Cap 2 RCM [Modo de Compatibilidad]

Capitulo 2

RCM (Reliability Centered Maintenance)

1.1.- Introducción al RCM

Nuevos Conceptos sobre las Fallas de los Equipos

1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000

Primera Generación:Segunda Generación:

Tercera Generación:

Nuevas Técnicas de Mantenimiento

Primera Generación:

•Cambiarlo cuandose rompe

Segunda Generación:

•Overhauls programados•Sistemas para planificary controlar el trabajo•Computadoras grandes


•Monitoreo de condición•Diseño para confiabilidady mantenibilidad•Computadoras pequeñasy mas rápidas•Análisis de modos y efectos de fallas•Sistemas expertos•Multifuncionalidad ytrabajo de equipo

1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000

Evolución y Nuevas Expectativas del Mantenimiento

Primera Generación:

•Cambiarlo cuandose rompe

Segunda Generación:

•Alta disponibilidad deplanta•Larga vida del equipo•Bajos costos


•Alta confiabilidad ydisponibilidad de planta•Elevada seguridad•Mejor calidad del producto•No daños al medio ambiente•Larga vida del equipo•Elevada efectividad de costos

1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000

Mantenimiento y RCM

Mantenimiento: Asegurar que los activos físicos continúen haciendo lo que los usuarios quieren que hagan.

RCM: Metodología utilizada para determinar los requerimientos de mantenimiento de cualquier activo físico en su contexto operacional.

Definición completa de RCM: Metodología utilizada para determinar que debe hacerse para asegurar que todo activo físico continúe haciendo lo que sus usuarios quieren que haga en su actual contexto operacional.

RCM: Siete Preguntas Básicas

1. ¿Cuáles son las funciones y los Estándares de funcionamiento asociados al activo en su actual contexto operacional?.

2. ¿De qué manera falla en satisfacer sus funciones?.3. ¿Qué causa cada falla funcional?.4. ¿Qué sucede cuando ocurre cada falla?.5. ¿Cuál es la importancia de cada falla?.6. ¿Qué puede hacerse para predecir o prevenir cada falla?.7. ¿Qué debería hacerse si no puede encontrarse una tarea

proactiva adecuada?

1.2.- Funciones

Descripción

La descripción de una función debe consistir de un verbo,un objeto y un parámetro de funcionamiento

La bomba puede entregar hasta 1000 litros de agua por minuto

Toma de agua del deposito: 800 litros por minuto

Descripción:

Estándares de Funcionamiento

Definición del Funcionamiento: Funcionamiento deseado (lo que el usuario quiere que haga) Capacidad inherente (lo que puede hacer)

Capacidad Inicial(que puede hacer)

Margen de Deterioro

Funcionamiento Deseado(lo que los usuarios quieres que hagan)

Func

iona

mie

nto

Estándares de Funcionamiento

El mantenimiento nopuede aumentar lacapacidad de este

activo físico mas alláde este nivel

El objetivo delmantenimiento esasegurar que la

capacidad esté porarriba de este nivel

El mantenimientocumple sus objetivos

manteniendo lacapacidad del activofísico en esta zona

Capacidad Inicial (lo que puede hacer)

Funcionamiento Deseado

(lo que el usuario quiere que haga)

FUN

CIO

NA

MIE

NTO

Tipos de estándares de funcionamiento:

Múltiples. Cuantitativos. Cualitativos. Absolutos. Variables. Limites.

El Contexto Operacional

Afecta drásticamente a las funciones y expectativas de funcionamiento.

Afecta a la naturaleza de los modos de falla, sus efectos y consecuencias, a la frecuencia en la que pueden ocurrir.

Determina que debe hacerse para manejarlos


Factores que deben considerarse para entender claramente el contexto operacional en el que funciona un equipo:• Proceso por lotes y continuos• Redundancia• Estándares de calidad• Estándares medio ambientales


• Riesgos para la seguridad.• Turnos de trabajo.• Productos terminados y de trabajo en proceso.• Tiempo de reparación.• Política de repuestos en almacén.• Demanda del mercado• Abastecimiento de la materia prima.

Tipos de Funciones

Funciones primarias

• Razón principal por la que es adquirido el activo.

• Estándares de funcionamiento:•• velocidad, rendimiento, capacidad, calidad del

producto, servicio al cliente

Definición de una función primaria:

¿Qué necesitas que haga el activo? ¿De que quieres que sea capaz?

Ejemplo: Bomba de agua

“Bombear agua del tanque A al tanque B a no menos de 600 lpm”.

Funciones primarias independientes múltiples:

Ejemplo: Reactor en una industrial química:

Producto 1 2 3

Presión 2 bar 10 bar 6 bar

Temperatura 180°C 120°C 140°C

Tamaño del lote 500 litros 600 litros 750 litros

Para suministrar hasta 750 litros del producto a temperaturas hasta 180°C y presiones hasta 10 bar.

Funciones secundarias

Se dividen en siete categorías:• Ecología – integridad ambiental.• Seguridad – integridad estructural.• Control/confort/contención.• Apariencia.• Protección.• Eficiencia/economía/integridad estructural.

Registro de Funciones

Una función define los objetivos de la empresa.

Las funciones se listan empezando por las funciones primarias.

Hoja de trabajo de Información RCM IISistema:

Sub-sistema:

Función

1 Bombear agua del tanque A al tanque B a no menos de 1000 litros/min

2 No contaminar el medio ambiente con aceites lubricantes

3 Seguro cuando esta en estado operativo.

4 Controles accesibles desde el punto de operación

5 Estar completamente limpio

Registro de Funciones

FUNCIÓN1 Dar salida sin restricción a todos los gases de

escape calientes de la turbina hasta un punto fijo situado a 10 metros por encima del techode la sala de turbinas.

2 Reducir los niveles de ruido del escape a un nivelISO 30 a 150 metros de distancia.

3 Asegurar que la temperatura superficial de losconductos dentro de la sala de turbinas no exceda los 60 C

4 Transmitir una señal de alarma al sistema de control de la turbina si la temperatura de los gasesdel escpae excede los 475 C y una señal para apagar el equipo si excede los 500 C a cuatrometros de la turbina.

5 Permitir el libre movimiento de los conductos en respuesta a los cambios de temperatura.

1.3.- Fallas Funcionales

Fallas Funcionales:

Se define “falla” como incapacidad de cualquier activo de hacer aquello que sus usuarios quieren que haga.

La falla se define en términos de “perdida de una función específica” y no como la “falla del activo como un todo”.

La “falla funcional” describe estados de falla y no a la falla por si sola.

Una falla funcional se define como la incapacidad de cualquier activo físico de cumplir una función según un estándar de funcionamiento aceptable para el usuario.

Fallas Funcionales

Fallas Funcionales:

Estándares de funcionamiento y fallas:• Falla Total y parcial.• Límites superiores e inferiores.• Instrumentos de medición e indicadores.• El contexto operacional.

Estándar de Fallas ¿Quién lo establece?

EL EQUIPO DEJA DE FUNCIONAR

“Falla dice el responsable de producción

Estándar de Ingeniería

“Falla dice el agente de Seguridad.

MANCHA DE ACEITE

“Falla dice el gerente de mantenimiento

ALTO CONSUMO DE DE ACEITE

Condición

Tiempo

Fallas Funcionales:

Falla dice el gerente de Mantenimiento

Falla dice la gente de seguridad

El equipo deja de funcionar

Registro de Fallas Funcionales Hoja de trabajo de Información RCM II

Sistema: Alimentación Agua

Sub-sistema: Bomba Elevación

Función Falla Funcional

(Pérdida de Función)

1 Bombear agua del tanque A A No bombea nada de agua

al tanque B a no menos de B Bombea menos de 1000 lt/min

1000 lt/min

2 No contaminar el medio A Derrame de aceite en el piso

ambiente con aceite lubricante contaminando el medio

ambiente

3 Seguro en estado operativo A No es seguro cuando esta

funcionando

4 Controles accesibles que A Ubicación de controles no

permitan observar el funciona- permiten observar funciona-

miento miento de la bomba

5 Estar completamente limpio A Esta sucio

1.4.- Modos y Efectos de Falla

Modo de Falla

Cualquier evento que pueda causar la perdida de función de un activo físico.

Evento que puede causar un estado de falla.

Un modo de falla es cualquier evento que causa una falla funcional.

La descripción debe de consistir de un sustantivo y un verbo

Debe contener detalles suficientes para seleccionar una estrategia de manejo de falla adecuada.

¿Cuales son los Modos de Falla?

En el día a día de mantenimiento se trabaja a nivel de modos de falla:

Las O.T. surgen para cubrir modos de falla específicos.

El planeamiento planea para abordar modos de falla. Existen reuniones diarias se abordan las fallas

ocurridas, responsables y soluciones para que no vuelva a suceder. Se habla de modos de falla.

El historial de la máquina en gran medida registra modos de falla.

Categorías de los Modos de Falla

Pueden ser clasificados en tres grupos: Cuando la capacidad cae por debajo del

funcionamiento deseado (Capacidad Decreciente). Cuando el funcionamiento deseado se eleva mas

allá de la capacidad inicial (Aumento del Funcionamiento Deseado).

Cuando desde el comienzo, el activo físico no es capaz de hacer lo que se quiere (Capacidad Inicial).

Capacidad Decreciente

Causas principales: Deterioro. Falla de lubricación. Polvo o suciedad. Desarmes. Errores humanos que

reducen la capacidad

Modos de Falla.- Categoría 1

FUN

CIO

NA

MIE

NTO

Aumento del Funcionamiento Deseado

Sobrecarga deliberada prolongada.

Sobrecarga no intencional prolongada.

Sobrecarga no intencional repentina.

Material de proceso incorrecto

•El funcionamiento deseado aumenta hasta que el activo físico no pueda responder a él.

•El aumento del esfuerzo acelera el deterioro hasta que el equipo deja de ser confiable.Ocurre debido a:

CAPACIDAD INICIAL(que puede hacer)

FUNCIONAMIENTO DESEADO

El funcionamiento deseado se eleva mas allá de la capacidad luego de que el equipo entra

en servicio.


FUN

CIO

NA

MIE

NTO

Capacidad Inicial

Funcionamiento deseado fuera del rango desde el inicio.

Afecta una o dos funciones o componentes.

FUN

CIO

NA

MIE

NTO


Poco detalle conducen aanálisis superficiales y en ocasiones peligrosos

Demasiado detalleocasiona que el proceso tome

demasiado tiempo (Parálisis Analítica)

Se debe utilizar un nivel apropiado y equilibrado, utilizandouna estrategia adecuada que permita evitar el uso de un tiempo excesivo en

el análisis, pero a la vez con suficiente detalle que permita obtener resultados exitosos.

DATA DE CALIDAD RESULTADOS DE CALIDAD

Nivel de detalle:

Nivel de detalle:

Causalidad Causa Raíz Error Humano

Nivel de detalle

Nivel 1 Nivel 2 Nivel 3 Nivel 4 Nivel 5 Nivel 6 Nivel 7

Falla grupo bombeo Falla bomba Falla impulsor Desplazamiento del impulsor Tuerca colocada sin ajustar Tuerca ajustada incorrectamente Error montaje

Tuerca robada Tuerca corroida

Tuerca material incorrecto Material mal especificado

Mat. mal suministrado

Tuerca implulsor partida Tuerca muy ajustada Error montaje

Tuerca de material incorrecto Material mal especificado

Mat. Mal simunistrado

Chaveta de Impulsor rota Mat. Mal especificado Error de dieño

Mat. Mal suministrado Error de compra

Error de almacenaje

Error de pedido

Golpe en el impulsor Pieza olvidada luego de Mtto Error montaje

Objeto extraño en sistema Malla de succión no instalada Error de montaje

Malla perforada por corrosión

Carcaza rota Tuercas carcaza perdidas Bulones carcaza poco ajustados Error montaje

Bulón perdido por vibración

Bulones corroidos

Bulones cortados por fatiga

Falla la junta de carcaza Junta montada incorrectamente Error montaje

Junta erosionada

Carcaza partida Carcaza golpeada por vehiculo Error operativo

Bomba en posición expuesta Error deseño

Aplastada por aerolito Golpeada por meteorito

Golpeada por parte de avión

Falla sello bomba Desgaste y rotura normal Sello deteriorado

Bomba en vacio Falla el suministro de agua

Sello desalineado Error montaje

Caras de sello sucias Error montaje

Sello mal montado Sello entregado equivocado Error compra

Error almacenaje

Sello mal especificado Error diseño

Montaje de sello dañado Sello caído en almacén Error almacenaje

Sello dañado en traslado Error compra

Probabilidad

Se deben registrar modos de falla que tengan posibilidades razonables de ocurrir en ese contexto:

Fallas que han ocurrido antes en los mismos activos físicos (o similares).

Modos de falla que son parte de la rutina de mantenimiento.

Cualquier modo de falla que no halla ocurrido pero que se considere como posibilidad real.

Si la consecuencia puede ser muy severa, debe de registrarse por mas remota que sea.

Proceso de priorización del RCM

RCMHoja de Información

FUNCION FALLA FUNCIONAL

SISTEMA

SUB-SISTEMA

Sistema agua de enfriamiento

1 Transferir agua del tanqueX al Y a no menos de 800 lt/min.

A Indisponibilidad para transferir agua

B Transfiere agua a menos de 800 t/min.

MODO DE FALLA

1

2

3

4

5

Rodamientos atascados

Impeler golpeado por objeto

Motor quemado

Acoples rotos por fatiga

Válvula de entrada cerrada

Ejemplo:

Efectos de Falla

Al describirla se debe hacer constar lo siguiente: La evidencia (si la hubiera) de que se ha producido una falla. En que forma (si la hay) la falla supone una amenaza para la

seguridad o el medio ambiente. Las maneras (si las hubiera) en que afecta a la producción y

a las operaciones. Los daños físicos (si los hubiera) causados por la falla. Que debe hacerse para reparar la falla.

Lo que sucede al producirse un modo de falla

Tiempo de Parada de Máquina y tiempo de reparación

Fuentes de Información acerca de Modos y Efectos de Falla

El fabricante o proveedor del equipo cuyo aporte es limitado por las siguientes razones:• Rara ves están involucrados en la operación

cotidiana.• Tienen poco acceso a información acerca del

contexto operacional (estándares, consecuencias y habilidades de operadores y mantenedores)


Listas genéricas de modos de falla a veces muy completos pero preparados por otras personas. Tener cuidado debido a:• El nivel de análisis puede ser inapropiado.• El contexto operacional puede ser diferente.• Los estándares de funcionamiento pueden cambiar.


Otros usuarios de la misma maquinaria. Registros de antecedentes técnicos (historia). Las personas que operan y mantienen el equipo, la

cual es la mejor fuente de información.

1.5.- Consecuencias de la Falla

Factibilidad Técnica

El mantenimiento proactivo tiene que ver mucho mas con evitar o reducir las consecuencias de la falla que con

prevenir la falla misma

Vale la pena realizar una tarea proactiva si resuelve adecuadamente las consecuencias de la falla que se

pretende evitar

Funciones Ocultas y Evidentes

Categorías de fallas evidentes: Consecuencias para la seguridad y medio ambiente. Consecuencias operacionales. Consecuencias no operacionales

Una función evidente es aquella cuya falla finalmente e inevitablemente será evidente por sí sola a los

operadores en circunstancias normales.

Una función oculta es aquella cuya falla no será evidente a los operadores en circunstancias normales, si se

produce por sí sola.

Consecuencias para la Seguridad y Medio Ambiente

Un modo de falla tiene consecuencias para la seguridad si causa una pérdida de función u otros daños que pudieran lesionar

o matar a alguien.

Un modo de falla tiene consecuencias ambientales si

causa una pérdida de función u otros daños que pudieran conducir a la infracción de

cualquier normativa o reglamento ambiental conocido.

Para modos de falla que tienen consecuencias para la seguridad o el medio ambiente, sólo merece

la pena realizar una tarea proactiva si reduce la probabilidad

de la falla a un nivel tolerablemente bajo.

Mantenimiento Proactivo

Consecuencias Operacionales

Un modo de falla tiene consecuencias operacional si

tiene un efecto adverso directo sobre la capacidad operacional.

•Afectan al volumen de producción total.

•Afectan la calidad del producto.

•Afectan el servicio al cliente.

•Incrementan el costo operacional sumando este costo adicional al costo directo de la reparación

Para modos de falla con consecuencias operacionales, vale la pena realizar una tarea proactiva si, a lo largo de un

periodo de tiempo, cuesta menos que el costo de las consecuencias

operacionales mas el costo de reparar la falla que pretende

evitar.•Cuanto cuesta la falla cada ves que ocurre, en términos de su efecto sobre la capacidad operacional mas el costo de la reparación.

•Con que frecuencia ocurre

Mantenimiento Proactivo

Consecuencias No Operacionales

Para modos de falla con consecuencias no operacionales, vale la pena realizar tareas

proactivas si, a lo largo de un periodo de tiempo, cuesta menos que el costo de reparar las fallas

que pretende prevenir

Consecuencias de Fallas Ocultas

Un dispositivo de seguridad cumple cinco funciones: Alertar a los operadores ante condiciones anormales. Parar el equipo en caso de fallas. Eliminar o aliviar las condiciones anormales originadas por

una falla. Asumir control de una función que ha fallado. Prevenir que surjan situaciones peligrosas. Dispositivo de seguridad deben tener al menos dos

funciones: La función protectora (el dispositivo de seguridad) La función protegida.

Fallas Ocultas y Dispositivos de Seguridad

Fallas ocultas y dispositivos de seguridad

Falla de un dispositivo de seguridad “con seguridad inherente”

Falla de un dispositivo de protección cuya función es oculta

Consecuencias de Fallas Ocultas

El objetivo de un programa de mantenimiento para una función oculta es prevenir – o al menos reducir – la probabilidad de la falla

asociada

Evaluación de las consecuencias de la falla

Selección del Equipo

(EvaluarCriticidad)

DefinirFunciones

DefinirFallas

Funciones

IdentificarModos de

Fallas

Implementar yAjustar elPlan de

Mantenimiento

SeleccionarTacticasusando

Lógica RCM

IdentificarEfectos de

Fallas yConsecuencias

Proceso RCM

Ejemplo de Estándar de Funcionamiento Múltiple:

Un calentador en una empresa farmacéutica:

Para calentar 500 kg del producto X desde la temperatura ambiente al punto de ebullición (125°C) en una hora.

En este caso, el peso del producto, el rango de temperatura y el tiempo son las expectativas presentes de rendimiento diferentes.

Ejemplo de Estándar de Funcionamiento Cualitativo:

la función de una pintura normalmente es:

“para parecer aceptable” (sino “atractiva”) ……..

El significado de “aceptable” varía bastante de persona a persona y es difícil cuantificar. Por ello, hay que tener cuidado para asegurar que todos compartan una comprensión común de lo que significan palabras como “aceptable”.

Ejemplo de Estándar de Funcionamiento Absoluto:

Para un recipiente:

“Para contener el líquido X”

La ausencia de un estándar de rendimiento sugiere que el sistema debe contener todo el líquido, y que cualquier goteo lleva a un estado de falla.

Ejemplo de Estándar de Funcionamiento Variable:

Camión empleado para entregar cargas a los minoristas urbanos. Asuma que las cargas reales varían entre 0 (vacío) y 5 toneladas, con un promedio de 2.5 toneladas, y la distribución de cargas es como se muestra en la Figura.

Mantenimiento debe asegurar que la capacidad

este sobre este nivel

Capacidad Inicial

"El peor caso "

Promedio

Mínimo0 -

1 -

2 -

3 -

4 -

5 -

6 -

Ren

dim

ient

ode

sead

o

Car

ga (T

on)

Ejemplo de Estándar de Funcionamiento Variable:

Para evitar el deterioro, la capacidad inicial del camión debe ser mayor que “el peor caso” de carga (5 ton.).

Mantenimiento debe asegurarque la capacidad este sobre

este nivel

Capacidad Inicial

"El peor caso"

Promedio

MínimoR

end

imie

nto

des

ead

o

Car

ga

(To

ns)

0 -

1 -

2 -

3 -

4 -

5 -

6 -

Ejemplo de Estándar de Funcionamiento con Limites:

Máquina de embalaje de dulces• Para embalar 250±1 gm de dulces en bolsas a una

tasa mínima de 75 bolsas por minuto.

Máquina rectificadora: • Para finalizar el rectificado en los turnos productivos

principales en un tiempo del ciclo de 3.00 ±0.03 minutos a un diámetro de 75 ±0.1 mm con un acabado superficial de Ra 0.2.

Ejemplo de Estándar de Funcionamiento con Limites:

RENDIMIENTO DESEADO

Límite superior de control

CAPACIDAD

Limite inferior de control

(Limite superior de especificación)

RENDIMIENTO DESEADO

(Limite inferior de especificación)

6 o

Ren

dim

ient

o pr

omed

io

dese

ado

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Cap 2 RCM [Modo de Compatibilidad]