue uno de los primeros transductores de vibración, que fueron construidos. Consiste de una bobina de alambre y de un imán colocados de tal manera que si se mueve el cárter, el imán tiende a permanecer inmóvil debido a su inercia. El movimiento relativo entre el campo magnético y la bobina induce una corriente proporcional a la velocidad del movimiento. De esta manera, la unidad produce una señal directamente proporcional a la velocidad de la vibración. Es auto generador y no necesita de aditamentos electrónicos acondicionadores para funcionar. Tiene una impedancia de salida eléctrica relativamente baja que lo hace relativamente insensible a la inducción del ruido. Aun tomando en cuenta estas ventajas, el transductor de velocidad tiene muchas desventajas, que lo vuelven casi obsoleto para instalaciones nuevas, aunque hoy en día todavía se usan varios miles. Es relativamente pesado y complejo y por eso es caro, y su respuesta de frecuencia que va de 10 Hz a 1000 Hz es baja. El resorte y el imán forman un sistema resonante de baja frecuencia, con una frecuencia natural de 10 Hz. La resonancia tiene que ser altamente amortiguada, para evitar un pico importante en la respuesta a esta frecuencia. El problema es que la amortiguación en cualquier diseño práctico es sensible a la temperatura, y eso provoca que la respuesta de frecuencia y la respuesta de fase dependan de la temperatura. 5.3.2. Selección de la política de manejo de falla El Monitoreo a Condición que podremos llevar a cabo en este tipo de falla por el medio del software ET con el cual podremos ver el funcionamiento del sensor en el cual, si este presenta códigos activos (1 ó más) u eventos registrados, descargando cada mantenimiento programado que le hagamos al motor. El sensor no presenta códigos registrados ● ● P Presenta 1 ó más códigos registrados Falla del sensor de velocidad ● F 5000Km (≈7 dias) Dibujo 5: Curva P-F caso S B A S-1A01 opción única [Fuente propia] El costo de monitoreo de falla, consta de la compra de: • • • Una laptop US$ 1000.00 Un Com Adapter US$ 1500.00 Una Licencia para el ET US$ 500.00 Para realizar la tarea se requiere 2 horas-hombre. Si se daña el sensor por uso o implicaría su reemplazo lo cual costaría US$ 700.00 El tiempo promedio entre fallas es de 2 por cada año. 5.3.3. Ejercicio (Ver hoja de evaluación) Realizando la tarea opción 1: Intervalo de realización de las tareas, cada 3500 km Costo anualizado de la falla no anticipada: US$ 437.33 Costo anualizado de la opción 1: US$ 813.33 Costo del equipo a financiar: US$ 3000.00 5.3.4. Conclusiones No es factible realizar la tarea a condición. 112 Hoja de Evaluación FALLA NO ANTICIPADA RESUMEN REQUISITOS DE LA REPARACION Qué debe ser reparado MODO DE FALLA Falla del sensor de velocidad del motor DAÑO SECUNDARIO Costo/hora del tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada no anticipado Otros costos de la falla no anticipada a ser reparado por Horas hombre Costo de mano de obra costo de repuestos Costo directo total de reparación Tiempo de parada del equipo Tiempo de parada del proceso 1 eléctrico. 1 12 700 712 6 6 Seguridad Real probabilidad Probabilidad tolerable Si Costo total de la falla no anticipada Tiempo medio entre fallas (años) Costo anualizado de la falla no anticipada DETERMINACIÓN DE CONSECUENCIAS No X Medio ambiente actual probabilidad Probabilidad tolerable Si No X 100 600 0 1312 3 437,33 EVALUACIÓN DE LA TAREA BASADA EN CONDICIÓN (PREDICTIVA) OPCIÓN 1 Utilizacion del Software del ET para detectar eventos registradoas sobre el sensor de velocidad. El evento del sensor de velocidad es encontrado repetidas veces. Intervalo P-F mas breve 5000 Minimo intervalo Falla Potencial Descripcion de la tarea propuesta Descargar datos con el software del ET en cada mantenieminto programado y tener una base de datos. 1500 Km Intervalo propuesto para realizar la tarea Accion fisica a tomar si se detecta una falla potencial Cambio del sensor de velocidad. Cómo esta acción evitará, eliminará o minimizará las consecuencias de la falla? 3500 Km El tener una base de datos de falla evitara la parada del equipo y por consiguiente el costo de produccion. REALIZANDO LA TAREA A CONDICIÓN Horas hombre Costo de mano de obra para Costo total de A realizarse Test de condicion 1 12 para realizar la 12 realizar la tarea realizar cada tarea tarea Tiempo de parada del equipo para Tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada para realizar la Costo anualizado de realizar 1 para realizar la tarea (si lo hay) 0 tarea (si lo hay) 0 la tarea 576 realizar la tarea (si es requerido parar) REPARACIONDE FALLA ANTICIPADA Horas hombre Costo de mano de obra para Costo de los repuestos para A realizarse por 1 electrico para reparar 1 reparar 12 reparar 700 Costo directo de la Tiempo de parada del equipo, Tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada 0 712 para realizar la reparación 1 para realizar la reparación reparación para reparar Costo anualizado de la Costo total anualizado de la opción Costo total de la reparación 813,33 712 reparación 237,33 1 Intervalo P-F OPCIÓN 2 mas breve Falla Potencial Descripcion de la tarea propuesta Minimo intervalo Intervalo propuesto para realizar la tarea Accion fisica a tomar si se detecta una falla potencial Cómo esta acción evitará, eliminará o minimizará las consecuencias de la falla? REALIZANDO LA TAREA A CONDICIÓN Horas hombre Costo de mano de obra para para realizar la realizar la tarea tarea Tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada para realizar la para realizar la tarea (si lo hay) tarea (si lo hay) REPARACIONDE FALLA ANTICIPADA A realizarse Tiempo de parada del equipo para realizar la tarea (si es requerido parar) Costo total de realizar cada tarea Costo anualizado de realizar la tarea Horas hombre Costo de mano de obra para Costo de los repuestos para para reparar reparar reparar Costo directo de la Tiempo de parada del equipo, Tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada reparación para realizar la reparación para realizar la reparación para reparar Costo anualizado de la Costo total anualizado de la opción Costo total de la reparación reparación 2 OPCION SELECCIONADA Justificación de la selección: A realizarse por 1 2 113 5.4.Caso de Estudio SBAS-1A02: Estratificación ácida de las baterías (Medidor EIS vs Medidor CCA) 5.4.1 Introducción: Una causa común de la falla de una batería es la estratificación ácida. El electrólito en una batería estratificada se concentra en el fondo, causando que la mitad superior de la celda sea pobre en ácidos. Este efecto es similar al de una taza de café en la cual el azúcar se queda en el fondo. Las baterías tienden a estratificarse si son guardadas con bajos niveles de carga (por debajo del 80%) y nunca tienen la oportunidad de recibir una carga completa. La estratificación ácida reduce el funcionamiento general de la batería. En la figura se ilustra una batería normal en la cual el ácido está distribuído de forma homogénea. Esta batería rinde correctamente pues las placas están rodeadas por una adecuada concentración de ácidos. El cuadro 4 muestra una batería estratificada en la cual la concentración ácida se aligera en la parte superior y se concentra en el fondo. El ácido ligero limita la activación de la placa, promueve la corrosión y reduce el rendimiento. La alta concentración ácida en el fondo, por otra parte, eleva artificialmente el voltaje del circuito abierto. La batería que parece completamente cargada, proporciona en realidad un CCA bajo. La alta concentración ácida también promueve la sulfatación y disminuye la conductividad ya de por sí baja. Sin control, esa condición conducirá eventualmente a una falla de la batería. * CCA (Cold Cranking Amps) ó “amperaje de arranque en frío” es la calificación utilizada en la industria de las baterías para definir la habilidad de una batería para arrancar un motor en temperaturas frías. La calificación es el numero de amperios que una batería nueva con carga completa puede entregar a -18º C por 30 segundos, manteniendo un voltaje de al menos 7.2 voltios para una batería de 12v. A mayor CCA, mayor potencia de arranque. Una batería normal En la batería normal el ácido se distribuye de forma homogénea entre la parte superior y la inferior de la celda, proporcionando así el máximo de capacidad possible. Una batería estratificada La concentración ácida es ligera en la parte superior y se concentra en el fondo. La alta concentración ácida eleva artificialmente el voltaje del circuito abierto provocando que la batería aparentemente cargada, tenga en realidad un CCA bajo. Permitir que la batería descanse por algunos días, la aplicación de movimientos de sacudida, o voltearla de lado tiende a corregir el problema. Una "carga de topping" mediante la cual la batería de 12 voltios es llevada hasta 16 voltios durante una a dos horas también invierte la estratificación ácida. La "carga del topping" también reduce la sulfatación causada por la alta concentración ácida. Es necesaria la atención cuidadosa de la batería durante este proceso para evitar el calentamiento excesivo y la pérdida del electrolito en exceso a través de la gasificación del hidrógeno. Siempre cargue la batería en un cuarto bien ventilado. La 114 acumulación de gas de hidrógeno puede conducir a una explosión. A diferencia de muchos otros gases, el hidrógeno es inodoro y es detectable únicamente con aparatos de medición. La estratificación ácida es difícil de medir, incluso con los avances de la tecnología. Los probadores no invasivos toman simplemente una "foto" de la condición, realizan un promedio de las medidas y dan los resultados. Las baterías estratificadas tienden a mostrar altos niveles de estado de carga en sus lecturas debido al voltaje elevado. Después de dejar descansar la batería, la capacidad tiende a normalizarse. Esto puede ser debido a efectos de difusión en la batería estratificada provocado por al descanso. Se dispone de poca información respecto a qué tanto descanso requiere una batería estratificada para poder mejorar esta condición. Se sabe, sin embargo, que temperaturas muy altas acelerarán el proceso de la difusión. Idealmente, el probador de batería debería indicar el nivel de la estratificación ácida, la sulfatación, carga superficial y condiciones similares, desplegando la solución ó procedimiento de corrección del problema. Esta característica no es posible aún. Se está haciendo mucha investigación en la evaluación de las baterías sin la necesidad de aplicar una descarga completa. Durante los últimos 20 años, la prueba de baterías se atrasó ante otras tecnologías. Una de las razones: la batería es muy difícil de probar, más allá de la aplicación de una carga completa, descarga y recarga. La batería se comporta de forma similar a nosotros los seres humanos: todavía no sabemos porqué nos desempenamos mejor en ciertos días que otros. Incluso con la utilización de equipos altamente precisos de carga y descarga, las baterías producen fluctuaciones de capacidad de forma preocupantemente alta. Para demostrar este fenómeno, un laboratorio independiente realizó pruebas sobre más de 100 baterías con diferentes niveles de funcionamiento (ver la figura). Primero prepararon las baterías dándoles una carga completa con un posterior período de descanso de 24 horas. Luego, medimos la capacidad aplicando una descarga de 25A a 10.50V ó 1.75V/celda (diamantes negros). Este procedimiento fue repetido una segunda vez y las capacidades resultantes fueron trazadas (cuadrados púrpura). Hubo importantes variaciones de hasta 15% en el parque de baterías probado. Algunas baterías tuvieron lecturas más elevadas la segunda vez; otras resultaron más bajas. Ilustración : 5.2.1 curva de capacidad de la bateria 5.4.2 Selección de la política de manejo de falla Por largo tiempo, los probadores de carga han sido el método estándar de prueba de baterías de automóviles. En el año de 1992 se introdujo la medida de conductancia de la CA, un método que simplifica la prueba de baterías. Ahora se está experimentando con la espectroscopia de impedancia electroquímica multi-modelo (EIS) en una versión portátil a un precio accesible. La EIS es muy compleja, y hasta hace poco tiempo requería de computadoras dedicadas y costoso equipamiento de laboratorio, sin mencionar químicos e ingenieros para interpretar las lecturas obtenidas. El equipamiento de un sistema EIS se montaba usualmente en un chasis tipo rack, y la instalación costaba decenas de miles de dólares. Los procesadores digitales de 115 señal de alta velocidad (DSPs), y el análisis de datos avanzado, han hecho posible reducir esta tecnología a unidades portátiles de mano. Una de las desventajas de las tecnologías más viejas es la incapacidad de poder medir la capacidad de la batería. La medida de la CCA por sí sola, tiende a ser engañosa porque el estado de carga y de otras condiciones afectan las lecturas. La capacidad es una medida importante que determina la condición de la batería de la forma más exacta posible. Ningún probador de la batería soluciona todos los problemas. Los probadores básicos tienen la ventaja de ser de bajo costo, simples de utilizar y capaces de trabajar con una amplia gama de tipos de baterías. Sin embargo, estas unidades proporcionan solamente una indicación superficial de la condición de la batería. La mayoría de estos equipos tienen pobres capacidades de detección de fallas e indican simplemente si la batería "está bien", "requiere recarga" ó simplemente "falló". Una prueba de laboratorio en Cadex demuestra que un probador de la batería basado en EIS es cuatro veces más exacto en la detección de las baterías débiles que la tecnología por conductancia de CA. Además, la tecnología de EIS se puede configurar para mostrar la capacidad, CCA y estado de carga con lecturas en números y en el porcentaje respecto al valor nominal. Mientras que los resultados en forma numérica son importantes para los ingenieros en un laboratorio de investigaciones de batería, un método de detección preciso de tipo "pasa/no pasa" es suficiente para nuestro interés. El técnico necesita simplemente saber si una batería que falla requiere ser recargada o substituida. Los probadores convencionales de batería a menudo interpretan equivocadamente el estado de una batería, debido a un bajo estado de carga. Se reemplazan muchas baterías cuando en realidad, alcanzaba con recargarlas, mientras que otras se muestran saludables cuando en realidad deberían haber sido reemplazadas. Con un sistema rápido y exacto de la prueba de la batería, las baterías devueltas se pueden probar, cargar y mantener listas para un reemplazo eventual. Se identificaron las siguientes tareas para el manejo de la falla por estratificación ácida de las baterías: Opción 1 - La utilización de de la unidad CADEX C7200 cuyo costo asciende a US$ 2195.00, esta unidad utiliza tecnología EIS muy superior a los probadores convencionales. Ilustración 42: Equipo CAD E X C7200 Este equipo cuenta con pruebas de ciclo de vida de las baterías: 116 Ilustración 43: Curva ciclo de vida de las baterías Además de que podemos configurar sus parámetros para reconocer rápidamente cuando una batería requiere ser reemplazada y llevada a mantenimiento para darle servicio, los test de condición pueden ser realizadas por el servicio técnico en 1 hora, sin necesidad de someter a la batería a un ciclo de descarga-carga completo: Ilustración 44: Configuración de parámetros de desempeño de las baterías Una vez que el desempeño de la batería ha alcanzado el 80% de desempeño contamos con al menos 10000 Km de recorrido en carretera antes de que se produzca una falla de la batería (referencia aproximada: 500 Km/día) (donde cada falla se produce a lo más cada 100000Km). El tiempo promedio entre fallos de las baterías es de entre 1 a 5 años (TMEF=3). Así, tenemos que: Batería en buenas condiciones ● ● P Batería con un 80% de desempeño ● F Falla de la batería por estratificación ácida 15000Km (≈30 días) Dibujo 6: Curva P-F caso S B A S-1A02 opción 1 [Fuente propia] 117 Cuando la falla no anticipada ocurre en ruta, se requiere el envío de una unidad móvil para realizar las reparaciones lo cual tomará 1 hora-hombre, US$ 633.08 (4 baterías) como costo de las baterías y hasta 6 horas de pérdida de producción a un costo de $100.00 por hora, la movilidad no tendrá costo alguno, ya que la empresa cuenta con 4 camionetas pick-up 4x4 para este tipo de eventos de parada de un tractocamión en ruta. Opción 2: - La utilización de la unidad inTECH 25P cuyo costo asciende a US$ 448.00 y que nos brinda la posibilidad de conocer el estado de las baterías a través de la medición del parámetro CAA, y facilita al técnico encargado una rápida verificación y puesta en servicio de las baterías mediante un sistema parametrizado configurable de la siguiente forma: Decisión GOOD BATTERY GOOD-RECHARGE CHARGE & RETEST Interpretación Return the battery to service. Fully charge the battery and return it to service. Fully charge the battery and retest. Failure to fully charge the battery before retesting may cause inaccurate results. If CHARGE & RETEST appears again after you fully charge the battery, replace the battery. Replace the battery and retest. A REPLACE BATTERY result may also mean a poor connection between the battery cables and the battery. After disconnecting the battery cables, retest the battery using the out-of-vehicle test before replacing it. Replace the battery and retest. REPLACE BATTERY BAD CELL-REPLACE Ilustración 45: Unidad inTECH 25P [Fuente: www.midtronics.com] De tal forma que obtenemos nuestro parámetro P-F de la siguiente gráfica: 118 Good battery ● ● P Good recharge ● F 7000Km (15 días) Dibujo 7: Curva P-F caso S B A S-1A02 opción 2 [Fuente propia ] 5.4.3 Ejercicio Realizando la tarea opcion 1. Intervalo de realización de las tareas: Cada 12000km Costo anualizado de la falla no anticipada: US$ 431.69 Costo anualizado de la opción 1: US$ 263.03 Costo del equipo a financiar: US$ 2195.00 Mano de obra para realizar la tarea: 1 técnico capacitado Tiempo para realizar la tarea: 1 hora Realizando la tarea opción 2 Intervalo de realizacion de las tareas: cada 3500km Costo anualizado de la opción 2: US$ 287.03 Costo del equipo a financiar: US$448.00 Mano de obra para realizar la tarea 01 técnico capacitado Falla de la batería por estratificación ácida 5.4.4 Conclusiones Del análisis concluimos que la mejor opción para la realización de la tarea a condición sobre las baterías es la opción 2 (utilización de la unidad inTECH 25P), ya que la diferencia de ahorro con respecto a la opción 1 es mínima, además de que el costo del equipo a financiar por logística es mucho menor. 119 Hoja de Evaluación FALLA NO ANTICIPADA RESUMEN REQUISITOS DE LA REPARACION Qué debe ser reparado MODO DE FALLA Falla de las baterías por estratificación ácida. 1 mecánico-eléctrico 1 12 633,08 645,08 6 6 Seguridad Real probabilidad Probabilidad tolerable Si DAÑO SECUNDARIO Costo/hora del tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada no anticipado Otros costos de la falla no anticipada Costo total de la falla no anticipada Tiempo medio entre fallas (años) Costo anualizado de la falla no anticipada DETERMINACIÓN DE CONSECUENCIAS No X Medio ambiente actual probabilidad Probabilidad tolerable Si No X 1245,08 3 415,03 100 600 a ser reparado por Horas hombre Costo de mano de obra costo de repuestos Costo directo total de reparación Tiempo de parada del equipo Tiempo de parada del proceso EVALUACIÓN DE LA TAREA BASADA EN CONDICIÓN (PREDICTIVA) OPCIÓN 1 Utilización de de la unidad CADEX C7200 con tecnología EIS, para probar el porcentaje de desempeño. El porcentaje de desempeño de la batería es igual o menor al 80%. Intervalo P-F mas breve 15000 Minimo intervalo Falla Potencial Descripcion de la tarea propuesta Someter a prueba cada 20 días las baterías de la unidad para verificar su desempeño. Accion fisica a tomar si se detecta una falla potencial Programar el reemplazo del conjunto de baterías para los próximos 7-10 días Cómo esta acción evitará, eliminará o minimizará las consecuencias de la falla? Evitará la parada del proceso, lo cual afecta negativamente en la calidad de servicio que se brinda al cliente. 3000 Intervalo propuesto para realizar la tarea 12000 Prolongará la utilización de la vida útil de las baterías. REALIZANDO LA TAREA A CONDICIÓN Horas hombre Costo de mano de obra para Costo total de A realizarse Test de condición para realizar la 1 12 12 realizar la tarea realizar cada tarea tarea Tiempo de parada del equipo para Tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada para realizar la Costo anualizado de realizar 1 para realizar la tarea (si lo hay) 0 tarea (si lo hay) 0 la tarea 219 realizar la tarea (si es requerido parar) REPARACIONDE FALLA ANTICIPADA Horas hombre Costo de mano de obra para Costo de los repuestos para A realizarse por 1 técnico 1 reparar 12 reparar 633,08 para reparar Costo directo de la Tiempo de parada del equipo, Tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada 0 645,08 para realizar la reparación 1 para realizar la reparación 0 reparación para reparar Costo anualizado de la Costo total anualizado de la opción Costo total de la reparación 434,03 645,08 reparación 215,03 1 Intervalo P-F OPCIÓN 2 La utilización de la unidad inTECH 25P 35P que permite conocer el estado de la batería a través de su parámetro CCA. mas breve Falla Potencial Good Recharge 7000 Minimo intervalo Someter a prueba cada 7 días las baterías de la unidad para verificar su estado 3500 Intervalo propuesto para realizar la tarea 3500 Descripcion de la tarea propuesta Accion fisica a tomar si se detecta una falla potencial Programar el reemplazo del conjunto de baterías para los próximos 7 días Cómo esta acción evitará, eliminará o minimizará las consecuencias de la falla? Evitará la parada del proceso, lo cual afecta negativamente en la calidad de servicio que se brinda al cliente. Además prolongará el uso de las baterías mediante un buen servicio y verificación de su buen estado. REALIZANDO LA TAREA A CONDICIÓN Horas hombre Costo de mano de obra para A realizarse Test de condición por CCA para realizar la 1 realizar la tarea tarea Tiempo de parada del equipo para Tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada para realizar la 1 para realizar la tarea (si lo hay) 0 tarea (si lo hay) realizar la tarea (si es requerido parar) REPARACION DE FALLA ANTICIPADA Costo total de realizar cada tarea Costo anualizado de realizar 0 la tarea 12 12 576 Horas hombre Costo de mano de obra para Costo de los repuestos para 1 reparar 12 reparar para reparar Tiempo de parada del equipo, Tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada 0 645,08 para realizar la reparación 1 para realizar la reparación para reparar Costo anualizado de la Costo total anualizado de la opción Costo total de la reparación 645,08 reparación 215,03 2 OPCION SELECCIONADA Justificación de la selección: Tenemos un menor costo anualizado con la primera opción 1 A realizarse por 1 técnico Costo directo de la reparación 1 x 2 633,08 0 791,03 120 5.5.Caso de estudio SBAS-1A03: Obstrucción de los filtros de combustible • Objetivos o o • Determinar la viabilidad de aplicar mantenimiento preventivo. Determinar la frecuencia de mantenimiento preventivo. Procedimiento Se desarrollará el caso según el siguiente procedimiento: o o o o o o o o o o o • Caso PASO 1: Captura de datos PASO 2: Ordenamiento de datos PASO 3: Obtención de rangos medianas PASO 4: Trazado de puntos PASO 5: Trazado de línea PASO 6: Determinación del parámetro de localización (vida mínima) PASO 7: Determinación del parámetro de forma (pendiente) PASO 8: Determinación del parámetro de escala (vida característica) PASO 9: Determinación de la Vida Media PASO 10: Determinación de la Vida Mediana PASO 11: Determinación de la Vida B10 El taponamiento de los filtros se presenta como un reporte de baja presión en el sistema de combustible por parte del operador. Se han registrado en el lapso de los últimos 5 años las fallas en diferentes unidades los siguientes eventos de falla de este tipo. Cuando la falla no anticipada ocurre en ruta se produce un retraso en el servicio de hasta 2 horas, lo que produce una igual pérdida en la producción cuyo costo es US$ 100.00 por hora. La reparación de este modo de falla demandará requiere 1 hora-hombre (US 12.00 la hora) y los filtros de repuesto cuestan US$ 52.57. TO (Km) 12000 15000 10000 6000 22000 1 2 3 4 5 • 1 2 3 Resultados (Ver procedimiento) gamma Beta Eta 0 1,9467 17570,50 Km 121 4 5 6 • Vida media B50 B10 Conclusiones 15965,26 6000 16 Km Km Km De los parámetros obtenidos del análisis RAM realizado, concluimos que: A. Es viable aplicar MP por que beta es mayor a uno que en este caso es 1.95 B. La frecuencia de mantenimiento preventivo recomendada es 13000Km, que viene a ser la vida media (confiabilidad del 50%) menos las consecuencias de seguridad, operación, mantenimiento, costo de operación. Este mantenimiento consistirá en el cambio de los filtros de combustible. La consecuencia de la falla no anticipada es de 318,24. La consecuencia de la falla aplicando el RCM es de: 262,68. 122 Procedimiento Datos de la tabla ordenados i 1 2 3 4 5 TO 12000 15000 10000 6000 22000 Cálculo del parámetro de Weibull RANGO MEDIANA (I-0.3)/(n+0.4) i 1 2 3 4 5 Ti 6000 10000 12000 15000 22000 1.00 TO X ln(ti) X 8.70 9.21 9.39 9.62 10.00 y = 2.1372x - 20.546 R = 0.9871 2 Y (RANGO MEDIANA) ln(ln(1/(1-F´´(ti)))) Y -1.97 -0.97 -0.37 0.14 0.71 F (ti) 13.0% 31.5% 50.0% 68.5% 87.0% 0.50 0.00 8.60 -0.50 8.80 9.00 9.20 9.40 9.60 9.80 10.00 10.20 Serie1 Serie2 Lineal (Serie2) -1.00 -1.50 -2.00 -2.50 Pendiente (B)= coeficiente de correlación al cuadrado (R2)= PARAMETR OS R2 0.9871 a 2.1372 2.1372 0.98 98.00% 98.71% regresión de los puntos a la línea es del 99.10% 123 b Beta Eta Gamma -20.546 B=a n=e^(-b/a) 1+(1/Beta) F.gamma mu o MTTF FORMULA OBJETIVO B50 F(t) 2.1372 14965.65 0 1.25 0.91 13598.39 58% 50% 14000 km km .= n para la tabla de valores de la función gamma De la tabla de valores de la función gamma km kmts CALCULO DE LOS VALORES DE LAS 4 FUNCIONES DE CONFIABILIDAD t 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 11000 12000 13000 14000 15000 16000 17000 18000 19000 20000 f(t) 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 F(t) 0% 1% 3% 6% 9% 13% 18% 23% 29% 34% 40% 46% 52% 58% 63% 68% 73% 77% 81% 84% R(t) 99.69% 98.65% 96.83% 94.21% 90.84% 86.78% 82.11% 76.93% 71.37% 65.54% 59.58% 53.59% 47.71% 42.02% 36.61% 31.55% 26.90% 22.68% 18.91% 15.59% h(t) 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 124 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0 10000 20000 30000 Dibujo : 5.3.1 dibujo: curva de densidad de falla de Weibull S erie1 120,00% 100,00% 80,00% 60,00% 40,00% 20,00% 0,00% 0 10000 20000 30000 S erie1 : dibujo: 5.3.2. curva. Función de confiabilidad 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 0 S erie1 5000 10000 15000 20000 25000 125 I: dibujo : 5.3.3 curva: función de distribución acumulada 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0 20000 40000 S erie1 : dibujo : 3.3.4. curva: función de riesgo Se pide determinar gamma Beta Eta Vida media B50 B10 0 2.1372 14965.65 13598.39 14000 10350 Km Km Km Km Es viable aplicar MP por que beta es mayor a uno que en este caso es 2.1372 13598 KMTS que viene a ser la vida media menos las consecuencias de seguridad, operación, mantenimiento ,costo de operación, aplicamos una frecuencia MP de 13000 Km 126 5.6.Caso de Estudio SBAS-1A04: Rotura del cigüeñal por desbalance (Análisis Vibracional Tercerizado vs Implementación del Análisis Vibracional) 5.6.1 Introducción: Cigüeñal El cigüeñal forma parte del mecanismo biela-manivela, es decir de la serie de órganos que con su movimiento transforman la energía desarrollada por la combustión en energía mecánica. El cigüeñal recoge y transmite al cambio la potencia desarrollada por cada uno de los cilindros. Por consiguiente, es una de las piezas más importantes del motor. Ilustración: 46 Cigueñal [Fuente SI S C AT] En los motores alternativos tradicionales tiene una forma más complicada (puesto que hay manivelas), determinada por la necesidad de transformar el movimiento alternativo en movimiento giratorio: precisamente dada su forma, se le denomina árbol de manivelas o árbol de codos, además de cigüeñal. En los primeros tiempos, el motor típico de combustión interna era monocilíndrico, y el cigüeñal, al tener una sola manivela, era completamente semejante al antiguo berbiquí de carpintero, denominado en francés «vilebrequin». El término vilebrequin es aún hoy día el apelativo francés correspondiente al español cigüeñal. Los ingleses lo llaman «crankshaft», que significa árbol-manivela. Cada manivela está formada por dos brazos llamados brazos de, manivela y por la muñequilla de manivela o muñequilla de biela, que gira sobre el cojinete de la cabeza de biela. Las muñequillas del eje de rotación del cigüeñal se denominan muñequillas de bancada. En los motores con los cilindros en línea el cigüeñal está formado por tantas manivelas como cilindros. En los motores con los cilindros opuestos el número de manivelas puede ser el mismo que el de cilindros o sólo la mitad. En los motores en V, generalmente el número de manivelas es la mitad del de cilindros. Ilustración 47: Vista de partes del cigueñal [Fuente SI S C AT] El número de muñequillas de bancada puede variar bastante. Por ejemplo, en un motor de 4 cilindros puede emplearse un cigüeñal que tenga únicamente dos muñequillas de bancada, o bien tres, cuatro o cinco. La elección depende de razones técnicas y económicas. La solución más económica es un cigüeñal con sólo dos apoyos en los extremos, pero en este caso no puede pretenderse alcanzar potencias elevadas a altos regímenes. De hecho, para evitar las flexiones y las consiguientes vibraciones del cigüeñal, es necesario que las muñequillas de manivela tengan el mayor diámetro posible y los brazos de manivela una sección considerable. El cigüeñal y las cabezas de biela son pesados y, por tanto, las masas en rotación originan fuerzas considerables y el motor no puede girar a regímenes muy elevados. Las oscilaciones Electoras del cigüeñal son también la causa de ruidos originados por el golpeteo sobre los cojinetes de bancada. Por estos motivos, en los motores de 4 cilindros, la solución del cigüeñal con 2 muñequillas de bancada no se emplea actualmente. Muchos motores de 4 cilindros tienen 3 muñequillas de bancada, pero en los motores más modernos y, principalmente, en los de mayor cilindrada se prefiere la solución con 5 muñequillas de bancada, que es la más costosa, pero permite alcanzar potencias específicas elevadas y, al mismo tiempo, mayor ligereza del motor. Por esta misma razón, generalmente, los motores de 6 cilindros en línea tienen 7 muñequillas de bancada, los motores de 6 cilindros en V poseen 4 muñequillas de bancada y los de 8 en V, 5 muñequillas de bancada. El cigüeñal lleva en el extremo destinado a transmitir la potencia, una brida para la fijación del volante; éste a su vez, soportará el embrague. El otro extremo está conformado para hacer solidarios con él el engranaje de mando de la distribución y las poleas para el accionamiento por correa de los órganos auxiliares: bomba de agua, generador eléctrico, ventilador, etc. La forma de las manivelas varía y depende del número de cilindros, el número de apoyos de bancada, del sistema de fabricación y sobre todo de si existen o no contrapesos. Generalmente, los cigüeñales de los motores para automóviles están apoyados sobre cojinetes de fricción y constituidos por una sola pieza. Los cojinetes de bolas o rodillos se emplean únicamente en los motores de motocicletas y a veces en motores para vehículos industriales. En este caso los cigüeñales están compuestos por varias piezas. En los motores para motocicletas las muñequillas y las manivelas se construyen separadamente y se unen después del montaje de los cojinetes. En los motores con varios cilindros y para regular el par motor, que en cada cilindro varía durante el ciclo pasando por su valor máximo cada 2 vueltas (motor de 4 tiempos), y para hacer más uniforme el movimiento del cigüeñal, se actúa de manera que las combustiones en los diferentes cilindros se sucedan con intervalos iguales. Con este fin se colocan las manivelas de tal manera que las correspondientes a dos ciclos consecutivos se encuentran desfasadas con un ángulo igual a: 180 h/i, donde h es el número de tiempos y i el número de cilindros. Esto sirve para motores con los cilindros en línea y para motores con los cilindros en V cuando el ángulo de la V es igual al calculado en la fórmula indicada anteriormente. No obstante, existen otros motores principalmente los de 2 cilindros en V, donde las diferentes fases no son equidistantes entre sí, dando lugar a un funcionamiento arrítmico con dos explosiones próximas. Aumentando el número de cilindros y, por consiguiente, el número de manivelas, se reduce el grado de irregularidad del par motor. Por grado de irregularidad se entiende la relación entre el valor máximo y el valor medio del par motor. Equilibrado El equilibrado se consigue por medio de contrapesos aplicados, a las manivelas para obtener, cuando sea necesario, el equilibrado estático y el dinámico del cigüeñal en todo su conjunto y, muchas veces, de cada una de las manivelas. Sirve además para reducir el efecto de algunas de las fuerzas debidas a las masas en movimiento alternativo. Los objetivos del equilibrado son esencialmente dos: 128 • • Reducir las vibraciones del motor causadas por las fuerzas y momentos generados por la presión de los gases en los cilindros y por las piezas en movimiento alternativo y giratorio (pistones, bielas, y cigüeñal). Reducir las cargas sobre los cojinetes de bancada. Duración del cigüeñal. El cigüeñal es la pieza del vehículo, entre las que tienen movimiento, que gira a mayor velocidad y pesa más; no obstante, está proyectado para durar, sin ser reparado, tanto como el automóvil dure. Las técnicas de construcción modernas, los juegos de montaje cuidadosamente controlados y los progresos en el campo de los lubricantes le aseguran un amplio margen de seguridad y una óptima fiabilidad. Sin embargo, no es raro - y esto sucedía con mayor frecuencia en el pasado- que se produzcan averías en el cigüeñal, que deben achacarse casi siempre al conductor. Las más importantes son: la rotura por fatiga del cigüeñal y el rayado de las muñequillas. La primera es producida por las vibraciones de torsión y por las solicitaciones anormales causadas por el bajo número de revoluciones, por el golpeteo contra la culata, por el encendido irregular en algún cilindro o, finalmente, también por el equilibrado incorrecto del cigüeñal. Especialmente, los juegos excesivos en los cojinetes de bancada causan vibraciones de flexión que pueden producir la rotura. La segunda avería, es decir el rayado de las muñequillas, depende de la lubricación y del filtrado del aceite; esta circunstancia puede producirse por las causas más diversas: por ejemplo, acelerando el motor en frío cuando el aceite no está aún en circulación, tomando las curvas con el nivel de aceite por debajo del mínimo, viajando a plena carga con bajo número de revoluciones, o bien, finalmente, cuando el lubricante o el sistema de lubricación no funcionan correctamente. En todos estos casos mencionados, la presión del aceite es el valor que más influye para una buena lubricación y, por tanto, es aconsejable emplear un manómetro de aceite para que pueda controlarse constantemente. En caso de rotura del cigüeñal es necesario cambiarlo' junto con los, cojinetes de bancada o de biela, y debe realizarse un nuevo equilibrado conjuntamente con el volante. A veces, conviene también efectuar un mandrilado de los apoyos de bancada - es decir, su alineación mediante escariado- con el fin de corregir las eventuales deformaciones. En el caso de rayado de las muñequillas es necesario aminorar las muñequillas del cigüeñal y proceder a su rectificación, volviendo a efectuar el montaje después con los cojinetes reducidos. La aminoración es la disminución del diámetro de las muñequillas de bancada y de la biela para eliminar la parte dañada. Generalmente es posible efectuar una o dos disminuciones según la profundidad de la cementación. El valor de cada rectificación es, en general, de 0,2 mm, y el constructor lo indica en los manuales de reparación. 5.6.2. Selección de la política de manejo de falla El monitoreo a condición del cigüeñal roto o desbalanceado se realizará por medio del análisis vibracional del estado del rodaje y el seguimiento de ruidos por el operador. Test de prueba para determinar el balance del cigüeñal. Opción 1. Contratar el servicio de terceros para diagnósticar y reparar el desbalance del cigüeñal, para ello contaremos con la empresa SKF del Perú S.A. con amplia experiencia en análisis predictivo del balanceo de precisión para todo tipo de equipo y maquinaria. El servicio de diagnóstico de averías por análisis de vibraciones consiste en la realización de diagnósticos de problemas en el motor por medio de análisis espectrales. Incluye un informe de identificación de los problemas encontrados y recomendaciones para solucionarlos. El costo de cada servicio de diagnóstico de balance del cigüeñal será de US$ 700.00, cuando el problema de desbalance es detectado. Se procederá a realizarle el balanceo respectivo para que esté de acuerdo al estándar, el cual tendrá un costo adicional de US$ 129 500.00 + US$ 231.01 por cambio de los cojinetes de bancada como buena política de mantenimiento. El servicio será prestado en la ciudad de Lima, por lo cual se requiere coordinar las pruebas con 2 días de antelación, las mismas que tomarán un total de 8 horas de parada del equipo y 7 horas de pérdida de producción. Dibujo 8: Curva P-F caso S B A S-1A04 opción 1 [Fuente propia] Si la falla potencial es detectada, inmediatamente se procederá a su reparación, lo que permitirá incrementar la disponibilidad de las unidades y minimizar la pérdida de producción y contar con una alta confiabilidad en toda la flota. Cuando la falla no anticipada ocurre en ruta, se produce una pérdida de producción de hasta 6 horas, el costo de la pérdida de producción es de $100.00 por hora. Para remolcar la unidad averiada se utiliza otro camión de la empresa lo cual se considera dentro de los gastos de logística como un gasto operativo. La reparación de la falla no anticipada se logra por medio del overhaul del motor, lo cual nos tomara 5 días en los talleres del CRC de Ferreyros en la Ciudad de Lima con un costo aproximado de $5000. Ilustración 48: 5.4.3 Evaluación por análisis vibracional al cigüeñal [Fuente S K F] Ilustración 49: Evaluación por análisis vibracional del motor[Fuente S K F] La parada programada del equipo para la reparación de la falla potencial requiere al menos 5 días de anticipación, para lo cual se enviará a la unidad con carga a la ciudad de Lima, y luego de dejar la carga será llevada al servicio de diagnóstico de SKF. Opción 2 . La utilización del analizador dinámico de señales 650u junto al software de análisis de acústica y vibración en tiempo real eZ-Analyst 130 Costo de la laptop + el software eZ-Analyst: US$ 4999.00. Costo del analizador dinámico de señales 650u: US$ 5999.00. Descripción de características del software eZ-Analyst: Ilustración 50: Vista de características del software ez-Analyst El software eZ-Analyst de IOtech agrega a la serie 600 de analizadores la adquisición de datos transitorios y continuos en el tiempo y frecuencia El eZ-Analyst de ahora es la compilación de más de 10 años de desarrollo continuo y sugerencias de clientes que han dado como resultado el más versátil analizador de vibración disponible. El eZ-Analyst es operado a través de una serie de ventanas de fácil operación que muestran solo la información relevante de sus pruebas. La configuración de adquisición involucra la selección de los parámetros deseados desde los prácticos menúes. Descripción del analizador dinámico de señales 650u: Ilustración 51: Analizador dinámico de señales El IOtech 600 Series es un analizador de señales dinámicas de 24-bitcon interface USB para tranferir la data adquirida a la PC en tiempo real. El DSA (Dynamic Signal Analyzer) provee adquisición de datos y acondicionamiento de señal, mientras el software eZ-Series provee el monitoreo y las funciones de análisis. La serie 600 soporta una variedad de entradas analógicas, éstas incluyen acelerómetro, velocímetro, proximidad de la sonda, micrófono, tacómetro, u otra entrada de voltaje. Acepta entradas de hasta ±40V. También soporta acoplamiento AC o DC seleccionable por software, y conecta automáticamente la fuente de corriente de 2.1 mA con acoplamiento AC para sensores piezoeléctricos electrónicos integrados (IEPE). Con estas herramientas, a través del análisis, podemos determinar si el cigüeñal se encuentra aún levemente desbalanceado, de tal forma que nos permite adelantarnos a la falla y tomar acciones antes de la falla potencial ocurra, ésta sería la rotura del cigüeñal. 131 Como vemos en la figura, el análisis más básico que podemos conseguir es la desviación en la amplitud de las ondas generadas por el motor en movimiento, lo cual es suficiente para concluir que el cigüeñal necesita ser balanceado, para esto debemos resaltar de que incluso nuevas todas las máquinas presentan vibraciones, es en base esto que contaremos con una base para realizar una detección temprana del problema, un problema que ya antes ha sucedido y se da cuenta del hecho de que sin el uso de equipo apropiado para detectarlo, esto es simplemente imposible y el resultado son fallas que pueden inutilizar el motor. Ilustración 52: Comparación de las ondas de vibración producidas por el motor De esta forma tenemos que según la norma ISO 1940 una velocidad de vibración (Ew) superior a los 16 mm/seg se encuentra fuera del estándar para nuestro motor CAT C-15, según los expertos si presenta una vibración superior a los 18 mm/seg recomiendan se aplique las medidas necesarias para corregir el desbalance. 132 Dibujo 9: Curva P-F caso S B A S-1A04 opción 1 [Fuente propia] Para realizar la tarea, se requerirá a un especialista en diagnóstico, monitoreo y análisis por vibración (6 horas) cuyo costo por hora será de US$ 24.00 y 2 mecánicos de apoyo (8 horas c/u) requerirá 8 horas de parada de la máquina y una pérdida de producción de 7 horas. La reparación de la falla anticipada requerirá de 8 horas de parada de la máquina y 6 horas-hombre del especialista para realizar el balanceo de la máquina con el apoyo de 2 mecánicos. 5.6.3. Ejercicio Realizando la tarea opción 1 Intervalo de realización de las tareas, cada 80000 km Costo anualizado de la falla no anticipada: US$ 11360.00 Costo anualizado de la opción 1: US$ 1686.20 Costo del equipo a financiar: US$ 0.00 Realizando la tarea opción 2 Intervalo de realizacion de la tarea, cada 80000 km Costo anualizado de la opción 2: US$ 2277.40 Costo del equipo a financiar: US$ 10998.00 Mano de obra para realizar la tarea 01 técnico capacitado 5.6.4. Conclusiones Del análisis concluimos que la mejor opción para la realización de la tarea a condición sobre el cigüeñal es la contratación del servicio de terceros (Opción 1), pero se debe considerar la ventaja de contar un servicio especializado propio. 133 Hoja de Evaluación FALLA NO ANTICIPADA RESUMEN REQUISITOS DE LA REPARACION Qué debe ser reparado MODO DE FALLA DAÑO SECUNDARIO Costo/hora del tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada no anticipado Otros costos de la falla no anticipada Costo total de la falla no anticipada Tiempo medio entre fallas (años) Costo anualizado de la falla no anticipada 40000 40000 1 semana 1 semana Seguridad Real probabilidad Probabilidad tolerable Si DETERMINACIÓN DE CONSECUENCIAS x No Medio ambiente actual probabilidad Probabilidad tolerable Si x No 100 16800 0 56800 5 11360 Falla del cigüeñal por Daño irreparable al sistema básico desbalance del motor Taller CRC Ferreyros 2000 3000 Taller CRC Ferreyros - a ser reparado por Horas hombre Costo de mano de obra costo de repuestos Costo directo total de reparación Tiempo de parada del equipo Tiempo de parada del proceso EVALUACIÓN DE LA TAREA BASADA EN CONDICIÓN (PREDICTIVA) OPCIÓN 1 Contratar el servicio de terceros para diagnósticar y reparar el desbalance del cigüeñal Hay problemas de desbalance del cigüeñal Someter a revisión del balance de cigüeñal a la unidad cada 6 meses Intervalo P-F mas breve 100000 Minimo intervalo 2500 Intervalo propuesto para realizar la tarea 80000 Falla Potencial Descripcion de la tarea propuesta Accion fisica a tomar si se Balancear el cigüeñal con los servicios de SKF del Perú detecta una falla potencial Cómo esta acción evitará, eliminará o minimizará las consecuencias de la falla? Evitará el daño físico al motor REALIZANDO LA TAREA A CONDICIÓN Horas hombre Costo de mano de obra para Costo total de 700 para realizar la 700 realizar la tarea realizar cada tarea tarea Tiempo de parada del equipo para Tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada para realizar la Costo anualizado de realizar 8 para realizar la tarea (si lo hay) 7 tarea (si lo hay) 700 la tarea 1400 realizar la tarea (si es requerido parar) REPARACIONDE FALLA ANTICIPADA Horas hombre Costo de mano de obra para Costo de los repuestos para A realizarse por SKF del Perúpara reparar 500 reparar 231,01 reparar Costo directo de la Tiempo de parada del equipo, Tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada 7 731,01 para realizar la reparación 8 para realizar la reparación 700 reparación para reparar Costo anualizado de la Costo total anualizado de la opción Costo total de la reparación 1686,2 1431,01 reparación 286,2 1 Intervalo P-F OPCIÓN 2 La utilización del analizador dinámico de señales 650u junto al software de análisis de acústica y vibración en tiempo real eZ-Analyst mas breve A realizarse SKF del Perú Falla Potencial La velocidad de vibración (Ew) del cigüeñal es superior a los 18 mm/seg Someter a revisión del balance de cigüeñal a la unidad cada 6 meses 100000 Minimo intervalo 2500 Intervalo propuesto para realizar la tarea 80000 Descripcion de la tarea propuesta Accion fisica a tomar si se Balancear el cigüeñal en taller detecta una falla potencial Cómo esta acción evitará, eliminará o minimizará las consecuencias de la falla? Evitará el daño físico al motor REALIZANDO LA TAREA A CONDICIÓN Horas hombre Costo de mano de obra para para realizar la 28 realizar la tarea tarea Tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada para realizar la 8 para realizar la tarea (si lo hay) 7 tarea (si lo hay) REPARACIONDE FALLA ANTICIPADA 1 Especialista + 2 Mecánicos Tiempo de parada del equipo para realizar la tarea (si es requerido parar) A realizarse Costo total de realizar cada tarea Costo anualizado de realizar 700 la tarea 12 312 2024 1 Esp.+ 2 Horas hombre Costo de mano de obra para Costo de los repuestos para Mecánicos para reparar 28 reparar 12 reparar Costo directo de la Tiempo de parada del equipo, Tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada 7 567,01 para realizar la reparación 8 para realizar la reparación reparación para reparar Costo anualizado de la Costo total anualizado de la opción Costo total de la reparación 1267,01 reparación 253,4 2 OPCION SELECCIONADA Justificación de la selección: La opción 1 nos evita la adquisición del equipo y su coste por tarea es menor A realizarse por 1 2 231,01 700 2277,4 134 5.7.Caso de Estudio SBAS-1A05: Cortocircuito en el solenoide de accionamiento del motor de arranque (Medidor por Descarga Capacitiva vs Medidor de Resistividad) 5.7.1. Introducción: Solenoide de corriente continua El solenoide es un arrollamiento de alambre aislado enrollado por el que circula una corriente eléctrica. Cuando esto sucede, se genera un campo magnético dentro del solenoide. Ilustración 53: Funcionamiento básico de un solenoide [Fuente: www.miraralcielo.com] El diseño de la bobina electromagnética de corriente continua resulta relativamente sencillo. Dependiendo de la tensión de trabajo requerida, la potencia eléctrica necesaria se obtiene de la resistencia eléctrica del bobinado y de la tensión aplicada. En las bobinas sin componentes electrónicos integrados, es posible medir la resistencia eléctrica y calcular la potencia del modo siguiente: U2 P= R P: Potencia activa U: Tensión de funcionamiento R: Resistencia de la bobina 5.7.2. Selección de la política de manejo de falla Se plantea cada cierto tiempo, someter a prueba el solenoide de la unidad de arranque del motor. Se identificaron las siguientes tareas para el manejo de la falla por cortocircuito del solenoide del arrancador: Opción 1. La utilización de la unidad portable H6 Surge Tester de PJ Electronics Inc. 135 Ilustración 54: Unidad portable H6 surge tester El costo de este equipo es de (US$ 10375.00), este dispositivo que opera como un sistema de descarga-capacitiva de alto voltaje y alta frecuencia para verificar la integridad del aislamiento, mediante este sistema, un capacitor es cargado con alto voltaje en la primera mitad de una onda senoidal para entonces ser descargado en la pieza de prueba a través de un SCR en la segunda mitad de la onda senoidal. esta secuencia continúa durante todo un tiempo determinado poniendo a prueba el aislamiento de la pieza de prueba con pulsos de alto voltaje DC. Debido a que la pieza de prueba (en nuestro caso el solenoide) es característicamente inductiva, automáticamente responderá a la excitación por pulsos generando una fuerza electromotriz o flyback en respuesta, la cual produce una onda completa de proporciones reducidas. El criterio para la aceptación de la pieza de prueba se basa en los parámetros que conforman esta onda completa auto generada. De esta forma, durante la prueba, la pieza puede ser sometida a altas corrientes y voltajes instantáneas, sin embargo, la potencia promedio disipada por la pieza es baja, evitando de esta forma provocarla daño alguno y con la ventaja de detectar fallas de aislación entre espiras, capas, bobinados y fases que de otra forma pasarían desapercibidas. Este dispositivo no requiere de un experto en análisis para interpretar resultado alguno, en lugar de ello, parámetros de referencia son determinados, basados en una configuración inicial con una pieza en buen estado de funcionamiento, y simplemente se repite el proceso con los parámetros adquiridos, de tal forma que los resultados son: pasa/no-pasa, sin la necesidad de interpretación o juicio. 55. Ilustración: Generación de los pulso de prueba 136 Ilustración 56: Onda autogenerada completa SCR: El rectificador controlado de silicio (en inglés SCR: Silicon Controlled Rectifier) es un tipo de tiristor formado por cuatro capas de material semiconductor con estructura PNPN o bien NPNP. El nombre proviene de la unión de Tiratrón (tyratron) y Transistor. El tiristor (puerta) es un componente electrónico constituido por elementos semiconductores que utiliza realimentación interna para producir una conmutación. Los materiales de los que se compone son de tipo semiconductor, es decir, dependiendo de a la temperatura a la que se encuentren pueden funcionar como aislantes o como conductores. Son dispositivos unidireccionales porque solamente transmiten la corriente en una única dirección. Se emplea generalmente para el control de potencia eléctrica. En base a la información del producto, obtenemos nuestra gráfica con el intervalo definido para este caso: En un día se producen aprox. 10 ciclos de operación del solenoide de arranque Dibujo 10: Curva P-F caso S B A S-1A05 opción 1 [Fuente propia] Cuando la falla no anticipada ocurre en ruta, se requiere el envío de una unidad móvil para realizar las reparaciones que tomarán 1 hora-hombre, US$ 542.84 como costo del arrancador y solenoide (ambos conforman un conjunto) y hasta 6 horas de pérdida de producción a un costo de $100.00 por hora, la movilidad cuenta como costo operativo para toda la flota. Una parada programada del equipo para la reparación de la falla potencial requiere al menos 3 días de anticipación. Opción 2 • La utilización del probador eléctrico Fluke 289 137 Ilustración 57: probador eléctrico Fluke 289 Cuyo costo asciende a US$ 649.00 portátil y de alta precisión y que nos permite conocer el estado del espiralado de nuestro solenoide a través de las variaciones de resistencia que pueden presentarse. Este dispositivo cuenta con funcionalidades de diagnóstico para maximizar la productividad, diseñado para ayudar a resolver complejos problemas en electrónica, plantas automatizadas, distribución de potencia, y equipos electromecánicos, con la habilidad de capturar datos y revisarlos gráficamente en pantalla, especialmente diseñado para su uso con el software FVF para aplicaciones de monitoreo de condición, el kit 289/FVF le da un acercamiento práctico y confiable al mantenimiento predictivo. Resistance Accuracy Range and Resolution Resistance 10 50 Ω (2 wire connection) Accuracy Range and resolution 0.05 % 500.00 Ω, 5.0000 kΩ, 50.000 kΩ, 500.00 kΩ, 5.0000 MΩ, 50.00 MΩ, 500.0 MΩ 0.15 % + 20 50.000 Ω El rango de resistencia de la bobina del solenoide de arranque es de 8 a 10 ohmios, una desviación en la medida de hasta el 0.05% es indicador de una inminente falla del solenoide. De tal forma que obtenemos nuestro parámetro P-F de la siguiente gráfica: Dibujo 11: Curva P-F caso S B A S-1A05 opción 2 [Fuente propia] 5.7.3. Ejercicio (Ver hoja de evaluación) Realizando la tarea de la opcion 1 Intervalo de realizacion de la tarea : cada 20000km Costo anualizado de la falla no anticipada: US$ 2099.71 Costo anualizado de la opción 1: US$ 1368.80 A Financiar el costo del equipo: US$ 10375.00 Mano de obra para realizar la tarea : 01 técnico especializado Realizando la tarea de la opción 2 Intervalo de realización de la tarea 10000km 138 Costo anualizado de la opción 2: US$ 1632.80 A financiar el costo del equipo: US$ 649.00 Mano de obra para realizar la tarea: 01 técnico especializado 5.7.4. Conclusiones Del análisis concluimos que la mejor opción para la realización de la tarea a condición sobre el solenoide de arranque es la opción 1, que nos permitirá evitar la parada del proceso, además, es importante resaltar que su impacto en la satisfacción del cliente será muy positiva para las operaciones de la empresa, por lo cual se recomienda aplicar el mantenimiento basado en la condición para este ítem. 139 Hoja de Evaluación FALLA NO ANTICIPADA RESUMEN REQUISITOS DE LA REPARACION Qué debe ser reparado MODO DE FALLA DAÑO SECUNDARIO Costo/hora del tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada no anticipado Otros costos de la falla no anticipada a ser reparado por Horas hombre Costo de mano de obra costo de repuestos Costo directo total de reparación Tiempo de parada del equipo Tiempo de parada del proceso 1 Técnico 1 12 1 Técnico 1 12 542,84 554,84 6~ 6 Seguridad Real probabilidad Probabilidad tolerable Si Costo total de la falla no anticipada Tiempo medio entre fallas (años) Costo anualizado de la falla no anticipada DETERMINACIÓN DE CONSECUENCIAS No x Medio ambiente actual probabilidad Probabilidad tolerable Si No x 100 600 0 1154,84 0,55 2099,71 Solenoide de arranque Motor arrancador EVALUACIÓN DE LA TAREA BASADA EN CONDICIÓN (PREDICTIVA) OPCIÓN 1 Utilización de la unidad Model 1660 Surge Tester de STS Instruments de sistema de descarga-capacitiva No-pasa: La respuesta del bobinado del solenoide está fuera de los rangos de parámetros establecidos Intervalo P-F mas breve 50 días Minimo intervalo Falla Potencial Descripcion de la tarea propuesta Someter a prueba el solenoide para verificar su condición de operación Accion fisica a tomar si se detecta una falla potencial Programar el cambio del conjunto arrancador-solenoide para dentro de los próximos 20 días Cómo esta acción evitará, eliminará o minimizará las consecuencias de la falla? 3 días Intervalo propuesto para realizar la tarea 30 días Evitará una parada del proceso REALIZANDO LA TAREA A CONDICIÓN Horas hombre Costo de mano de obra para Costo total de 1 12 para realizar la 12 realizar la tarea realizar cada tarea tarea Tiempo de parada del equipo para Tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada para realizar la Costo anualizado de realizar 1 para realizar la tarea (si lo hay) 0 tarea (si lo hay) 0 la tarea 360 realizar la tarea (si es requerido parar) REPARACIONDE FALLA ANTICIPADA Horas hombre Costo de mano de obra para Costo de los repuestos para A realizarse por 1 técnico 1 reparar 12 reparar 542,84 para reparar Costo directo de la Tiempo de parada del equipo, Tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada 0 554,84 para realizar la reparación 1 para realizar la reparación 0 reparación para reparar Costo anualizado de la Costo total anualizado de la opción Costo total de la reparación 1368,8 554,84 reparación 1008,8 1 Intervalo P-F OPCIÓN 2 Utilización del probador eléctrico Fluke 289, para medir la resistencia del bobinado del solenoide. mas breve A realizarse Probar el solenoide Falla Potencial Una desviación en la medida de la resistencia del bobinado de al menos el 0.05% 10 días Minimo intervalo Someter a prueba el solenoide para verificar la condición de su bobinado 3 días Intervalo propuesto para realizar la tarea 7 días Descripcion de la tarea propuesta Accion fisica a tomar si se detecta una falla potencial Programar el cambio del conjunto arrancador-solenoide para dentro de los próximos 3 días Cómo esta acción evitará, eliminará o minimizará las consecuencias de la falla? Evitará una parada del proceso REALIZANDO LA TAREA A CONDICIÓN Horas hombre Costo de mano de obra para para realizar la 1 realizar la tarea tarea Tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada para realizar la 1 para realizar la tarea (si lo hay) 0 tarea (si lo hay) REPARACIONDE FALLA ANTICIPADA A realizarse Medir resistencia Tiempo de parada del equipo para realizar la tarea (si es requerido parar) Costo total de realizar cada tarea Costo anualizado de realizar 0 la tarea 12 12 624 Horas hombre Costo de mano de obra para Costo de los repuestos para 1 técnico 1 reparar 12 reparar para reparar Costo directo de la Tiempo de parada del equipo, Tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada 0 554,84 para realizar la reparación 1 para realizar la reparación reparación para reparar Costo anualizado de la Costo total anualizado de la opción Costo total de la reparación 554,84 reparación 1008,8 2 OPCION SELECCIONADA La opción 1 nos provee un intervalo P-F mayor y un costo mucho menor comparado con la falla no anticipada. A realizarse por 1 x 2 542,84 0 1632,8 140 5.8.Caso de Estudio SBAS-1A06: Avería o Rotura del Tanque de Combustible (Servicio tercerizado vs Implementación del servicio de ultrasonido propio) 5.8.1. Introducción: Con este modo de falla se presentan fugas de combustible por el tanque de combustible, presenta riesgo de explosión y produce daños al medio ambiente. Ilustración 58: Tanque de combustible con grieta [Fuente propia] 5.8.2. Selección de la política de manejo de falla Se propone utilizar la tecnología de análisis por ultrasonido como una forma de predecir el inminente fallo del tanque de combustible • Opción 1. Evaluación por ultrasonido tercerizado La evaluación por ultrasonido no afecta la producción debido a que la preparación de la superficie y escaneo no demora más de 1 hora, además siempre hay camiones de reserva. Si el camión está fuera de servicio por mas de 1 hora el costo de pérdida sería de $100/hora. Toma una hora-hombre preparar la superficie y realizar el barrido con el “palpador” (EmisorReceptor de ultrasonido). El costo es de US$ 15.00 por 1m2, pero se tarda 24 horas para obtener el resultado. Dibujo 12: Curva P-F caso S B A S-1A06 opción 1 [Fuente propia] Las dimensiones del tanque de combustible se aproximan a las dimensiones de un cilindro de las siguientes características: φ = 0,80m 1,50 m A = (2)()(1.50) + (2) ()(0.40)2 A = 9.4248 + 1.0053 A= 10.4302 m2 Cada máquina lleva 2 tanques de combustible, así, la evaluación por ultrasonido costará US$ 312.90. El daño del tanque por rajadura o grieta implica su reemplazo lo cual tendrá un costo de US$ 1882.00 (US$ 1810.00 el tanque más 6 horas-hombre) El tiempo medio entre fallas es de entre 1 cada 4 años. Si se detecta la falla anticipada, por la política de compromiso de la empresa con la seguridad y el medio ambiente el cambio será inmediato, quedando el tanque dañado de ser posible para su re acondicionamiento La falla no anticipada producirá la parada de la máquina, ocasionando una pérdida de producción de hasta 6 horas, la unidad requerirá ser remolcada por otro camión lo cual es considerado como parte de los gastos operativos de la flota. • Opción 2. Evaluación con el detector de fallas por ultrasonido DFX6 Ilustración 5.6.2: Detector de fallas por ultrasonido El costo del equipo es de US$ 7195.00. La evaluación con este equipo es para cualquier defecto de la superficie del metal además para detectar la corrosión, espesor del material. 142 El resultado de la evaluación es inmediato. Para realizar la tarea se requiere 1 hora-hombre por parte de un especialista y el costo del gel necesario para la prueba será de US 5.00 por cada tarea. Dibujo 13: Curva P-F caso S B A S-1A06 opción 2 [Fuente propia] El costo del equipo es de US$ 7195.00 americanos. Si se daña el tanque por rajadura o grieta implicaría su reemplazo lo cual costaría US$ 1834.00 (US$ 1810.00 el tanque más 6 horas-hombre). 5.8.3. Ejercicio (Ver hoja de evaluación) Realizando la tarea de la opcion 1 Intervalo de realizacion de la tarea: 15000 km Costo anualizado de la falla no anticipada: US$ 5844.00 Costo anualizado de la opción 1: US$ 4350.30 Costo del equipo a financiar: US$ 0.00 Realizando la tarea de la opcion 2 Intervalo de realizacion de la tarea: 10000km Costo anualizado de la opción 2: US$ 1291.00 Costo del equipo a financiar: US$ 7195.00 Mano de obra para realizar la tarea: 01 técnico especializado 5.8.4. Conclusiones Del análisis concluimos que la mejor opción para la realización de la tarea a condición sobre las superficies de los tanques de combustible de la unidad es la opción 2 (utilización del detector de fallas por ultrasonido), ya que la diferencia de ahorro con respecto a la opción 1 es cuantitativamente superior, y dejar que la falla no anticipada suceda no es una opción. 143 Hoja de Evaluación FALLA NO ANTICIPADA RESUMEN REQUISITOS DE LA REPARACION Qué debe ser reparado MODO DE FALLA averias de tanque de combutible cambio de tanque de combustible 01 Mecanico 6 $ 12,00 $ 1.810,00 $ 1.822,00 12 11 Seguridad Real probabilidad Probabilidad tolerable Si DAÑO SECUNDARIO Costo/hora del tiempo de parada del $ 100,00 proceso Costo del tiempo de parada no $ 1.100,00 anticipado Otros costos de la falla no anticipada Costo total de la falla no anticipada Tiempo medio entre fallas (años) Costo anualizado de la falla no anticipada $ 5.844,00 $ 2.922,00 4 0 a ser reparado por Horas hombre Costo de mano de obra costo de repuestos Costo directo total de reparación Tiempo de parada del equipo Tiempo de parada del proceso DETERMINACIÓN DE CONSECUENCIAS x No Medio ambiente actual probabilidad Probabilidad tolerable Si No x EVALUACIÓN DE LA TAREA BASADA EN CONDICIÓN (PREDICTIVA) OPCIÓN 1 Análisis por ultrasonido tercerizado Grietas en el tanque de combustible Realizar el análisis por ultrasonido del tanque de combustible cada 15000 Km (aprox. cada 30 días) Someter a prueba el solenoide para verificar su condición de operación Intervalo P-F mas breve 15000 Km Minimo intervalo 0 Km Intervalo propuesto para realizar la tarea 15000 Km Falla Potencial Descripcion de la tarea propuesta Accion fisica a tomar si se Realizar el cambio del tanque detecta una falla potencial Cómo esta acción evitará, eliminará o minimizará las consecuencias de la falla? Evitará la parada no programada de la unidad o la parada en ruta lo cual desprestigiará la imagen de servicio de la empresa REALIZANDO LA TAREA A CONDICIÓN Horas hombre Costo de mano de obra para Costo total de 1h $ 312,90 para realizar la realizar la tarea realizar cada tarea $ 312,90 tarea Tiempo de parada del equipo para Tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada para realizar la Costo anualizado de realizar 0 para realizar la tarea (si lo hay) 0 tarea (si lo hay) 0 la tarea $ 3.754,80 realizar la tarea (si es requerido parar) REPARACION DE LA FALLA ANTICIPADA Horas hombre Costo de mano de obra para Costo de los repuestos para A realizarse por Terceros 6 reparar $ 12,00 $ 1.810,00 para reparar reparar Costo directo de la Tiempo de parada del equipo, Tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada 5 $ 1.882,00 para realizar la reparación 6 para realizar la reparación $ 500,00 reparación para reparar Costo anualizado de la Costo total anualizado de la opción Costo total de la reparación $4.350,30 $2.382,00 $595,50 reparación 1 A realizarse Escaneo de la superficie OPCIÓN 2 15 Grietas en el tanque de combustible Realizar análisis por ultrasonido del tanque de combustible cada 15000 Km Intervalo P-F mas breve 15000 Km Minimo intervalo 0 Km Intervalo propuesto para realizar la tarea 15000 Km Falla Potencial Descripcion de la tarea propuesta Accion fisica a tomar si se realizar el cambio del tanque detecta una falla potencial Cómo esta acción evitará, eliminará o minimizará las consecuencias de la falla? Evitará la parada no programada de la unidad o la parada en ruta y desprestigiará la imagen de servicio de la empresa A realizarse Escaneo de la superficie Tiempo de parada del equipo para realizar la tarea (si es requerido parar) REALIZANDO LA TAREA A CONDICIÓN Horas hombre Costo de mano de obra para para realizar la 1h $ 20,00 realizar la tarea tarea Tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada para realizar la 1 para realizar la tarea (si lo hay) 0 tarea (si lo hay) REPARACION DE LA FALLA ANTICIPADA Costo total de realizar cada tarea $ 25,00 Costo anualizado de realizar 0 la tarea $ 300,00 Horas hombre Costo de mano de obra para Costo de los repuestos para 1Mecánico para reparar 6 reparar $ 12,00 $ 1.810,00 reparar Costo directo de la Tiempo de parada del equipo, Tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada 1 $ 1.882,00 para realizar la reparación 1 para realizar la reparación $ 100,00 reparación para reparar Costo anualizado de la Costo total anualizado de la opción Costo total de la reparación $1.291,00 $1.982,00 $991,00 reparación 1 OPCION SELECCIONADA La opcion 2 es la mas aceptable, además conviene adquirir el equipo puesto que no solo se aplicarian a los tanques sino a toda las superficies que ameritan ser evaluadas con este sistema, además para evaluar las uniones soldadas de los remolques y semi remolques. 1 x 2 A realizarse por 144 5.9.Caso de Estudio SBAS-1A07: ECM del motor desconectado o defectuoso (Mantenimiento Correctivo) 1. Introducción: El ECM recibe impulsos electrónicos provenientes de los sensores que están en el motor y además en el vehículo, y utiliza esta información para controlar el funcionamiento del motor, éste calcula el tiempo de inyección y la cantidad de combustible inyectado basándose en información predeterminada y tablas de calibración contenidas en su memoria. Los motores que están dotados con control electrónico pueden equiparse con una variedad de opciones diseñadas para advertirle al operador algún mal funcionamiento del motor. Las opciones pueden ser luces en el tablero para indicar que se verifique el motor (CHECK ENGINE) y la de apagar el motor (STOP ENGINE) hasta una reducción automática de la potencia del motor seguida por un corte automático del mismo. La opción de reducir la potencia para apagar el motor o de interrumpir la propulsión puede ser activada por el bajo nivel de refrigerante, baja presión del aceite, alta temperatura del aceite, alta temperatura del refrigerante, baja presión del refrigerante, alta temperatura del 0 del refrigerante del intercooler o alta presión en el cárter de aceite del motor. 2. Selección de la política de manejo de falla Resulta difícil sino imposible detectar la falla del ECM por procedimientos regulares, pues al tratarse de una computadora su fallo será inmediato, no hay falla potencial ni parámetro o estado físico factible de ser medido para predecir la falla, además una política de sustitución cíclica sería demasiado costoso para la empresa, ya que el tiempo medio entre fallas de este componente es de 10 años y resulta absurdo reemplazarlo a intervalos fijos si el ECM está aún funcionando. Así que la elección de la empresa es por el Mantenimiento Correctivo de este modo de falla. 3. Conclusiones Cuando se presenta esta falla , se soluciona por el reemplazo del ECM. El costo del ECM nuevo es de US$ 3594.00. 5.10.Caso de Estudio SBAS-1A08: Cables y conexiones del motor de arranque corroídas Introducción La formación de oxido en las conexiones y cables el circuito eléctrico es muy común, impidiendo el paso de corriente al relé de arranque del arrancador. Ilustración 59: Conexión de los cables corroídos [Fuente propia] Mantenimiento correctivo Verificar el estado de las conexiones y cables en el circuito para realizar la limpieza de la corrosión y/o cambiar los componentes. 5.11.Caso de Estudio SBAS-1A09: Dientes de la corona del volante rotos Introducción El volante está conectada en la parte trasera del motor y cumple muchas funciones una de ellas es la transmitir potencia a la transmisión Ilustración 60: Vista de la corona del volante Mantenimiento correctivo Verificar el estado de los dientes cada vez que se ha necesario y cuando los dientes estén picadas o rotas cambiar la cinta de engranes 147 5.12.Caso de Estudio SBAS-1A10: Conexiones eléctricas a los inyectores sueltas o corroídas Introducción La formación de oxido en las conexiones y cables el circuito eléctrico es muy común, impidiendo el paso del corriente al solenoide del inyector unitario. Ilustración 61: Instalación eléctrica del inyector Mantenimiento correctivo Verificar las conexiones eléctricas que estén bien conectadas y que no tengan corrosión. 148 5.13.Caso de Estudio SBAS-1B01: Deterioro de las paletas del turbocompresor (Inspección Visual vs Inspección Auditiva) 4. Introducción: Básicamente, un turbocompresor es un sistema de inducción forzada de aire, el cual está compuesto de dos partes principales: Una turbina que se alimenta con los gases calientes de escape del vehículo, y un compresor de aire, el cual comprime el aire antes que ingrese al motor. Estos dos componentes están unidos mecánicamente por un eje común de metal. La turbina es empujada por los gases de escape que salen del motor, lo cual hacen que llegue a velocidades de hasta 150,000 revoluciones por minuto, y esto a su vez empuja el compresor, que se encarga comprimir el aire requerido por el motor, antes que llegue a los cilindros. Este aire comprimido permite que ingrese mayor mezcla de aire y combustible a los cilindros, ya que se puede comprimir más mezcla en el mismo volumen, y la mezcla entra "a presión" en los cilindros. Esto resulta en una explosión más fuerte en cada cilindro, y por ende, un motor más potente, obteniendo el motor hasta un 40% más potencia, sin necesidad de hacer cambios significativos, que un motor atmosférico de cilindrada equivalente, para las mismas cantidades de combustible. Ilustración 62: turbocompresor (corte longitudinal) Usualmente el compresor de un turbo es del tipo centrífugo, que toma aire por el centro, y expulsa el aire comprimido a un "caracol" en los extremos, lo cual le dá su forma peculiar. Ilustración 63: Flujo de aire comprimido Las cenizas de las sales metálicas que se forman en la combustión en un motor Diesel al quemar combustibles tipo fuel-oil o residuales, salen con los gases de combustión y se incrustan parcialmente en el circuito de escape y , sobretodo, en los turbocompresores. Esta presencia de cenizas o residuos es inevitable porque existe Azufre, Vanadio, Sodio, Potasio y otros metales en el fuel -oil o combustible residual. Las sales metálicas que componen estos residuos incrustados en los turbocompresores son corrosivas en mayor o menor grado, en función de la temperatura y el grado de humedad. La cantidad de cenizas que se forman siempre depende de las impurezas del combustible, pero la cantidad de cenizas adheridas al turbocompresor y circuito de gases depende, además, del estado físico-químico de esas cenizas. 5. Selección de la política de manejo de falla Opcion 1. Se plantea cada cierto tiempo, revisar visualmente el estado de las paletas del turbocompresor. Ilustración 64: inspección visual mediante un boroscopio Se identificaron las siguientes tareas para el manejo de la falla por deterioro de las paletas del turbocompresor: • La utilización de un Boroscopio de la serie serie PCE-V Ilustración 65.: Sistema de video del boroscopio Ilustración 66: Maletín portable del boroscopio 150 Ilustración 67: Detalle del sistema de iluminación del boroscopio El costo de boroscopio es de US$ 1395.53(EUR 990), Este boroscopio es la herramienta ideal para inspección y mantenimiento en cualquier ámbito industrial, profesional o en taller. Nunca fue tan sencillo el análisis óptico con un boroscopio/videoscopio. Esta innovadora serie le ofrece el acceso a la video inspección profesional. Podrá inspeccionar de forma sencilla y sin necesidad de conexión a la red (hasta 2 horas) las zonas dañadas de máquinas e instalaciones, tuberías y otras oquedades de diámetros entre 30 y 150 mm. El sólido y resistente cabezal de la cámara con un diámetro de tan sólo 26 mm supera curvas en tuberías de sólo 40 mm de diámetro. El cable deslizante del boroscopio tiene una marca longitudinal para poder localizar con precisión zonas dañadas. El monitor TFT de este boroscopio puede ser orientado, en caso de zonas de difícil acceso puede extraer el monitor del maletín (el cable tiene 2 m de longitud). El videoscopio cuenta con una salida de vídeo, por lo que podrá documentar las tomas en un portátil o en un grabador de vídeo o DVD. Se propone revisar periódicamente el turbo utilizando el boroscopio para detectar visualmente la presencia de daños en las paletas del turbo. Ilustración 68: avería de las paletas del turbocompresor De tal forma que nos permita planificar su cambio antes de que afecte negativamente el rendimiento de la máquina. En base a la información del producto, obtenemos nuestra gráfica con el intervalo definido para este caso, considerando además que se debe guardar un márgen debido al juicio que debe tener la persona que realizará el diagnóstico basado en las imágenes capturadas por el boroscopio: 151 Paletas en buenas condiciones TMEF: 100000 Km (200 días) ● ● P Se aprecian picaduras en las paletas del turbo ● F Pérdida de potencia por falla del turbocompresor 20000 Km (40 días) Dibujo 14: Curva P-F caso S B A S-1B01 opción 1 [Fuente propia] Cuando la falla no anticipada ocurre en ruta, se produce una pérdida de tiempo en la entrega de la carga de hasta 6 horas (pérdida de producción) y 2 horas adicionales para su reparación en taller a un costo de $100.00 por hora. La parada programada del equipo para la reparación de la falla potencial requiere al menos 5 días de anticipación y el costo del nuevo turbocompresor tendrá un costo de US$604.01. Opcion 2 Evaluación de las paletas del turbocompresor por el ruido, este tipo de evaluación no requiere ningún instrumento y puede reportarlo el operador de la máquina, La expansión de los gases en la turbina, reduce el nivel de decibelios con que llegaría el ruido a la salida del escape, esto se aprecia bastante en motores diesel y en cargas grandes, el giro de los álabes al pasar los mismos por delante de la boca se salida da como resultado una pulsación de determinada frecuencia, en función del número de alabes y de las revoluciones del rotor, silbido muy característico de estos elementos que crece en función del régimen del mismo. Es este ruido el que nos permitirá saber si el turbocompresor se encuentra próximo a fallar, de tal forma que nos podamos adelantar al evento y realizar su cambio. El rango de tiempo disponible depende de la experiencia del operador de la máquina por lo cual se requiere que sean capacitados, el costo para esto será de US$35.00 por operador, la evaluación se dará como reporte del operador, por lo cual la tarea no requerirá de costos adicionales para su realización. Así, obtenemos nuestro parámetro P-F de la siguiente gráfica: Turbo en buenas condiciones ● ● P Se percibe ruido en el turbo cuando el motor está en alto régimen de carga ● F 2500 Km ≈ 5 días Falla del turbo por deterioro de sus paletas Dibujo 15: Curva P-F caso S B A S-1B01 opción 2 [Fuente propia] 152 Como se observa, el intervalo P-F es muy breve, lo que no deja más opción que realizar una parada no programada inmediata del equipo (requiere ser llevado inmediatamente al taller), lo cual demandará hasta 6 horas de parada del equipo y 4 horas de pérdida de producción. 6. Ejercicio Realizando la tarea de la opción 1 Intervalo de realizacion de la tarea:20000 km Costo anualizado de la falla no anticipada: US$ 2232.75 Costo anualizado de la opción 1: US$ 1285.84 A Financiar el costo del equipo: US$ 1395.53 Mano de obra para realizar la tarea: 01 técnico para realizar la tarea Realizando la tarea de la opción 2 Costo anualizado de la opción 2: US$ 1872.03 A financiar el costo del equipo: US$ 0.00 7. Conclusiones Del análisis concluimos que la mejor opción para la realización de la tarea a condición sobre el turbocompresor es la opción 1, que nos permitirá evitar la parada del proceso, por lo cual se recomienda aplicar el mantenimiento basado en la condición para este ítem. 153 Hoja de Evaluación FALLA NO ANTICIPADA RESUMEN REQUISITOS DE LA REPARACION Qué debe ser reparado MODO DE FALLA Deterioro de las paletas del turbocompresor 1 Técnico 2 12 604,01 628,01 2 6 Seguridad Real probabilidad Probabilidad tolerable Si DAÑO SECUNDARIO Costo/hora del tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada no anticipado Otros costos de la falla no anticipada Costo total de la falla no anticipada Tiempo medio entre fallas (años) Costo anualizado de la falla no anticipada DETERMINACIÓN DE CONSECUENCIAS No x Medio ambiente actual probabilidad Probabilidad tolerable Si No x 100 600 0 1228,01 0,55 2232,75 a ser reparado por Horas hombre Costo de mano de obra costo de repuestos Costo directo total de reparación Tiempo de parada del equipo Tiempo de parada del proceso EVALUACIÓN DE LA TAREA BASADA EN CONDICIÓN (PREDICTIVA) OPCIÓN 1 La utilización de un Boroscopio de la serie serie PCE-V Se aprecian picaduras en las paletas del turbo Intervalo P-F mas breve 40 días Minimo intervalo Falla Potencial Descripcion de la tarea propuesta Revisar periódicamente el turbo utilizando el boroscopio para detectar visualmente la presencia de daños en las paletas del turbo Accion fisica a tomar si se detecta una falla potencial Programar el cambio del turbocompresor para dentro de los próximos 10 días Cómo esta acción evitará, eliminará o minimizará las consecuencias de la falla? 5 días Intervalo propuesto para realizar la tarea 30 días Evitará una pérdida de tiempo en el proceso y por ende pérdida de producción REALIZANDO LA TAREA A CONDICIÓN Horas hombre Costo de mano de obra para Costo total de A realizarse Revisar el turbo para realizar la 1 12 12 realizar la tarea realizar cada tarea tarea Tiempo de parada del equipo para Tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada para realizar la Costo anualizado de realizar 1 para realizar la tarea (si lo hay) 0 tarea (si lo hay) 0 la tarea 144 realizar la tarea (si es requerido parar) REPARACIONDE FALLA ANTICIPADA Horas hombre Costo de mano de obra para Costo de los repuestos para A realizarse por 1 técnico 2 reparar 12 reparar 604,01 para reparar Costo directo de la Tiempo de parada del equipo, Tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada 0 628,01 para realizar la reparación 2 para realizar la reparación 0 reparación para reparar Costo anualizado de la Costo total anualizado de la opción Costo total de la reparación 1285,84 628,01 reparación 1141,84 1 Intervalo P-F OPCIÓN 2 Evaluación de las paletas del turbocompresor por el ruido mas breve Falla Potencial Se percibe ruido en el turbo cuando el motor está en alto régimen de carga 5 días Minimo intervalo El operador tomará nota del ruido en el turbocompresor y reportará al taller cuando retorne de destino 5 días Intervalo propuesto para realizar la tarea diario Descripcion de la tarea propuesta Accion fisica a tomar si se detecta una falla potencial Programar el cambio inmediato del turbocompresor Cómo esta acción evitará, eliminará o minimizará las consecuencias de la falla? Evitará una pérdida de tiempo en el proceso y por ende pérdida de producción REALIZANDO LA TAREA A CONDICIÓN Horas hombre Percibir ruido extraño en el Costo de mano de obra para para realizar la 1 turbo realizar la tarea tarea Tiempo de parada del equipo para Tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada para realizar la 0 para realizar la tarea (si lo hay) 0 tarea (si lo hay) realizar la tarea (si es requerido parar) A realizarse REPARACIONDE FALLA ANTICIPADA Costo total de 0 realizar cada tarea Costo anualizado de realizar 0 la tarea 0 2,92 Horas hombre Costo de mano de obra para Costo de los repuestos para 2 reparar 12 reparar 604,01 para reparar Tiempo de parada del equipo, Tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada 4 628,01 para realizar la reparación 6 para realizar la reparación 400 para reparar Costo anualizado de la Costo total anualizado de la opción Costo total de la reparación 1872,03 1028,01 reparación 1869,11 2 OPCION SELECCIONADA La opción 1 es la única que nos permite realizar un mantenimiento programado y así evitar pérdidas en la producción. A realizarse por 1 técnico Costo directo de la reparación 1 x 2 154 5.14.Caso de Estudio SBAS-1B02: Obstrucción de los filtros de aire Introducción El filtro sucio y/o taponado podría causar una disminución considerable en el rendimiento máximo del motor .El aire sucio puede aumentar el desgaste de los componentes del motor. Es importante realizar la limpieza diaria de los filtros. El taponamiento puede producir una pérdida de producción hasta una hora de retraso para la entrega de la carga causando un desprestigio al servicio brindado. Ilustración 69: Vista de un filtro obstruido El cambio de filtro de aire es cada 50000km,pero este intervalo es cambiable dependiendo del contexto operacional. En el caso de transportes Hagemsa el contexto operacional es variable, pista y carreteras. Lo cual es necesario evaluar y reducir los intervalos de cambio • Objetivos o o • Determinar la viabilidad de aplicar mantenimiento preventivo. Determinar la frecuencia de mantenimiento preventivo. Procedimiento Se desarrollará el caso según el siguiente procedimiento: o o o o o o o o o o o PASO 1: Captura de datos PASO 2: Ordenamiento de datos PASO 3: Obtención de rangos medianas PASO 4: Trazado de puntos PASO 5: Trazado de línea PASO 6: Determinación del parámetro de localización (vida mínima) PASO 7: Determinación del parámetro de forma (pendiente) PASO 8: Determinación del parámetro de escala (vida característica) PASO 9: Determinación de la Vida Media PASO 10: Determinación de la Vida Mediana PASO 11: Determinación de la Vida B10 • Caso Cuando la falla no anticipada ocurre en ruta se produce un retraso en el servicio de hasta 2 horas, lo que produce una igual pérdida en la producción cuyo costo es US$ 100.00. La reparación de este modo de falla demandará 1 hora-hombre (US 12.00 la hora) y los filtros de repuesto cuestan US$ 132.05. El costo total de la falla no anticipada es de US$ 344,05. El intervalo de mantenimiento preventivo aplicado actualmente es de 50000Km I 1 2 3 4 5 TO (Km) 35000 55000 43000 46000 25000 • 1 2 3 4 5 6 • Resultados gamma Beta Eta Vida media B50 B10 Conclusiones 0 3,47 38636,77 Km 35106,91 Km 40000 Km 25600 Km De los parámetros obtenidos del análisis RAM realizado, concluimos que: C. Es viable aplicar MP por que beta es mayor a uno que en este caso es 3.47 D. La frecuencia de mantenimiento preventivo recomendada es 40000 Km, que viene a ser la vida media (confiabilidad del 50%) menos las consecuencias de seguridad, operación, mantenimiento, costo de operación. Este mantenimiento consistirá en el sopleteo de los filtros. La consecuencia de la falla no anticipada es de 626,17. La consecuencia de la falla aplicando el RCM es de: 467,91. 156 DATOS DE LAS TABLA i 1 2 3 4 5 TO 50000 55000 43000 76000 80000 E. ORDENAMIENTO DE DATOS F. CALCULO DE PARAMETRO DE WEIBULL TO RANGO MEDIANA (I-0.3)/ (n+0.4) X Y (RANGO MEDIANA) ln(ti) X 10.67 10.82 10.92 11.24 11.29 ln(ln(1/(1-F´´(ti)))) Y -1.97 -0.97 -0.37 0.14 0.71 i 1 2 3 4 5 N Ti 43000 50000 55000 76000 80000 5 F (ti) 13.0% 31.5% 50.0% 68.5% 87.0% fallas 157 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0 20000 40000 60000 Dibujo 16: curva de densidad de falla de Weibull 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 0 10000 20000 30000 40000 50000 Dibujo 17: curva función de distribución acumulada S rie e 1 S erie1 Dibujo 18: curva Función de confiabilidad 120,00% 100,00% 80,00% 60,00% 40,00% 20,00% 0,00% 0 20000 40000 60000 S rie e 1 158 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0 50000 S erie1 Dibujo 19 curva función de riesgo Pendiente (B)= coeficiente de correlación al cuadrado (R2)= 2.1372 0.98 98.00% PARAMET ROS R2 a b Beta Eta Gamma B=a 0.986 98.60% 3.47 -36.65 3.47 km km .= n para la tabla de valores de la función gamma De la tabla de valores de la función gamma regresión de los puntos a la línea es del 99.10% n=e^(-b/a) 38636.77 0 1+(1/Beta) 1.25 F.gamma 0.91 159 mu o MTTF 35106.91 km FORMULA F(t) OBJETIVO B50 68% 50% 40000 km CALCULO DE LOS VALORES DE LAS 4 FUNCIONES DE CONFIABILIDAD t 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000 20000 22000 24000 26000 28000 30000 32000 160 f(t) 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 F(t) 0% 0% 0% 0% 1% 2% 3% 5% 7% 10% 13% 17% 22% 28% 34% 41% R(t) 100.00% 99.96% 99.84% 99.58% 99.09% 98.29% 97.09% 95.42% 93.18% 90.32% 86.79% 82.56% 77.65% 72.10% 65.99% 59.45% h(t) 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 34000 36000 38000 40000 42000 44000 46000 48000 50000 52000 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 47% 54% 61% 68% 74% 79% 84% 88% 91% 94% 52.64% 45.73% 38.91% 32.37% 26.29% 20.81% 16.01% 11.96% 8.66% 6.06% 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Se pide determinar gamma Beta Eta Vida media B50 B10 0 3.47 38636.77 Km 35106.91 40000 25600 Km Km Km Es viable aplicar MP por que beta es mayor a uno que en este caso es 3.47 40000 KMTS que viene a ser la vida media menos las consecuencias de seguridad, operación, mantenimiento,costo de operación, aplicamos una frecuencia MP de 13000 km 161 5.15.Caso de Estudio SBAS-1B04: Descalibración del sensor de presión atmosférica (Mantenimiento Predictivo vs Gestión de la falla) 8. Introducción: Ilustración 70: Sensor de presión atmosférica para un C-15 (nuevo) [Fuente: dealer] También conocido como sensor de presión barométrica, o como compensador de altura, mide la presión atmosférica. La presión atmosférica varía con la altitud y el clima. A mayores elevaciones el aire es menos denso, de tal forma que tiene menos presión, además el clima también produce cambios en la presión del aire. La presión atmosférica es de 101.325 kPa (14.7 PSI) a nivel del mar con referencia al vacío. Ni aún los instrumentos de presión más precisos mantendrán su precisión para siempre, todos son propensos a desviaciones con el paso del tiempo, ya que basan su funcionamiento en las propiedades físicas de los materiales de los cuales están hechos, su exposición a muchos ciclos de temperatura y presión hacen que estos materiales varíen en diferentes grados de su estado original. La precisión se define de muchas formas pero típicamente no hay un factor de tiempo incorporado en él. Así por ejemplo, cuando un fabricante construye un sensor de presión, éste será probado al final de proceso de producción para asegurarse de que está dentro de las especificaciones. Es dentro de este entorno controlado que el fabricante puede garantizar su precisión, pero, tan pronto como éste deja la fábrica, es difícil predecir a que estará sujeto en su vida útil. Algunos fabricantes incluyen un término de estabilidad como un parámetro de especificación separado. Esto es lo más común en equipo de calibración donde la precisión a lo largo del tiempo es más crítico. El equipo de calibración está menos sujeto a ciclos de temperatura extremas o un alto número de ciclos de presión, por lo cual es más fácil suponer condiciones de estabilidad que son reales para la mayoría de aplicaciones. Así vemos que es razonable utilizar un instrumento de calibración de presión estable para mantener o vigilar los sensores de presión que están fijos a un equipo y sometidos a diferentes ciclos de variación. 9. Selección de la política de manejo de falla Se plantea cada cierto tiempo, revisar con herramientas electrónicas el estado del sensor de presión atmosférica y según la condición que éste presente programar su reemplazo antes de que falle y afecte negativamente el rendimiento del equipo. Se identificaron las siguientes tareas para el manejo de la falla por descalibración del sensor de presión atmosférica: 0pcion 1 • La utilización de una Laptop con el JPro Fleet Service Software Bundle y un Indicador de Presión de Precisión DPG2400 Costo de la laptop + el JPro Fleet Service Software Bundle: US$ 3500.00. Costo del Indicador de Presión de Precisión DPG2400: US$ 1776.91. Descripción de características del JPro Fleet Service Software Bundle: Ilustración 71 JPro Fleet Service Software Bundle (US$ 2499.00), Este software es una poderosa herramienta de diagnóstico electrónico, con actualizaciones gratuitas por todo un año. Cubre diagnóstico para: VEHÍCULOS •Freightliner • International •Sterling • Volvo / Mack •Western Star•Thomas Built • Kenworth • Peterbilt • Permite al usuario limpiar botón. MOTORES • CAT • International • Cummins • Volvo / Mack • Detroit • Mercedes COMPONENTES • Allison • Bendix • Eaton • Haldex • Meritor WABCO todos los códigos de falla activos e inactivos con el click de un • Diagnostica todos los componentes del vehículo en una sola aplicación. • Muestra los códigos de falla para todos los componentes en el bus de datos. • Muestra información clave acerca de los componentes en cada bus de datos usando la Lista de Componentes. • Automáticamente se conecta a todos los buses de datos disponibles para ver los datos de todos los componentes del vehículo. • Facilita la solución a problemas intermitentes – cuando graba el bus de datos, ponga marcadores con la presión de una tecla y salte a esos marcadores cuando los reproduzca. • Automáticamente muestra los parámetros de todos los componentes de su interés en el Monitor. Inicie las aplicaciones de diagnóstico en información de código de falla, Lista de Componentes, y pantallas de mensajes de diagnóstico. Descripción de características del Indicador de Presión de Precisión DPG2400 163 Ilustración 72: Indicador de Presión de Precisión D P G2400 [Fuente: www.sensorsone.co.uk] El medidor de presión digital de la serie 2400 de Mensor, es un instrumento de calibración de bajo costo y simple lectura. Con una incertidumbre de 0.03% FS (Full Scale), y con un gabinete pequeño (6.4cmH x 10.6cmW x 11.94cm), esta unidad cuenta con compensación de temperatura de 15 a 45ºC, que permite su uso en este rango de temperatura sin pérdida absoluta de precisión Con estas herramientas en conjunto, a tráves de los parámetros característicos del sensor de presión atmosférica obtenidos con el software Jpro podremos preveer la falla del sensor por descalibración, una desviación en el parámetro de lectura del ECM de más del 5% con respecto al valor dado por el Indicador de Presión de Precisión para la altura de prueba y condiciones atmosféricas reales es una señal de una inminente falla del sensor, lo cual afectará negativamente en el desempeño de la máquina. Sensor en buenas condiciones TMEF: 100000 Km (200 días) ● ● P Se aprecia una desviación del indicador de presión atmosférica de más del 5% ● F Pérdida de potencia por descalibración del sensor de presión atmosférica 25000 Km (50 días) Dibujo 20: Curva P-F caso S B A S-1B04 opción 1 [Fuente propia] Cuando la falla no anticipada ocurre en ruta, se produce una pérdida de tiempo en la entrega de la carga de hasta 6 horas (pérdida de producción) y hasta 6 horas adicionales para su reparación en taller para reemplazar el sensor, esto producirá hasta 5 horas de pérdida de producción a un costo de $100.00 por hora. La parada programada del equipo para la reparación de la falla potencial requiere al menos 5 días de anticipación y el costo del nuevo sensor tendrá un costo de US$ 395.89 y tomará 2 horas de parada del equipo y 1 hora de pérdida de producción. Opción 2 164 Utilizacion del sistema de autodiagnóstico del motor, La familia C-15 de motores Caterpillar cuentan con la capacidad de realizar una prueba de autodiagnóstico. Cuando el sistema detecta un problema activo, se enciende la luz de “DIAGNÓSTICO”. Los códigos de diagnóstico se guardan en la memoria permanente del módulo de control electrónico. Los códigos de diagnóstico pueden recuperarse usando los componentes siguientes: - Herramientas de servicio electrónicas de Caterpillar. Luz de “DIAGNÓSTICO”. Los códigos registrados representan lo siguiente: - Problemas intermitentes. - Sucesos registrados. - Historial de rendimiento. La luz de “DIAGNÓSTICO” se utiliza para indicar la existencia de una falla mediante códigos de destello. La luz de “DIAGNÓSTICO” que está en el tablero de instrumentos es generalmente amarilla. Cuando el interruptor de encendido se conecta primero, la luz de “DIAGNÓSTICO” realizará el siguiente procedimiento: - La luz de “DIAGNÓSTICO” se iluminará durante cinco segundos. - La luz de “DIAGNÓSTICO” se apagará. Siempre que el módulo de control electrónico (ECM) detecte una falla activa, la luz destellará en intervalos de cinco segundos. Si se enciende la luz y permanece encendida después del arranque inicial, es porque el módulo ha detectado un problema del sistema. Para utilizar la luz de diagnóstico para recuperar los códigos de diagnóstico se utiliza el siguiente procedimiento: Ponga el interruptor de CONEXIÓN/DESCONEXIÓN del control de crucero en la posición de DESCONEXIÓN. Ponga el interruptor SET/RESUME en cualquiera de las dos posiciones. Mantenga esa posición hasta que empiece a destellar la luz amarilla. La luz amarilla destellará para indicar un código de dos dígitos y se puede soltar el interruptor SET/RESUME. Cuente la primera secuencia para el primer dígito, luego de una pausa de dos segundos, la segunda secuencia identificará el segundo dígito del código de diagnóstico. Cualquier código adicional seguirá después de una pausa. El código de destello 55 indica que no se han detectado fallas desde que se ha puesto la llave del interruptor de arranque en la posición CONECTADO. En la siguiente tabla vemos el efecto potencial en el rendimiento del motor con códigos de destello ACTIVOS. Tabla 23: Códigos de fallas del sensor de presión atmosférica Código de Destello de Diagnóstico o Relación de rendimiento del Motor C-15 Efecto en el Rendimiento del Motor Acción Sugerida del (1) Operador Falla de Poten Veloci Parad Apag Servici Efectu Encendi cia dad a del ue el o(3) ar Código de Destello de do del Baja Reduci Motor Motor( Servic 2) Diagnóstico Motor da del io Motor Cuant o Antes( 4) 01 Anulación de Parada en Vacío 165 02 12 13 14 21 24 25 26 Datos Perdidos del Registrador de Sucesos Falla del Sensor de Nivel de Refrigerante(5) Falla del Sensor de Temperatura de Combustible Falla del Solenoide del Retardador Falla del Voltaje de Suministro del Sensor(5)(6) Falla del Sensor de Presión de Aceite(5) Falla del Sensor de Presión de Refuerzo (6) X X X X X X X X X X Falla del Sensor de Presión Atmosférica(6) (1) Una “X” indica que se puede producir un efecto en el rendimiento del motor si el código está activo. Esto depende de la falla exacta. (2) Para el motor: Opere el motor con cuidado. Repare de inmediato. Se pueden producir daos importantes en el motor. (3) Servicio: El operador debe ir a la instalación de servicio más cercana cualificada. (4) Programe el servicio: El problema debe investigarse cuando sea conveniente para el operador. (5) Cuando el código de destello de diagnóstico esté activo, se reduce la eficacia de la función monitora del motor. (6) El sistema puede resultar afectado por estos códigos de destello de diagnóstico sólo en condiciones ambientales específicas. Esto incluye el arranque del motor a temperatura fría, operación en tiempo frío a grandes altitudes, etc. Para la gestión de la falla se requiere la participación del operador del equipo, para lograr esto se plantea la capacitación de todos los operadores a un costo de US$ 35.00 por operador. Si la falla se presenta en ruta, se producirá un costo de pérdida de producción de hasta 2 horas US$ 100.00 la hora. Una vez obtenido el reporte del operador de la falla del sensor, se programará su mantenimiento para dentro 5 días hábiles y se le permitirá operar con cargas menores y en rutas de baja altitud menores a los 2500 msnm, aún así, se producirán pérdidas de hasta 2 horas de producción. La tarea no tendrá costo alguno, pues estamos dejando que la falla ocurra. Así, obtenemos un caso especial pero frecuente en la gestión y planeamiento estratégico del mantenimiento, como se muestra a continuación: 166 Sensor en buenas condiciones ● P ● F 5 días Costo Falla del sensor por descalibración Reducción de las pérdidas con la Gestión de la Falla Dibujo 21: Curva P-F caso S B A S-1B04 opción 2 [Fuente propia] Como se observa, se consigue reducir los costos producidos por la falla con la adecuada gestión de la falla, esto nos permite realizar una parada programada del equipo para dentro de los próximos 5 días, lo cual demandará hasta 1 horas de parada del equipo y 0 hora de pérdida de producción, además de las 2 horas de pérdida de producción que se produjeron durante esos 5 días que la unidad estuvo operando con condiciones de falla ya presentes. Ejercicio Realizando la tarea de la opción 1 Intervalo de realización de la tarea : 20000km Costo anualizado de la falla no anticipada: US$ 563.48 Costo anualizado del Mtto Predictivo: US$ 345.76 A Financiar el costo del equipo: US$ 5276,91 Mano de obra para realizar la tarea : 1 técnico especializado Realizando la tarea de la opción 2. Intervalo de realización de la tarea :2500km Costo anualizado de la opción 2: US$ 525.52 A financiar el costo del equipo: US$ 0.00 Conclusiones Aunque ambas opciones producen resultados positivos frente a la falla no anticipada, la mejor opción es la 1 (tarea a condición). 167 Hoja de Evaluación FALLA NO ANTICIPADA RESUMEN REQUISITOS DE LA REPARACION Qué debe ser reparado MODO DE FALLA Descalibración del sensor de presión atmosférica 1 técnico 1 12 359,89 371,89 0 4 Seguridad Real probabilidad Probabilidad tolerable Si DAÑO SECUNDARIO Costo/hora del tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada no anticipado Otros costos de la falla no anticipada Costo total de la falla no anticipada Tiempo medio entre fallas (años) Costo anualizado de la falla no anticipada DETERMINACIÓN DE CONSECUENCIAS No x Medio ambiente actual probabilidad Probabilidad tolerable Si 100 400 0 771,89 1,37 563,48 a ser reparado por Horas hombre Costo de mano de obra costo de repuestos Costo directo total de reparación Tiempo de parada del equipo Tiempo de parada del proceso EVALUACIÓN DE LA TAREA BASADA EN CONDICIÓN (PREDICTIVA) OPCIÓN 1 La utilización de una Laptop y el JPro Fleet Service Software Bundle y un Indicador de Presión de Precisión DPG2400 Desviación en el parámetro de lectura del ECM del sensor de Presión Atmosférica en más del 5% con respecto al valor dado por el Indicador de Presión Falla Potencial de Precisión para la altura de prueba y condiciones atmosféricas de prueba Descripcion de la tarea propuesta Comparar el valor del Sensor de Presión con el valor del Instrumento de Calibración Accion fisica a tomar si se detecta una falla potencial Programar el reemplazo del Sensor de Presión Atmosférica Cómo esta acción evitará, eliminará o minimizará las consecuencias de la falla? Evitará las pérdidas en la producción por falla del sensor REALIZANDO LA TAREA A CONDICIÓN Horas hombre Costo de mano de obra para Costo total de A realizarse 1 Técnico 1 12 para realizar la realizar la tarea realizar cada tarea tarea Tiempo de parada del equipo para Tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada para realizar la Costo anualizado de realizar 1 para realizar la tarea (si lo hay) 0 tarea (si lo hay) 0 la tarea realizar la tarea (si es requerido parar) REPARACIONDE FALLA ANTICIPADA Horas hombre Costo de mano de obra para Costo de los repuestos para A realizarse por 1 Técnico para reparar 1 reparar 12 reparar Costo directo de la Tiempo de parada del equipo, Tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada 0 407,89 para realizar la reparación 1 para realizar la reparación reparación para reparar Costo anualizado de la Costo total anualizado de la opción Costo total de la reparación 345,76 407,89 reparación 297,76 1 OPCIÓN 2 Utilizacion del sistema de autodiagnóstico del motor No hay, dejamos que ocurra la Falla Funcional Falla Potencial Descripcion de la tarea propuesta El operador debe tomar nota de la falla y reportarlo Accion fisica a tomar si se detecta una falla potencial Evitar cargas de más de 10TM y rutas con más de 2500msnm para la máquina Cómo esta acción evitará, eliminará o minimizará las consecuencias de la falla? Minimizará las pérdidas en producción para el equipo REALIZANDO LA TAREA A CONDICIÓN Horas hombre Costo de mano de obra para para realizar la realizar la tarea tarea Tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada para realizar la para realizar la tarea (si lo hay) tarea (si lo hay) REPARACION DE FALLA MINIMIZADA POR UNA GESTIÓN ADECUADA A realizarse Tiempo de parada del equipo para realizar la tarea (si es requerido parar) Costo total de realizar cada tarea Costo anualizado de realizar la tarea Horas hombre Costo de mano de obra para Costo de los repuestos para A realizarse por 1 Técnico para reparar 2 reparar 12 reparar Costo directo de la Tiempo de parada del equipo, Tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada 3 419,89 para realizar la reparación 2 para realizar la reparación reparación para reparar Costo anualizado de la Costo total anualizado de la opción Costo total de la reparación 719,89 reparación 525,52 2 OPCION SELECCIONADA Justificación de la selección: 525,52 168 1 x 2 5.16.Caso de Estudio SBAS-1B05: Desgaste acelerado de las válvulas de admisión y escape (Mantenimiento Correctivo) • Introducción Las válvulas controlan el flujo de aire y de los gases de escape por la cámara de combustión. Cuando se abre la válvula de admisión, entra aire en la cámara de combustión. Cuando se abre la válvula de escape, los gases de escape salen de la cámara de combustión • Estudio del caso. En este caso realizar el mantenimiento correctivo cuando las válvulas están fallando Es decir cuando existe traqueteo o golpeteo en el motor. El cambio de las válvulas producirá una pérdida de producción de hasta 2 horas. El desgaste de las válvulas es normal debido a las altas temperaturas y presiones que se producen en la cámara de combustión. A pesar de que están hechos de aceros de alta calidad, los subproductos de la combustión desgastan y corroen la zona del asiento (1 Válvula Ilustración 5.14.1: desgaste de las válvulas 5 • Conclusión Falla Potencial: No existe técnicamente determinar un modo de falla potencial. Falla Funcional: Se produce “tironeo” del motor, funcionamiento irregular. Falla Catastrófica: Para que se produzca la falla catastrófica, que es, la rotura de una de las válvulas se tiene que operar la unidad por largo tiempo cuando ya ha sido detectada la falla funcional, lo cual es imposible. 5.17.Caso de Estudio SBAS-1B06: Descalibración de las válvulas de admisión y escape Reacondicionamiento cíclico (30000 km) Introducción: Válvula de escape.- Pieza metálica en forma de clavo grande con una gran cabeza, cuya misión es permitir la expulsión al medio ambiente de los gases de escape que se generan dentro del cilindro del motor después que se quema la mezcla aire-combustible en durante el tiempo de explosión. Normalmente los motores poseen una sola válvula de escape por cilindro; sin embargo, en la actualidad algunos motores modernos pueden tener más de una por cada cilindro. Válvula de admisión.- Válvula idéntica a la de escape, que normalmente se encuentra junto a aquella. Se abre en el momento adecuado para permitir que la mezcla aire-combustible procedente del carburador, penetre en la cámara de combustión del motor para que se efectúe el tiempo de admisión. Hay motores que poseen una sola válvula de admisión por cilindro; sin embargo, los más modernos pueden tener más de una por cada cilindro. Para el procedimiento de calibración se deben identificar las válvulas tanto de admisión como las de escape, para esto debe conocerse muy bien cual es el múltiple de admisión que estará alineado con las de este tiempo y el de escape. En las siguientes figuras se muestra la disposición de algunos tipos de motores y su identificación del sistema de admisión (en rojo) en la culata. La válvula debe ser calibrada cuando esta se encuentra cerrada, es decir, cuando se encuentra sentada sobre la culata. 5.18.Caso de Estudio SBAS-1B07: Desgaste acelerado de los metales de bancada y cigüeñal (ICP vs Conteo de partículas + ICP) Introducción: Una biela (connecting rod) rota empujando a través del costado del bloque es un claro signo de que algo anda mal dentro del motor. También lo son sonidos extraños provenientes del motor, presión del aceite mas baja de lo normal, además de humo y malos olores por nombrar algunos. Mientras que cada uno de ellos son indicadores perfectamente válidos, todos tienen algo en común: “Ya Es Demasiado Tarde”. Tampoco se puede confiar en las conocidas “Lucecitas”, pues para cuando las luces se prendieron el daño ya esta hecho, ya que éstos solo dicen que esta pasando y no lo que esta a punto de suceder y ciertamente no dicen por que sucederá. Mantenimiento Predictivo por análisis de aceite: Todos los análisis de aceite de motor utilizan el ICP (Inductively Coupled Plasma Spectrophotometry) y reportarán elementos de materiales de desgaste. Lo importante es minimizar ese desgaste a través un programa de mantenimiento predictivo. Para reducir el desgaste utilizando el análisis de aceite, tenemos que descubrir de qué partes del motor provienen esas partículas de desgaste. Los componentes del motor, usan diferentes materiales en su construcción, esto nos permite, por descarte, reducir las posibilidades y realizar un plan eficaz de ataque al problema. En general, los bujes y cojinetes de árbol de levas, martillo, pasadores y pistones son de bronce, mientras los cojinetes de bielas y bancada que reciben mayores fuerzas son de tres metales. La última capa (la más expuesta) es de plomo para gastarse en el asiento del motor y dejar una mejor circulación del aceite sin turbulencia. Estaño Plom o obre C Alumini o cero A Ilustración 73: Capas de los metales de los cojinetes Mantenimiento Preventivo según recomendaciones del fabricante: El cigüeñal y los metales de cualquier motor se desgastan con el tiempo. Por lo cual se debe reemplazar los metales antes de que se desgasten para evitar que se dañe el cigüeñal y las bielas. También se recomienda reemplazar los metales de biela y de bancada después de cada 500000 Km de operación Es buena práctica del mantenimiento que además de reemplazar los metales de biela y de bancada se inspeccione y busque desgaste en el cigüeñal, los pistones y las camisas. Se ha demostrado a lo largo de los últimos años que el Mantenimiento Preventivo es más costoso que el Mantenimiento Predictivo, y todo esto va de la mano por los constantes avances tecnológicos que han cambiado el panorama del Mantenimiento basado en la confiabilidad, las exigencias actuales van de los clientes a los proveedores del servicio y de éstos a los proveedores de suministros entre éstos el Aceite Lubricante, componente vital en las operaciones de equipo pesado. Selección de la política de manejo de falla Opción 1. Análisis de aceite ICP Toma una hora hombre tomar una muestra de aceite y enviarla al laboratorio El costo corre por parte del proveedor, pero se tarda 01 semana tener de vuelta los resultados de análisis, los análisis de aceite se realizan cada 15000 Km, si requerimos hacer uso del laboratorio en un intervalo menor, nos costará US$ 25.00 cada análisis adicional (en este caso necesitaremos dos análisis adicionales). De esta forma tenemos que para predecir este tipo de falla debemos tomar una muestra de aceite cada 5000 Km (10 días) y hacer uso del servicio de Laboratorio del Proveedor. Para realizar la tarea del seguimiento estadístico y análisis de los resultados de las muestras obtenidas, se requiere a un especialista en mantenimiento, confiabilidad y análisis de aceites, el cuál deberá llevar un registro en hoja de cálculo,l de un histórico para la unidad en cuestión, y analizar las tendencias de los resultados, el costo de mano de obra del especialista es de US$ 25.00 la hora. Contamos para esto con el apoyo del fabricante que nos brindará la conformación de materiales de los componentes del motor, además de otras fuentes que serán de utilidad para un adecuado seguimiento de la falla, la siguiente tabla nos muestra los datos obtenidos por una empresa que cuenta con una gran flota de transporte y tiene años de experiencia en el mantenimiento predictivo del desgaste de sus motores de tres diferentes fabricantes: Tabla 24: Metalurgia de los motores [Fuente: Diagnóstico de motores diesel mediante el análisis del aceite usado de Bernardo Tormos] Metal Hlerro Caterpillar Camisas, segmentos,tren de válvulas. cigueñal, bloque, empujadores, bulones, etc. Cojinetes de biela, de bancada, del bulón del pistón y del balancín. Cojiinetes de biela y de bancada Cojinetes de biela y de bancada (recubrimiento trimetalico) Fabricantes Wälrtsilä, Waukesha Camisas, segmentos, tren de válvulas, cigüeñal, engranajes. Cojinetes Cummins Camisas, segmentos, tren de válvulas, cigüeñal, engranajes Cojinetes Cobre Plomo Estaño Cromo Aluminio Cojinetes de biela y de bancada Cojinetes de biela y de bancada (recubrimiento trimetálico) Segmentos, camisas Segmentos Cojinetes de biela y de Contaminación con bancada. Pistones (ciertos grasa modelos) Silicio Níquel Cojinetes de biela y de bancada Cojinetes de biela y de bancada (recubrimiento trimetálico) Segmentos Contaminación con grasa, desgaste del bloque (según modelos), enfriador. Aditivos antiespuma. polvo Aditivos antiespuma, Aditivos antiespuma. almostérico. polvo atmosférico. polvo atmosférico. residuos cataliticos residuos cataliticos -Cojinetes, Cojinetes, contamicontaminación del nación del combustible combustible La detección temprana del desgaste de los metales de bancada en base a este análisis requiere al menos 3 resultados de laboratorio, 1 semana para la detección, además se requiere al menos 5 días para la programación de la reparación de la falla anticipada. En base a la siguiente propuesta de juicio para límites de alerta para un motor CAT: Tabla 25: Ejemplo de límites en un motor diesel [Fuente: Análisis de aceites de Víctor Orué] Fe CAT D-353 172 57 Al 17 Cr 7 Cu 15 Mg 41 Pb 21 Si 11 Obtenemos nuestra curva P-F: Cojinetes de bancada en buen estado TMEF: 200000 Km Alguno de los elementos Cu ● o Pb ha sobrepasado los ● límites de alerta ● P Alarma por desgaste acelerado de los cojinetes Falla de los cojinetes de bancada o biela ● F 1500Km 5000Km Dibujo 22: Curva P-F caso S B A S-1B07 opción 1[Fuente propia] Si se detecta que uno de los elementos citados ha sobrepasado el valor de límite de alarma, se solicitará inmediatamente un nuevo análisis de aceite para dentro de los 1500 Km de operación de la unidad, luego de lo cual, previo análisis de tendencia de desgaste inusual se contarán con 5000 Km de guarda para programar la reparación de la falla, para lo cual la unidad deberá detenerse por 2 días para su reparación. Cuando la falla no anticipada ocurre en ruta, los metales del cigüeñal se funden a la bancada y/o bielas, produciéndose una pérdida de producción de hasta 6 horas, la unidad no puede moverse, lo cual requerirá remolcar la unidad con otro camión, pero este costo está contemplado dentro de los gastos operativos de la empresa. La reparación de la falla no anticipada requerirá reemplazar el cigüeñal, los cojinetes y un cambio de aceite, que suman US$ 3250.78, además de la mano de obra para realizar la reparación que será de 8 horas por 2 hombres, hasta 3 días de parada de la máquina y 50 horas de pérdida de producción, por la no disponibilidad del cigüeñal de reemplazo. La parada programada del equipo para la reparación de la falla potencial requiere al menos 5 días de anticipación y el costo de los cojinetes de bancada a reemplazar es de de US$ 231.01 y le tomará a 2 mecánicos 12 horas de parada del equipo y 11 horas de pérdida de producción. Opción 2. Análisis de aceite ICP + Conteo de Partículas Para llevar a cabo la detección temprana de este modo de falla, usaremos Un PT-Kit1 Patch Test Kit o prueba de parche: 173 Ilustración 74: Equipo Patch Test Kit para el conteo de partículas Cuyo costo asciende a US$ 1691.00 + 1 Pack de 100 discos de membrana de 15.0µm 47mm a US$ 121.00. Este conjunto de “Prueba de Parche” es una valiosa herramienta para el análisis visual de niveles y tipos de contaminación para una amplia gama de aplicaciones, ofreciendo rápidos resultados in situ. Entre sus aplicaciones tenemos: Programas de control de contaminación. Como equipo de monitoreo de condición identificando niveles de limpieza, tipos de contaminantes como metales brillantes, metales oscuros, fibra, silica y más. El Kit completo incluye: - Un microscopio de campo de 100 aumentos. - Discos de membrana de 1.2µm. - Embudo filtrante para la preparación de la prueba. - Una Bomba de Vacío para la toma de muestras y preparación de la prueba. - Botellas para muestras. - Pinzas para la manipulación de los filtros. - Atomizador con solvente. - Manual con instrucciones con imágenes de referencia correspondientes a códigos de limpieza ISO. Entre las ventajas que aporta están: - Económico. - Fácil operación con manual paso paso. - Opción de cámara para incorporar imágenes en reportes. De la siguiente tabla de comparación para la escala de limpieza ISO, en este caso para la escala que nos interesa que es las partículas cuyo tamaño es mayor a 15µm. Tabla 26: E scala de limpieza ISO para partículas mayores a 15 um [Fuente: www.patchtestkit.com] 174 Number of part cles per millilitre More than Up to and including 2 500 000 1 300 000 2 500 000 640 000 1 300 000 320 000 640 000 160 000 320 000 80 000 160 000 40 000 80 000 20 000 40 000 10 000 20 000 5 000 10 000 2 500 5 000 1 300 2 500 640 1 300 320 640 160 320 80 160 40 80 20 40 10 20 5 10 2.5 5 1.3 2.5 0.64 1.3 0.32 0.64 Scale Number >28 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 Ilustración 75: Evolución de la formación de partículas de diferentes tamaños en el proceso de desgaste [Fuente: A SM Handbook, 1992] El plan es utilizar la Prueba de Parche como elemento para detectar la concentración de partículas y cuando ésta exceda el número que ponga en riesgo la operación de la máquina, utilizar el servicio de laboratorio del proveedor para determinar el origen del desgaste y/o contaminación para tomar las acciones que nos permitan corregirla. Para tal fin, se realizarán análisis de aceite por conteo de partículas con el Kit Patch Test cada 5000 Km, cuando el conteo nos alerta de un posible desgaste excesivo en el motor, utilizaremos el servicio de laboratorio del proveedor para verificar que el desgaste proviene de los cojinetes de bancada y biela del cigüeñal, que en promedio será cada 200000 Km que es el TMEF del modo de falla, no hay necesidad de parar la máquina ni el proceso durante los 175 próximos 5000 Km, de este modo haremos un uso más optimo de las facilidades que nos da el proveedor a favor del monitoreo a condición del aceite lubricante que pueda ser aplicado a otras tareas. Toma 1 hora hombre tomar la muestra de aceite y 2 horas para realizar el conteo de partículas por un Especialista, el análisis FTIR del laboratorio del proveedor es gratuito ya que únicamente utilizaremos su servicio cuando el conteo de partículas de una alerta de contaminación excesiva. El costo de la mano de obra especializada es de US$ 20.00 además se deberá adicionar el costo de la membrana para cada prueba que es de US$ 1.00. De esta forma obtenemos nuestra curva P-F: Cojinetes de bancada en buen estado TMEF: 200000 Km Alerta de exceso de ● ● partículas detectada por la “Prueba de Parche” ● P Alarma de desgaste acelerado de los cojinetes Falla de los cojinetes de bancada o biela ● F 5000Km 5000Km Dibujo 23: Curva P-F caso S B A S-1B07 opción 2 [Fuente propia] Ejercicio Realizando la tarea opción 1: Intervalo de realización de la tarea: 5000km Costo anualizado de la falla no anticipada: US$ 6095.19 Costo anualizado Opción 1: US$ 3634.34 Financiar el costo del equipo: US$ 0.00 Mano de obra para realizar la tarea: 1 mecánico especializado Realizando la tarea opción 2: Intervalo de realización de la tarea : 5000km Costo anualizado Opción 2: US$ 2575.84 Financiar el costo del equipo: US$ 1691.00 Tiempo para realizar la tarea: 2 horas Mano de obra para realizar la tarea: 1 técnico especializado. Conclusiones Queda demostrado luego del análisis en la ejecución de las dos tareas propuestas que el conteo de partículas nos permitirá ahorrar costos y hacer un mejor uso de las facilidades que nos brinda el proveedor de aceite para la detección temprana de este modo de falla. 176 Hoja de Evaluación FALLA NO ANTICIPADA RESUMEN REQUISITOS DE LA REPARACION Qué debe ser reparado MODO DE FALLA DAÑO SECUNDARIO Costo/hora del tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada no anticipado Otros costos de la falla no anticipada Costo total de la falla no anticipada 4 12 2810 2906 Seguridad Real probabilidad Probabilidad tolerable Si Tiempo medio entre fallas (años) Costo anualizado de la falla no anticipada DETERMINACIÓN DE CONSECUENCIAS No x Medio ambiente actual probabilidad Probabilidad tolerable Si No x 100 5700 209,78 9142,78 1,5 6095,19 Desgaste excesivo de Fusión del cigüeñal a la bancada los metales de y/o biela bancada y biela 2 Mecánicos 4 12 231 327 8 57 2 Mecánicos a ser reparado por Horas hombre Costo de mano de obra costo de repuestos Costo directo total de reparación Tiempo de parada del equipo Tiempo de parada del proceso EVALUACIÓN DE LA TAREA BASADA EN CONDICIÓN (PREDICTIVA) OPCIÓN 1 Análisis de aceite ICP Alarma de desgaste acelerado de los cojinetes de bancada y/o biela Intervalo P-F mas breve 10000 Minimo intervalo Falla Potencial Descripcion de la tarea propuesta Tomar muestras de aceite cada 5000 Km y utilizar el Laboratorio del fabricante para su análisis Accion fisica a tomar si se detecta una falla potencial Tomar otra muestra a los 1500 Km y proceder luego del análisis de tendencia Cómo esta acción evitará, eliminará o minimizará las consecuencias de la falla? 5000 Intervalo propuesto para realizar la tarea 5000 Reducirá la posibilidad de que la máquina quede varada en ruta por fusión del cigüeñal con los metales de bancada y/o biela REALIZANDO LA TAREA A CONDICIÓN Horas hombre Costo de mano de obra para Costo total de A realizarse 1 Especialista 1 70 para realizar la 70 realizar la tarea realizar cada tarea tarea Tiempo de parada del equipo para Tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada para realizar la Costo anualizado de realizar 1 para realizar la tarea (si lo hay) 0 tarea (si lo hay) 0 la tarea 2555 realizar la tarea (si es requerido parar) REPARACIONDE FALLA ANTICIPADA Horas hombre Costo de mano de obra para Costo de los repuestos para A realizarse por 2 Mecánicos para reparar 24 reparar 12 reparar 231,01 Costo directo de la Tiempo de parada del equipo, Tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada 11 519,01 para realizar la reparación 12 para realizar la reparación 1100 reparación para reparar Costo anualizado de la Costo total anualizado de la opción Costo total de la reparación 3634,34 1619,01 reparación 1079,34 1 Intervalo P-F OPCIÓN 2 Análisis de aceite ICP + Conteo de Partículas mas breve Falla Potencial Alarma de desgaste acelerado de los cojinetes de bancada y/o biela 10000 Minimo intervalo Tomar muestras de aceite cada 5000 Km y utilizar el PT-Kit1 Patch Test Kit para su análisis por conteo de partículas 5000 Intervalo propuesto para realizar la tarea 5000 Descripcion de la tarea propuesta Accion fisica a tomar si se detecta una falla potencial Tomar otra muestra a los 5000 Km y proceder luego de conocer el resultado del análisis FTIR de Laboratorio Cómo esta acción evitará, eliminará o minimizará las consecuencias de la falla? Reducirá la posibilidad de que la máquina quede varada en ruta por fusión del cigüeñal con los metales de bancada y/o biela REALIZANDO LA TAREA A CONDICIÓN Horas hombre Costo de mano de obra para para realizar la 2 realizar la tarea tarea Tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada para realizar la 1 para realizar la tarea (si lo hay) 0 tarea (si lo hay) REPARACIONDE FALLA ANTICIPADA A realizarse 1 Especialista Tiempo de parada del equipo para realizar la tarea (si es requerido parar) Costo total de realizar cada tarea Costo anualizado de realizar 0 la tarea 20 41 ### Horas hombre Costo de mano de obra para Costo de los repuestos para 2 Mecánicos para reparar 24 reparar 12 reparar 256,01 Costo directo de la Tiempo de parada del equipo, Tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada 11 544,01 para realizar la reparación 12 para realizar la reparación 1100 reparación para reparar Costo anualizado de la Costo total anualizado de la opción Costo total de la reparación 2592,51 1644,01 reparación 1096,01 2 OPCION SELECCIONADA Justificación de la selección: Es económicamente más viable A realizarse por 1 2 x 177 5.19. Caso de Estudio SBAS-1B08 :Agarrotamiento de los pistones (ICP vs Conteo de partículas + ICP) 10. Introducción: Una de las principales misiones del lubricante es la de reducir el rozamiento entre las superficies con movimiento relativo entre ellas y con ello el desgaste que sufren a los valores mínimos posibles. Las consecuencias que se derivan de un desgaste adhesivo son: avería total, con lo que ello supone (indisponibilidad, reparación, etc). Insatisfacción del cliente (aumento de los gastos de explotación: consumos excesivos, pérdida de tiempo), pérdida de potencia, e una incidencia directa sobre la vida útil del vehículo. De todas maneras no hay que culpar únicamente al lubricante por el desgaste ya que otros factores van a afectar al mismo como son: la tecnología del conjunto y la de cada pieza considerada independientemente, la composición metalúrgica de estas últimas, las condiciones de utilización del motor y su grado de acuerdo con las previsiones que por diseño debía tener, el combustible empleado, la calidad de la combustión, etc. Pero sí le debemos al aceite lubricante la facilidad técnica de poder predecir este tipo de falla de manera temprana para poder tomar las medidas que eviten el daño al sistema básico del motor. Esta facilidad es el análisis de aceite. Ilustración 76: pistones agarrotados Selección de la política de manejo de falla Generalmente la toma de muestra de aceite para el análisis se realiza cada vez que se realiza el cambio de aceite (15000 kmts). Si el camión está fuera de servicio por menos de 1 hora no afecta en la producción porque existen camiones en reserva, puesto que no siempre hay carga para todas las unidades. Si el camión está fuera de servicio por más de 1 hora, el costo estimado de pérdida de producción es de 100$/hora para todo el tiempo de parada del camión de más de 1 hora. El tiempo promedio de fallas de este modo de falla 2 años (350000 Km). Opción 1 Análisis de aceite ICP Toma una hora hombre tomar una muestra de aceite y enviarla al laboratorio El costo corre por parte del proveedor, pero se tarda 5 días en tener de vuelta los resultados del análisis, los análisis de aceite se realizan cada 15000 Km, si requerimos hacer uso del laboratorio en un intervalo menor, nos costará US$ 25.00 cada análisis adicional (en este caso necesitaremos dos análisis adicionales). De esta forma tenemos que para predecir esta tipo de falla debemos tomar una muestra de aceite cada 15000 Km y hacer uso del servicio de Laboratorio del Proveedor. Para realizar la tarea del seguimiento estadístico y análisis de los resultados de las muestras obtenidas, se requiere a un especialista en mantenimiento, confiabilidad y análisis de aceites, el cuál deberá llevar un registro en excel de un histórico para la unidad en cuestión, y analizar las tendencias de los resultados, el especialista deberá estar disponible para esto a tiempo completo a US$ 25.00 la hora. Contamos para esto con el apoyo del fabricante que nos brindará la conformación de materiales de los componentes del motor, además de otras fuentes que serán de utilidad para un adecuado seguimiento de la falla, la siguiente tabla nos muestra los datos obtenidos por una empresa que cuenta con una gran flota de transporte y cuenta con años de experiencia en el mantenimiento predictivo del desgaste de sus motores de tres diferentes fabricantes: Tabla 27: Metalurgia de motores diesel de distintos fabricantes Metal Caterpillar Hlerro Fabricantes Wälrtsilä, Waukesha Cummins Camisas, Camisas, segmentos, Camisas, segmentos, segmentos,tren de tren de válvulas, válvulas. cigueñal, blo- tren de válvulas, que, empujadores, cigüeñal, engranajes. cigüeñal.ecngranajes bulones, etc. Cojinetes de biela, de Cojinetes bancada, del bulón del pistón y del balancín. Cojiinetes de biela y de Cojinetes de biela y bancada de bancada Cojinetes de biela y de bancada (recubrimiento trimetalico) Segmentos, camisas Cojinetes de biela y de bancada (recubrimiento trimetálico) Segmentos Cojinetes Cobrc Plomo Cojinetes de biela y de bancada Cojinetes de biela y de bancada (recubrimiento trimetálico) Segmentos Contaminación con grasa, desgaste del bloque (según modelos), enfriador. Eslaño Cromo Aluminio Cojinetes de biela y de Contaminación con bancada. Pistones grasa (ciertos modelos) Aditivos antiespuma. polvo almostérico. -- Silicio Aditivos antiespuma, Aditivos antiespuma. polvo atmosférico. polvo atmosférico. residuos cataliticos residuos cataliticos Cojlnetets, contaminación del combustible Cojinetes, contaminación del combustible Niquel La detección temprana del desgaste de los metales de bancada en base a este análisis requiere al menos 3 resultados de laboratorio, 1 semana para la detección, además se requiere al menos 5 días para la programación de la reparación de la falla anticipada. En base a la siguiente propuesta de juicio para límites de alerta para un motor CAT C-15: 179 Fe CAT C-15 57 Al 17 Cr 7 Cu 15 Mg 41 Pb 21 Si 11 Obtenemos nuestra curva P-F: Dibujo 24: Curva P-F caso S B A S-1B08 opción 1 [Fuente propia] Si se detecta que los elementos Fe-Cr han sobrepasado el valor de límite de alarma, se solicitará inmediatamente un nuevo análisis de aceite para dentro de los 1500 Km de operación de la unidad, luego de lo cual, previo análisis de tendencia de desgaste inusual se contarán con 5000 Km de guarda para programar la reparación de la falla, para lo cual la unidad deberá detenerse por 2 días para su reparación. Cuando la falla no anticipada ocurre en ruta, el motor se sobrecalienta, produciéndose una pérdida de producción de hasta 6 horas, la unidad no puede moverse, lo cual requerirá remolcar la unidad con otro camión, pero este costo está contemplado dentro de los gastos operativos de la empresa. La reparación de la falla no anticipada requerirá reemplazar el kit de pistones, y un cambio de aceite, que suman US$ 1654.29, además de la mano de obra para realizar la reparación a cargo de CRC de Ferreyros – Lima cuyo costo será de US$ 5000.00 y que tomará 5 días de parada de producción. La parada programada del equipo para la reparación de la falla potencial requiere al menos 5 días de anticipación requerirá reemplazar el kit de pistones, y un cambio de aceite, esto implicaría un costo por su reemplazo de US$ 1229.20 (1133.20 del kit de pistones+camisetas más 8 horas-hombre). Además del cambio de aceite costará US$ 132.00 (US$ 120.00 de aceite mas 1 hora-hombre) e implicaría tener la unidad por 1 hora adicional fuera de servicio. OPCIÓN 2 Análisis de aceite ICP + Conteo de Partículas Para llevar a cabo la detección temprana de este modo de falla, usaremos Un PT-Kit1 Patch Test Kit o prueba de parche: 180 Ilustración : Equipo de conteo de partículas Cuyo costo asciende a US$ 1691.00 + 1 Pack de 100 discos de membrana de 15.0µm 47mm a US$ 121.00. Este conjunto de “Prueba de Parche” es una valiosa herramienta para el análisis visual de niveles y tipos de contaminación para una amplia gama de aplicaciones, ofreciendo rápidos resultados in situ. Entre sus aplicaciones tenemos: Programas de control de contaminación. Como equipo de monitoreo de condición identificando niveles de limpieza, tipos de contaminantes como metales brillantes, metales oscuros, fibra, silica y más. El Kit completo incluye: -Un microscopio de campo de 100 aumentos. -Discos de membrana de 1.2µm. -Embudo filtrante para la preparación de la prueba. -Una Bomba de Vacío para la toma de muestras y preparación de la prueba. -Botellas para muestras. -Pinzas para la manipulación de los filtros. -Atomizador con solvente. -Manual con instrucciones con imágenes de referencia correspondientes a códigos de limpieza ISO. Entre las ventajas que aporta están: -Económico. -Fácil operación con manual paso paso. -Opción de cámara para incorporar imágenes en reportes.De la siguiente tabla de comparación para la escala de limpieza ISO, en este caso para la escala que nos interesa que es las partículas cuyo tamaño es mayor o igual a 15µm. Number of part cles per millilitre More than Up to and including 2 500 000 1 300 000 2 500 000 640 000 1 300 000 320 000 640 000 160 000 320 000 80 000 160 000 40 000 80 000 Scale Number >28 28 27 26 25 24 23 181 20 000 10 000 5 000 2 500 1 300 640 320 160 80 40 20 10 5 2.5 1.3 0.64 0.32 40 000 20 000 10 000 5 000 2 500 1 300 640 320 160 80 40 20 10 5 2.5 1.3 0.64 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 Evolución de la formación de partículas de diferentes tamaños en el proceso de desgaste. Adaptado de ASM Handbook, 1992 El plan es utilizar la Prueba de Parche como elemento para detectar la concentración de partículas y cuando ésta exceda el número que ponga en riesgo la operación de la máquina, utilizar el servicio de laboratorio del proveedor para determinar el origen del desgaste y/o contaminación para tomar las acciones que nos permitan corregirla. Para tal fin, se realizarán análisis de aceite por conteo de partículas con el Kit Patch Test cada 5000 Km, cuando el conteo nos alerta de un posible desgaste excesivo en el motor, utilizaremos el servicio de laboratorio del proveedor para verificar que el desgaste proviene de los pistones o camisetas del motor, que en promedio será cada 350000 Km que es el TMEF del modo de falla, no hay necesidad de parar la máquina ni el proceso durante los próximos 5000 Km, de este modo haremos un uso más optimo de las facilidades que nos da el proveedor a favor del monitoreo a condición del aceite lubricante que pueda ser aplicado a otras tareas. Toma 1 hora hombre tomar la muestra de aceite y realizar el conteo de partículas por un Especialista, el análisis ICP del laboratorio del proveedor es gratuito ya que únicamente utilizaremos su servicio cuando el conteo de partículas de una alerta de contaminación excesiva. El costo de la mano de obra especializada es de US$ 24.00 además se deberá adicionar el costo de la membrana para cada prueba que es de US$ 1.00. De esta forma obtenemos nuestra curva P-F: 182 Dibujo 25: Curva P-F caso S B A S-1B08 opción 2 [Fuente propia] Ejercicio Realizando la tarea de la opción 1: Intervalo de realización de la tarea : cada 15000km Costo anualizado de la falla no anticipada: US$ 1428.26 Costo anualizado Opción 1: US$ 3926.15 Financiar el costo del equipo: US$ 0.00 Mano de obra para la realización de la tarea: 01 Mecánico especializado Realizando la tarea de la opción 2: Intervalo de realización de la tarea : cada 15000km Costo anualizado Opción 2: US$ 3050.15 Financiar el costo del equipo: US$ 1691.00 Tiempo para realizar la tarea: 1 hora Mano de obra para la realización de la tarea: 01 técnico especializado. 11. Conclusiones Es conveniente desde el punto de vista estrictamente económico que es mejor dejar que la falla suceda, pero se debe tomar en cuenta el impacto negativo en la imagen de la empresa, la pérdida de disponibilidad, insatisfacción del cliente, la posibilidad de pérdida de la unidad por accidente causado por el fallo en ruta, son muchos factores a considerar, por lo cual se recomienda la opción 2. 183 Hoja de Evaluación RESUMEN DE LA FALLA NO ANTICIPADA REQUISITOS DE LA REPARACION Qué debe ser reparado MODO DE FALLA Agarrotamiento de los pistones 01 Mecanico 8 $ 12,00 $ 1.444,51 $ 1.456,51 14 14 1 210,78 Seguridad Real probabilidad Probabilidad tolerable Si DAÑO SECUNDARIO Costo/hora del tiempo de parada del $ 100,00 proceso Costo del tiempo de parada no $ 1.400,00 anticipado Otros costos de la falla no anticipada Costo total de la falla no anticipada Tiempo medio entre fallas (años) Costo anualizado de la falla no anticipada $ 1.428,26 $ 2.856,51 2 0 Cambio de aceite a ser reparado por Horas hombre Costo de mano de obra costo de repuestos Costo directo total de reparación Tiempo de parada del equipo Tiempo de parada del proceso DETERMINACIÓN DE CONSECUENCIAS No x Medio ambiente actual probabilidad Probabilidad tolerable Si No x EVALUACIÓN DE LA TAREA BASADA EN CONDICIÓN (PREDICTIVA) OPCIÓN 1 Análisis de aceite ICP de laboratorio La concentración de Fe, Cr en la muestra supera los límites de alarma Tomar muestra de aceite cada 5000 Km y enviarla al laboratorio de análisis Intervalo P-F mas breve 5000 Km Minimo intervalo 2500 Km Intervalo propuesto para realizar la tarea 2500 Km Falla Potencial Descripcion de la tarea propuesta Accion fisica a tomar si se Realizar e cambio de los pistones y cambio de aceite detecta una falla potencial Cómo esta acción evitará, eliminará o minimizará las consecuencias de la falla? Evitará la parada no programada de la unidad o la parada en ruta lo cual desprestigiará la imagen de servicio de la empresa REALIZANDO LA TAREA A CONDICIÓN Horas hombre Costo de mano de obra para Costo total de Toma de muestra de aceite para realizar la 1 $ 12,00 realizar la tarea realizar cada tarea $ 37,00 tarea Tiempo de parada del equipo para Tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada para realizar la Costo anualizado de realizar 1 para realizar la tarea (si lo hay) 0 tarea (si lo hay) 0 la tarea $ 2.701,00 realizar la tarea (si es requerido parar) REPARACION DE LA FALLA ANTICIPADA Horas hombre Costo de mano de obra para Costo de los repuestos para A realizarse por 1 Técnico para reparar 8 reparar $ 12,00 $ 1.654,29 reparar Costo directo de la Tiempo de parada del equipo, Tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada 7 $ 1.750,29 para realizar la reparación 8 para realizar la reparación $ 700,00 reparación para reparar Costo anualizado de la Costo total anualizado de la opción Costo total de la reparación $3.926,15 $2.450,29 $1.225,15 reparación 1 Intervalo P-F OPCIÓN 2 Conteo de partículas mas breve A realizarse Falla Potencial Conteo de partículas (>=15um) es >= 80 [ISO CODE 17/16/13] Tomar muestra de aceite cada 5000 Km y realizar el conteo de partículas 2500 Km 5000 Km Descripcion de la tarea propuesta Accion fisica a tomar si se Realizar e cambio de los pistones y cambio de aceite detecta una falla potencial Cómo esta acción evitará, eliminará o minimizará las consecuencias de la falla? 2500 Km Evitará la parada no programada de la unidad o la parada en ruta lo cual desprestigiará la imagen de servicio de la empresa REALIZANDO LA TAREA A CONDICIÓN Horas hombre Costo de mano de obra para Costo total de para realizar la 1 $ 24,00 realizar la tarea realizar cada tarea $ 25,00 tarea Tiempo de parada del equipo para Tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada para realizar la Costo anualizado de realizar 1 para realizar la tarea (si lo hay) 0 tarea (si lo hay) 0 la tarea $ 1.825,00 realizar la tarea (si es requerido parar) REPARACION DE LA FALLA ANTICIPADA Horas hombre Costo de mano de obra para Costo de los repuestos para A realizarse por 1 Técnico para reparar 8 reparar $ 12,00 $ 1.654,29 reparar Costo directo de la Tiempo de parada del equipo, Tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada 7 $ 1.750,29 para realizar la reparación 8 para realizar la reparación $ 700,00 reparación para reparar Costo anualizado de la Costo total anualizado de la opción Costo total de la reparación $3.050,15 $2.450,29 $1.225,15 reparación 1 A realizarse Conteo de particulas OPCIÓN SELECCIONADA 1 2 184 5.20.Caso de Estudio SBAS-1B10: Cigüeñal Roto o Desbalanceado Refiérase al caso de estudio SBAS 1A04 para más detalles. Realizando la tarea opción 1 Intervalo de realización de las tareas, cada 80000 km Costo anualizado de la falla no anticipada: US$ 11360.00 Costo anualizado de la opción 1: US$ 1686.20 Costo del equipo a financiar: US$ 0.00 Realizando la tarea opción 2 Intervalo de realización de lastareas, cada 80000 km Costo anualizado de la opción 2: US$ 2277.40 Costo del equipo a financiar: US$ 10998.00 Mano de obra para realizar la tarea 01 técnico capacitado Conclusiones Del análisis concluimos que la mejor opción para la realización de la tarea a condición sobre el cigüeñal es la contratación del servicio de terceros, pero se debe considerar la ventaja de contar un servicio especializado propio (Opción 1). 5.21.Estudio del caso SBAS-1B11: Sensor del pedal de aceleración malogrado (Mantenimiento correctivo) Introducción Este sensor envía su señal vía alambre al ECM para comunicarle la velocidad deseada. La señal del sensor es una señal de frecuencia constante con pulsos de ancho modulado (PWM), que varía de ciclo según la posición del acelerador. Mantenimiento correctivo Conecte una herramienta electrónica de servicio y observe el estado del sensor de posición del pedal del acelerador. 186 5.22.Estudio del caso SBAS-1B12: Presencia de aire en el sistema de combustible. (Mantenimiento correctivo) Introducción El aire en el sistema de combustible es perjudicial puesto que impide el suministro constante del combustible aparte de dañar el componentes del sistema Ilustración 77: Filtro de combustible, también puede presentar aereación Mantenimiento correctivo Verificar el estado de las mangueras y las conexiones y realizar la purga correspondiente del sistema siguiendo las instrucciones del manual de servicio. 187 5.23.Caso de Estudio SBAS-2A01: Correas del alternador averiadas o sueltas Introducción Las correas del alternador transmiten potencia del motor al alternador las correas averiadas o rotas puede causar la parada no programada de la maquina Ilustración 78: E squema de transmisión de energía a la batería Mantenimiento correctivo Realizar mantenimiento correctivo cuando las correas están fallando, es decir cuando hay rajaduras sobre la superficie de las correas. Este modo de fallas es evidente al operador o al personal de mantenimiento al realizar la inspección alrededor de la máquina. 5.24.Caso de Estudio SBAS 2A02: Cigüeñal Roto o Desbalanceado Refiérase al caso de estudio SBAS 1A04 Ejercicio (Ver hoja de evaluación) Realizando la tarea opcion 1 intervalo de realización de las tareas, cada 80000 km Costo anualizado de la falla no anticipada: US$ 11360.00 Costo anualizado de la opción 1: US$ 1686.20 Costo del equipo a financiar: US$ 0.00 Realizando la tarea opción 2 Iintervalo de realizacion de lastareas, cada 80000 km Costo anualizado de la opción 2: US$ 2277.40 Costo del equipo a financiar: US$ 10998.00 Mano de obra para realizar la tarea 01 técnico capacitado Conclusiones Del análisis concluimos que la mejor opción para la realización de la tarea a condición sobre el cigüeñal es la contratación del servicio de terceros (Opción 1), pero se debe considerar la ventaja de contar un servicio especializado propio. 189 5.25.Estudio del caso SBAS-2A03 : Dientes de la corona del volante rotos Refiérase al caso de estudio SBAS 1A09 5.26.Caso de Estudio SBAS-2B01: Correas del alternador sueltas (Mantenimiento correctivo) Introducción El mal tensado de las correas puede causar el desgaste acelerado de las correas y la capacidad de del alternador puede disminuir. Mantenimiento correctivo. Revisar el tensado de las correas diariamente jalando con una fuerza aproximada de 10 libras y verificar la tensión . Si el ángulo supera de 25º realizar el tensado de las correas. 5.27.Caso de Estudio SBAS-2B02: Correas del ventilador sueltas Introducción El mal tensado de las correas puede causar el desgaste acelerado de las correas y la capacidad de enfriamiento del motor puede disminuir considerablemente, debido a que se reduce las RPM del ventilador por las correas sueltas. Ilustración 79: Correas del ventilador y sistema de enfriamiento Mantenimiento correctivo Revisar el tensado de las correas diariamente jalando con una fuerza aproximado de 10 libras y verificar la flexión. Si el Angulo supera de 25º realizar el tensado de las correas. 5.28. Caso de estudio SBAS-3A01: Pistones agarrotados (Laboratorio Propio vs Laboratorio del Proveedor) 5.28.1 Introducción: El análisis espectroscópico de metales es usualmente el corazón de la mayoría de los programas de análisis de lubricantes. Usando ya sea un Espectrómetro por Emisión de Luz o un Espectrómetro de Plasma Inductivamente Acoplado (ICP), 20 o más metales pueden ser simultáneamente determinados. Los metales analizados incluyen desgaste, aditivos, y contaminantes para ser reportados en partes por millón (ppm). Una de las ventajas de la tecnología ICP, es su altísima precisión, con una apropiada preparación de la muestra, el ICP puede medir hasta una décima de una parte por billón (1 ppb). Recientes avances han dado como resultado un nuevo método para el análisis espectroquímico el Espectrómetro de Emisión de Disco Rotatorio (RDE Rotating Disk Emission Spectrometer), que supera los límites intrínsecos de la tecnología ICP al permitirnos detectar partículas de entre 3µ y 10µ. En la siguiente tabla mostramos las longitudes de onda que caracterizan a cada uno de los metales que son de interés en un análisis de aceite. Tabla 28: Longitudes de onda de los metales utilizados en los análisis de aceite [Fuente: Chemical analysis of metals de Francis T. Coyle] Element Longitud de o onda Al B Co Cr Cu Mn Mo Nb Ni P Si Sn Ta Ti V Zn nm 394.4 208.8 350.2 359.3 327.3 257.6 281.6 309.4 351.5 213.6 288.1 326.2 240.0 338.3 270.0 249.6 Límite de detección ppm 5 10 6 2 1 2 3 9 4 12 3 28 12 2 10 10 Concentración lineal Límite, mg/L 300 300 200 120 60 200 300 200 300 300 500 300 200 200 300 100 Descripción de la Espectroscopía por filtrado ROTRODE: La espectroscopía por filtro Rotrode (RFS Rotrode Filter Spectroscopy) usa el hecho de que los electrodos de disco de carbón usados en los espectrómetros RDE de electrodo de disco rotatorio son porosos. Un accesorio es usado para sujetar los discos tal que la muestra de aceite puedan ser drenada a través de la circunferencia externa del disco mediante la aplicación de un vacío al interior de los discos (ver la Figura). 193 Ilustración 80: Accesorio para la preparación de la muestra R F S [Fuente: www.azom.com] Las partículas en el aceite son capturadas por el disco. El aceite es entonces limpiado con un solvente, y el disco es puesto a secar, así, las partículas quedan atrapadas en el disco electrodo tal que ahora pueden ser vaporizados y detectados en el espectrómetro RDE. 5.28.2 Selección de la política de manejo de falla El TMEF para este modo de falla es de 250000 Km. Las camisas del pistón están hechas fundamentalmente de hierro, así que una rápida tasa de crecimiento de este elemento puede ser detectado por los análisis de aceite disponibles. Tabla 29: Ejemplo de límites para un motor diesel [Fuente: Análisis de aceites de Víctor Orué] Fe Al Cr Cu 15 Mg 41 Pb 21 Si 11 CAT D-353 57 17 7 Tenemos las siguientes opciones para evaluar: - Opción 1: Usar el espectrómetro Spectroil M/C-W, cuyo costo asciende a US$ 23000.00 y utiliza la tecnología RFS Ilustración 81: E spectrómetro para análisis de aceite Spectroil M/CW 194 • El Spectroil M/C-W es un espectrómetro óptico compacto, robusto, móvil y fácil de usar, diseñado específicamente para el análisis de partículas de desgaste, contaminantes y aditivos en lubricantes, fluidos hidráulicos y líquidos refrigerantes. Utiliza la técnica ya probada y confiable del electrodo de disco rotatorio (RDE) técnica para medir las concentraciones de las partículas suspendidas o disueltas en productos en base a petróleo sintéticas o naturales como también en líquidos refrigerantes. Características y beneficios: Provee alerta temprana por desgaste anormal. De conformidad a los requisitos D6595 como método de prueba estándar de la ASTM. No requiere preparación de la muestra. Tiempo de análisis de 30 segundos. Cuenta con banco de pruebas y es transportable. Analiza todos los elementos simultáneamente. Fácil de operar sin entrenamiento alguno. Consumibles estándar y siempre disponibles. Sobrepasa los estrictos requerimientos del departamento de defensa (JOAP). Capacidad opcional de análisis de partículas grandes. Capacidad opcional de análisis de sulfuro. • • • • • • • • • • • • Toma 1 hora-hombre por parte de un especialista (US$ 20.00 la hora) tomar la muestra de aceite del motor y analizarla en el espectrómetro Spectroil M/C-W, el resultado obtenido es inmediato (el mismo día), el remuestreo para determinar la tasa de desgaste si se sobrepasan los límites de desgaste es de 1500 Km, de esta forma, si la falla es detectada, se disponen de 10 días para programar la reparación de la falla anticipada, lo cual requerirá el cambio de los 6 conjuntos pistón-camiseta. Conjunto pistón-camisa en buen estado TMEF: 200000 Km El elemento Fe ha ● sobrepasado los límites de ● alerta ● P Alarma por desgaste acelerado del conjunto pistóncamisa ● F 1500Km 5000Km Dibujo 26: Curva P-F caso S B A S-3A01 opción 1[Fuente propia] - Opción 2:Usar el servicio de laboratorio del proveedor (Chevron) Agarrotamiento de los pistones 195 Toma una hora-hombre tomar una muestra de aceite y 1 día enviarla al laboratorio del proveedor, el resultado tardará 5 días pero se puede tener acceso a él rápidamente a través de internet, el costo corre a cargo del proveedor, este servicio se le brinda a la empresa gratuitamente y se realiza cada 15000 Km, si se desea usar el servicio en intervalos menores, se tendrá que abonar el monto de US$ 25.00 por cada análisis adicional. Para nuestras necesidades de detección temprana de un desgaste inusual en los pistones, tal que nos permita reparar la falla antes de la falla funcional, requerimos un análisis del aceite lubricante del motor cada 5000 Km y un análisis adicional si se sobrepasan los límites de desgaste a los 1500 Km, en el momento que se perciba que la razón de concentración de partículas de desgaste ha aumentado dramáticamente, se procederá a reparar anticipadamente la falla, para esto se requiere 1 hora de análisis por parte de un especialista que maneje las estadísticas de desgaste del motor de la unidad. Para la reparación anticipada de este modo de falla, se requiere cambiar el conjunto de los 6 pistones + camisetas a un costo de US$ 1444.51 y cambio completo del aceite lubricante del motor US$ 209.78, todo esto demandará de 12 horas de trabajo a dos mecánicos. Conjunto pistón-camisa en buen estado TMEF: 250000 Km El elemento Fe ha ● sobrepasado los límites de ● alerta ● P Alarma por desgaste acelerado del conjunto pistóncamisa ● F 1500Km 5000Km Dibujo 27: Curva P-F caso S B A S-3A01 opción 2[Fuente propia] Cuando la falla no anticipada ocurre en ruta, se requiere el envío de una unidad móvil para remolcar el equipo a taller, esto producirá hasta 6 horas de pérdida de producción a un costo de $100.00 por hora, requerirá además reemplazar los 6 juegos pistón-camiseta a un costo de US$ 1444.51 y cambio completo del aceite lubricante del motor US$ 209.78, además el reemplazo del cigüeñal US$ 2810.00, todo esto le tomará 16 horas a 2 mecánicos. Agarrotamiento de los pistones 5.28.3 Ejercicio (Ver hoja de evaluación) Costo anualizado de la falla no anticipada: US$ 2695.37 Opción 1: Intervalo para realizar de la tarea: 2500Km A realizar por 1 Especialista Tiempo para realizar la tarea: 1 hora. Costo anualizado de la opción 1: US$ 3680.87 Costo del equipo a financiar: US$ 23000.00 196 Opción 2: Costo anualizado de la opción 2: US$ 6114.20 Costo del equipo a financiar: US$ 0.00 Realizando la tarea opción 1 y 2: cada 5 días, a US$ 20.00 la mano de obra – hora, sale un total de 365/5 veces al año. 5.28.3 Conclusiones Aunque podría pensarse que dejar suceder la falla es más rentable económicamente, debe considerarse que hay muchas variables a evaluar para cuando sucede la falla en ruta, y entre ellas está la satisfacción del cliente además de la posibilidad de que la falla desencadenante una serie de eventos que conlleven a la pérdida completa de la unidad. En vista de esto, se recomienda utilizar la opción seleccionada en el caso SBAS-1B08 ya que se trata del mismo caso. 197 Hoja de Evaluación FALLA NO ANTICIPADA RESUMEN REQUISITOS DE LA REPARACION Qué debe ser reparado MODO DE FALLA DAÑO SECUNDARIO Costo/hora del tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada no anticipado Otros costos de la falla no anticipada Costo total de la falla no anticipada 12 12 1654,29 1942,29 12 11 4 12 2810 2906 4 3 Seguridad Real probabilidad Probabilidad tolerable Si Tiempo medio entre fallas (años) Costo anualizado de la falla no anticipada DETERMINACIÓN DE CONSECUENCIAS No x Medio ambiente actual probabilidad Probabilidad tolerable Si No x 100 1400 350 3692,29 1,37 2695,37 Falla del motor por agarrotamiento de los Falla del cigüeñal por esfuerzo pistones 2 mecánicos a ser reparado por Horas hombre Costo de mano de obra costo de repuestos Costo directo total de reparación Tiempo de parada del equipo Tiempo de parada del proceso EVALUACIÓN DE LA TAREA BASADA EN CONDICIÓN (PREDICTIVA) OPCIÓN 1 Uso del espectrómetro Spectroil M/C-W Rápida tasa de crecimiento del elemento Fe en el análisis de aceite Intervalo P-F mas breve 5000 Km Minimo intervalo Falla Potencial Descripcion de la tarea propuesta Tomar una muestra de aceite cada 5000 Km y usar el espectrómetro para verificar la concentración de los metales Accion fisica a tomar si se detecta una falla potencial Programar el reemplazo de los 6 kits pistón-camiseta del motor Cómo esta acción evitará, eliminará o minimizará las consecuencias de la falla? 2500 Km Intervalo propuesto para realizar la tarea 2500 Km Minimizará las pérdidas por para del proceso y evitará daños al cigüeñal REALIZANDO LA TAREA A CONDICIÓN Horas hombre Costo de mano de obra para Costo total de A realizarse 1 Especialista para realizar la 1 20 20 realizar la tarea realizar cada tarea tarea Tiempo de parada del equipo para Tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada para realizar la Costo anualizado de realizar 1 para realizar la tarea (si lo hay) 0 tarea (si lo hay) 0 la tarea 1460 realizar la tarea (si es requerido parar) REPARACIONDE FALLA ANTICIPADA Horas hombre Costo de mano de obra para Costo de los repuestos para A realizarse por 2 Mecánicos para reparar 12 reparar 12 reparar 1654,29 Costo directo de la Tiempo de parada del equipo, Tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada 11 1942,29 para realizar la reparación 12 para realizar la reparación 1100 reparación para reparar Costo anualizado de la Costo total anualizado de la opción Costo total de la reparación 3680,87 3042,29 reparación 2220,87 1 OPCIÓN 2 Uso el servicio de laboratorio del proveedor (Chevron) Rápida tasa de crecimiento del elemento Fe en el análisis de aceite Intervalo P-F mas breve 5000 Minimo intervalo Falla Potencial Descripcion de la tarea propuesta Tomar una muestra de aceite cada 5000 Km y usar el servicio de laboratorio del proveedor para verificar la concentración de los metales Accion fisica a tomar si se detecta una falla potencial Programar el reemplazo de los 6 kits pistón-camiseta del motor Cómo esta acción evitará, eliminará o minimizará las consecuencias de la falla? 2500 Intervalo propuesto para realizar la tarea 2500 Evitará el daño al cigüeñal y pérdida de tiempo de producción en ruta. REALIZANDO LA TAREA A CONDICIÓN Horas hombre Costo de mano de obra para para realizar la 1 realizar la tarea tarea Tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada para realizar la 1 para realizar la tarea (si lo hay) 0 tarea (si lo hay) REPARACIONDE FALLA ANTICIPADA A realizarse 1 Especialista Tiempo de parada del equipo para realizar la tarea (si es requerido parar) Costo total de realizar cada tarea Costo anualizado de realizar 0 la tarea 20 20 ### Horas hombre Costo de mano de obra para Costo de los repuestos para 2 Mecánicos para reparar 12 reparar 12 reparar 1654,29 Costo directo de la Tiempo de parada del equipo, Tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada 11 1942,29 para realizar la reparación 12 para realizar la reparación 1100 reparación para reparar Costo anualizado de la Costo total anualizado de la opción Costo total de la reparación 6114,21 3042,29 reparación 2220,87 2 OPCION SELECCIONADA Justificación de la selección: Definitivamente a mediano plazo es más económico contar con un servicio de laboratorio propio A realizarse por 1 x 2 198 5.29.Caso de estudio SBAS-3B02: Cilindro individual averiado (Mantenimiento correctivo) Introducción El cilindro individual esta conformada por el conjunto de inyector, pistón, cilindro. La falla mas común de este conjunto es el sistema eléctrico Ilustración 82: cilindro individual Mantenimiento correctivo Vea si hay un cilindro individual averiado. Asegúrese de que el conector del inyector unitario electrónico (J300/P300) esté completamente conectado y que no tenga corrosión. Asegúrese de que el conector del mazo de cables de motor del ECM (J2/P2) esté completamente conectado y que no tenga corrosión. Conecte una herramienta electrónica de servicio. Use la prueba de desconexión de cilindros. Ir a la prueba de desconexión de cilindros seleccionando "Menú de diagnóstico" y "Menú de pruebas de diagnóstico". Realice la prueba de desconexión de cilindros para desactivar cada uno de los cilindros. Al desactivar cada uno de los cilindros, se permite que el técnico identifique los cilindros que ratean. 5.30.Caso de Estudio SBAS-3A03: Descalibración del sensor de presión atmosférica Refiérase al caso de estudio SBAS 1B04. Ejercicio Realizando la tarea de la opción 1 Intervalo de realización de la tarea: 25000km Costo anualizado de la falla no anticipada: US$ 1795.60 Costo anualizado del Mantenimientoto Predictivo: US$ 1092.80 A financiar el costo del equipo: US$ 1776.91 Mano de obra para realizar la tarea : 01 técnico especializado Realizando la tarea de la opción 2. Intervalo de realización de la tarea :25000km Costo anualizado de la opción 2: US$ 35.00 A financiar el costo del equipo: US$ 0.00 Mano de obra para la realización de la tarea : 01 técnico especialista A considerar el software de diagnóstico electrónico: Laptop y el JPro Fleet Service Software Bundle: US$ 3500.00 Laptop + Software CAT ET + Data Link USB: US$ 3357.84 Conclusiones Aunque ambas opciones producen resultados económicamente positivos frente a la falla no anticipada, la opción 2 es la más aceptable por la familiaridad de los programas para utilizar en otros casos. 200 5.31.Estudio del caso SBAS-3B01: Presencia de aire en el sistema de combustible Refiérase al caso de estudio SBAS 1B12. 5.32.Caso de estudio SBAS-3B02: Cilindro individual averiado Refiérase al caso de estudio SBAS-3A02 202 5.33.Caso de Estudio SBAS-4A02: ECM del Motor defectuoso Introducción: El ECM recibe impulsos electrónicos provenientes de los sensores que están en el motor y además en el vehículo, y utiliza esta información para controlar el funcionamiento del motor, éste calcula el tiempo de inyección y la cantidad de combustible inyectado basándose en información predeterminada y tablas de calibración contenidas en su memoria. Los motores que están dotados con control electrónico pueden equiparse con una variedad de opciones diseñadas para advertirle al operador algún mal funcionamiento del motor. Las opciones pueden ser luces en el tablero para indicar que se verifique el motor (CHECK ENGINE) y la de apagar el motor (STOP ENGINE) hasta una reducción automática de la potencia del motor seguida por un corte automático del mismo. La opción de reducir la potencia para apagar el motor o de interrumpir la propulsión puede ser activada por el bajo nivel de refrigerante, baja presión del aceite, alta temperatura del aceite, alta temperatura del refrigerante, baja presión del refrigerante, alta temperatura del 0 del refrigerante del intercooler o alta presión en el cárter de aceite del motor. Selección de la política de manejo de falla Resulta difícil sino imposible detectar la falla del ECM por procedimientos regulares, pues al tratarse de una computadora su fallo será inmediato, no hay falla potencial ni parámetro o estado físico factible de ser medido para predecir la falla, además una política de sustitución cíclica sería demasiado costoso para la empresa, ya que el tiempo medio entre fallas de este componente es de 10 años y resulta absurdo reemplazarlo a intervalos fijos si el ECM está aún funcionando. Así que la elección de la empresa es por el Mantenimiento Correctivo de este modo de falla. Conclusiones Cuando se presenta esta falla, se soluciona por el reemplazo del ECM. El costo del ECM nuevo es de US$ 3594.00. 5.34.Caso de Estudio SCOM-1A01: Desgaste acelerado de la bomba de combustible (Laboratorio Propio vs Laboratorio del Proveedor) Usar el servicio de laboratorio del proveedor (Chevron) Toma una hora-hombre tomar una muestra de combustible y 1 día enviarla al laboratorio del proveedor, el resultado tardará en total 5 días pero se puede tener acceso a él rápidamente a través de internet, el costo será de US$ 25.00 por cada análisis. Para nuestras necesidades de detección temprana de un desgaste inusual de la bomba de combustible, tal que nos permita reparar la falla antes de la falla funcional, requerimos un análisis del combustible del motor después de la bomba de combustible cada 5000 Km, en el momento que se perciba que la concentración de partículas metálicas ha aumentado, se procederá a reparar anticipadamente la falla, para esto se requiere 1 hora de análisis por parte de un especialista que maneje las estadísticas de desgaste de la bomba en cuestión para la unidad. Para la reparación anticipada de este modo de falla, se requiere cambiar la bomba de combustible a un costo de US$ 319.12 y el drenado y filtrado de todo el sistema de combustible, reemplazar los filtros de combustible a un costo de US$ 52.57, todo esto demandará de 8 horas de trabajo a dos mecánicos y una pérdida de producción de 7 horas. Dibujo 28: Curva P-F caso S C OM-1A01 opción única [Fuente propia] Cuando la falla no anticipada ocurre, es necesario programar una revisión inmediata no programada del problema, esto producirá hasta 1días de pérdida de producción a un costo de $100.00 por hora, requerirá además reemplazar la bomba a un costo de US$ 460. Ejercicio Realizando la tarea: Intervalo de realización de la tarea: cada 5000km Costo anualizado de la falla no anticipada: US$ 266 Costo anualizado de la opción 1: US$ 2898 Mano de obra para realizar la tarea: 01 mecánico especializado para realizar la tarea Tiempo para realizar la tarea: 1 hora Hoja de Evaluación RESUMEN DE LA FALLA NO ANTICIPADA REQUISITOS DE LA REPARACION Qué debe ser reparado MODO DE FALLA DAÑO SECUNDARIO Costo/hora del tiempo de parada del $ 100,00 proceso Costo del tiempo de parada no $ 200,00 anticipado Otros costos de la falla no anticipada Costo total de la falla no anticipada 2 $ 12,00 $ 320,00 $ 332,00 2 2 Seguridad Real probabilidad Probabilidad tolerable Si Costo anualizado de la falla no anticipada $ 266,00 $ 532,00 2 0 desgaste por cavitacion de la Ninguno bomba de combustible 01 Mecanico a ser reparado por Horas hombre Costo de mano de obra costo de repuestos Costo directo total de reparación Tiempo de parada del equipo Tiempo de parada del proceso DETERMINACIÓN DE CONSECUENCIAS No x Medio ambiente actual probabilidad Probabilidad tolerable Si No x EVALUACIÓN DE LA TAREA BASADA EN CONDICIÓN (PREDICTIVA) OPCIÓN 1 anaisis de combustibe desgaste de los engranajes de combustible Tomar muestra decombustibe cada 15000kmts y enviarla al laboratorio de analisis Intervalo P-F mas breve 15000 kmts Minimo intervalo 8000 kmts Intervalo propuesto para realizar la tarea 8000 kmts Falla Potencial Descripcion de la tarea propuesta Accion fisica a tomar si se Realizar e cambio de la bomba detecta una falla potencial Cómo esta acción evitará, eliminará o minimizará las consecuencias de la falla? evitará la parada no programada de la unidad o la parada en ruta y desprestigiará la imagen de servicio de la empresa REALIZANDO LA TAREA A CONDICIÓN Horas hombre Costo de mano de obra para Costo total de para realizar la 1h $ 12,00 realizar la tarea realizar cada tarea $ 112,00 tarea Tiempo de parada del equipo para Tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada para realizar la Costo anualizado de realizar 0 para realizar la tarea (si lo hay) 0 tarea (si lo hay) 0 la tarea $ 672,00 realizar la tarea (si es requerido parar) REPARACION DE LA FALLA ANTICIPADA Horas hombre Costo de mano de obra para Costo de los repuestos para A realizarse por 1 Mecanico para reparar 1 reparar $ 200,00 $ 320,00 reparar Costo directo de la Tiempo de parada del equipo, Tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada 1 $ 320,00 1 para realizar la reparación $ 100,00 reparación para realizar la reparación para reparar Costo anualizado de la Costo total anualizado de la opción Costo total de la reparación $2.898,00 $420,00 $210,00 reparación 1 Intervalo P-F OPCIÓN 2 mas breve A realizarse Falla Potencial Descripcion de la tarea propuesta Minimo intervalo Intervalo propuesto para realizar la tarea Accion fisica a tomar si se detecta una falla potencial Cómo esta acción evitará, eliminará o minimizará las consecuencias de la falla? REALIZANDO LA TAREA A CONDICIÓN Horas hombre Costo de mano de obra para para realizar la realizar la tarea tarea Tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada para realizar la para realizar la tarea (si lo hay) tarea (si lo hay) REPARACIONDE FALLA ANTICIPADA A realizarse por Costo directo de la reparación Costo total de la reparación OPCION SELECCIONADA A realizarse Tiempo de parada del equipo para realizar la tarea (si es requerido parar) Costo total de realizar cada tarea Costo anualizado de realizar la tarea Horas hombre Costo de mano de obra para Costo de los repuestos para para reparar reparar reparar Tiempo de parada del equipo, Tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada para realizar la reparación para realizar la reparación para reparar Costo anualizado de la Costo total anualizado de la opción reparación 2 1 2 205 5.35.Caso de Estudio SCOM-1A02: Mangueras de combustible averiado (Mantenimiento correctivo) Introducción: Sistema de combustible Ilustración 83: Mangueras de combustible averiadas Mantenimiento correctivo Cuando las mangueras están fallando o han fallado es necesario reemplazar las mangueras, puesto que es evidente la falla inicial de las mangueras. 5.36.Caso de estudio SCOM-1A03: Filtros de combustible obstruidos Refiérase al caso de estudio SBAS 1A03 para más detalles. Conclusiones De los parámetros obtenidos del análisis RAM realizado, concluimos que: Es viable aplicar MP por que beta es mayor a uno que en este caso es 1.95 La frecuencia de mantenimiento preventivo recomendada es 6000 Km, que viene a ser la vida media (confiabilidad del 50%) menos las consecuencias de seguridad, operación, mantenimiento, costo de operación. Este mantenimiento consistirá en el cambio de los filtros de combustible. 5.37.Caso de Estudio SCOM-1A04: Avería o Rotura del Tanque de Combustible Refiérase al caso de estudio SBAS 1A06 Realizando la tarea de la opcion 1 Intervalo de realizacion de la tarea: 15000 km Costo anualizado de la falla no anticipada: US$ 5844.00 Costo anualizado de la opción 1: US$ 4350.30 Costo del equipo a financiar: US$ 0.00 Realizando la tarea de la opcion 2 Intervalo de realizacion de la tarea: 10000km Costo anualizado de la opción 2: US$ 1291.00 Costo del equipo a financiar: US$ 7195.00 Mano de obra para realizar la tarea: 01 técnico especializado 5.37.4. Conclusiones Del análisis concluimos que la mejor opción para la realización de la tarea a condición sobre las superficies de los tanques de combustible de la unidad es la opción 2 (utilización del osciloscopio), ya que la diferencia de ahorro con respecto a la opción 1 es cuantitativamente superior, y dejar que la falla no anticipada suceda no es una opción. 5.38.Estudio del caso SCOM-1A05: Averías y deterioro de los sellos (O-ring) de los inyectores Opción 1. Análisis de aceite prueba de la mancha. Se deposita aceite una o dos gotas de aceite en un papel secante liso o en un papel filtro. Las gotas de aceite se extienden y se secan, las partículas grandes permanecerán dentro de una corona circular de radio pequeño, esto elimina muchos aditivos metal-orgánicos y detergentes. Diluciones posteriores permiten que el aceite penetre y se filtre en el papel, con lo que quedan claramente definidas zonas circulares que se corresponden con las partículas transportadas por el aceite filtrado en el papel. Un anillo claramente definido alrededor del área mojada por el aceite indica la presencia de barros. Selección de la política de manejo de la falla • Evaluación del aceite sobre papel Toma unos minutos sacar la muestra, depositar sobre el papel y evaluar. El aceite contaminado con combustible se filtrará con velocidad mayor, obviamente se necesita una destreza considerable para analizar los resultados. Dibujo 29: Curva P-F caso S C OM-1A05 opción 1 [Fuente propia] El cambio de aceite programado podría costar US$ 132.00 (120 de aceite más 1 hora-hombre) e implicaría tener la unidad por seis horas fuera de servicio. Si se contamina el aceite se necesita parar la máquina para cambiar los sellos del inyector y el aceite lo cual generaría un costo de US$ 361.00 (289 en repuestos mas 6 horas hombre). Opción 2: Análisis por viscosidad cinemática (ASTM D445) Este ensayo mide el tiempo que le toma a un determinado volumen de fluido pasar por un viscosímetro en condiciones especificadas (gravedad) y a una temperatura dada generalmente 38 ºC. El ensayo puede ser usado para monitorear el envejecimiento del aceite o para indicar la presencia de contaminación de petróleo u otros aceites y sustancias. El tiempo promedio de fallas de este modo de falla 2 años y el costo inicial es de US$ 2800.00. Selección de la política de manejo de la falla • Análisis de aceite. Ilustración 84: Viscosímetro brookfeld DV-II • • • Toma una hora hombre tomar una muestra de aceite y enviarla a laboratorio. Para evaluar el aceite se necesita un técnico capacitado en laboratorio. La muestra se realizaría cada 5000 kilómetros. Dibujo 30: Curva P-F caso S C OM-1A05 opción 2 [Fuente propia] El cambio de aceite programado podría costar US$ 132.00 (120 de aceite más 1 hora-hombre) e implicaría tener la unidad por 6 horas fuera de servicio. Si se contamina el aceite se necesita parar la maquina para cambiar los sellos del inyector y el aceite lo cual generaría un costo de US$ 361.00 (289 en repuestos mas 6 horas-hombre). Ejercicio Realizando la tarea de la opción 1 Intervalo de realización de la tarea: cada 5000km Costo anualizado de la falla no anticipada: US$ 450.00 Costo anualizado Opción 1: US$ 1442.00 Financiar el costo del equipo: US$ 0.00 Mano de obra para la realización de la tarea: 01 técnico especializado Realizando la tarea de la opción 2 Intervalo de realización de la tarea : cada 5000km Costo anualizado Opción 2: US$ 1405.00 Financiar el costo del equipo: US$ 2800.00 Mano de obra para la realización de la tarea: 01 técnico especializado. Tiempo para realizar la tarea : 1 Hr. Conclusiones Se concluye que la opción 2 es la mas aceptable económicamente y técnicamente. 210 Hoja de Evaluación RESUMEN DE LA FALLA NO ANTICIPADA REQUISITOS DE LA REPARACION Qué debe ser reparado MODO DE FALLA sellos del inyector averiadas 01 Mecanico 1 $ 12,00 $ 289,00 $ 301,00 6 6 Seguridad Real probabilidad Probabilidad tolerable Si DAÑO SECUNDARIO Costo/hora del tiempo de parada del $ 100,00 proceso Costo del tiempo de parada no $ 600,00 anticipado Otros costos de la falla no anticipada Costo total de la falla no anticipada Tiempo medio entre fallas (años) Costo anualizado de la falla no anticipada $ 450,50 $ 901,00 2 0 Ninguno a ser reparado por Horas hombre Costo de mano de obra costo de repuestos Costo directo total de reparación Tiempo de parada del equipo Tiempo de parada del proceso DETERMINACIÓN DE CONSECUENCIAS No x Medio ambiente actual probabilidad Probabilidad tolerable Si No x EVALUACIÓN DE LA TAREA BASADA EN CONDICIÓN (PREDICTIVA) OPCIÓN 1 Análisis de aceite prueba de la mancha. sellos de-los inyectores averiadas y combustible en el aceite Tomar muestra de aceite cada 5000kmts y enviarla al laboratorio de analisis Intervalo P-F mas breve 5000 kmts Minimo intervalo 3000 kmts Intervalo propuesto para realizar la tarea 2000 kmts Falla Potencial Descripcion de la tarea propuesta Accion fisica a tomar si se Realizar e cambio de aceite y sellos de los inyectores detecta una falla potencial Cómo esta acción evitará, eliminará o minimizará las consecuencias de la falla? Evitará el desgaste y deterioro de los componentes del motor REALIZANDO LA TAREA A CONDICIÓN Horas hombre Costo de mano de obra para Costo total de Toma de muestra de aceite para realizar la 0.5h $ 12,00 realizar la tarea realizar cada tarea $ 106,00 tarea Tiempo de parada del equipo para Tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada para realizar la Costo anualizado de realizar 0 para realizar la tarea (si lo hay) 0 tarea (si lo hay) 0 la tarea $ 1.272,00 realizar la tarea (si es requerido parar) REPARACION DE LA FALLA ANTICIPADA Horas hombre Costo de mano de obra para Costo de los repuestos para A realizarse por 1 tecnico 1 reparar $ 12,00 $ 132,00 para reparar reparar Costo directo de la Tiempo de parada del equipo, Tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada 1 $ 301,00 1 para realizar la reparación $ 100,00 reparación para realizar la reparación para reparar Costo anualizado de la Costo total anualizado de la opción Costo total de la reparación $1.422,50 $301,00 $150,50 reparación 1 Intervalo P-F OPCIÓN 2 analisis por viscocidad cinemática mas breve A realizarse Falla Potencial sellos de-los inyectores averiadas y combustible en el aceite Tomar muestra de aceite cada 5000kmts y enviarla al laboratorio de analisis 5000 kmts Minimo intervalo 3000 kmts Intervalo propuesto para realizar la tarea 2500 kmts Descripcion de la tarea propuesta Accion fisica a tomar si se Realizar el cambio de aceite y las gomas de los inyectores detecta una falla potencial Cómo esta acción evitará, eliminará o minimizará las consecuencias de la falla? Evitará el desgaste y deterioro de los componentes del motor REALIZANDO LA TAREA A CONDICIÓN Horas hombre Toma de muestra de aceite para realizar la tarea Tiempo de parada del equipo para 0 realizar la tarea (si es requerido parar) A realizarse 1h Costo de mano de obra para $ 12,00 realizar la tarea Costo del tiempo de parada para realizar la 0 tarea (si lo hay) Costo total de realizar cada tarea $ 112,00 Costo anualizado de realizar $ 1.344,00 la tarea REPARACION DE LA FALLA ANTICIPADA Horas hombre Costo de mano de obra para 1 tecnico 1 reparar $ 12,00 para reparar Costo directo de la Tiempo de parada del equipo, Tiempo de parada del proceso $ 301,00 1 para realizar la reparación reparación para realizar la reparación Costo anualizado de la Costo total de la reparación $301,00 $150,50 reparación OPCION SELECCIONADA la opcion 2 es la mas aceptable. A realizarse por 1 2 Costo de los repuestos para $ 132,00 reparar Costo del tiempo de parada 1 $ 100,00 para reparar $1.405,00 211 5.39.Caso de Estudio SCOM-2A01: Desgaste prematuro de los engranes de la bomba de combustible Usar el servicio de laboratorio del proveedor (Chevron) Toma una hora-hombre tomar una muestra de combustible y 1 día enviarla al laboratorio del proveedor, el resultado tardará en total 5 días pero se puede tener acceso a él rápidamente a través de internet, el costo será de US$ 25.00 por cada análisis. Para nuestras necesidades de detección temprana de un desgaste inusual de la bomba de combustible, tal que nos permita reparar la falla antes de la falla funcional, requerimos un análisis del combustible del motor después de la bomba de combustible cada 5000 Km, en el momento que se perciba que la concentración de partículas metálicas ha aumentado, se procederá a reparar anticipadamente la falla, para esto se requiere 1 hora de análisis por parte de un especialista que maneje las estadísticas de desgaste de la bomba en cuestión para la unidad. Para la reparación anticipada de este modo de falla, se requiere cambiar la bomba de combustible a un costo de US$ 319.12 y el drenado y filtrado de todo el sistema de combustible, reemplazar los filtros de combustible a un costo de US$ 52.57, todo esto demandará de 8 horas de trabajo a dos mecánicos y una pérdida de producción de 7 horas. Dibujo 31: Curva P-F caso S C OM-2A01 opción única [Fuente propia] Cuando la falla no anticipada ocurre, es necesario programar una revisión inmediata no programada del problema, esto producirá hasta 1días de pérdida de producción a un costo de $100.00 por hora, requerirá además reemplazar la bomba a un costo de US$ 460. 12. Ejercicio Realizando la tarea: Intervalo de realización de la tarea: cada 5000km. Costo anualizado de la falla no anticipada: US$ 266 Costo anualizado de la opción 1: US$ 2898 Mano de obra para realizar la tarea: 01 mecánico especializado para la toma de muestra Tiempo para realizar la tarea:1 Hr. Hoja de Evaluación RESUMEN DE LA FALLA NO ANTICIPADA REQUISITOS DE LA REPARACION Qué debe ser reparado MODO DE FALLA DAÑO SECUNDARIO Costo/hora del tiempo de parada del $ 100,00 proceso Costo del tiempo de parada no $ 200,00 anticipado Otros costos de la falla no anticipada Costo total de la falla no anticipada 2 $ 12,00 $ 320,00 $ 332,00 2 2 Seguridad Real probabilidad Probabilidad tolerable Si Costo anualizado de la falla no anticipada $ 266,00 $ 532,00 2 0 desgaste por cavitacion de la Ninguno bomba de combustible 01 Mecanico a ser reparado por Horas hombre Costo de mano de obra costo de repuestos Costo directo total de reparación Tiempo de parada del equipo Tiempo de parada del proceso DETERMINACIÓN DE CONSECUENCIAS No x Medio ambiente actual probabilidad Probabilidad tolerable Si No x EVALUACIÓN DE LA TAREA BASADA EN CONDICIÓN (PREDICTIVA) OPCIÓN 1 anaisis de combustibe desgaste de los engranajes de combustible Tomar muestra decombustibe cada 15000kmts y enviarla al laboratorio de analisis Intervalo P-F mas breve 15000 kmts Minimo intervalo 8000 kmts Intervalo propuesto para realizar la tarea 8000 kmts Falla Potencial Descripcion de la tarea propuesta Accion fisica a tomar si se Realizar e cambio de la bomba detecta una falla potencial Cómo esta acción evitará, eliminará o minimizará las consecuencias de la falla? evitará la parada no programada de la unidad o la parada en ruta y desprestigiará la imagen de servicio de la empresa REALIZANDO LA TAREA A CONDICIÓN Horas hombre Costo de mano de obra para Costo total de 1h $ 12,00 para realizar la realizar la tarea realizar cada tarea $ 112,00 tarea Tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada para realizar la Costo anualizado de realizar 0 para realizar la tarea (si lo hay) 0 tarea (si lo hay) 0 la tarea $ 672,00 REPARACION DE LA FALLA ANTICIPADA Horas hombre Costo de mano de obra para Costo de los repuestos para A realizarse por 1 Mecanico para reparar 1 reparar $ 200,00 $ 320,00 reparar Costo directo de la Tiempo de parada del equipo, Tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada 1 $ 320,00 1 para realizar la reparación $ 100,00 reparación para realizar la reparación para reparar Costo anualizado de la Costo total anualizado de la opción Costo total de la reparación $2.898,00 $420,00 $210,00 reparación 1 Toma de muestra de combustible Tiempo de parada del equipo para realizar la tarea (si es requerido parar) A realizarse OPCIÓN 2 Intervalo P-F mas breve Falla Potencial Descripcion de la tarea propuesta Minimo intervalo Intervalo propuesto para realizar la tarea Accion fisica a tomar si se detecta una falla potencial Cómo esta acción evitará, eliminará o minimizará las consecuencias de la falla? REALIZANDO LA TAREA A CONDICIÓN A realizarse Tiempo de parada del equipo para realizar la tarea (si es requerido parar) Horas hombre para realizar la tarea Costo de mano de obra para realizar la tarea Costo del tiempo de parada para realizar la tarea (si lo hay) REPARACION DE LA FALLA ANTICIPADA A realizarse por Costo directo de la reparación Costo total de la reparación OPCION SELECCIONADA Costo total de realizar cada tarea Costo anualizado de realizar la tarea Horas hombre Costo de mano de obra para para reparar reparar Tiempo de parada del equipo, Tiempo de parada del proceso para realizar la reparación para realizar la reparación Costo anualizado de la reparación Costo de los repuestos para reparar Costo del tiempo de parada para reparar 1 2 213 5.40.Caso de Estudio SCOM-2A02: Desgaste de la bomba de combustible por cavitación Refiérase al caso SCOM2A01 para mas detalles Usar el servicio de laboratorio del proveedor (Chevron) Toma una hora-hombre tomar una muestra de combustible y 1 día enviarla al laboratorio del proveedor, el resultado tardará en total 5 días pero se puede tener acceso a él rápidamente a través de internet, el costo será de US$ 25.00 por cada análisis. Para nuestras necesidades de detección temprana de un desgaste inusual de la bomba de combustible, tal que nos permita reparar la falla antes de la falla funcional, requerimos un análisis del combustible del motor después de la bomba de combustible cada 5000 Km, en el momento que se perciba que la concentración de partículas metálicas ha aumentado, se procederá a reparar anticipadamente la falla, para esto se requiere 1 hora de análisis por parte de un especialista que maneje las estadísticas de desgaste de la bomba en cuestión para la unidad. Para la reparación anticipada de este modo de falla, se requiere cambiar la bomba de combustible a un costo de US$ 319.12 y el drenado y filtrado de todo el sistema de combustible, reemplazar los filtros de combustible a un costo de US$ 52.57, todo esto demandará de 8 horas de trabajo a dos mecánicos y una pérdida de producción de 7 horas. Dibujo 32 : Curva P-F caso S C OM-2A02 opción única [Fuente propia] Cuando la falla no anticipada ocurre, es necesario programar una revisión inmediata no programada del problema, esto producirá hasta 1días de pérdida de producción a un costo de $100.00 por hora, requerirá además reemplazar la bomba a un costo de US$ 460. 13. Ejercicio Intervalo de realización de la tarea: cada 5000km Costo anualizado de la falla no anticipada: US$ 266 Costo anualizado de la opción 1: US$ 2898 Mano de obra para realizar la tarea: 01 mecánico para tomar la muestra de aceite Tiempo de Realización del Trabajo: 1 Hr 5.41.Caso de estudio SCOM-2A03 : Obstrucción de los filtros de combustible Refiérase al caso SBAS 1A03. 215 5.42.Caso de estudio SCOM-3A01: Filtro primario de combustible obstruido • Objetivos o o • Determinar la viabilidad de aplicar mantenimiento preventivo. Determinar la frecuencia de mantenimiento preventivo. Procedimiento Se desarrollará el caso según el siguiente procedimiento: o o o o o o o o o o o • Caso PASO 1: Captura de datos PASO 2: Ordenamiento de datos PASO 3: Obtención de rangos medianas PASO 4: Trazado de puntos PASO 5: Trazado de línea PASO 6: Determinación del parámetro de localización (vida mínima) PASO 7: Determinación del parámetro de forma (pendiente) PASO 8: Determinación del parámetro de escala (vida característica) PASO 9: Determinación de la Vida Media PASO 10: Determinación de la Vida Mediana PASO 11: Determinación de la Vida B10 La mala técnica de cambio de filtros puede causar serios problemas a los inyectores puesto que el combustible entra a los inyectores sin filtrar Cuando la falla no anticipada ocurre daña todos los componentes del sistema el mas critico es los inyectores, el costo de reparación de esta falla puede llegar hasta US$ 2247,24 Es costo de la falla no anticipada es :US$ 2247,24 La consecuencia de la falla no anticipada es de 318,24. La consecuencia de la falla aplicando el RCM es de: 292,98. El intervalo de mantenimiento actual es de 15000Km. i 1 2 3 4 5 TO 12000 15000 10000 6000 22000 • Resultados Se pide determinar 1 gamma 2 Beta 3 Eta 4 Vida media 5 B50 6 B10 • • Conclusiones De los parámetros obtenidos del análisis RAM realizado, concluimos que: Es viable aplicar MP porque beta es mayor a uno que en este caso es 2.13. • La cifra 13598 km que viene a ser la vida media menos las consecuencias de seguridad, operación, mantenimiento, costo de operación, aplicamos una frecuencia MP cada 14000 km. 0 2,1372 14965,65 kmts 13598,39 kmts 14000 kmts 10350 kmts . Refierase la Caso SBAS 1A03 para mas detalles. 217 5.43.Caso de estudio SCOM-3A02: Filtro secundario de combustible obstruido Refiérase al caso de estudio SCOM 3A01. 218 5.44.Caso de Estudio SCOM-3B01: Avería y daño prematuro del filtro primario • • • La suciedad existente en el combustible hace que se taponen el filtro primario Creando un funcionamiento anormal del motor por falta de combustible. Para corregir este modo de falla es necesario realizar el drenado de agua y limpieza del filtro diariamente. 219 5.45.Caso de Estudio SLUB-1A02: Desgaste prematuro de los engranes de la bomba de aceite Opción 1. Análisis de aceite. Cada vez que se realiza el cambio de aceite se debe tomar una muestra programada de aceite de aceite. La muestra de aceite se envía a laboratorio para su análisis y evaluar el desgate de motor y el estado de aceite. Ilustración 85: Toma de muestra de aceite . Generalmente la toma de muestra de aceite para el análisis se realiza cada vez que se realiza el cambio de aceite (15000 Km). Si el camión está fuera de servicio por menos de 1 hora no afecta en la producción porque existen camiones en reserva, puesto que no siempre hay carga para todas las unidades. Si el camión está fuera de servicio por más de 1 hora, el costo estimado de pérdida de producción es de US$ 100.00 por hora para todo el tiempo de parada del camión de más de 1 hora. El tiempo promedio de fallas de este modo de falla 2 años. Selección de la política de manejo de la falla. Análisis de aceite. Toma una hora hombre tomar una muestra de aceite y enviarla a laboratorio. El costo es de US$ 0.00, pero se tarda una semana para tener de vuelta los resultados del análisis. Dibujo 33: Curva P-F caso S LU B-1A02 opción 1 [Fuente propia] El cambio de aceite programado podría costar $132.00 (120 de aceite más 1 hora hombre) e implicaría tener la unidad por 1 hora fuera de servicio. Si se daña la bomba, es necesario cambiar la bomba de aceite lo cual generaría un costo de US$ 2174.00 (US$ 2150.00 la bomba mas US$ 24.00 de mano de obra). Opción 2. Detección de partículas magnéticas. Estudio Del Caso Se monta un tapón magnético en el sistema de lubricación de forma que la sonda magnética esté expuesta al lubricante circulante. Las pequeñas partículas del metal que se encuentran suspendidas en el lubricante, y las escamas de metal causadas por fatiga y desgaste son capturadas por la sonda. La sonda se saca periódicamente y se analiza usando un microscopio. Un aumento en tamaño de las partículas son indicador de un fallo inminente. Las partículas tienen diferentes tamaños, color y forma. Selección de la política de manejo de la falla. Toma dos horas hombre recoger una muestra de aceite y llevar al microscopio de baja potencia, para evaluar en el microscopio se necesita un técnico capacitado y con mucha experiencia. Para tomar la muestra no es necesario parar la unidad debido a que no demora mucho sacar la muestra. El costo inicial de microscopio de baja potencia es de US$1200.00. Dibujo 34: Curva P-F caso S LU B-1A02 opción 2 [Fuente propia] El cambio de aceite programado podría costar $132 (120 de aceite más 1 hora hombre) implicaría tener la unidad por 1 hora fuera de servicio. Si se daña la bomba, es necesario cambiar la bomba de aceite lo cual generaría un costo de $ 2174 ($ 2150 la bomba mas $ 24 de mano de obra) Ejercicio Realizando la tarea de la opción 1 Intervalo de realización de la tarea: cada 15000km Costo anualizado de la falla no anticipada: US$ 561.51 Costo anualizado de la opción 1: US$ 657 Costo del equipo a financiar: US$ 0.00 221 Mano de obrapara realizar la tarea: 01 mecanico especializado Tiempo para realizar la tarea:1 Hr. Realizando la tarea de la opcion 2 Intervalo de realización dela tarea: cada 15000km Costo anualizado de la opción 2: US$ 273.00 Costo del equipo a financiar: US$ 0.00 Mano de obra para realizar la tarea: 01 técnico especializado Conclusiones Del análisis concluimos que la mejor opción para la realización de la tarea a condición para evaluar el desgaste de la bomba es la primera opción por ser la mas exacta. 222 Hoja de evaluación REQUISITOS DE LA REPARACION Qué debe ser reparado a ser reparado por Horas hombre Costo de mano de obra costo de repuestos Costo directo total de reparación Tiempo de parada del equipo Tiempo de parada del proceso MODO DE FALLA Rotura de engranajes de la bomba de aceiete Cambio de aceite 01 Mecanico 8 $ 12,00 $ 2.150,00 $ 2.246,00 8 8 DAÑO SECUNDARIO Ninguno RESUMEN DE LA FALLA NO ANTICIPADA Costo/hora del tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada no anticipado Otros costos de la falla no anticipada Costo total de la falla no anticipada Tiempo medio entre fallas (años) Costo anualizado de la falla no anticipada DETERMINACIÓN DE CONSECUENCIAS Medio Seguridad Si No x Si ambiente Real actual probabilidad probabilidad Probabilidad Probabilidad tolerable tolerable EVALUACIÓN DE LA TAREA BASADA EN CONDICIÓN (PREDICTIVA) OPCIÓN 1 $ 100,00 $ 800,00 0 $ 2.246,00 4 $ 561,50 No x anaisis de aceite Falla Potencial rotura de los engranajes de la bomba de aceite Descripcion de la Tomar muestra de aceite cada 15000kmts y enviarla al laboratorio de analisis tarea propuesta Accion fisica a tomar si se detecta una falla potencial Realizar el cambio de la bomba Cómo esta acción evitará, eliminará o minimizará las consecuencias de la falla? evitará la parada no programada de la unidad o la parada en ruta y desprestigiará la imagen de servicio de la empresa Intervalo P-F mas breve 15000 kmts Minimo intervalo 8000 kmts Intervalo propuesto para realizar la tarea 8000 kmts REALIZANDO LA TAREA A CONDICIÓN Horas hombre Costo de mano de obra para Costo total de A realizarse Toma de muestra de aceite para realizar la 1 h $ 12,00 realizar la tarea realizar cada tarea $ 12,00 tarea Tiempo de parada del equipo para Tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada para realizar la Costo anualizado de realizar 0 para realizar la tarea (si lo hay) 0 tarea (si lo hay) 0 la tarea $ 72,00 realizar la tarea (si es requerido parar) REPARACION DE LA FALLA ANTICIPADA Horas hombre Costo de mano de obra para Costo de los repuestos para A realizarse por $ 96,00 $ 2.150,00 1 Mecanico para reparar 1 reparar reparar Costo directo de la Tiempo de parada del equipo, Tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada $ 2.246,00 1 1 para realizar la reparación ### reparación para realizar la reparación para reparar Costo anualizado de la Costo total anualizado de la Costo total de la reparación $2.342,00 $657,50 $585,50 opción 1 reparación Intervalo P-F OPCIÓN 2 analisis de aceite con tapon magnetico mas breve Falla Potencial rotura de los engranajes de la bomba de aceite 15000 kmts Minimo intervalo Descripcion de la Tomar muestra de aceite cada 5000kmts y enviarla al laboratorio de analisis tarea propuesta 8000 kmts Intervalo propuesto para Accion fisica a tomar si se realizar la tarea detecta una falla potencial Realizar el cambio de la bomba 8000 kmts Cómo esta acción evitará, evitará la parada no programada de la unidad o la parada en ruta y desprestigiará la imagen de servicio de la empresa eliminará o minimizará las consecuencias de la falla? REALIZANDO LA TAREA A CONDICIÓN Horas hombre Costo de mano de obra para Costo total de A realizarse $ 12,00 para realizar la 1 h realizar la tarea realizar cada tarea $ 24,00 tarea Tiempo de parada del equipo para Tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada para realizar la Costo anualizado de realizar 0 para realizar la tarea (si lo hay) 0 la tarea ### realizar la tarea (si es requerido parar) tarea (si lo hay) REPARACION DE LA FALLA ANTICIPADA Horas hombre Costo de mano de obra para Costo de los repuestos para A realizarse por $ 96,00 $ 2.150,00 1 Mecanico para reparar 1 reparar reparar Costo directo de la Tiempo de parada del equipo, Costo del tiempo de parada $ 2.246,00 1 1 ### reparación para realizar la reparación para reparar Costo anualizado de la Costo total anualizado de la Costo total de la reparación $2.342,00 $873,50 $585,50 opción 1 reparación Intervalo P-F mas breve 5000 kmts Minimo intervalo 25000 kmts Intervalo propuesto para realizar la tarea 223 5.46.Caso de Estudio SLUB-1A03: Válvula limitadora de presión descalibrada Este tipo de modo de falla no pertenece a ninguno de los 3 tipos de mantenimiento convencionales (predictivo, preventivo, correctivo). No estamos chequeando si la válvula está fallando. No la estamos reacondicionando o reemplazando, ni tampoco lo estamos reparando, simplemente chequeando si todavía funciona. Ilustración 86: Diagrama de recorrido del aceite lubricante La búsqueda de falla es apropiada para este tipo de fallas. Es decir chequear si la válvula todavía funciona verificando la presión de aceite en el conducto de derivación en arranque en frío para verificar si la válvula no deja pasar aceite al enfriador cuando este está en frío. 224 5.47.Caso de Estudio SLUB-1A04: Desgaste acelerado de los cojinetes de bancada y biela Opción 1. Análisis de aceite. Cada vez que se realiza el cambio de aceite se debe tomar una muestra programada de aceite de aceite. La muestra de aceite se envía a laboratorio para su análisis y evaluar el desgate de motor y el estado de aceite. Ilustración 5.43.1: Toma de muestra de aceite . Generalmente la toma de muestra de aceite para el análisis se realiza cada vez que se realiza el cambio de aceite (15000 km). Si el camión está fuera de servicio por menos de 1 hora no afecta en la producción porque existen camiones en reserva, puesto que no siempre hay carga para todas las unidades. Si el camión está fuera de servicio por más de 1 hora, el costo estimado de pérdida de producción es de 100$/hora para todo el tiempo de parada del camión de más de 1 hora. El tiempo promedio de fallas de este modo de falla 2 años. Selección de la política de manejo de la falla. Análisis de aceite. Toma una hora hombre tomar una muestra de aceite y enviar a laboratorio Y el costo es de 0$, pero se tarda 01 semana tener de vuelta los resultados de análisis Dibujo 35: Curva P-F caso S LU B-1A04 opción 1 [Fuente propia] El cambio de aceite programado podría costar $132 (120 de aceite más 1 hora hombre) implicaría tener la unidad por 1 hora fuera de servicio. Si se daña los metales el costo de reparación costaríaUS$ 134,45 (US$113,45 mas 2 horas hombre) el promedio de fallas es 01 vez cada 2 años Opción 2. Detección de partículas magnéticas. Estudio Del Caso Se monta un tapón magnético en el sistema de lubricación de forma que la sonda magnética esté expuesta al lubricante circulante. Las pequeñas partículas del metal que se encuentran suspendidas en el lubricante, y las escamas de metal causadas por fatiga son capturadas por la sonda. La sonda se saca periódicamente y usando un microscopio. Un aumento ene. Tamaño indica un fallo inminente. Las partículas tienen diferentes tamaños, color y forma. Selección de la política de manejo de la falla Toma dos horas hombre recoger una muestra de aceite y llevar al microscopio de baja potencia, para evaluar en el microscopio se necesita un técnico capacitado y con mucha experiencia y toma 01 hora en evaluar Para tomar la muestra no es necesario parar la unidad debido a que no demora mucho sacar la muestra El costo inicial de microscopio de baja potencia es de $1200 americanos Dibujo 36: Curva P-F caso S LU B-1A04 opción 2 [Fuente propia] El cambio de aceite programado podría costar $132 (120 de aceite más 1 hora hombre) implicaría tener la unidad por 1 hora fuera de servicio. Si se daña los metales el costo de reparación costaría US$ 134,45 (US$113,45 mas 2 horas hombre) Ejercicio Realizando la tarea de la opción 1 Intervalo de realización delas tareas : cada 15000km Costo anualizado de la falla no anticipada: US$ 381.22 Costo anualizado de la opción 1: US$ 279.22 Costo del equipo a financiar: US$ 0.00 Mano de obra para realizar la tarea: 01 mecánico para realizar la toma de muestra Tiempo para realizar la tarea: 1 Hr 226 Realizando la tarea de la opción 2. Intervalo de realización de la tarea : cada 5000km Costo anualizado de la opción 2: US$ 259.62 Costo del equipo a financiar: US$ 00.00 Mano de obra para realización de la tarea: 01 técnico especializado. Conclusiones Del análisis concluimos que la mejor opción para la realización de la tarea a condición es la 01 a pesar de ser mas costoso, pero técnicamente es mas viable. 227 Hoja de Evaluación FALLA NO ANTICIPADA RESUMEN REQUISITOS DE LA REPARACION Qué debe ser reparado MODO DE FALLA Desgaste excesivo de los metales de bancada y biela 2 Mecánicos 4 12 266,44 362,44 4 4 Seguridad Real probabilidad Probabilidad tolerable Si DAÑO SECUNDARIO desgaste acelerado de los metales de bancada y biela 1 Mecánicos 4 12 Costo/hora del tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada no anticipado Otros costos de la falla no anticipada Costo total de la falla no anticipada Tiempo medio entre fallas (años) Costo anualizado de la falla no anticipada DETERMINACIÓN DE CONSECUENCIAS No x Medio ambiente actual probabilidad Probabilidad tolerable Si No x 100 400 0 762,44 2 381,22 a ser reparado por Horas hombre Costo de mano de obra costo de repuestos Costo directo total de reparación Tiempo de parada del equipo Tiempo de parada del proceso EVALUACIÓN DE LA TAREA BASADA EN CONDICIÓN (PREDICTIVA) OPCIÓN 1 Análisis de aceite Desgaste acelerado delos metales de bancada y biela Intervalo P-F mas breve 10 dias Minimo intervalo Falla Potencial Descripcion de la tarea propuesta Tomar muestras de aceite cada 15000 Km y utilizar el Laboratorio del fabricante para su análisis Accion fisica a tomar si se detecta una falla potencial Tomar otra muestra a los 15000 Km y proceder luego del análisis de tendencia Cómo esta acción evitará, eliminará o minimizará las consecuencias de la falla? 5 dias Intervalo propuesto para realizar la tarea 10 dias Reducirá la posibilidad de que la máquina quede parada en ruta por fusión de los metales de bacada y biela REALIZANDO LA TAREA A CONDICIÓN Horas hombre Costo de mano de obra para Costo total de A realizarse 1 Especialista para realizar la 1 12 12 realizar la tarea realizar cada tarea tarea Tiempo de parada del equipo para Tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada para realizar la Costo anualizado de realizar 1 para realizar la tarea (si lo hay) 0 tarea (si lo hay) 0 la tarea 72 realizar la tarea (si es requerido parar) REPARACIONDE FALLA ANTICIPADA Horas hombre Costo de mano de obra para Costo de los repuestos para A realizarse por 1 Mecánico para reparar 4 reparar 12 reparar 266,44 Costo directo de la Tiempo de parada del equipo, Tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada 11 314,44 para realizar la reparación 1 para realizar la reparación 100 reparación para reparar Costo anualizado de la Costo total anualizado de la opción Costo total de la reparación 279,22 414,44 reparación 207,22 1 Intervalo P-F OPCIÓN 2 Deteccion de párticulas magnéticas mas breve Falla Potencial Desgaste acelerado delos metales de bancada y biela 15000km Minimo intervalo Tomar muestras de aceite cada 5000 Km y utilizar el PT-Kit1 Patch Test Kit para su análisis por conteo de partículas 8000km Intervalo propuesto para realizar la tarea 8000km Descripcion de la tarea propuesta Accion fisica a tomar si se detecta una falla potencial Tomar otra muestra a los 5000 Km y proceder luego de conocer el resultado del análisis FTIR de Laboratorio Cómo esta acción evitará, eliminará o minimizará las consecuencias de la falla? Reducirá la posibilidad de que la máquina quede varada en ruta por fusión de los metales de bancada y biela REALIZANDO LA TAREA A CONDICIÓN Horas hombre Costo de mano de obra para para realizar la 2 realizar la tarea tarea Tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada para realizar la 1 para realizar la tarea (si lo hay) 0 tarea (si lo hay) REPARACIONDE FALLA ANTICIPADA A realizarse toma de muestra Tiempo de parada del equipo para realizar la tarea (si es requerido parar) Costo total de realizar cada tarea Costo anualizado de realizar 0 la tarea 20 24 144 Horas hombre Costo de mano de obra para Costo de los repuestos para 1 Mecánicos para reparar 4 reparar 24 reparar Costo directo de la Tiempo de parada del equipo, Tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada 1 362,44 para realizar la reparación 1 para realizar la reparación reparación para reparar Costo anualizado de la Costo total anualizado de la opción Costo total de la reparación 462,44 reparación 115,61 2 OPCION SELECCIONADA Justificación de la selección: económicamente es mas viable la opcion 2 A realizarse por 1 2 x 266,44 100 259,61 228 5.48.Caso de Estudio SLUB-1A05 :Aceite inadecuado por exceso de viscosidad Opción 1. Análisis de aceite Cada vez que se realiza el cambio de aceite se debe tomar una muestra programada de aceite. La muestra de aceite se envía a laboratorio para su análisis y evaluación del desgaste del motor y el estado del aceite. Ilustración: Toma de muestra de aceite Estudio del caso Generalmente la toma de muestra de aceite para el análisis se realiza cada vez que se realiza el cambio de aceite (15000 km). Si el camión está fuera de servicio por menos de 1 hora no afecta a la producción porque existen camiones en reserva, además no siempre hay carga para todas las unidades. Si el camión está fuera de servicio por más de una hora, el costo estimado de pérdida de producción es de US$ 100.00 por hora para todo el tiempo de parada del camión de más de una hora. El tiempo promedio de fallas de este modo de falla 2 años. Selección de la política de manejo de la falla. Análisis de aceite. Toma una hora-hombre tomar una muestra de aceite y enviarla a laboratorio, y el costo es de US$ 0.00, pero se tarda una semana en tener de vuelta los resultados. Viscosidad apropiada ● ● P Alerta de exceso de viscosidad ● F Falla del aceite por exceso de viscosidad (agarrotamiento) 15000Km (35 días) Dibujo 37: Curva P-F caso S L UB-1A05 opción 1 [Fuente propia] El cambio de aceite programado podría costar US$ 132.00 (120 del aceite mas una horahombre) e implicaría tener la unidad por una hora fuera de servicio. Si se detecta el exceso de viscosidad es imperativo el cambio inmediato del aceite lo cual ocasionaría un gasto adicional de US$ 132.00 (120 del aceite mas una hora-hombre). Opción 2. Análisis por viscosidad cinemática (ASTM D445) Este ensayo mide el tiempo que le toma indeterminado volumen de fluido pasar un viscosímetro capilar calibrado en condiciones especificadas (gravedad) y a una temperatura dada generalmente de 38 ºC. El ensayo puede ser usado para monitorear el envejecimiento del aceite o para indicar la presencia de contaminación de petróleo u otros aceites. El tiempo promedio de fallas de este modo de falla es dos años y el costo inicial del equipo es de US$ 2800.00. Selección de la política de manejo de la falla Evaluación del aceite. Toma una hora hombre tomar una muestra de aceite y enviarla a laboratorio. Para evaluar el aceite se necesita un técnico capacitado en laboratorio. La muestra se realizaría cada 5000 kilómetros. Ilustración: Viscosímetro Brookfelp Viscosidad apropiada (Entre 12.5 y 16.59 cst) ● ● P Viscosidad menor a 16.59 cst. ● F Falla del aceite por exceso de viscosidad (agarrotamiento) 15000Km (35 días) Dibujo 38: Curva P-F caso S LU B-1A05 opción 2[Fuente propia] El cambio de aceite programado podría costar $132 (120 de aceite mas 1 hora hombre) implicaría tener la unidad por 1 hora fuera de servicio. Si se detecta el exceso de viscosidad implicaría el cambio inmediato de aceite lo cual ocasionaría u gasto adicional de 132 (120 de aceite mas 1 hora hombre) Ejercicio Realizando la tarea de la opcion 1 Intervalo de realizacion de la tarea: cada 15000km Costo anualizado de la falla no anticipada: US$ 122.00 Costo anualizado de la opción 1: US$ 733.00 230 Costo del equipo a financiar: US$ 0.00 Mano de obrapara realizar la tarea: 01 mecanico especializado Realizando la tarea de la opcion 2 Intervalo de realizacion dela tarea: cada 15000km Costo anualizado de la opción 2: US$ 1405.00 Costo del equipo a financiar: US$ 200.00 Mano de obra para realizar la tarea: 01 técnico especializado Tiempo para realizar la tarea : 1hr Conclusiones La opción 2 es la mas recomendable por la brevedad del resultado que es de 24 horas. 231 Hoja de evaluación REQUISITOS DE LA REPARACION Qué debe ser reparado a ser reparado por Horas hombre Costo de mano de obra costo de repuestos Costo directo total de reparación Tiempo de parada del equipo Tiempo de parada del proceso MODO DE FALLA Aceite inadecuado exceso de viscocidad Cambio de aceite 01 Mecanico 1 $ 12,00 $ 132,00 $ 144,00 1 1 DAÑO SECUNDARIO RESUMEN DE LA FALLA NO ANTICIPADA Costo/hora del tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada no Ninguno anticipado Otros costos de la falla no anticipada Costo total de la falla no anticipada Tiempo medio entre fallas (años) Costo anualizado de la falla no anticipada DETERMINACIÓN DE CONSECUENCIAS Medio Seguridad Si No x Si ambiente Real actual probabilidad probabilidad Probabilidad Probabilidad tolerable tolerable $ 100,00 $ 100,00 0 $ 244,00 2 $ 122,00 No x EVALUACIÓN DE LA TAREA BASADA EN CONDICIÓN (PREDICTIVA) OPCIÓN 1 Análisis de aceite Falla Potencial Aceite inadecuado Descripcion de la Tomar muestra de aceite cada 15000kmts y enviarla al laboratorio de analisis tarea propuesta Accion fisica a tomar si se detecta una falla potencial Realizar e cambio de aceite Cómo esta acción evitará, eliminará o minimizará las consecuencias de la falla? Evitará el desgaste y deterioro de los componentes del motor Intervalo P-F mas breve 15000 kmts Minimo intervalo 8000 kmts Intervalo propuesto para realizar la tarea 8000 kmts REALIZANDO LA TAREA A CONDICIÓN Horas hombre Costo de mano de obra para Costo total de A realizarse Toma de muestra de aceite para realizar la 1 h $ 12,00 realizar la tarea realizar cada tarea $ 112,00 tarea Tiempo de parada del equipo para Tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada para realizar la Costo anualizado de realizar 0 para realizar la tarea (si lo hay) 0 tarea (si lo hay) 0 la tarea ### realizar la tarea (si es requerido parar) REPARACION DE LA FALLA ANTICIPADA Horas hombre Costo de mano de obra para Costo de los repuestos para A realizarse por $ 12,00 $ 132,00 1 Mecanico para reparar 1 reparar reparar Costo directo de la Tiempo de parada del equipo, Tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada $ 144,00 1 1 para realizar la reparación ### reparación para realizar la reparación para reparar Costo anualizado de la Costo total anualizado de la Costo total de la reparación $244,00 $733,00 $61,00 opción 1 reparación Intervalo P-F OPCIÓN 2 analisis por viscocidad cinemática mas breve Falla Potencial Aceite inadecuado 15000 kmts Minimo intervalo Descripcion de la Tomar muestra de aceite cada 5000kmts y enviarla al laboratorio de analisis tarea propuesta 8000 kmts Intervalo propuesto para Accion fisica a tomar si se Realizar e cambio de aceite realizar la tarea detecta una falla potencial 8000 kmts Cómo esta acción evitará, Evitará el desgaste y deterioro de los componentes del motor eliminará o minimizará las consecuencias de la falla? REALIZANDO LA TAREA A CONDICIÓN Horas hombre Costo de mano de obra para Costo total de A realizarse Toma de muestra de aceite para realizar la 1 h $ 12,00 realizar la tarea realizar cada tarea $ 112,00 tarea Tiempo de parada del equipo para Costo del tiempo de parada para realizar la Costo anualizado de realizar 0 0 tarea (si lo hay) ### realizar la tarea (si es requerido parar) la tarea REPARACION DE LA FALLA ANTICIPADA Horas hombre Costo de mano de obra para Costo de los repuestos para A realizarse por $ 12,00 $ 132,00 1 tecnico para reparar 1 reparar reparar Costo directo de la Tiempo de parada del equipo, Tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada $ 144,00 1 1 para realizar la reparación ### reparación para realizar la reparación para reparar Costo anualizado de la costo total anualizado de la opción Costo total de la reparación $244,00 $1.405,00 $61,00 2 reparación Intervalo P-F mas breve 5000 kmts Minimo intervalo 3000 kmts Intervalo propuesto para realizar la tarea 232 5.49.Caso de Estudio SLUB-1A06: Aceite insuficiente y exceso en el carter La falta de aceite en el cárter puede producir serios problemas al motor En este caso es necesario concienciar al operador y personal de taller para realizar la revisión constante de los fluidos. Ilustración 5.44.1: varilla de medida de aceite (Y) Marca "ADD" (añadir) (X) Marca "FULL" (lleno) Mantenga el nivel de aceite entre las marcas "ADD" (agregar) (Y) y "FULL" (lleno) (X) en el indicador de nivel de aceite (1). No llene el cárter por encima de la marca "FULL" (X). Pueden ocurrir daños al motor si el sistema se llena por encima de la marca "FULL" en el medidor del nivel de aceite (varilla medidora). Un cárter excesivamente lleno puede propiciar que el cigüeñal se sumerja dentro del aceite. Esto reducirá la potencia desarrollada y también forzará la formación de burbujas de aire en el aceite. Estas burbujas (espuma) pueden ocasionar los siguientes problemas: reducción de la capacidad del aceite para lubricar, reducción de la presión del aceite, enfriamiento inadecuado de los pistones, expulsión de aceite a través de los respiraderos del cárter y consumo excesivo de aceite. El consumo excesivo de aceite hará que se formen depósitos en los pistones y en la cámara de combustión. Los depósitos en la cámara de combustión llevan a los siguientes problemas: acanalado de las válvulas, acumulación de carbón debajo de los aros de pistón y desgaste de la camisa del cilindro. Si el nivel del aceite está por encima de la marca "FULL" en el medidor del nivel del aceite, drene inmediatamente parte del aceite. 5.50.Caso de Estudio SLUB-1A07: Dilución de combustible y otras sustancias en el aceite Opción 1. Análisis de aceite. Cada vez que se realiza el cambio de aceite se debe tomar una muestra programada de aceite. La muestra de aceite se envía a laboratorio para su análisis y evaluar el desgate de motor y el estado de aceite. Ilustración 5.45.1: toma de muestra de aceite . Estudio del caso Generalmente la toma de muestra de aceite para el análisis se realiza cada vez que se realiza el cambio de aceite (15000 km). Si el camión está fuera de servicio por menos de 1 hora no afecta en la producción porque existen camiones en reserva, puesto que no siempre hay carga para todas las unidades. Si el camión está fuera de servicio por más de 1 hora, el costo estimado de pérdida de producción es de 100$/hora para todo el tiempo de parada del camión de más de 1 hora. El tiempo promedio de fallas de este modo de falla 2 años. Selección de la política de manejo de la falla Análisis de aceite. Toma una hora hombre tomar una muestra de aceite y enviar a laboratorio, y el costo es de 0$, pero se tarda 01 semana tener de vuelta los resultados de análisis. 234 Dibujo 39: Curva P-F caso S LU B-1A07 opción 1 [Fuente propia ] El cambio de aceite programado podría costar $132 (120 de aceite mas 1 hora hombre) implicaría tener la unidad por 1 hora fuera de servicio. Si se detecta el exceso de viscosidad implicaría el cambio inmediato de aceite lo cual ocasionaría u gasto adicional de 132 (120 de aceite mas 1 hora hombre) Opción 2. Análisis por viscosidad cinemática (ASTM D445) Este ensayo mide el tiempo que le toma indeterminado volumen de fluido al pasar un viscosímetro capilar calibrado en condiciones especificadas (gravedad) y a una temperatura dada generalmente 38 ºC. El ensayo puede ser usado para monitorear el envejecimiento del aceite o para indicar la presencia de contaminación de petróleo u otros aceites. El tiempo promedio de fallas de este modo de falla 2 años y el costo inicial es de $2800 El tiempo promedio de fallas de este modo de falla 2 años. Selección de la política de manejo de la falla Evaluación del aceite. Toma una hora hombre tomar una muestra de aceite y enviar a laboratorio Para evaluar el aceite se necesita un técnico capacitado en laboratorio. La muestra se realizaría cada 5000 kilómetros. Ilustración 5.45.2: viscosímetro brookfeld 235 Dibujo 40: Curva P-F caso S LU B-1A07 opción 2 [Fuente propia] El cambio de aceite programado podría costar $132 (120 de aceite mas 1 hora hombre) implicaría tener la unidad por 1 hora fuera de servicio. Si se detecta el exceso de viscosidad implicaría el cambio inmediato de aceite lo cual ocasionaría u gasto adicional de 132 (120 de aceite mas 1 hora hombre) Ejercicio Realizando la tarea de la opción 1. Intervalo de realizacion de la tarea : cada 15000km Costo anualizado de la falla no anticipada: US$ 122 Costo anualizado de la opción 1: US$ 733 Costo del equipo a financiar: US$ 0.00 Mano de obra para realizar la tarea: 01 mecánico para realizar la toma de muestra. Realizando la tarea de la opción 2. Intervalo de realizacion la tarea:cada 5000km Costo anualizado de la opción 2: US$ 1405 Costo del equipo a financiar: US$ 2800.00 Mano de obra para realizar la tarea: 01 técnico especializado. Conclusiones Del análisis la mejor opción en este caso sería la opción 2 aunque con un costo mayor, por la brevedad del resultado para tomar acciones correctivas 236 Hoja de Evaluación RESUMEN DE LA FALLA NO ANTICIPADA REQUISITOS DE LA REPARACION Qué debe ser reparado MODO DE FALLA DAÑO SECUNDARIO Costo/hora del tiempo de parada del $ 100,00 proceso Costo del tiempo de parada no $ 100,00 anticipado Otros costos de la falla no anticipada Costo total de la falla no anticipada 1 $ 12,00 $ 132,00 $ 144,00 1 1 Seguridad Real probabilidad Probabilidad tolerable Si Tiempo medio entre fallas (años) Costo anualizado de la falla no anticipada $ 122,00 $ 244,00 2 0 Aceite inadecuado Ninguno exceso de viscocidad 01 Mecanico a ser reparado por Horas hombre Costo de mano de obra costo de repuestos Costo directo total de reparación Tiempo de parada del equipo Tiempo de parada del proceso DETERMINACIÓN DE CONSECUENCIAS No x Medio ambiente actual probabilidad Probabilidad tolerable Si No x EVALUACIÓN DE LA TAREA BASADA EN CONDICIÓN (PREDICTIVA) OPCIÓN 1 Análisis de aceite Aceite inadecuado Tomar muestra de aceite cada 15000kmts y enviarla al laboratorio de analisis Intervalo P-F mas breve 15000 kmts Minimo intervalo 8000 kmts Intervalo propuesto para realizar la tarea 8000 kmts Falla Potencial Descripcion de la tarea propuesta Accion fisica a tomar si se Realizar e cambio de aceite detecta una falla potencial Cómo esta acción evitará, eliminará o minimizará las consecuencias de la falla? Evitará el desgaste y deterioro de los componentes del motor REALIZANDO LA TAREA A CONDICIÓN Horas hombre Costo de mano de obra para Costo total de Toma de muestra de aceite para realizar la 1h $ 12,00 realizar la tarea realizar cada tarea $ 112,00 tarea Tiempo de parada del equipo para Tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada para realizar la Costo anualizado de realizar 0 para realizar la tarea (si lo hay) 0 tarea (si lo hay) 0 la tarea $ 672,00 realizar la tarea (si es requerido parar) REPARACION DE LA FALLA ANTICIPADA Horas hombre Costo de mano de obra para Costo de los repuestos para A realizarse por 1 Mecanico para reparar 1 reparar $ 12,00 $ 132,00 reparar Costo directo de la Tiempo de parada del equipo, Tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada 1 $ 144,00 1 para realizar la reparación $ 100,00 reparación para realizar la reparación para reparar Costo anualizado de la Costo total anualizado de la opción Costo total de la reparación $733,00 $244,00 $61,00 reparación 1 Intervalo P-F OPCIÓN 2 analisis por viscocidad cinemática mas breve A realizarse Falla Potencial Aceite inadecuado Tomar muestra de aceite cada 5000kmts y enviarla al laboratorio de analisis 15000 kmts Minimo intervalo 8000 kmts Intervalo propuesto para realizar la tarea 8000 kmts Descripcion de la tarea propuesta Accion fisica a tomar si se Realizar e cambio de aceite detecta una falla potencial Cómo esta acción evitará, eliminará o minimizará las consecuencias de la falla? Evitará el desgaste y deterioro de los componentes del motor REALIZANDO LA TAREA A CONDICIÓN Horas hombre Toma de muestra de aceite para realizar la tarea Tiempo de parada del equipo para 0 realizar la tarea (si es requerido parar) A realizarse 1h Costo de mano de obra para $ 12,00 realizar la tarea Costo del tiempo de parada para realizar la 0 tarea (si lo hay) Costo total de realizar cada tarea $ 112,00 Costo anualizado de realizar $ 1.344,00 la tarea REPARACION DE LA FALLA ANTICIPADA Horas hombre Costo de mano de obra para Costo de los repuestos para 1 tecnico 1 reparar $ 12,00 $ 132,00 para reparar reparar Costo directo de la Tiempo de parada del equipo, Tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada 1 $ 144,00 1 para realizar la reparación $ 100,00 reparación para realizar la reparación para reparar Costo anualizado de la Costo total de la reparación $1.405,00 $244,00 $61,00 reparación OPCION SELECCIONADA Justificación de la selección: La opcion 1 es la mas aceptable , porque el analisis es mas completo y el costo de la evaluacion es cero. A realizarse por 1 x 2 237 5.51.Caso de estudio SLUB-1B01: Filtro de aceite obstruido Objetivos o o Determinar la viabilidad de aplicar mantenimiento preventivo. Determinar la frecuencia de mantenimiento preventivo. Procedimiento Se desarrollará el caso según el siguiente procedimiento: o o o o o o o o o o o • Caso PASO 1: Captura de datos PASO 2: Ordenamiento de datos PASO 3: Obtención de rangos medianas PASO 4: Trazado de puntos PASO 5: Trazado de línea PASO 6: Determinación del parámetro de localización (vida mínima) PASO 7: Determinación del parámetro de forma (pendiente) PASO 8: Determinación del parámetro de escala (vida característica) PASO 9: Determinación de la Vida Media PASO 10: Determinación de la Vida Mediana PASO 11: Determinación de la Vida B10 La obstrucción de los filtros de aceite se produce debido a los contaminantes sólidos dentro del cárter Se han registrado en el lapso de los últimos cinco años las fallas en diferentes unidades los siguientes eventos de falla de este tipo. Cuando la falla no anticipada ocurre puede causar serios problemas al motor causando sobre presión y depresión en el sistema El costo de la falla no anticipada es US$ 58.00. El intervalo de mantenimiento actual es de 15000 km. i 1 2 3 4 5 TO(km) 11000 2000 22000 17000 15000 238 • Resultados Se pide determinar 1 gamma 2 Beta 3 Eta 4 Vida media 5 B50 6 B10 Conclusiones 0 3.808 18830.34 km 17110.00 km 16500 km 13600 km • • De los parámetros obtenidos del análisis RAM realizado, concluimos que: Es viable aplicar MP por que beta es mayor a uno que en este caso es 3.8. • 17110KMTS que viene a ser la vida media menos las consecuencias de seguridad, operación, mantenimiento, costo de operación, aplicamos una frecuencia MP cada 16500 KMTS. La consecuencia de la falla no anticipada es de 58. La consecuencia de la falla aplicando el RCM es de: 75,4. • Dejamos el mantenimiento como estaba antes 239 DATOS DE LAS TABLA i 1 2 3 4 5 TO 11000 20000 22000 17000 15000 ORDENAMIENTO DE DATOS CALCULO DE PARAMETRO DE WEIBULL DATOS DE LAS TABLA i 1 2 3 4 5 TO 11000 20000 22000 17000 15000 ORDENAMIENTO DE DATOS CALCULO DE PARAMETRO DE WEIBULL TO RANGO MEDIANA (I-0.3)/(n+0.4) X ln(ti) Y (RANGO MEDIANA) ln(ln(1/(1-F´´(ti)))) 240 Ti 1 2 3 4 5 N F (ti) 11000 15000 17000 12300 18000 5 X 13.0% 31.5% 50.0% 68.5% 87.0% fallas 9.31 9.62 9.74 9.42 9.80 Y -1.97 -0.97 -0.37 0.14 0.71 1,00 y =3,8086x - 37,483 0,50 R2 = 0,9909 0,00 9,20 -0,50 9,30 9,40 9,50 9,60 9,70 9,80 9,90 10,00 10,10 S erie1 S erie2 L ineal (S erie2) -1,00 -1,50 -2,00 -2,50 PARAMETR OS R2 a b Beta Eta Gamma 0.9871 3.2275 -31.396 B=a n=e^(b/a) 3.2275 16775.13 0 1+(1/Be ta) 1.25 F.gamm 0.91 km km .= n para la tabla de valores de la función gamma De la tabla de valores de la función gamma 98.71% regresión de los puntos a la linea es del 99.10% 241 a mu o MTTF 15242.56 km FORMULA OBJETIVO B50 F(t) 39% 50% 13500 km CALCULO DE LOS VALORES DE LAS 4 FUNCIONES DE CONFIABILIDAD t 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 11000 12000 13000 14000 15000 16000 17000 18000 19000 20000 21000 f(t) 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 F(t) 0% 0% 0% 1% 2% 4% 6% 9% 13% 17% 23% 29% 36% 43% 50% 58% 65% 72% 78% 83% 87% R(t) 99.99% 99.90% 99.61% 99.03% 98.01% 96.44% 94.22% 91.24% 87.46% 82.84% 77.40% 71.23% 64.46% 57.24% 49.81% 42.38% 35.21% 28.50% 22.43% 17.14% 12.69% h(t) 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 242 22000 0.00 91% 9.08% 0.00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0 10000 20000 30000 Dibujo 5.46.1: curva de densidad de falla de Weibull S erie1 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 0 5000 10000 15000 20000 25000 Dibujo 5.46.2: curva función de distribución acumulada S erie1 120,00% 100,00% 80,00% 60,00% 40,00% 20,00% 0,00% 0 10000 20000 30000 S erie1 Dibujo 5.46.3: curva de confiabilidad 243 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0 20000 40000 S erie1 Dibujo 41: curva función de riesgo Se pide determinar gamma Beta Eta Vida media B50 B10 0 3.2275 16775.13 km 15242.56 km 13500 km 13600 km Es viable aplicar MP por que beta es mayor a uno que en este caso es 3.2275 15242.56KMTS que viene a ser la vida media menos las consecuencias de seguridad, operación, mantenimiento, mantenimiento, costo de operación, aplicamos una frecuencia MP DE 13000km 244 5.52.Caso de Estudio SLUB-1B02 :Aceite inadecuado por exceso de viscosidad Refiérase al caso de estudio SLUB 1A05 para mas detalles 1. Ejercicio Realizando la tarea de la opcion 1 Intervalo de realizacion de la tarea: cada 15000km Costo anualizado de la falla no anticipada: US$ 122.00 Costo anualizado de la opción 1: US$ 733.00 Costo del equipo a financiar: US$ 0.00 Mano de obrapara realizar la tarea: 01 mecanico especializado Realizando la tarea de la opcion 2 Intervalo de realizacion dela tarea: cada 15000km Costo anualizado de la opción 2: US$ 1405.00 Costo del equipo a financiar: US$ 200.00 Mano de obra para realizar la tarea: 01 técnico especializado Conclusiones La opción 2 es la mas recomendable por la brevedad del resultado que es de 24 horas. 5.53.Caso de estudio SLUB-1B03: Filtro del respiradero obstruido • Objetivos o o • Determinar la viabilidad de aplicar mantenimiento preventivo. Determinar la frecuencia de mantenimiento preventivo. Procedimiento Se desarrollará el caso según el siguiente procedimiento: o o o o o o o o o o o • Caso PASO 1: Captura de datos PASO 2: Ordenamiento de datos PASO 3: Obtención de rangos medianas PASO 4: Trazado de puntos PASO 5: Trazado de línea PASO 6: Determinación del parámetro de localización (vida mínima) PASO 7: Determinación del parámetro de forma (pendiente) PASO 8: Determinación del parámetro de escala (vida característica) PASO 9: Determinación de la Vida Media PASO 10: Determinación de la Vida Mediana PASO 11: Determinación de la Vida B10 La obstrucción del respiradero de cárter se produce debido a la contaminación y gases dentro del motor Se han registrado en el lapso de los últimos 5 años las fallas en diferentes unidades los siguientes eventos de falla de este tipo. Cuando la falla no anticipada ocurre daña todos los empaques del motor .De este modo necesita todo el cambio de empaques del motor y la limpieza del filtro del respiradero .La reparación de este modo de falla requiere 1 hora-hombre (US 12.00 la hora) y los filtros de repuesto cuestan US$ 130.20. El costo de la falla no anticipada es de 142,20. El intervalo de mantenimiento actual es de 30000km i 1 2 3 4 5 TO(Km) 40000 50000 30000 27000 20000 • Resultados Se pide determinar 1 gamma 2 Beta 3 Eta 4 Vida media 5 B50 6 B10 Conclusiones 0 3,83 43122,56 kmts 39182,88 kmts 30000 kmts 23000 kmts • De los parámetros obtenidos del análisis RAM realizado, concluimos que: Es viable aplicar MP por que beta es mayor a uno que en este caso es 3.83. • 39182KMTS que viene a ser la vida media menos las consecuencias de seguridad, operación, mantenimiento, costo de operación, aplicamos una frecuencia MP cada 30000KMTS. El MP anterior era 30000 Km. • La consecuencia de la falla no anticipada es de 62,57. La consecuencia de la falla aplicando el RCM es de: 150,73. 247 DATOS DE LAS TABLA i 1 2 3 4 5 TO 40000 50000 30000 27000 20000 ORDENAMIENT O DE DATOS CALCULO DE PARAMETRO DE WEIBULL TO RANGO MEDIANA (I-0.3)/(n+0.4) X ln(ti) X 9.90 10.20 10.31 10.60 10.82 Y (RANGO MEDIANA) ln(ln(1/(1-F´´(ti)))) Y -1.97 -0.97 -0.37 0.14 0.71 i 1 2 3 4 5 N Ti 20000 27000 30000 40000 50000 5 F (ti) 13.0% 31.5% 50.0% 68.5% 87.0% fallas 248 1.00 y = 2.8864x - 30.413 R = 0.9727 2 0.50 0.00 9.80 -0.50 10.00 10.20 10.40 10.60 10.80 11.00 Serie1 Serie2 Lineal (Serie2) -1.00 -1.50 -2.00 -2.50 PARAMETRO S R2 a b Beta Eta Gamma 1+(1/ Beta) B=a 0.949 2 94.92% 3.83 -40.873 3.83 km km .= n para la tabla de valores de la función gamma De la tabla de valores de la función gamma km regresión de los puntos a la linea es del 99.10% n=e^(b/a) 43122.56 0 1.25 F.gam ma 0.91 mu o MTTF 39182.88 FORMULA OBJETIVO B50 F(t) 22% 50% 30000 km CALCULO DE LOS VALORES DE LAS 4 FUNCIONES DE CONFIABILIDAD t 2000 4000 f(t) 0.00 0.00 F(t) 0% 0% R(t) 100.00% 99.99% h(t) 0.00 0.00 249 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000 20000 22000 24000 26000 28000 30000 32000 34000 36000 38000 40000 42000 44000 46000 48000 50000 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0% 0% 0% 1% 1% 2% 3% 5% 7% 10% 13% 17% 22% 27% 33% 39% 46% 53% 60% 66% 72% 78% 83% 99.95% 99.84% 99.63% 99.26% 98.66% 97.78% 96.54% 94.86% 92.69% 89.94% 86.59% 82.59% 77.95% 72.69% 66.87% 60.60% 54.00% 47.24% 40.50% 33.95% 27.78% 22.15% 17.16% 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 250 120,00% 100,00% 80,00% 0,00 60,00% 0,00 S erie1 40,00% 0,00 0,00 20,00% 0,00 S erie1 0,00% 0,00 0 20000 40000 60000 0,00 0,00 Dibujo 5.48.3 curva de función de confiabilidad 0,00 0 20000 40000 60000 Dibujo 5.481.: curva de densidad de falla de weibull 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 0 10000 20000 30000 40000 50000 Dibujo 5.48.2: curva de función de distribución acumulada S erie1 Dibujo 5.48.4: curva de función de riesgo 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0 50000 S erie1 Se pide determinar 251 gamma Beta Eta Vida media B50 B10 0 3.83 43122.56 km 39182.88 km 30000 km 23000 km Es viable aplicar MP por que beta es mayor a uno que en este caso es 3.83 39182KMTS que viene a ser la vida media menos las consecuencias de seguridad, operación, mantenimiento . Costo de operacion, aplicamos una frecuencia MP de 30000km . 252 5.54.Caso de Estudio SLUB-1C02: Avería o Rotura del cárter de aceite (Servicio tercerizado vs Implementación del servicio de ultrasonido propio) Introducción: Con este modo de falla se presentan fugas de aceite y ensucia el cárter, además produce daños al medio ambiente. Selección de la política de manejo de falla Se propone utilizar la tecnología de análisis por ultrasonido como una forma de predecir el inminente fallo del tanque de aceite • Opción 1. Evaluación por ultrasonido tercerizado La evaluación por ultrasonido no afecta la producción debido a que la preparación de la superficie y escaneo no demora más de 1 hora, debido a que siempre hay camiones de reserva. Si el camión está fuera de servicio por mas de 1 hora el costo de perdida sería de $100/hora. Toma una hora hombre preparar la superficie y realizar el barrido con el “palpador” (EmisorReceptor de ultrasonido) El costo es de US$ 15.00 por 1m2, pero se tarda 24 horas para obtener el resultado. Dibujo 42: Curva P-F caso S L UB-1C02 opción 1 [Fuente propia] Las dimensiones del cárter de aceite es aproximadamente: 2 m2 El costo de la evaluación costaría U S$30 El daño del tanque por rajadura o grieta implica su reemplazo lo cual tendrá un costo de US$ 1416,7 (US$ 1392,7 el cárter más 2 horas hombre) El tiempo medio entre fallas es de 1 cada5 años. Si se detecta la falla anticipada, por la política de compromiso de la empresa con la seguridad y el medio ambiente el cambio será inmediato, quedando el carter para su desuso La falla no anticipada producirá la parada de la máquina, ocasionando una pérdida de producción de hasta 2 horas, la unidad requerirá ser remolcada por otro camión lo cual es considerado como parte de los gastos operativos de la flota. • Opción 2. Evaluación con detector de fallas por ultrasonido para inspecciones manuales Ilustración: Equipo detector de fallas por ultrasonido El costo del equipo es de US$ 7195.00. La evaluación con este equipo es para cualquier defecto de la superficie del metal además para detectar la corrosión, espesor del material. El resultado de la evaluación es inmediato. Para realizar la tarea se requiere 1 hora-hombre por parte de un especialista y el costo del gel necesario para la prueba será de US 5.00 por cada tarea. Dibujo 43: Curva P-F caso S L UB-1C02 opción 2 [Fuente propia] El costo del equipo es de US$ 7195.00 americanos. Si se daña el tanque por rajadura o grieta implicaría su reemplazo lo cual costaría El daño del tanque por rajadura o grieta implica su reemplazo lo cual tendrá un costo de US$ 1416,7 (US$ 1392,7 el carter más 2 horas hombre) Ejercicio Realizando la tarea de la opción 1 Intervalo de realización de la tarea: cada 15000km Costo anualizado de la falla no anticipada: US$ 320.92 Costo anualizado de la opción 1: US$ 4350.30 Costo del equipo a financiar: US$ 0.00 254 Mano de obra para la realización de la tarea: 01 Mécanico especializado para tomar la muestra Ralizando la tarea de la opción 2 Intervalo de realizacion de la tarea: cada 10000km Costo anualizado de la opción 2: US$ 1291.00 Costo del equipo a financiar: US$ 7195.00 Mano de obra para la realizacion de la tarea: 01 técnico especializado. Tiempo para realizar la tarea: 1hr Conclusiones Del análisis concluimos que la mejor opción para la realización de la tarea a condición sobre las superficies de los tanques de combustible de la unidad es la opción 2 (utilización del equipo Osciloscopio), ya que la diferencia de ahorro con respecto a la opción 1 es cuantitativamente superior, y dejar que la falla no anticipada suceda no es una opción. 255 Hoja de evaluación REQUISITOS DE LA REPARACION Qué debe ser reparado a ser reparado por Horas hombre Costo de mano de obra costo de repuestos Costo directo total de reparación Tiempo de parada del equipo Tiempo de parada del proceso MODO DE FALLA averias de carter de motor cambio de tanque de combustible 01 Mecanico 2 $ 12,00 $ 1.392,60 $ 1.404,60 2 2 DAÑO SECUNDARIO RESUMEN DE LA FALLA NO ANTICIPADA Costo/hora del tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada no Ninguno anticipado Otros costos de la falla no anticipada Costo total de la falla no anticipada Tiempo medio entre fallas (años) Costo anualizado de la falla no anticipada DETERMINACIÓN DE CONSECUENCIAS Medio Seguridad Si x No Si x ambiente Real actual probabilidad probabilidad Probabilidad Probabilidad tolerable tolerable EVALUACIÓN DE LA TAREA BASADA EN CONDICIÓN (PREDICTIVA) OPCIÓN 1 $ 100,00 $ 200,00 0 #NAME? 4 #NAME? No Análisis por ultrasonido tercerizado Falla Potencial Grietas en el carter Descripcion de la Realizar el análisis por ultrasonido delcarter de aceite cada 15000 Km (aprox. cada 30 días) tarea propuesta Accion fisica a tomar si se detecta una falla potencial Realizar el cambio de carter Cómo esta acción evitará, eliminará o minimizará las consecuencias de la falla? Evitará la parada no programada de la unidad o la parada en ruta lo cual desprestigiará la imagen de servicio de la empresa Intervalo P-F mas breve 15000 Km Minimo intervalo 0 Km Intervalo propuesto para realizar la tarea 15000 Km REALIZANDO LA TAREA A CONDICIÓN Horas hombre Costo de mano de obra para Costo total de A realizarse Escaneo de la superficie para realizar la 1 h $ 312,90 realizar la tarea realizar cada tarea $ 312,90 tarea Tiempo de parada del equipo para Tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada para realizar la Costo anualizado de realizar 0 para realizar la tarea (si lo hay) 0 tarea (si lo hay) 0 la tarea ### realizar la tarea (si es requerido parar) REPARACION DE LA FALLA ANTICIPADA Horas hombre Costo de mano de obra para Costo de los repuestos para A realizarse por $ 12,00 $ 1.810,00 Terceros 6 reparar para reparar reparar Costo directo de la Tiempo de parada del equipo, Tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada $ 1.882,00 5 6 para realizar la reparación ### reparación para realizar la reparación para reparar Costo anualizado de la Costo total anualizado de la Costo total de la reparación $2.382,00 $4.350,30 $595,50 opción 1 reparación Intervalo P-F OPCIÓN 2 15 mas breve Falla Potencial Grietas en el carter 15000 Km Minimo intervalo Descripcion de la Realizar análisis por ultrasonido del carter cada 15000 Km tarea propuesta 0 Km Intervalo propuesto para Accion fisica a tomar si se realizar el cambio del carter realizar la tarea detecta una falla potencial 15000 Km Cómo esta acción evitará, Evitará la parada no programada de la unidad o la parada en ruta y desprestigiará la imagen de servicio de la empresa eliminará o minimizará las consecuencias de la falla? REALIZANDO LA TAREA A CONDICIÓN Horas hombre Costo de mano de obra para Costo total de A realizarse Escaneo de la superficie para realizar la 1 h $ 20,00 realizar la tarea realizar cada tarea $ 25,00 tarea Tiempo de parada del equipo para Tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada para realizar la Costo anualizado de realizar 1 para realizar la tarea (si lo hay) 0 tarea (si lo hay) 0 la tarea ### realizar la tarea (si es requerido parar) REPARACION DE LA FALLA ANTICIPADA Horas hombre Costo de mano de obra para Costo de los repuestos para A realizarse por $ 12,00 $ 1.810,00 1Mecánico para reparar 6 reparar reparar Costo directo de la Tiempo de parada del equipo, Costo del tiempo de parada $ 1.882,00 1 1 ### reparación para realizar la reparación para reparar Costo anualizado de la Costo total anualizado de la Costo total de la reparación $1.982,00 $1.291,00 $991,00 opción 1 reparación 256 5.55.Caso de Estudio SLUB-1C03: Rotura de los engranajes de la bomba de aceite Opción 1. Análisis de aceite. Cada vez que se realiza el cambio de aceite se debe tomar una muestra programada de aceite de aceite. La muestra de aceite se envía a laboratorio para su análisis y evaluar el desgate de motor y el estado de aceite. Ilustración 5.50.1: toma de muestra de aceite Generalmente la toma de muestra de aceite para el análisis se realiza cada vez que se realiza el cambio de aceite (15000 km). Si el camión está fuera de servicio por menos de 1 hora no afecta en la producción porque existen camiones en reserva, puesto que no siempre hay carga para todas las unidades. Si el camión está fuera de servicio por más de 1 hora, el costo estimado de pérdida de producción es de 100$/hora para todo el tiempo de parada del camión de mas de 1 hora. El tiempo promedio de fallas de este modo de falla 2 años. Selección de la política de manejo de la falla Análisis de aceite. Toma una hora hombre tomar una muestra de aceite y enviar a laboratorio y el costo es de 0$, pero se tarda 01 semana tener de vuelta los resultados de análisis. Dibujo 44: Curva P-F caso S L UB-1C03 opción única [Fuente propia] El cambio de aceite programado podría costar $132 (120 de aceite más 1 hora hombre) implicaría tener la unidad por 1 hora fuera de servicio. Si se daña la bomba, es necesario cambiar la bomba de aceite lo cual generaría un costo de $ 2174 ($ 2150 la bomba mas $ 24 de mano de obra) Opción 2. Detección de partículas magnéticas. 257 Estudio del caso Se monta un tapón magnético en el sistema de lubricación de forma que la sonda magnética esté expuesta al lubricante circulante. Las pequeñas partículas del metal que se encuentran suspendidas en el lubricante, y las escamas de metal causadas por fatiga son capturadas por la sonda. La sonda se saca periódicamente y usando un microscopio. Un aumento en tamaño indica un fallo inminente. Las partículas tienen diferentes tamaños, color y forma. Selección de la política de manejo de la falla Toma dos horas hombre recoger una muestra de aceite y llevar al microscopio de baja potencia, para evaluar en el microscopio se necesita un técnico capacitado y con mucha experiencia. Para tomar la muestra no es necesario parar la unidad debido a que no demora mucho sacar la muestra. El costo inicial de microscopio de baja potencia es de $1200 americanos Dibujo 45: Curva P-F caso S L UB-1C03 opción 2 [Fuente propia] El cambio de aceite programado podría costar $132 (120 de aceite más 1 hora hombre) implicaría tener la unidad por 1 hora fuera de servicio. Si se daña la bomba, es necesario cambiar la bomba de aceite lo cual generaría un costo de $ 2174 ($ 2150 la bomba mas $ 24 de mano de obra) Ejercicio Realizando la tarea de la opción 1 Intervalo de realización de la tarea: cada 15000km Costo anualizado de la tarea no anticipada: US$ 561.5 Costo anualizado de la opción 1: US$667.5 Mano de obra para realización de la tarea: 01 mecánico para la toma de muestra de aceite tiempo para realizar la tarea: 1hr Realizando la tarea de la opción 2 Intervalo de realización de la tarea: cada 15000km Costo anualizado de la opción 1: US$73.5 Mano de obra para realización de la tarea: 01 técnico especializado Conclusión La opción 1 es la mas aceptable para este caso por la exactitud de los resultados y es mas confiable. 258 Hoja de evaluación REQUISITOS DE LA REPARACION Qué debe ser reparado a ser reparado por Horas hombre Costo de mano de obra costo de repuestos Costo directo total de reparación Tiempo de parada del equipo Tiempo de parada del proceso OPCIÓN 1 MODO DE FALLA Rotura de engranajes de la bomba de aceiete Cambio de aceite 01 Mecanico 8 $ 12,00 $ 2.150,00 $ 2.246,00 8 8 DAÑO SECUNDARIO Ninguno RESUMEN DE LA FALLA NO ANTICIPADA Costo/hora del tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada no anticipado $ 100,00 Otros costos de la falla no anticipada Costo total de la falla no anticipada Tiempo medio entre fallas (años) Costo anualizado de la falla no anticipada DETERMINACIÓN DE CONSECUENCIAS Medio Seguridad Si No x Si ambiente Real actual probabilidad probabilidad Probabilidad Probabilidad tolerable tolerable EVALUACIÓN DE LA TAREA BASADA EN CONDICIÓN (PREDICTIVA) $ 800,00 0 $ 2.246,00 4 $ 561,50 No x anaisis de aceite Falla Potencial rotura de los engranajes de la bomba de aceite Descripcion de la Tomar muestra de aceite cada 15000kmts y enviarla al laboratorio de analisis tarea propuesta Accion fisica a tomar si se detecta una falla potencial Realizar el cambio de la bomba Cómo esta acción evitará, eliminará o minimizará las consecuencias de la falla? evitará la parada no programada de la unidad o la parada en ruta y desprestigiará la imagen de servicio de la empresa Intervalo P-F mas breve 15000 kmts Minimo intervalo 8000 kmts Intervalo propuesto para realizar la tarea 8000 kmts REALIZANDO LA TAREA A CONDICIÓN Horas hombre Costo de mano de obra para Costo total de A realizarse Toma de muestra de aceite para realizar la 1 h $ 12,00 realizar la tarea realizar cada tarea $ 12,00 tarea Tiempo de parada del equipo para Tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada para realizar la Costo anualizado de realizar 0 para realizar la tarea (si lo hay) 0 tarea (si lo hay) 0 la tarea $ 72,00 realizar la tarea (si es requerido parar) REPARACION DE LA FALLA ANTICIPADA Horas hombre Costo de mano de obra para Costo de los repuestos para A realizarse por $ 96,00 $ 2.150,00 1 Mecanico para reparar 1 reparar reparar Costo directo de la Tiempo de parada del equipo, Tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada $ 2.246,00 1 1 para realizar la reparación ### reparación para realizar la reparación para reparar Costo anualizado de la Costo total anualizado de la Costo total de la reparación $2.342,00 $657,50 $585,50 opción 1 reparación Intervalo P-F OPCIÓN 2 analisis de aceite con tapon magnetico mas breve Falla Potencial rotura de los engranajes de la bomba de aceite 15000 kmts Minimo intervalo Descripcion de la Tomar muestra de aceite cada 5000kmts y enviarla al laboratorio de analisis tarea propuesta 8000 kmts Intervalo propuesto para Accion fisica a tomar si se realizar la tarea detecta una falla potencial Realizar el cambio de la bomba 8000 kmts Cómo esta acción evitará, evitará la parada no programada de la unidad o la parada en ruta y desprestigiará la imagen de servicio de la empresa eliminará o minimizará las consecuencias de la falla? REALIZANDO LA TAREA A CONDICIÓN Horas hombre Costo de mano de obra para Costo total de A realizarse $ 12,00 para realizar la 1 h realizar la tarea realizar cada tarea $ 24,00 tarea Tiempo de parada del equipo para Tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada para realizar la Costo anualizado de realizar 0 para realizar la tarea (si lo hay) 0 la tarea ### realizar la tarea (si es requerido parar) tarea (si lo hay) REPARACION DE LA FALLA ANTICIPADA Horas hombre Costo de mano de obra para Costo de los repuestos para A realizarse por $ 96,00 $ 2.150,00 1 Mecanico para reparar 1 reparar reparar Costo directo de la Tiempo de parada del equipo, Costo del tiempo de parada $ 2.246,00 1 1 ### reparación para realizar la reparación para reparar Costo anualizado de la Costo total anualizado de la Costo total de la reparación $2.342,00 $873,50 $585,50 opción 1 reparación Intervalo P-F mas breve 5000 kmts Minimo intervalo 25000 kmts Intervalo propuesto para realizar la tarea 259 5.56.Caso de Estudio SLUB-2A01: Intervalos de cambio de filtro de aceite prolongado Opción 1. Análisis de aceite. Cada vez que se realiza el cambio de aceite se debe tomar una muestra programada de aceite. La muestra de aceite se envía a laboratorio para su análisis y evaluar el desgaste del motor y el estado de aceite. Ilustración: Toma de muestra de aceite Generalmente la toma de muestra de aceite para el análisis se realiza cada vez que se cambia el aceite (15000 km). Si el camión está fuera de servicio por menos de una hora no afecta en la producción porque existen camiones en reserva, además, no siempre hay carga para todas las unidades. Si el camión está fuera de servicio por más de 1 hora, el costo estimado de pérdida de producción es de US$ 100.00 por hora para todo el tiempo de parada del camión de más de una hora. El tiempo promedio de fallas de este modo de falla 2 años. Selección de la política de manejo de la falla. Análisis de aceite. Toma una hora-hombre tomar una muestra de aceite y enviarla a laboratorio, el costo es de US$ 0.00, pero se tarda una semana tener de vuelta los resultados. Dibujo 46: Curva P-F caso S LU B-2A01 opción 1 [Fuente propia] El cambio de aceite programado podría costar $132.00 (120 de aceite más una hora-hombre) e implicaría tener la unidad por una hora fuera de servicio. 260 Opción 2. Detección de partículas magnéticas. Estudio Del Caso Se monta un tapón magnético en el sistema de lubricación de forma que la sonda magnética esté expuesta al lubricante circulante. Las pequeñas partículas del metal que se encuentran suspendidas en el lubricante, y las escamas de metal causadas por fatiga son capturadas por la sonda. La sonda se saca periódicamente y usando un microscopio. Un aumento en.el tamaño indica un fallo inminente. Las partículas tienen diferentes tamaños, color y forma Selección de la política de manejo de la falla Toma dos horas hombre recoger una muestra de aceite y llevar al microscopio de baja potencia, para evaluar en el microscopio se necesita un técnico capacitado y con mucha experiencia Para tomar la muestra no es necesario parar la unidad debido a que no demora mucho sacar la muestra Dibujo 47: Curva P-F caso S LU B-2A01 opción 2 [Fuente propia] El cambio de aceite programado podría costar US$132.00 (120 de aceite más 2 hora hombre), una hora en tomar la muestra mas una hora para la evaluación. La toma de la muestra implicaría tener la unidad por una hora fuera de servicio. 14. Ejercicio Realizando la tarea de la opción 1 Intervalo de realizacion delas tareas : cada 15000km Costo anualizado de la falla no anticipada: US$ 135.50 Costo anualizado de la opción 1: US$ 220.32 Costo del equipo a financiar: US$ 0.00 Mano de obra para realizar la tarea: Un mecánico para realizar la toma de muestra tiempo para realizar la tarea. Una hora. Realizando la tarea de la opcion 2. Intervalo de realizacion de la tarea : cada 5000km 261 Costo anualizado de la opción 2: US$ 406.00 Costo del equipo a financiar: US$ 00.00 Mano de obra para realizacion de la tarea: 01 técnico especializado. Conclusión La opción 1 es la más adecuada, porque el análisis es más completo y el resultado más exacto. 262 Hoja de Evaluación REQUISITOS DE LA REPARACION Qué debe ser reparado a ser reparado por Horas hombre Costo de mano de obra costo de repuestos Costo directo total de reparación Tiempo de parada del equipo Tiempo de parada del proceso OPCIÓN 1 RESUMEN DE LA FALLA NO ANTICIPADA Costo/hora del tiempo de parada del MODO DE FALLA DAÑO SECUNDARIO proceso intervalo de cambio Costo del tiempo de parada no Ninguno de aceite prolongado anticipado Cambio de aceite y solenoide Otros costos de la falla no anticipada 01 Mecanico Costo total de la falla no anticipada 1 Tiempo medio entre fallas (años) Costo anualizado de la falla no $ 12,00 anticipada $ 132,05 161,23 DETERMINACIÓN DE CONSECUENCIAS Medio $ 305,28 Seguridad Si No x Si ambiente Real actual 1 probabilidad probabilidad Probabilidad Probabilidad 1 tolerable tolerable EVALUACIÓN DE LA TAREA BASADA EN CONDICIÓN (PREDICTIVA) $ 100,00 $ 100,00 0 $ 405,28 3 $ 135,09 No x anaisis de aceite Falla Potencial intervalo de cambio de aceite prolongado Descripcion de la Tomar muestra de aceite cada 15000kmts y enviarla al laboratorio de analisis tarea propuesta Accion fisica a tomar si se detecta una falla potencial realizar el cambio de aceute y filtros Cómo esta acción evitará, eliminará o minimizará las consecuencias de la falla? evitará el daño de los compnentes del motor Intervalo P-F mas breve 15000 kmts Minimo intervalo 8000 kmts Intervalo propuesto para realizar la tarea 8000 kmts REALIZANDO LA TAREA A CONDICIÓN Horas hombre Costo de mano de obra para Costo total de A realizarse Toma de muestra de aceite para realizar la 1 h $ 12,00 realizar la tarea realizar cada tarea tarea $ 12,00 Tiempo de parada del equipo para Tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada para realizar la Costo anualizado de realizar 0 para realizar la tarea (si lo hay) 0 tarea (si lo hay) 0 la tarea $ 72,00 realizar la tarea (si es requerido parar) REPARACION DE LA FALLA ANTICIPADA Horas hombre Costo de mano de obra para Costo de los repuestos para A realizarse por $ 200,00 $ 293,28 3 Mecanico para reparar 8 reparar reparar Costo directo de la Tiempo de parada del equipo, Tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada $ 493,28 1 1 para realizar la reparación ### reparación para realizar la reparación para reparar Costo anualizado de la Costo total anualizado de la Costo total de la reparación $593,28 $220,32 $148,32 opción 1 reparación Intervalo P-F OPCIÓN 2 detecccion de particulas magneticas mas breve Falla Potencial intervalo de cambio de aceite prolongado 15000 kmts Minimo intervalo Descripcion de la sacar la muestra cada 5000 kilometros y llevar a microscopio tarea propuesta 8000 kmts Intervalo propuesto para Accion fisica a tomar si se realizar la tarea detecta una falla potencial realizar cambio de aceite y filtros 8000 kmts Cómo esta acción evitará, evitará el daño de los componentes del motor eliminará o minimizará las consecuencias de la falla? REPARACION DE LA FALLA ANTICIPADA Horas hombre Costo de mano de obra para Costo total de A realizarse sacar la muestra para realizar la 2 h $ 24,00 realizar la tarea realizar cada tarea $ 24,00 tarea Tiempo de parada del equipo para Tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada para realizar la Costo anualizado de realizar 0 para realizar la tarea (si lo hay) 0 tarea (si lo hay) 0 la tarea ### realizar la tarea (si es requerido parar) Horas hombre Costo de mano de obra para Costo de los repuestos para $ 200,00 $ 293,28 3 Mecanico para reparar 8 reparar reparar Costo directo de la Tiempo de parada del equipo, Tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada $ 493,28 1 para realizar la reparación ### reparación para realizar la reparación para reparar Costo anualizado de la Costo total anualizado de la Costo total de la reparación $593,28 $436,32 $148,32 opción 2 reparación A realizarse por 263 5.57.Caso de Estudio SLUB-2A03: Sellos del cigüeñal dañado o rotas (Mantenimiento correctivo) Al momento de fallar el retén del cigüeñal el aceite lagrimea sobre la superficie colindante y es evidente la falla del retén y no es necesario parar de inmediato la máquina, porque puede trabajar aún un tiempo considerable para programar el mantenimiento. Ilustración 87: Lagrimeo de aceite por el retén del cigueñal Es evidente que el sello del cigüeñal está fallando por avería, en este caso es una falla parcial del retén aún tras lo cual puede seguir trabajando dando el tiempo suficiente (incluso meses) para programar su mantenimiento. 264 5.58.Caso de Estudio SLUB-2B01: Rotura del serpentín del enfriador de aceite Opción 1. Análisis de aceite. Cada vez que se realiza el cambio de aceite se debe tomar una muestra programada de aceite. La muestra de aceite se envía a laboratorio para su análisis y evaluar el desgaste del motor y el estado del aceite. Generalmente la toma de la muestra de aceite para el análisis se realiza con cada cambio de aceite (15000 km). Si el camión está fuera de servicio por menos de una hora no afecta en la producción porque existen camiones en reserva, y además no siempre hay carga para todas las unidades. Si el camión está fuera de servicio por más de una hora, el costo estimado de pérdida de producción es de US$ 100 por hora para todo el tiempo de parada del camión de más de una hora. El tiempo promedio de fallas de este modo de falla 2 años. Selección de la política de manejo de la falla Análisis de aceite. Toma una hora-hombre tomar una muestra de aceite y enviarla a laboratorio, y el costo es de US$ 0.00, pero se tarda una semana tener de vuelta los resultados. Menor a 0,5% de agua en aceite ● ● P Mayor s 0,5% de agua en aceite Falla del enfriador de aceite ● F 15000Km Dibujo 48: Curva P-F caso S L UB-2B01 opción 1 [Fuente propia] El cambio de aceite programado podría costar US$ 132.00 (120 de aceite más 1 hora-hombre) e implicaría tener la unidad por una hora fuera de servicio. Si se daña el enfriador, es necesario cambiar el enfriador cual generaría un costo de US$ 440.60 (426,60 en repuestos mas 1 hora de mano de obra). Opción 2. Análisis por viscosidad cinemática (ASTM D445) 265 Este ensayo mide el tiempo que le toma a un determinado volumen de fluido pasar un viscosímetro capilar calibrado en condiciones especificadas (gravedad) y a una temperatura dada generalmente 38 ºC. El ensayo puede ser usado para monitorear el envejecimiento del aceite o para indicar la presencia de contaminación de petróleo u otros aceites. El tiempo promedio de fallas de este modo de falla 2 años y el costo inicial es del equipo es de US$ 2800.00 Selección de la política de manejo de la falla Evaluación del aceite. Toma una hora hombre tomar una muestra de aceite y enviarla a laboratorio. La muestra se realizaría cada 5000 kilómetros. Ilustración 88: Viscosímetro Drokfeld Para evaluar el aceite se necesita un técnico capacitado en laboratorio. Menor a 0,5% de agua en aceite ● ● P Mayor s 0,5% de agua en aceite sweviscosidad Falla del enfriador de aceite ● F 5000Km Dibujo 49: Curva P-F caso S L UB-2B01 opción 2 [Fuente propia] El cambio de aceite programado podría costar $132 (120 de aceite más 1 hora hombre) e implicaría tener la unidad por una hora fuera de servicio. Si se detecta el exceso de agua en el aceite generaría el cambio del enfriador lo cual costaría US$ 440,60 (426,60 en repuestos mas una hora de mano de obra). Ejercicio Realizando la tarea de la opcion 1: Intervalo de realización delas tareas : cada 15000km Costo anualizado de la falla no anticipada: US$311.00 Costo anualizado de la opción 1: US$ 981.00 Costo del equipo a financiar: US$ 0.00 Mano de obra para realizar la tarea: 01 mecánico para realizar la toma de muestra Realizando la tarea de la opción 2: Intervalo de realización de la tarea : cada 5000km Costo anualizado de la opción 2: US$ 1797.00 266 Costo del equipo a financiar: US$ 2800 Mano de obra para realización de la tarea: 01 técnico especializado. Tiempo para realizar la tarea. 1hora Conclusión La opción 2 es la mas aceptable, aunque el costo es mas elevado pero el resultado es más rápido. 267 Hoja de Evaluación RESUMEN DE LA FALLA NO ANTICIPADA REQUISITOS DE LA REPARACION Qué debe ser reparado MODO DE FALLA DAÑO SECUNDARIO Costo/hora del tiempo de parada del $ 100,00 proceso Costo del tiempo de parada no $ 100,00 anticipado Otros costos de la falla no anticipada Costo total de la falla no anticipada 8 $ 12,00 $ 426,00 $ 522,00 1 1 Seguridad Real probabilidad Probabilidad tolerable Si Tiempo medio entre fallas (años) Costo anualizado de la falla no anticipada $ 311,00 $ 622,00 2 0 rotura del serpentin del Ninguno enfriador 01 Mecanico a ser reparado por Horas hombre Costo de mano de obra costo de repuestos Costo directo total de reparación Tiempo de parada del equipo Tiempo de parada del proceso DETERMINACIÓN DE CONSECUENCIAS No x Medio ambiente actual probabilidad Probabilidad tolerable Si No x EVALUACIÓN DE LA TAREA BASADA EN CONDICIÓN (PREDICTIVA) OPCIÓN 1 anaisis de aceite rotura de los engranajes de la bomba de aceite Tomar muestra de aceite cada 15000kmts y enviarla al laboratorio de analisis Intervalo P-F mas breve 15000 kmts Minimo intervalo 8000 kmts Intervalo propuesto para realizar la tarea 8000 kmts Falla Potencial Descripcion de la tarea propuesta Accion fisica a tomar si se Realizar el cambio de la bomba detecta una falla potencial Cómo esta acción evitará, eliminará o minimizará las consecuencias de la falla? evitará la parada no programada de la unidad o la parada en ruta y desprestigiará la imagen de servicio de la empresa REALIZANDO LA TAREA A CONDICIÓN Horas hombre Costo de mano de obra para Costo total de Toma de muestra de aceite para realizar la 1h $ 12,00 realizar la tarea realizar cada tarea $ 112,00 tarea Tiempo de parada del equipo para Tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada para realizar la Costo anualizado de realizar 0 para realizar la tarea (si lo hay) 0 tarea (si lo hay) 0 la tarea $ 672,00 realizar la tarea (si es requerido parar) REPARACION DE LA FALLA ANTICIPADA Horas hombre Costo de mano de obra para Costo de los repuestos para A realizarse por 1 Mecanico para reparar 1 reparar $ 96,00 $ 426,00 reparar Costo directo de la Tiempo de parada del equipo, Tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada 1 $ 522,00 1 para realizar la reparación $ 100,00 reparación para realizar la reparación para reparar Costo anualizado de la Costo total anualizado de la opción Costo total de la reparación $981,00 $618,00 $309,00 reparación 1 Intervalo P-F OPCIÓN 2 analisis de aceite viscocímetro capilar mas breve A realizarse Falla Potencial rotura de los serpentines del enfriador Tomar muestra de aceite cada 5000kmts y enviarla al laboratorio de analisis 15000 kmts Minimo intervalo 8000 kmts Intervalo propuesto para realizar la tarea 8000 kmts Descripcion de la tarea propuesta Accion fisica a tomar si se Realizar el cambio del enfriador de aceite detecta una falla potencial Cómo esta acción evitará, eliminará o minimizará las consecuencias de la falla? evitará la parada no programada de la unidad o la parada en ruta y desprestigiará la imagen de servicio de la empresa A realizarse Tiempo de parada del equipo para realizar la tarea (si es requerido parar) REALIZANDO LA TAREA A CONDICIÓN Horas hombre Costo de mano de obra para para realizar la 1h $ 24,00 realizar la tarea tarea Tiempo de parada del proceso Costo del tiempo de parada para realizar la 0 para realizar la tarea (si lo hay) tarea (si lo hay) REPARACION DE LA FALLA ANTICIPADA Costo total de realizar cada tarea $ 124,00 Costo anualizado de realizar 0 la tarea $ 1.488,00 Horas hombre Costo de mano de obra para Costo de los repuestos para 1 Mecanico para reparar 1 reparar $ 96,00 $ 2.150,00 reparar Costo directo de la Tiempo de parada del equipo, Costo del tiempo de parada 1 $ 522,00 1 $ 100,00 reparación para realizar la reparación para reparar Costo anualizado de la Costo total anualizado de la opción Costo total de la reparación $1.797,00 $618,00 $309,00 reparación 1 OPCION SELECCIONADA Justificación de la selección: La opcion 2 es la mas aceptale , aunque el costo es mas elevado pero el resultado es mas rapido A realizarse por 1 x 2 268 5.59.Caso de estudio SLUB-2B02: Filtro del respiradero obstruido Refiérase al caso de estudio SLUB 1B03. 269 5.60.Caso de estudio SLUB-3A01: Válvula de derivación del enfriador averiada Este tipo de modo de falla no pertenece a ninguno de los 3 tipos de mantenimiento convencionales (predictivo, preventivo, correctivo). No estamos chequeando si la válvula está fallando. No la estamos reacondicionando o reemplazando, ni tampoco la estamos reparando, simplemente revisamos si todavía funciona. Ilustración 89: Diagrama de recorrido de combustible La búsqueda de fallas es apropiada para este caso. Es decir chequear si la válvula todavía funciona verificando la presión de aceite en el conducto de derivación en arranque en frío para verificar si la válvula no deja pasar aceite al enfriador cuando éste está en frío. 5.61.Caso de estudio SLUB-3A02: Aceite inadecuado por exceso de viscosidad Refiérase al caso de estudio SLUB 1B02 para más detalles. 5.61.1Ejercicio Realizando la tarea de la opcion 1: Intervalo de realización de la tarea: cada 15000km Costo anualizado de la falla no anticipada: US$ 122.00 Costo anualizado de la opción 1: US$ 733.00 Costo del equipo a financiar: US$ 0.00 Mano de obra para realizar la tarea: 01 mecánico especializado Realizando la tarea de la opcion 2: Intervalo de realización dela tarea: cada 15000km Costo anualizado de la opción 2: US$ 1405.00 Costo del equipo a financiar: US$ 200.00 Mano de obra para realizar la tarea: 01 técnico especializado 5.61.2Conclusiones La opción 2 es la mas recomendable por la brevedad del resultado que es de 24 horas. 271 5.62.Requerimientos para implementación del laboratorio 5.62.1.Introducción: 5.62.2.Habitación Limpia (clean room): Una habitación limpia es un ambiente usada en laboratorios, manufactura e investigación científica, que tiene un bajo nivel de contaminantes ambientales como el polvo, agentes biológicos, humedad y vapores químicos. Más precisamente, una habitación limpia tiene un nivel controlado de contaminación que es especificado por el número de partículas por metro cúbico de un tamaño de partícula específico. Para dar una perspectiva, el aire del exterior en un ambiente urbano típico, que contiene 35 000 000 de partículas por metro cúbico, de un tamaño de 0,5um y más grandes, corresponde a una habitación limpia ISO 9. El aire que entra a la habitación desde el exterior es filtrada para excluir el polvo, y el aire del interior es constantemente recirculado a través de filtros HEPA (high efficiency particulate air), para retirar las partículas generadas en el interior. Todo el equipamiento interior debe estar diseñado para minimizar la contaminación del aire y ser fáciles de limpiar, el acero inoxidable es el mejor candidato en este sentido. 5.62.2. Especificaciones y costos Las habitaciones limpias son especificadas al número y tamaño de las partículas permitidas por volumen de aire. El estándar ISO 14644-1 nos provee las especificaciones para una habitación limpia según el objetivo de diseño: Class ≥0.1 µm ISO 1 ISO 2 ISO 3 ISO 4 ISO 5 ISO 6 ISO 7 ISO 8 ISO 9 10 100 1 10 100 1,000,0 00 maximum particles/m³ ≥0.2 µm ≥0.3 µm ≥0.5 µm 2 24 237 2,37 23,7 237 10 102 1,02 10,2 102 4 35 352 3,52 35,2 352 3,520,00 0 8 83 832 8,32 83,2 832 29 293 2,93 29,3 293 Class 1 Class 10 Class 100 Class 1000 Class 10,000 Class 100,000 Room air ≥1 µm ≥5 µm FED STD 209E equivalent 35,200,0 8,320,00 00 0 Para los fines que necesitaremos para lo que es el conteo de partículas (>15um) requeriremos que nuestro laboratorio cumpla al menos con la especificación ISO 4 de limpieza. Para tal fin será necesario una obra civil y equipamiento para llevarlo a cabo, se estiman los costos a partir del siguiente plano propuesto: Ilustración 90: Plano propuesto para la construcción del laboratorio que incluye una habitación limpia [Fuente: www.baade-clay.org] Una estimación del costo necesario que implica su construcción en material noble a un costo de US$ 400,00 el metro cuadrado (no incluye el costo del terreno). Incluye pintura, acabado, enchapado con cerámica, estructura y materiales ligeros necesarios para levantar la habitación limpia en el medio de la construcción de concreto, grifería, y red eléctrica. A continuación detallamos lo mínimo necesario que demandará nuestro laboratorio RCM: Tabla 30: Equipamiento mínimo para la implementación del laboratorio R C M [Fuente propia] ITEM Área a construir 15x9m (135m ) cleanroom 5x5m2 (25m2) 2 Mesas de acero inoxidable (Largo 3m ancho 0.75cm) 2 Estantes de 4 niveles de 5mx0.4mx1.8m 2 Gabinetes de acero inoxidable 5 Sillas de laboratorio 2 Lavatorios de acero inoxidable 2 2 COSTO (US$) 400 TOTAL (US$) 54000 59,6 6000 502,4 1300 400 100 1000 240 1100 950 250 960 650 67512 2 Ductos de ventilación y extractores mecánicos 29,8 3000 251,2 650 80 50 2 Juegos de pinzas de acero inoxidable rectas y 500 curvas 2 Juegos de cuchillos de acero para laboratorio 2 Juegos de alicates de acero inoxidable 2 Juegos de alicates pinza de acero inoxidable 1 Juego de tijeras de acero inoxidable 4 Bandejas de acero inoxidable 1 Computadora de escritorio TOTAL: 120 550 475 250 240 650 También será necesario una reserva para gastos de operación que corresponderán a los siguientes items: Lentes de seguridad, guantes estériles de látex, ropa (cofias, overall, cubrecalzados y barbijos), cintas, paños absorbentes, filtros, suministros de escritorio de material sin fibra, botiquín y otros. Para lo cual estimamos una reserva de US$ 3 200.00 al año. El consumo de agua, luz, teléfono, internet y demás servicios lo estimamos como un porcentaje del consumo total actual de que hace la empresa en toda su infraestructura. Esto es un 20% de US$ 4000,00 = US$ 800,00 anuales. Además requerimos del siguiente equipo (al que de ahora en adelante para referirnos a él, llamaremos EQUIP-13) para conseguir que nuestra habitación limpia cumpla con el estándar propuesto: Purificador de aire Blue Air 403, que tiene las siguientes especificaciones: Room Size Construction finish. CADR 274 365 Sq. Ft. All steel with baked-on powder coat Smoke 240, Dust 240, Pollen 240 Ilustración 91: Purificador de aire Blueair 402 HE PA 403 [Fuente: www.airpurifiers.com] AirFlow :CFM Sound Level:dBA Air Purifiers Filters Height Width Depth Weight 75 - 240 27 - 51 HEPA, activated carbon 22" 20" 11" 33 Pounds Power used on high 70 Watts Los filtros HEPA (high efficiency particulate air) necesarios para la operación requieren ser reemplazados cada 6 meses, se requerirán 2 para el equipo y 2 para la habitación (una para cada ducto). Los filtros del equipo se reemplazan cada 6 meses. Los ductos de ventilación requieren un filtro y un prefiltro cuyos costos son: Filro 470140 - HEPA Filter Media (30cmx30cm) US$ 168,75 x 2 = 337,5 Prefiltro 470141 US$ 93,15 x 2 = 186,3 Ilustración 92: 470140 - HE PA Filter Media [Fuente: hepafiltersales.com] Ilustración 93: 470141 - 1 Year Filter Pack (5) [Fuente: hepafiltersales.com] El intervalo de cambio recomendado es una vez al año. Un filtro, debe recoger el 99,97% de partículas específicas de 0,3um en una prueba establecida por Institute of Environmental Science para tener la designación de filtro HEPA. El filtro 470140 recoge el 100% de todas las partículas en un rango de 0,01um a 100um. Su utilización en conjunto con un prefiltro puede extender su reemplazo a un intervalo de dos años Para más detalles ver www.airpurifiers.com/products/blueair El equipo cuesta: US$ 607,50 y el filtro US$ 81.00. Un análisis de la depreciación de este equipo nos da los siguientes resultados: Referencia: www.airpurifiers.com/products/blueair Costo total del equipo: US$ 607,50 Valor Residual (25% de su valor actual): US$ 151,88 275 Depreciación anual (método lineal)(20% durante 5 años): US$ 91,124 Este equipo se adicionará a la lista de equipos necesarios para la implementación del RCM y son los que hemos seleccionado en cada una de las tareas de la evaluación de viabilidad técnico-económica, y son los siguientes: Tabla 31: Resumen de equipos a adquirir para el laboratorio R C M [Fuente propia] ITEM EQUIPO COSTO DEPRECI VALOR US$ ACIÓN DE ANUALIZ SALVAM ADA ENTO 14847, 3 14006, 25 9713,2 5 2227,1 3711,83 CAPACID NRO DE AD TAREAS (Tareas/ ASIGNADO día) 3 3 EQUIP04 EQUIP05 EQUIP07 EQUIP08 EQUIP09 Analizador dinámico 650u + software eZ-Analyst + Laptop Unidad portable H6 Surge Tester Detector de fallas por ultrasonido DFX6 2100,94 1456,99 0 638,85 3501,56 2428,31 348,88 0 24 24 24 24 1 2 1 1 Boroscopio de la serie serie 1395,5 PCE-V 3 Laptop + JPro Fleet Service 4259 Software Bundle + Indicador de Presión de Precisión DPG2400 PT-Kit1 Patch Test Kit 1812 EQUIP10 EQUIP12 EQUIP13 TOTAL 271,8 285 91,124 7071,8 453 475 151,88 11070,46 24 24 - 2 2 - Microscopio Con Video XSZ- 1900 107CCD Purificador de aire Blue Air 403 607,5 48540, 83 Ahora realizamos un consolidado de costos que conllevará la realización de nuestro laboratorio RCM: INVERSIÓN INICIAL COSTOS OPERATIVOS (ANUAL) COSTO DEPRECIACIÓN DE EQUIPOS (ANUAL) VALOR RESIDUAL (DESPUÉS DE CINCO AÑOS) 116052,83 4000 7281,13 12135,21 COSTO POR RENOVACIÓN DE EQUIPOS (CADA CINCO AÑOS) 48540,83 276 6 ANÁLISIS DEL COSTO DEL CICLO DE VIDA 6.1 Objetivos Objetivo general: Seleccionar cual de los tipos de mantenimiento es el más rentable. Objetivo especifico: Determinar el VAN y CAUE de los costos de las consecuencias vs la aplicación del RCM en la producción de los camiones. 6.2 Limitaciones del análisis Reducido tiempo para la investigación. No se cuenta con suficiente información de costos. 6.3 Identificación de alternativas Alternativa 1: Mantenimiento clásico Alternativa 2: Mantenimiento aplicando RCM 6.1 Estructura de desglose del coste 6.1.1 CBS Mantenimiento clásico vs RCM No necesitamos detallar todos los costos del mantenimiento clásico para comparar los costos entre los dos tipos de mantenimiento ya que al final los indicadores directos de beneficio serán dadas por las tareas a ser implementadas por el RCM. Podemos resumir los costos en que se incurrirá del siguiente cuadro: Tabla 32: C B S Mantenimiento clásico vs R C M TAREA SBAS-1A02 Estratificación ácida de las baterías SBAS-1A03 Obstruccion de los filtros de combustible SBAS-1A04 Cigüeñal desbalanceado o roto SBAS-1A05 Cortocircuito en el solenoide de motor de arranque SBAS-1A06 Rotura del tanque de combustible SBAS-1B01 Deterioro de las paletas de turbocompresor SBAS-1B04 Descalibración del sensor de presión atmosférica SBAS-1B07 Desgaste acelerado de los metales de bancada y biela SUMATORIA COSTO COSTO ANUALIZAD ANUALIZAD O US$ O RCM US$ 415,03 287,03 318,24 11360,00 2099,71 5844,00 2232,75 718,24 6095,19 29083,16 292,98 1686,2 1368,80 1291,00 1285,84 525,52 2575,84 9313,21 6.1.2 CBS Implementación del laboratorio RCM En este caso establecemos el consolidado de costes para la implementación del laboratorio RCM. IMPLEMENTACIÓN DEL LABORATORIO RCM INVERSION INICIAL COSTO ANUAL DE OPERACIÓN COSTO ANUAL POR DEPRECIACIÓN DE EQUIP. VALOR DE SALVAMENTO (CADA 5 AÑOS) COSTO POR RENOVACIÓN (CADA 5 AÑOS) PERIODO DE ANÁLISIS (AÑOS) $ 116 053 $ 4 000 $ 7 281 $ 12 135 $ 48 541 10 6.2 Aplicación del flujo de modelo monetario 6.2.1 Mantenimiento clásico 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 29083,1 29083,1 29083,1 29083,1 29083,1 29083,1 29083,1 29083,1 29083,1 29083,1 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6.2.2 Mantenimiento RCM 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 9313,21 9313,21 9313,21 9313,21 9313,21 9313,21 9313,21 9313,21 9313,21 9313,21 6.2.3 Implementación laboratorio RCM 12135, 21 12135, 21 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11281,1 11281,1 11281,1 11281,1 11281,1 3 3 3 3 3 116052, 83 48540, 83 11281,1 11281,1 11281,1 11281,1 11281,1 3 3 3 3 3 6.3 Comparación de los índices VAN Hallamos el VAN de los flujos monetarios ya detallados, se puede encontrar el análisis detallado en la hoja de cálculo “LCCA.ods” adjunto, pero se aclara que se trata de una regresión de los valores a su valor presente utilizando una tasa de descuento TMAR=13%, para ello nos valemos de la siguiente función: VAN = i=1 1tasai ∑ valores i n 278 Donde: Tasa : Es la tasa de descuento a lo largo de un período. son de 1 a 10 argumentos que representan los pagos e ingresos. Valor1, valor2, ... Valor1; valor2; ... deben tener la misma duración y ocurrir al final de cada período. Se usa el orden de valor1; valor2; ... para interpretar el orden de los flujos de caja y se les asigna a cada cual un periodo, no se incluye cualquier otro valor que haya sucedido al inicio del periodo (osea en el punto cero), el cual debe ser adicionado independientemente. Así obtenemos: VAN(Mantenimiento clásico) = US$ -157954,15 VAN(Mantenimiento RCM) = US$ -32756,71 VAN(Implementación laboratorio RCM) = US$ -191306,67 Una rápida comparación, en la cual introducimos el factor de flota, ya que los cálculos del VAN se han obtenido para una sola unidad, nos da el siguiente resultado: NRO DE UNIDADES DE LA FLOTA: VAN MTTO CLÁSICO: VAN RCM (MAS COSTO LAB RCM): 0 1 2 3 4 5 0 -157954,149 -315908,298 -473862,448 -631816,597 -789770,746 -191306,67 -224063,383 -256820,097 -289576,81 -322333,523 -355090,237 Comparación VAN con factor de flota 0 -100000 0 Costos de operación 1 2 3 4 5 6 -200000 -300000 -400000 -500000 -600000 -700000 -800000 -900000 Flota V A N M TTO C LÁ S IC O : V A N R C M (M A S C O S TO LA B R C M ): 6.4 Comparación de los índices CAUE La comparación a nivel de anualidades en los gastos es de gran interés no solo para los contadores sino también para los inversores, a continuación mostramos los índices CAUE para ambas alternativas. Nuevamente nos basamos en los flujos monetarios previamente ilustrados, así obtenemos. 279 CAUE(Mantenimiento clásico) = US$ -29083,16 CAUE(Mantenimiento RCM) = US$ -9313,21 CAUE(Implementación laboratorio RCM) = US$ -35651,11 Finalmente, comparamos nuevamente los flujos monetarios anualizados del Mantenimiento clásico y el Mantenimiento RCM + Implementación del laboratorio RCM. Flujo monetario del Mantenimiento clásico: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 29083,1 29083,1 29083,1 29083,1 29083,1 29083,1 29083,1 29083,1 29083,1 29083,1 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 Flujo monetario del Mantenimiento RCM + Implementación del laboratorio RCM: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 44964,3 44964,3 44964,3 44964,3 44964,3 44964,3 44964,3 44964,3 44964,3 44964,3 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 Finalmente, introducimos nuevamente el factor flota para la comparación y así obtenemos: CAUE(flota)(Mantenimiento clásico) = -29083,16N CAUE(flota)(Mantenimiento RCM) = -35651,11 – 9313,21N NRO DE UNIDADES DE LA FLOTA: CAUE MTTO CLÁSICO: CAUE RCM (MAS COSTO LAB RCM): 0 0 -35651,11 1 -29083,16 -44964,32 2 -58166,32 -54277,53 3 -87249,48 -63590,74 4 -116332,64 -72903,95 5 -145415,8 -82217,16 280 Comparación CAUE con factor de flota 0 -20000 0 Costos de operación 1 2 3 4 5 6 -40000 -60000 -80000 -100000 -120000 -140000 -160000 Flota C A U E M TTO C LÁ S IC O : C A U E R C M (M A S C O S TO LA B R C M ): 281 Tabla 33: Resumen de equipos requeridos para la implementación del programa de mantenimiento basado en la confiabilidad. Equipos Tareas propuestas EQUIP-01 EQUIP-02 EQUIP-03 EQUIP-04 EQUIP-05 EQUIP-06 Unidad CADEX C7400 cuyo costo asciende a US$ 2195.00, esta unidad Software y hardware para diagnostico de utiliza tecnología EIS muy superior a los probadores convencionales del motores CAT Volvo Dddl parámetro CAA. Compatible con Li- Unidad inTECH 25P cuyo costo asciende Precio: U$S 5.300.00 ion/Polymer, NiMH and NiCd and Lead a US$ 448.00 y que nos brinda la Ubicación: Arequipa (Arequipa – Lima) posibilidad de conocer el estado de las Incluye Laptop, sotware e interfaz Acid. baterías a través de la medición del universal. parámetro CAA. Referencia articulo.mercadolibre.com.pe/MPE8323517-software-y-hardwarediagnostico-de-motores-cat-volvo-dddl_JM 5300 1325 795 EQUIP-07 Analizador dinámico de señales 650u junto al software de análisis de acústica y vibración en tiempo real eZ-Analyst Costo de la laptop + el software eZAnalyst: US$ 4999.00. Costo del analizador dinámico de señales 650u: US$ 5999.00. La unidad portable H6 Surge Tester de PJ Electronics Inc., su costo es de US$ 10,375.00, este dispositivo opera como un sistema de descarga-capacitiva de alta frecuencia para verificar la integridad del aislamiento en sistemas que utilizan bobinados. Probador eléctrico Fluke 289 cuyo costo asciende a US$ 649.00 portátil y de alta precisión, nos permite conocer el estado del espiralado de los bobinados a través de las variaciones de resistencia que pueden presentarse, incluye software FVF y cable USB. www.rathboneenergy.com/battery_charg www.countybatteryservices.co.uk/midtro www.iotech.com/products/zonicbook618 ers/cadex/c7000/cadex_7400.htm nics-intech-15-battery-conductancee.htm tester-in-clamshell-p-11047.html 2963,95 740,99 444,59 EQUIP-08 604,8 151,2 90,72 EQUIP-09 14847,3 3711,83 2227,1 EQUIP-10 http://www.pjelectronics.com/pjprices2.h www.testequity.com/products/1506/ tml Costo total del equipo US$ Valor Residual (25% de su valor actual) Depreciación anual Equipos Tareas propuestas 14006,25 3501,56 2100,94 EQUIP-11 876,15 219,04 131,42 EQUIP-12 Detector de fallas por ultrasonido DFX6 es un completo osciloscopio digital diseñado para lidiar desde las más simples aplicaciones a las más complejas con precisión aeroespacial, portátil, rápido y preciso, a su alcance y que superará cualquier espectativa costo/desempeño, todo por US$ 7195.00 Boroscopio de la serie serie PCE-V. Este boroscopio es la herramienta ideal para inspección y mantenimiento en cualquier ámbito industrial, profesional o en taller. Nunca fue tan sencillo ni económico el análisis óptico con un boroscopio/videoscopio a EUR 990.00 Una Laptop con el JPro Fleet Service Software Bundle (US$ 2499.00) y el Indicador de Presión de Precisión DPG2400 (US$ 1760.00). PT-Kit1 Patch Test Kit o prueba de parche. Cuyo costo asciende a US$ 1691.00 + 1 Pack de 100 discos de membrana de 15.0µm 47mm a US$ 121.00. Este conjunto es una valiosa herramienta para el análisis visual de niveles y tipos de contaminación para una amplia gama de aplicaciones, ofreciendo rápidos resultados in situ. Un viscosímetro Brookfeld DV-II+ Pro EXTRA, combina su versatilidad de tests de viscosidad, sistema de suspensión duradera y el software RHEOCALC, proveyéndole un completo control de su instrumento a través de una computadora, todo por US$ 2800.00 Microscopio Con Video XSZ-107CCD trinocular con video-cámara para documentar todos los análisis que realice y para rápida comparación en la búsqueda de patrones, hasta 100X de magnificación, iluminación con lámpara halógena y certificado ISO, envío a todo el Perú sin recargo a solo US$ 1900.00. Referencia www.checkline.com/product.php? id=126357 9713,25 2428,31 1456,99 www.pce-groupeurope.com/espanol/index.php/cat/c112 0_Boroscopios-serie-PCE-V.html 1395,53 348,88 209,33 www.uniquetruck.com www.patchtestkit.com/price.html www.sensorsone.co.uk/products/0/81/DP G2400-Precision-Pressure-Indicator.html 4259 1064,75 638,85 1812 453 271,8 www.labx.com/v2/spiderdealer2/vistaSea articulo.mercadolibre.com.pe/MPErchDetails.cfm?LVid=2927687 8531387-microscopio-con-video-_JM 3780 945 567 1900 475 285 Costo total del equipo US$ Valor Residual (25% de su valor actual) Depreciación anual * 20% de depreciación anual durante un lapso de 5 años según el IGAF (International Group of Accounting Firms) *Todos los precios son con entrega en Arequipa e incluyen IGV (un aprox de 35% se aplica a los productos de importación). *Tipo de cambio al 30 de octubre del 2009: US$ 1,00 = S/. 2,91; EUR 1,00 = S/. 4,25. 7 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 7.1 ➢ CONCLUSIONES El RCM provee las reglas para determinar cual de los tipos de mantenimiento es el mas adecuado en cada situación, de esta manera se eligió el mantenimiento mas efectivo para cada activo físico, todo con su debido estudio de factibilidad técnica y económica, y se tomaron las medidas necesarias en los casos en que el mantenimiento no nos puede ayudar. EL RCM pone énfasis al medio ambiente y la seguridad de cada patrón de falla minimizando el riesgo y los daños al medio ambiente. Reduce la cantidad de trabajo rutinario, es decir las tareas de mantenimiento hechas cíclicamente. Debido a la cuidadosa selección del uso de técnicas de mantenimiento a condición se alarga la vida útil de los componentes. El trabajo realizado sirve de guía para conocer y entender como interactúan y funcionan los sistemas de un motor Diesel controlado electrónicamente, como estos se interrelacionan y hacen que el motor funcione de una manera eficiente para tener un rendimiento optimo. Aunque se debe tener en cuenta que cada motor viene diseñado, para diferentes condiciones de trabajo, formas de uso y operación; lo que influye en el tipo de mantenimiento que se le realice y el tipo de tarea a realizar, el mantenimiento predictivo es el único que nos brinda una posibilidad real y segura de extender la vida útil de los componentes del motor. El mantenimiento preventivo programado por kilómetros recorridos aplicado utilizando el detallado análisis RAM para cada caso que haya requerido su aplicación nos brinda la suficiente flexibilidad como para encontrar el equilibrio deseado entre costo y confiabilidad requerida. La potencia de realizar un diagnostico exacto que nos permite el RCM, provee una ventaja que pasa desapercibida pero que es sin duda una herramienta poderosa cuando se requiere lidiar con paradas no programadas, ya que el tiempo de diagnóstico se reducirá dramáticamente al convertirse el programa de mantenimiento RCM en una parte del historial de la máquina que brinda detalles que serán apreciados en estas eventualidades. No toda las tareas propuestas son aplicables,esto se verifica con la evaluación técnica y económica, es decir para que una tarea sea realmente aplicable debe ser técnica y económicamente viable. Si se logra la implementación del mantenimiento centrado en la confiabilidad se reducirá el costo de mantenimiento, debido a la aplicación de un tipo de mantenimiento adecuado y la eliminación de mantenimiento rutinario. La utilización del análisis de modos y efectos de falla (AMECF) es una herramienta básica para detectar de manera eficiente y eficaz los modos de falla jerarquizando su importancia de ocurrencia en base a los efectos que éstas producen en los equipos. El RCM consta en reducir el costo de mantenimiento, para enfocarse en las funciones más importantes de los sistemas, y evitando o quitando acciones de mantenimiento que no son estrictamente necesarias. 283 ➢ ➢ ➢ ➢ ➢ ➢ ➢ ➢ ➢ ➢ ➢ ➢ El RCM es un tipo de mantenimiento, por el cual el trabajo de mantenimiento se hará mas eficaz y a la vez planificado para obtener una mejor disponibilidad de la flota de camiones,sin que estos tengan fallas imprevistas y no planificadas. La confiabilidad se hará posible gracias a los datos reales obtenidos del historial de las fallas de la flota, para analizar la causa raíz y así poder controlarlas. La implementación del RCM en la empresa Hagemsa SAC le dará una visión hacia un mantenimiento de estándares mundiales, lo que generará mayor confianza a sus clientes para el transporte de carga. ➢ ➢ 7.2 ➢ RECOMENDACIONES El proceso del RCM cuenta con todas las características que hacen posible la implementación de una fase adicional de realimentación, tal que permita su optimización en el tiempo. Cada sistema del motor es independiente, pero se interrelaciona con los otros sistemas, para que este funcione adecuadamente, esto hace que hasta el 85% de las fallas que se presentan tengan un origen común, por ejemplo, una acelerada oxidación del aceite es la causa de desgaste prematuro de los cojinetes por la pérdida de viscosidad del aceite lubricante, lo cual a su vez lo contamina con partículas, he aquí que el análisis ACR se convierte en un poderoso aliado del análisis RCM, ya que de esta forma buscaremos soluciones a ese 15% de fallas que son la fuente de las otras, produciendo una reducción del tiempo de su aplicación, optimización de esfuerzos en la fase de estudio de viabilidad técnica y económica sin sacrificar el impacto positivo que tendrá en el mantenimiento. Es aconsejable conocer cada una de las características de diseño del motor por parte del fabricante, específicamente para un motor diesel controlado electrónicamente, para no cometer el error de generalizar el estudio aplicado a otro, se debe tener en cuenta que todos los componentes tienen diferencias tanto constructivas, de material y de diseño, lo cual hace necesario una reevaluación por parte de un equipo de expertos. Contar con un programa de mantenimiento regular programado y llevar un registro por escrito de este, es fundamental para el éxito del programa, y utilizar las soluciones basadas en software como herramientas de apoyo hacen de la gestión del mantenimiento mucho más efectiva. Se deben de tener siempre registros de los costos estimados de un diagnóstico, mantenimiento, o tarea realizada según los intervalos ya determinados, ya que éstos son dinámicos y pueden determinar cuando se requiere una revisión de una programación o de la posibilidad de ampliar la aplicación del RCM a otros sistemas. ➢ ➢ ➢ ➢ 8 BIBLIOGRAFÍA 1. CLIVE T. Jones. “Diesel Plant Operations Handbook” Estados Unidos: Mcgraw Hill, 1976. 2. RODAS García, Jorge Mario. “Guía de pruebas Para Diagnosticar las Condiciones de operación del motor Diesel”. Tesis de Ingeniería Mecánica. Guatemala, Facultad de Ingeniería, 1992. 3. CATERPILLAR “El Refrigerante y su motor”. Estados Unidos: 1989. 284 4. CATERPILLAR “Troubleshooting C15 engine for Caterpillar Built machines”. Estados unidos: 2005. 5 .Francisco Alcaraz Ariza,”Presentar trabajos científicos con OpenWriter.org”. 6. Juan Carlos Quintanilla Quiñónez, “Diagnóstico de un motor diesel”. 7,Jhon Moubray , “Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad (RCM II)”. 8, Christiam A. Buiza Mohrovejo./Miguel Fajardo Valenzuela “Diagnóstico y Planeamiento estratégico de mantenimiento de la empresa de transportes Barcino S.A.”. 9. E-Parts “Sistema Caterpillar” [http://www.ferreyros.com.pe/portal] 10, Wisconsin “Transportation Bulletin Life Cycle Analysis”. 285