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MANTENIMIENTO INDUSTRIAL MANTENIMIENTO INDUSTRIAL – III (Recopilación) 2009-10 ANTONIO ROS MORENO 1 MANTENIMIENTO INDUSTRIAL MANTENIMIENTO "Cuando todo va bien, nadie recuerda que existe" "Cuando algo va mal, dicen que no existe" "Cuando es para gastar, se dice que no es nec...

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Mantenimiento Industrial III Antonio Ros

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MANTENIMIENTO INDUSTRIAL

MANTENIMIENTO INDUSTRIAL – III (Recopilación) 2009-10

ANTONIO ROS MORENO

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MANTENIMIENTO INDUSTRIAL

MANTENIMIENTO "Cuando todo va bien, nadie recuerda que existe" "Cuando algo va mal, dicen que no existe" "Cuando es para gastar, se dice que no es necesario" "Pero cuando realmente no existe, todos concuerdan en que debería existir" A.SUTE

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MANTENIMIENTO INDUSTRIAL (Recopilación)

PARTE I.Introducción. Consideraciones Fundamentales. Gestión del Mantenimiento. PARTE II.Técnicas Específicas de Mantenimiento. El Futuro del Mantenimiento. PARTE III.Ejecución del Mantenimiento. Ejemplo de un Plan de Mantenimiento.

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INDICE - III: 6.- EJECUCIÓN DEL MANTENIMIENTO 6.1.- Introducción 6.2.- Fichas de trabajo 6.2.1.- Orden de trabajo 6.2.2.- Solicitud de repuestos y materiales 6.2.3.- Reporte semanal de mantenimiento 6.2.4.- Historial del equipo

6.3.- Conocimiento de equipos 6.3.1.- Turbomáquinas: Clasificación 6.3.2.- Bombas 6.3.3.- Ventiladores 6.3.4.- Compresores 6.3.5.- Turbinas 6.3.6.- Válvulas 6.3.7.- Motores eléctricos 6.3.8.- Instrumentación y control 6.4.- Tareas de mantenimiento 6.4.1.- Introducción 6.4.2.- Rutinas de mantenimiento preventivo planificado (MPP) 6.4.3.- Tareas en las operaciones de automantenimiento 6.4.4.- Mantenimiento legal 6.4.5.- Ejemplo de actuaciones y frecuencias recomendadas 7.- EJEMPLO DE UN PLAN DE MANTENIMIENTO

BIBLIOGRAFÍA.

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6. EJECUCIÓN DEL MANTENIMIENTO 6.1. Introducción Las tareas de mantenimiento se aplican sobre las instalaciones fijas y móviles, sobre equipos y maquinarias, sobre edificios industriales, comerciales o de servicios específicos, sobre las mejoras introducidas al terreno y sobre cualquier otro tipo de bien productivo. Alcanza a máquinas, herramientas aparatos e instrumentos, a equipos de producción, a los edificios y todas sus instalaciones auxiliares como agua potable, desagües, agua para el proceso, agua para incendios, pozos de agua y sistemas de bombeo, agua caliente y vapor con sus correspondientes generadores como calderas, intercambiadores de calor, instalaciones eléctricas monofásica y de fuerza motriz, pararrayos, balizamiento, instalación de aire comprimido, de combustibles, sistemas de aire acondicionado y de telefonía, equipos, aparatos y muebles de oficina, jardinería y rodados. Para la ejecución de las actividades de mantenimiento se implementó toda una gama de documentación administrativa y técnica, lo cual incluye:

• Manual de Sistema de Gestión • Procedimientos Administrativos • Procedimientos de Trabajo • Instructivos Técnicos • Registro Administrativos • Registros de Mantenimiento • Registro de Planificación Diaria • Registros de Análisis de Fallas

Las empresas, como una entidad que busca el Mejoramiento continuo de los diferentes procesos, requiere un manual de mantenimiento preventivo y correctivo para los equipos que operan en él, ya que este tipo de mantenimiento optimiza el funcionamiento, protege y alarga la vida útil de dichos equipos (preventivo), de igual forma se debe corregir cualquier tipo de impase que se pueda presentar tales como

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cambio de válvulas, estado de los cables y estado de las conexiones en el circuito eléctrico, entre otras (Correctivo). Con el fin de llevar un control en los equipos es necesario realizar un registro de mantenimiento para cada mecanismo y tener en cuenta que el mantenimiento preventivo debe realizarse periódicamente. Para llevar a cabo el manual de mantenimiento preventivo se deben tener en cuenta las siguientes actividades: 1. Inventario. Es el inicio de las actividades para llevar a cabo el mantenimiento preventivo, en el inventario se encuentra la referencia y especificaciones de los equipos. 2. Realizar cronograma de mantenimiento. El cronograma se realiza dependiendo del tiempo de funcionamiento de los equipos, teniendo en cuenta que se debe realizar periódicamente. 3. Establecer prioridad del equipo. La priorización se realiza con el fin de determinar qué equipo necesita el mantenimiento preventivo inicialmente. 4. Coordinar el servicio de mantenimiento preventivo. Establecer las fechas de intervención para los diferentes equipos. 5. Establecer contratista. Buscar la empresa que por su experiencia pueda llevar a cabo el mantenimiento preventivo. 6. Solicitar la elaboración del contrato. La solicitud del contrato se realiza con la cotización previamente aprobada. 7. Realizar mantenimiento preventivo. Realizar las actividades preventivas relacionadas a cada equipo. 8. Validar el mantenimiento. El mantenimiento debe ser validado con la firma del usuario del mantenimiento preventivo. 9. Descargar reporte de mantenimiento. Diligenciar hoja de vida del equipo, describiendo las actividades realizadas, la fecha y el responsable del mantenimiento. 10. Archivar hoja de vida del equipo. El archivo se debe realizar para cada equipo.

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Al igual que el mantenimiento preventivo se deben tener en cuenta actividades para llevar a cabo el mantenimiento correctivo: 1. Inventario. Es el inicio de las actividades para llevar a cabo el mantenimiento correctivo, en el inventario se encuentra la referencia y especificaciones de los equipos. 2. Diagnosticar daño del equipo. Revisar el equipo y realizar un diagnóstico, evaluando anomalías en su funcionamiento. 3. Establecer prioridad del equipo. La priorización se realiza con el fin de determinar qué equipo necesita mantenimiento correctivo principalmente. 4. Establecer repuestos. En el caso que la reparación del equipo sea directa se procede con establecer los materiales y repuestos necesarios de acuerdo con la falla que se presente. 5. Establecer contratista. En caso de reparación no directa, buscar la empresa que por su experiencia pueda llevar a cabo el mantenimiento correctivo. 6. Coordinar el servicio de mantenimiento correctivo. Establecer las fechas de intervención para los diferentes equipos. 7. Elaboración orden del servicio. La solicitud de la orden de servicio se realiza con la cotización previamente aprobada. 8. Realizar mantenimiento correctivo. Realizar las actividades correctivas relacionadas a las fallas originadas en los equipos cambiando los repuestos deteriorados. 9. Cerrar orden de mantenimiento. El mantenimiento debe ser validado con la firma del usuario del mantenimiento correctivo. 10. Descargar reporte de mantenimiento. Diligenciar hoja de vida del equipo, describiendo las actividades realizadas, la fecha y el responsable del mantenimiento. 11. Archivar hoja de vida del equipo. El archivo se debe realizar para cada equipo.

La mayor parte de lo expuesto corresponde a la gestión de mantenimiento (apartado 3), pero nos queda por desarrollar los medios documentales que intervienen directamente en la ejecución de dicho mantenimiento, así como el conocimiento de los equipos y su mantenimiento especifico.

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6.2. Fichas de trabajo Para ejecutar el programa de mantenimiento se requiere elaborar unas fichas que servirán para controlar, solicitar, reportar, etcétera, las actividades que se van a ejecutar. Entre estas fichas, tenemos las siguientes:

1. orden de trabajo; 2. solicitud de repuestos y materiales; 3. reporte semanal de mantenimiento, e 4. historial de los equipos.

6.2.1. Orden de trabajo Depende del plan estratégico en el que se especifican los cambios, reparaciones, emergencias, etcétera, que serán atendidos por el equipo. Esta orden será solicitada por el jefe de turno y aprobada por el encargado de mantenimiento. Debe tenerse en cuenta que ningún trabajo podrá iniciarse sin la respectiva orden y sin que las condiciones requeridas para dicha labor hayan sido verificadas personalmente por el encargado. Para esto se debe tener en cuenta la siguiente jerarquía: Emergencia. Son aquellos trabajos que atañen a la seguridad de la planta, averías que significan grandes pérdidas de dinero o que pueden ocasionar grandes daños a otras unidades. Estos trabajos deben iniciarse de forma inmediata y ser ejecutados de forma continua hasta su completa finalización. Pueden tomar horas extra. Urgente. Son trabajos en los que debe intervenirse lo antes posible, en el plazo de 24 a 48 horas después de solicitada la orden. Este tipo de trabajos sigue el procedimiento normal de programación. No requiere sobretiempos, salvo que ello sea solicitado explícitamente por la dependencia correspondiente. Normal. Son trabajos rutinarios cuya iniciación es tres días después de solicitada la orden de trabajo, pero pueden iniciarse antes, siempre que exista la disponibilidad de recursos. Sigue un procedimiento normal de programación. Permanente. Son trabajos que pueden esperar un buen tiempo, sin dar lugar a convertirse en críticos. Su límite de iniciación es dos semanas después de haberse

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solicitado la orden de trabajo. Sigue la programación normal y puede ser atendido en forma cronológica de acuerdo con lo programado. En la figura 149, se muestra un ejemplo de una ficha “Orden de trabajo”, donde se debe anotar el código del equipo, la sección de trabajo, el número de actividad que se debe realizar, la prioridad (emergencia, urgente, etcétera), la fecha, la mano de obra, los materiales, etcétera.

Figura 149.- Orden de Trabajo

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6.2.2. Solicitud de repuestos y materiales Para proveer de materiales y repuestos al personal de mantenimiento, se elabora una ficha denominada “Solicitud de repuestos y materiales”, donde se solicita a almacén estos insumos. Esta ficha servirá para llevar un control adecuado de repuestos y materiales. Va acompañada de la orden de trabajo. En la figura 150 se muestra un ejemplo de ficha de “Solicitud de repuestos y materiales”, donde se debe anotar el número de solicitud, la fecha, el turno, el código del equipo, la sección y la descripción de los repuestos o materiales que se pide.

Figura 150.- Solicitud de Repuestos y Materiales

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6.2.3. Reporte semanal de mantenimiento Sirve para registrar los servicios efectuados durante la semana y llevar un mejor control de los trabajos de prevención y de los costos de los materiales empleados. En la figura 151 se muestra un ejemplo de la ficha “Reporte semanal de mantenimiento”, donde se debe anotar la fecha, el código del equipo, el número de orden, el trabajo que se realizó, los materiales y los costos.

Figura 151.- Reporte Semanal de Mantenimiento

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6.2.4. Historial del equipo Después de intervenir cada equipo, se registra en la ficha “Historial del equipo” la fecha, los servicios y reposiciones realizadas, los materiales usados, etcétera. Esta ficha también servirá para controlar la operación y calidad y modificar el programa de mantenimiento. La cantidad de estas fichas dependerá del número de equipos con que cuente la planta industrial. En la figura 152 se muestra un ejemplo de la ficha “Historial del equipo”.

Figura 152.- Historial del Equipo

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6.3. Conocimiento de equipos En esta parte se trata de dar una explicación sencilla, de todos los elementos y principios más importantes en que están basados las principales máquinas y/o equipos utilizados en la industria, ilustrándolos con dibujos, figuras y diagramas que faciliten su comprensión. La definición más exacta que podemos hacer de una máquina es aquella que la considera como un elemento transformador de energía, ya que una máquina, siempre absorbe energía de un tipo y la restituye como energía de otro tipo, o del mismo pero transformada. En el Cuadro nº 1 se representa una clasificación general de las máquinas, para poder establecer dentro de ellas la situación y características de las que vamos a estudiar.

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En consecuencia, y dado que el tema es sumamente amplio, el contenido del apartado se limita a suministrar una descripción breve de los principales equipos utilizados en la mayor parte de las industrias.       

Bombas Ventiladores Compresores Turbinas Válvulas Motores eléctricos Instrumentación y control

6.3.1. TURBOMÁQUINAS: Clasificación Las turbomáquinas se diferencian de otras máquinas térmicas en que son de funcionamiento continuo, no alternativo o periódico como el motor de explosión o la bomba de vapor a pistón. A semejanza de otras máquinas las turbomáquinas son esencialmente transformadoras de energía, y de movimiento rotativo. Sin embargo, se diferencian, por ejemplo, del motor eléctrico, en que la transformación de energía se realiza utilizando un fluido de trabajo. En las turbomáquinas el fluido de trabajo pude ser un líquido (comúnmente agua, aunque para el caso de las bombas de líquido la variedad de fluidos es muy grande) o un gas o vapor (comúnmente vapor de agua o aire, aunque nuevamente para los compresores la variedad de gases a comprimir puede ser muy grande). Las turbomáquinas cuyo fluido de trabajo es un líquido se denominan turbomáquinas HIDRAULICAS; no hay una denominación especial para las demás. Este fluido de trabajo se utiliza para convertir la energía según una cascada que puede enunciarse como sigue: · Energía térmica (calor) · Energía potencial (presión) · Energía cinética (velocidad) · Intercambio de cantidad de movimiento · Energía mecánica 14

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No todas las turbomáquinas comprenden la cascada completa de energía: algunas sólo incluyen algunos escalones. Por otra parte, la cascada no siempre se recorre en la dirección indicada, pudiendo tener lugar en la dirección opuesta. Las turbomáquinas que recorren la cascada en la dirección indicada se denominan MOTRICES, y las que la recorren en la dirección opuesta se denominan OPERADORAS. Las turbomáquinas motrices reciben las siguientes denominaciones: · Si trabajan con líquidos, turbinas hidráulicas · Si trabajan con gases, turbinas (de vapor, de gases de combustión, etc.)

Las turbomáquinas operadoras se denominan: · Si trabajan con líquidos, bombas hidráulicas · Si trabajan con gases, compresores (altas presiones) o ventiladores o sopladores (bajas presiones)

También se diferencian las turbomáquinas según la trayectoria que en general sigue el fluido: si el movimiento es fundamentalmente paralelo al eje de rotación se denominan turbomáquinas AXIALES. Si es principalmente normal al eje de rotación, turbomáquinas RADIALES (centrífugas o centrípetas según la dirección de movimiento), y si se trata de casos intermedios, turbomáquinas MIXTAS. Las turbomáquinas pueden recibir el fluido en toda su periferia (máquinas de admisión plena) o sólo en parte (máquinas de admisión parcial).

6.3.2. Bombas Todos los procesos industriales que sostienen nuestra civilización incluyen la transferencia de líquidos desde un nivel de presión o energía estática a otro y, como resultado de ello, las bombas se han convertido en una parte esencial de todos los procesos industriales; es decir, las bombas son una parte integral de todo el desarrollo moderno, tanto económico como social. Una bomba es un dispositivo empleado para elevar, transferir o comprimir líquidos y gases, en definitiva son máquinas que realizan un trabajo para mantener un líquido en movimiento. Consiguiendo así aumentar la presión o energía cinética del fluido. 15

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Se tiene constancia de la existencia de algún tipo de bomba sobre el 300 A.C., Arquímedes (matemático y físico griego) construyó una de diseño sencillo, aunque poco eficiente, con un tornillo que gira en una carcasa e impulsa el líquido. Hay una diversidad de mecanismos de bombeo (bombas), cuya capacidad, diseño y aplicación cubren un amplio rango que va desde pequeñas unidades utilizadas para dosificación de cantidades mínimas, hasta bombas centrifugas que son capaces de manejar grandes volúmenes para surtir de agua a las grandes concentraciones urbanas. Su variedad de diseños cubren desde diferentes principios de operación, hasta bombas especiales para manejo de sustancias tan diversas como el agua, metales fundidos, concreto, etc., gastos diferentes y materiales de construcción. Debido a la diversidad de bombas ya mencionadas, hay muchas formas de clasificar las bombas. Por rangos de volúmenes a manejar, por fluidos a mover, etc. Sin embargo, la clasificación más general es en función de la forma en que las bombas imprimen el movimiento al fluido, separándose en dos tipos principales: • Bombas volumétricas o de desplazamiento positivo, entre las que se encuentran por ejemplo las alternativas, rotativas y las neumáticas, pudiendo decir a modo de síntesis que son bombas de pistón, cuyo funcionamiento básico consiste en recorrer un cilindro con un vástago. • Bombas dinámicas o de energía cinética: fundamentalmente consisten en un rodete que gira acoplado a un motor. Entre ellas se sitúan las regenerativas, las especiales, las periféricas o de turbinas y una de las más importantes, las centrífugas.

Las del primer grupo operan sobre el principio de desplazamiento positivo, es decir, que bombean una determinada cantidad de fluido (sin tener en cuenta las fugas independientemente de la altura de bombeo). El segundo tipo debe su nombre a un elemento rotativo, llamado rodete, que comunica velocidad al líquido y genera presión. La carcasa exterior, el eje y el motor completan la unidad de bombeo. En todos los tipos de bombas para líquidos deben emplearse medidas para evitar el fenómeno de la cavitación, que es la formación de un vacío que reduce el flujo y daña la estructura de la bomba.

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Clasificación de Bombas:

La clasificación anterior, nos permite apreciar la gran diversidad de tipos que existen y si a ello agregamos materiales de construcción, tamaños diferentes para manejo de gastos y presiones sumamente variables y los diferentes líquidos a manejar, etc., entenderemos la importancia de este tipo de maquinaria. Dentro de ésta clasificación los tipos de bombas más comúnmente utilizadas son las llamadas Centrífugas, Alternativas (reciprocantes) y Rotatorias, y en ellas concentraremos éste estudio.

1) BOMBAS VOLUMÉTRICAS O DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO En la bomba volumétrica el desplazamiento del líquido se realiza mediante un proceso, en el que se verifica el desalojo periódico del líquido contenido en unas cámaras de trabajo, mediante un dispositivo que las desplaza, que es un órgano de trabajo, (pistón, engranaje, etc.), con unos espacios que comunican, periódicamente, la cavidad de recepción del líquido o cámara de aspiración, con la cavidad de descarga o cámara de impulsión, pudiendo tener una o varias cámaras de trabajo.

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El funcionamiento consiste en el paso periódico de determinadas porciones de líquido, desde la cavidad de aspiración, a la de descarga de la bomba, con un aumento de presión; el paso del líquido por la bomba volumétrica, a diferencia del paso por los álabes de una bomba centrífuga, es siempre más o menos irregular, por lo que en general, el caudal se considerará como el valor medio del caudal trasegado. La cavidad de aspiración tiene que estar, siempre, herméticamente aislada de la de descarga o impulsión; a veces se puede admitir la existen...