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En un artículo reciente de uno de los enlaces del blog se publicaban las bonanzas de un programa de lubricacion basado en ultrasonido. Por eso traduciremos el texto y lo comentaremos en la entrada de hoy; además tutorial sobre emisiones electrónicas (archivo PDF descargable), de amplia utilidad para el analista lean o de eficiencia de procesos.

El artículo fue publicado en el siguiente enlace PM and Scheduled or Condition-Based Acoustic Lubrication , dentro de la revista Uptime Magazine en su pasado número de Junio-Julio. Su autor, uno de los mayores exponentes dentro del mundo del ultrasonido Jim Hall director ejecutivo del Instituto Ultrasónico (TUI).

El artículo se titularía, por tanto,

Programa de Lubricacion basado en Ultrasonido

Los sistemas de lubricacion acústica han despegado con los motores plenamente encendidos (frase de la aviación). Durante la reciente Conferencia sobre Fiabilidad representantes de varios países remarcaron los éxitos logrados con este tipo de programas, tanto a nivel de ahorros en coste:

• Número total de Horas Hombre.
• Cantidades comparadas de Grasa.

También en los pasados años, muchas compañías han iniciado la implantación de un programa de lubricacion acústica, reemplazando gamas de mantenimiento basado en calendario (por ejemplo, en motores). Las nuevas rutas de inspección consistirían en monitorizar la vibración acústica, y si las lecutras superan 8-10 dB sobre la medida previa o medida base, la grasa debe ser revisada.

Bien con rutas de 30, 60 o 90 días, se detectan necesidades de relubricación y si tras el añadido de grasa los niveles no retornan a los previamente existentes, se podría requerir un análisis vibracional dependiendo fundamentalmente de la criticidad de cada equipo en búsqueda de la causa raíz de los problemas. En muchos de estos casos se ha comprobado la valía de un programa de lubricacion como una herramienta de detección de mayor precocidad que las otras técnicas predictivas.

Los logros hablan por sí solos:

«con el sistema de lubricacion acústica se han logrado reducciones del 37% en actividades de mantenimiento en motores»

Durante la mentada conferencia de Fiabilidad varios de los asistentes preguntaron en relación a un programa de lubricacion:

• «¿cómo os indican vuestros técnicos de mantenimiento programado los engrases realizados sobre los rodamientos de un motor?»

La gente contestaba mayoritariamente:

• «Sólo nos dicen que han engrasado, pero sin informarnos sobre la cantidad aportada»

El problema es que para muchos técnicos esto significa dos, tres o más bombazos de grasa, sin saber si ello implica sobre o sub lubricación porque no están usando el ultrasonido como una herramienta predictiva, y porque este tipo de mantenimiento es llevado a cabo con los motores offline (parados).

Aplicando esta lógica puede existir una elevada probabilidad de sobrelubricación en los rodamientos del motor, especialmente si el motor no está en un estado operacional de 24 horas / 7 días semana.

Es habitual que los técnicos usen la inspección visual para determinar un problema de sobre lubricacion, por ejemplo cuando el lubricante ha forzado los sistemas de sellado del rodamiento. En muchos de estos casos internamente pueden haber existido daños, por ejemplo a los bobinados acortando la vida del motor.

Por ello la implantación de un programa de lubricacion por monitorizado acústico requiere del establecimiento de una medida base, referencia para futuros cambios o incrementos en la señal de dinámica. El dato de que

el 95% de los equipos de ultrasonido usados en el mercado del mantenimiento son digitales 

debe focalizar el uso del seguimiento del nivel de dB como herramienta base de diagnóstico, y no la interpretación auditiva de lo grabado por el instrumento.

Esa medida base puede establecerse con una sonda magnética o roscada, fijadas a la superficie de la máquina, y actuando como transmisores de la señal sónica hacia el sensor de ultrasonidos. Con el equipo de medida electrónico se puede almacenar la lectura en un breve espacio de tiempo, pudiendo entonces pasar al siguiente rodamiento de motor; con los mejores adquisidores (recordar entrada detector de ultrasonidos) puede registrarse la onda ultrasónica para un más detallado análisis de la señal.

El hecho de implementar un programa de lubricacion de estas características puede reducir las horas hombre dedicadas a lubricación (sólo se lubrica cuando es necesario), además de reducir nuestros stocks y facturas de lubricante; por otro lado, logras dedicar a tu personal más especializado (analistas de vibración, por ejemplo) a analizar y optimizar el mantenimiento de los equipos más críticos, y no el parque completo de motores. Todo ello a añadir al obvio

ahorro por aumento de disponibilidad ante la reducción de fallos imprevistos.

La tecnología para estos sistemas ha de ser simple, para que los técnicos de mantenimiento programado la aborden sin dificultad y sin un cambio significativo en sus pautas de trabajo. Por otro lado, debes valorar donde está tu Programa de Fiabilidad pues esta herramienta puede integrarse y mejorar lo que ya tienes en Mantenimiento Predictivo (Vibración, Termografía, ….).

Quizás sí debas redefinir tus procedimientos de trabajo para evitar fallos por sobre o sub lubricacion en motores, para lo que te recomiendo la lectura del artículo «The Fundamentals: How to Write an Effective PM Procedure» (Ray Atkins), que te aportará los elementos clave para su definición.

En cualquier caso para lograr un óptimo procedimiento para un programa de lubricacion debes cubrir 3 hitos:

1. Viabilidad. Comienza con un piloto, motores que requieran grasa, preferiblemente de 100% de operación, y valorar la viabilidad práctica de la metodología. Difunde el método y el programa con gente que tenga un amplio interés en la redefinición y que se vean afectados por el procedimiento.
2. Documentación y Análisis. Revisa la documentación ya existente, contacta con personal de mantenimiento y producción. Busca, si existen, casos que evidencien la necesidad del procedimiento, y apóyate en el FMEA (análisis de modos y efectos de fallo), herramienta clave de cualquier sistema de mantenimiento planificado.
3. Escribe tus Procedimientos. Revisa las hojas técnicas de motores y documentos adjuntos. Apóyate en sistemas informáticos (CMMS), pero siempre ten en cuenta

Simple, Breve, Seguro, Lógico, Realimentado y Responsable

Por ello sólo debes pensar ¿cuánto dinero estás dejando de ganar por no usar ultrasonido?; piensa además en los usos adicionales de la tecnología para detección de fugas. Indudablemente te saldrán los números, por ello invierte y focaliza tus esfuerzos en adquirir instrumentación digital y una adecuada formación.

Bueno, hasta aquí este completo artículo de Jim Hall, que me parece de notable interés pues la

Lubricacion

es uno de los principales problemas que puede aparecer en maquinaria rotativa. Lo avalo con mi experiencia en los diferentes sectores donde puedo citar los siguientes ejemplos:

• Mala calidad de grasa: sector alimentario o papelero o cementero.
• Problemas con rutas de mantenimiento por lubricacion: sector energético o depuración o químico petrolero.
• Sobre lubricacion: sector alimentario,
• Sub lubricacion: talleres de mantenimiento y reparación.

y un largo etcétera.

Como véis un

Análisis por Industrias

conduce a la conclusión que aporta Jim Hall en su artículo: existen deficiencias en la organización de las rutas por mantenimiento planificado. 

Así, en muchas de esas empresas la adquisición e implantación de un programa de lubricacion por ultrasonido ha llevado a establecer rutas programadas de lecturas de dB en equipos, descargas de datos y posterior análisis de las necesidades de lubricación.

Todo ello con una mínima inversión en recursos y formación, y con unos ahorros probados fundamentalmente a nivel de disponibilidad pues una adecuada grasa es una garantía para

evitar el más frecuente de los fallos en rodamientos (el 35% de los fallos se origina por problemas con la lubricacion).

Para un mayor detalle sobre la naturaleza de un sistema lubricante os recomiendo leáis la entrada sobre teoria de polimeros, donde se detallan aspectos constructivos y de morfología de cualquier lubricante industrial.

Pero me gustaría añadir una utilidad adicional de un Programa de Lubricacion Acústica como es

Monitoreo de Rodamientos con Carga Variable,

puesto que la grasa óptima que requiere cada rodamiento depende de la carga dinámica de la unidad.

En muchos de estos equipos, si la carga presenta oscilaciones, es habitual realizar comparativas en medidas realizadas con condición operativa similar, sin prestar excesiva atención al seguimiento histórico-temporal de los datos.  Pero en la mayor parte de los casos no se logra la precisión conseguida con los ultrasonidos, fundamentalmente por:

• Niveles de umbrales establecidos.
• Características de las técnicas predictivas, donde el ultrasonido determina fricción por rodadura con filtro de banda estrecha, y energía de corta longitud de onda.

Un caso notable para esta aplicación son los

Motores accionados por Variador.

En estos casos puede existir una variación continua de velocidad, como en el programa detallado en la entrada informe de analisis de aceite lubricante, en el que además de una variación continua de velocidad (y carga, pues afectaba al caudal de grupo de bombeo), podían existir variaciones significativas entre las diferentes medidas históricas.

En estos equipos, con menor carga operativa que la de diseño, el uso de un programa de lubricacion permitió:

• detectar fenómenos de sub lubricación y aparición de transitorios por contacto metal-metal, no detectables por otras técnicas predictivas.
• detectar fenómenos de sobre lubricación, con elevados niveles de fricción (dB), tampoco detectables con otras tecnologías,  y con posibles consecuencias sobre elementos adicionales (bobinados, …).
• apoyar a otras técnicas como la vibración en la diagnosis de fallos en rodamientos, fundamentalmente en estados incipientes por el intenso ruido existente en estos equipos.

Fallos todos ellos que, de no haberse detectado hubieran generado posibles paros de máquinas, largos tiempos de reparación, …. además de la optimización en las cantidades de grasa consumidas.

Para concluir te presento este tutorial sobre

Emisión Electrónica,

aspecto de notable relación con algunos aspectos del mantenimiento por ultrasonidos, por ejemplo, el efecto corona; pero fundamentalmente en relación con la eficiencia de procesos y lean manufacturing. Si quieres acceder a esta formación online puedes descargarte el PDF desde el siguiente enlace Emisión Electrónica.

Con esto finaliza esta entrada del blog, y como siempre recordarte que puedes usar la sección de comentarios para comentar o transmitir tus propias experiencias sobre un programa de lubricacion basado en ultrasonido. 

En este número del boletín hablaremos sobre los aspectos a considerar para planificar inspecciones por ultrasonido electrico, contextualizándolo además a un trabajo realizado en el sector energético. Además, tutorial sobre el comportamiento de las variables estadísticas ante las transformaciones lineales y no lineales. Aspectos sin duda de interés para tus futuros trabajos en mantenimiento.

Si algo se ha reiterado en diferentes entradas del portal es la importancia de la estadística en la organización de la producción y mantenimiento.Sin embargo en ocasiones su uso puede resultar un tanto farragoso pese al apoyo que en la actualidad existe de ordenadores y calculadoras. Por ello este tutorial sobre

Transformaciones

y el comportamiento que presenta cada variable estadística seguro que os resulta de utilidad. No dejéis de utilizarlo, transformaciones.

En muchas empresas se demanda la

Detección de Fallos mediante Ultrasonido Electrico,

es decir aquellos que tienen su origen en aplicaciones de esa índole. La mayor parte de estas aplicaciones se basan en la existencia de fenómenos de ionización por conducción de corriente eléctrica a través del aire, generándose por ello una señal de ultrasonido detectable y que en muchos casos es indicativo de anomalías que pueden conducir a fallos de importantes consecuencias para cada planta o industria.

¿Qué es Ionización?

Ya sabemos que la corriente eléctrica se genera como consecuencia de una diferencia de potencial; en base a ello si en las líneas de conducción se tiene algún tipo de deterioro en elementos de aislamiento, la corriente podrá buscar un camino a tierra a través del medio que rodea al aislador. Este medio, típicamente aire, no presenta en condiciones normales unas buenas condiciones de conductividad comportándose como aislante. Ahora bien, si se dan ciertas

Condiciones Ambientales

que favorezcan su ionización puede actuar como conductor pues deja de tener un comportamiento interte ante el paso de corriente.

Esas condiciones son:

• Elevada Humedad Ambiental

Presencia de moléculas de agua que pueden disociarse generando diferencias de potencial en el aire que permitan el traslado de la corriente eléctrica a tierra (potencial 0).

• Altitud

Es sabido que en zonas de mayor altitud el aire presenta escasez de oxígeno, con la siguiente ionización del medio aumentando así su capacidad de conducción.

Un caso muy frecuente de estos fenómenos de ionización es el

Efecto Corona

que se produce en la distribución a alta tensión, que permite detectar este inicio de fallo en los sistemas de aislamiento de una manera precoz, más segura y confiable que con las inspecciones de termografía,  que ya detectan fases posteriores de deterioro en las que ya se producen incrementos o cambios de temperatura en las bornas de conexión requiriéndose además de costosos sistemas para su detección.

Otros fenómenos detectables mediante el ultrasonido electrico serían:

Cortocircuitos

que se pueden producir entre cualquiera de las 3 fases de distribución en líneas de alta tensión o centros de transformación por deterioros en sistemas de aislamiento, detectados igualmente en etapas de mayor precocidad que con otras tecnologías, si bien con la particularidad de detectarse por ultrasonido 3 estados sucesivos en función de su severidad, algo que quizás resulte complejo con las ya mentadas medidas de termografía:

Tracking

Fenómenos puntuales de cortocircuito electrico que se producen a través del aire, y que en general no suelen generar un incremento térmico significativo.

Arcing

La conducción es mayoritariamente continua generándose importantes incrementos térmicos en las bornas de unión, y siendo la severidad del problema de carácter grave.

Por tanto, ese el contexto en el que se plantean los siguientes

Consejos para Inspecciones de Ultrasonido Electrico.

Piensa que todo ello se plantea como otras entradas de esta misma sección en el contexto de un trabajo de consultoría externa:

Importancia de las Sondas de Ultrasonido

En este tipo de inspecciones por ultrasonido electrico es recomendable usar el kit completo de sondas que ofrecen estos equipo, fundamentalmente las de largo alcance. Piensa que el aspecto distancia es crítico en ultrasonido como ya se comentó en la entrada deteccion de fugas, por lo que será muy frecuente el uso de sondas parabólicas o similares.

Pero tampoco olvides el uso de las sondas de corta distancia pues muchos cuadros de distribución y control se ubican realmente accesibles.

Cuidado con el Listado de Equipos

Esto es algo crítico en inspecciones electricas frente a mecánicas. ¿Porqué? Debido a que es se trata de activos con un nivel de jerarquización baja; pensemos en un armario de control de un equipo de alta tensión, podríamos decir que su nivel superior en planta sería la sala donde se ubica y nada más. En cambio para un equipo mecánico siempre se necesitará un mayor número de niveles para identificar el detalle de cada activo.

Por estas razones, también esbozadas en la entrada mantenimiento de cuadros electricos, es habitual que el listado de activos eléctricos se limite a identificar esos cuadros sin mayor detalle, ocurriendo con frecuencia que muchos de ellos ni siquiera son codificados en los sistemas informáticos de planta. Esta ausencia puede provocar desviaciones en tiempos de inspección o problemas para reportar fallos de manera adecuada.

Relevancia del Horario de Trabajo

En intervenciones de tipo electrico siempre se precisa de acompañamiento del personal de planta, y por otro lado existen las circunstancias indicadas para el efecto corona. Por ambas es conveniente prestar atención a previsiones de carácter meteorológico y coordinar con el personal de cada planta sus horarios y personas para nuestra atención.

Procedimientos de Seguridad

Algo obvio cuando se va a trabajar en zonas con tensión (alta), y pese a que se nos pueda dar formación en planta es recomendable revisar con anterioridad el manual de seguridad, si es posible con el responsable de prevención de tu compañía. Nunca está de más cuando tu Seguridad y Salud están en juego.

Fichas de Equipo

En ultrasonido electrico resulta fundamental documentar adecuadamente naturaleza de las recomendaciones, condiciones y niveles detectados cara a garantizar un seguimiento consistente. Por ello es recomendable preparar unas fichas de equipos problemáticos personalizadas, pues además no olvides que no podrás etiquetar las anomalías detectadas en la instalación.

Grabación de Sonidos

En pocos trabajos de ultrasonido resulta tan importante el captar la grabación del sonido como en este tipo de trabajos. Para ello se requiere de un equipo que permita registrar el sonido en las condiciones que el inspector determine más desfavorables de acuerdo a la medición efectuada en campo. Este requerimiento puede influir en tiempos de medida pues por la naturaleza de ciertos problemas puede requerir el uso de herramientas de carácter avanzado como sintonización en frecuencia.

A este respecto y en relación con el punto anterior, si el equipo utilizado no permite identificar las condiciones de la medida (frecuencia, volumen, …) es conveniente anotarlo para su posterior seguimiento.

Acceso al Punto de Perturbación

Este punto aparece al final, pero quizás sea el de mayor relevancia para detectar ultrasonido electrico. Piensa que muchos armarios se encuentran cerrados o trafos con acceso limitado. Ello no eximirá de realizar las medidas pero sí puede restar fiabilidad y acierto a los trabajos, algo inevitable salvo que domines con soltura equipo de medida, y dispongas de todo el catálogo de sondas a tu disposición.

Filtra el Ruido Electrico

Los armarios y centros de distribución tienen ruido electrico audible, que tienen componentes ultrasónicas (frecuencia por encima de 20 Khz) detectables por el equipo. Por ello y para evitar malas interpretaciones y no fatigues en exceso tus oídos puede ser conveniente que filtres parte de esa energía con la función volumen o sensibilidad que ofrecen todos los equipos de ultrasonido, un adecuado posicionamiento o usando técnicas de escudo. 

Bueno pues estas serían las recomendaciones fundamentales para planificar adecuadamente tus trabajos de ultrasonido electrico que te permitirán evitar graves fallas en tus equipos, además de permitirte detecciones de carácter más precoz que las que muchas veces se realizan con termografia. Por si te has perdido alguna aquí las tienes en esta

Infografía Resumen

Y hasta aquí este boletín que espero haya resultado de tu agrado y sobre todo tu utilidad. Seguro que tienes interés en

Conocer el Ultrasonido Electrico

y esto ya es un primer contacto que te permitirá afrontar con menos miedos y mayor conocimiento las posibilidades del ultrasonido. Piensa que evitar la aparición de los fallos detectados compensa con creces el coste y tiempo dedicados a la detección, análisis y corrección de estos trabajos, que te recuerdo son los pasos que has de seguir para un óptimo desarrollo de tus Programas de Mantenimiento Predictivo. Además acotando los mismos siempre reducirás desperdicios e ineficiencias en tu sistema.

Si tuvieras interés ya sabes que aquí me tienes como CATII de la tecnología para cualquier necesidad o apoyo con el ultrasonido.