El impacto de la confiabilidad dentro de la curva P-F

Al observar la curva de confiabilidad P-F, apreciamos dos categorías principales de acción de confiabilidad en mantenimiento en las que se pueden enfocar los recursos: el área P-F y el área I-P.

El área P-F (ver la figura 1) es la porción que por lo general recibe la mayor parte de la atención. Dado que el defecto o falla del equipo ya ha comenzado, esta área trata de detectar y predecir los modos de falla del equipo, de manera que las reparaciones se puedan realizar de manera planificada.

Figura 1: La curva de confiabilidad I-P y P-F

Básicamente, usted está gestionando las posibles fallas (P) a medida que pasan a ser fallas funcionales (F). Ninguna de sus actividades más allá de las posibles fallas (P) evitarán que ocurran las fallas. Aunque usted puede intervenir para prolongar una condición, la falla es inevitable.

Desde luego, hay mucho valor en las actividades en el área P-F. La única manera de prevenir la falla del equipo es hacer algo antes de las posibles fallas (P). Las actividades en el área P-F serían como revisar su colesterol en la sangre de manera regular y decidir el momento adecuado para tomar medidas. Revisar y dar seguimiento no es suficiente para evitarlo. Para su equipo, las actividades en el área P-F incluyen esfuerzos de gestión de la condición de activos, tales como análisis de vibraciones, análisis de fluidos (es decir, análisis de partículas de desgaste y contaminación), termografía infrarroja, prueba de ultrasonido, rondas de cuidado básico del operador y algunos otros elementos de confiabilidad. En general, la tecnología y la ejecución de estas actividades son entendidas y realizadas con éxito por personal capacitado.

El área I-P, tal como se muestra en la figura 1, es el intervalo de tiempo desde el momento en que el equipo fue instalado hasta el punto en el que comienza la falla. Puede que en muchas culturas de confiabilidad en desarrollo se invierta más tiempo en el área P-F que en el área I-P. Pero a medida que las organizaciones maduran, el área I-P adquiere mayor importancia.

El área I-P es la única parte de la curva de confiabilidad en la que las fallas pueden prevenirse. Si alguna instalación descubre la planta oculta y mejora la confiabilidad de los activos, entonces se debe emplear una cantidad significativa de recursos en el área I-P. El rendimiento financiero a corto plazo está ejecutando estrategias en el área P-F, sin embargo, el área de mayor retorno está funcionando en el área I-P. El costo de la confiabilidad aumenta cuanto más baja esté la curva P-F en que se pone en marcha. Los esfuerzos en el área I-P para evitar fallas son relativamente baratos en comparación con aquellos en el área P-F para predecir o gestionar fallas.

La pregunta clave en el área I-P es: ¿qué se puede hacer para prevenir o retrasar una falla? El resto de este artículo se centra en la sección I-P y lo que se puede hacer para ampliar el intervalo I-P o evitar la falla totalmente.

Existen numerosos elementos de confiabilidad que funcionan para evitar fallas. Una de ellos es el análisis de causa raíz de fallas (RCFA). El análisis de causa raíz de fallas (RCFA) es tanto una acción reactiva como una proactiva que ocurre en el área I-P, pero que comienza en el área P-F. Un buen análisis de causa raíz de fallas (RCFA) se relaciona directamente con las fallas al centrarse en los modos de fallas reales. Con un análisis preciso y el cumplimento de los elementos de acción, se puede evitar que las fallas ocurran en el futuro, lo que hace de este un elemento proactivo. Las fallas no solo pueden evitarse en un equipo específico, sino que el conocimiento adquirido puede aplicarse a todos los equipos similares.

Un proceso similar es el análisis modal de fallos y efectos (FMEA o AMFE). La principal diferencia entre el análisis modal de fallos y efectos (FMEA) y el análisis de causa raíz de fallas (RCFA) es que el primero es puramente proactivo, mientras que el segundo es inicialmente reactivo. El análisis modal de fallos y efectos (FMEA) da una amplia mirada a todos los posibles modos de fallas, mientras que el análisis de causa raíz de fallas (RCFA) solo observa los modos de fallas reales y experimentadas. Debido a que muchas organizaciones tienen recursos limitados, el análisis de causa raíz de fallas (RCFA) es la opción preferida por defecto. El análisis de causa raíz de fallas (RCFA) es muy eficiente ya que solo da prioridad a los elementos que causan fallas. Un buen análisis de causa raíz de fallas (RCFA) probablemente tendrá algunos elementos de acción en muchas de las otras áreas tratadas en este artículo. La figura 2 muestra un árbol lógico típico de una falla.

Figura 2: Árbol lógico RCFA

La instalación de precisión es otra área clave para los esfuerzos proactivos para mejorar la confiabilidad y prevenir las fallas. La instalación de precisión requiere de muchos detalles para seguir las instrucciones específicas de instalación de los componentes o equipos. Si los componentes tienen holguras, presiones, alineaciones, ajustes correctos, sin deformación en tuberías y una calidad de equilibrio adecuada, el resultado es una mayor duración. Estos detalles solo se pueden establecer por adelantado durante la compra o instalación. Si no lleva a cabo estos puntos, se producirán intervalos I-P cortos, o peor aún, la mortalidad infantil justo después de la puesta en marcha.

Es importante señalar que la mortalidad infantil se define de manera diferente para diferentes equipos, componentes y modos de falla. Un rodamiento que falla dentro de los tres primeros años puede ser, en muchos casos, mortalidad infantil, pero un sello de contacto con labios que dura tres años es considerado como de larga duración. Para tener éxito en esto, hay que implementar buenos procedimientos y hojas de trabajo, así como trabajadores de mantenimiento debidamente capacitados. Poner en marcha uno solo de estos no dará los resultados deseados. La figura 3 es un ejemplo de una hoja de cálculo de ajustes de rodamientos para registrar los ajustes durante la instalación.

Figura 3: Prácticas de precisión para ajustes de rodamientos

Una acción de falla preventiva a menudo subestimada es la gestión adecuada de las partes. Esto incluye tener las especificaciones de materiales correctas en la lista de materiales (BOM) del Sistema Computarizado de Gestión del Mantenimiento (CMMS) para que puedan ser fácilmente identificados y ordenados en el futuro. Aunque un planificador experimentado puede superar algunos errores o lagunas en la lista de materiales (BOM), esto requiere de trabajo adicional que es ineficiente. Todo esto debe configurarse antes del arranque de la máquina. El planificador de mantenimiento puede mantener una lista de materiales (BOM) ya establecida en el Sistema Computarizado de Gestión del Mantenimiento (CMMS), pero no tendrá tiempo después del arranque para desarrollar un sistema completo.

El almacenamiento y manejo adecuado de materiales de repuesto también es importante. Se ha demostrado en muchas áreas que los modos de fallas ya han comenzado antes de la instalación debido a las malas prácticas de almacenamiento y manipulación. ¿El almacén está preparado para una buena confiabilidad? ¿El área de almacenamiento de partes cuenta con las condiciones de almacenamiento adecuadas (por ejemplo, temperatura, humedad, baja vibración) y posiciones de almacenamiento adecuadas (por ejemplo, vertical u horizontal)?

Otra área importante que evita las fallas del equipo es el diseño del equipo y del sistema. Esta puede ser una de las mayores razones para la falta de confiabilidad. Entonces, ¿cuáles modos de fallas específicos pueden evitarse en la fase de diseño? Los sistemas de lubricación adecuada garantizan que el modo de falla de desgaste sea eliminado o al menos que se reduzca a un nivel que proporcione una mayor vida útil. La lubricación adecuada incluye la selección de componentes, dimensionado, sellos, control de contaminación (es decir, filtración adecuada) y protección contra la corrosión. El diseño para mantenimiento es clave para garantizar que el monitoreo de la condición de los sistemas de lubricación se lleve a cabo. Esto incluye un visor de aceite, puertos de muestras de aceite y filtración.

El diseño también incluye el dimensionado adecuado de los componentes y equipos, de modo que funcionen en condiciones de sobrecarga o de poca carga. Dos ejemplos son un rodamiento que no tiene sobrecarga mínima y un rodamiento cilíndrico usado en una aplicación de empuje. El diseño del proceso debe ajustarse a los equipos y componentes para que la carga sea óptima. Por ejemplo: una bomba de proceso de gran tamaño que funciona cerca de una condición de operación en vacío o un rodamiento que está funcionando bajo una carga mínima. Un diseño de sistema con carga neta positiva de succión (NPSH o CNPS) insuficiente para la bomba también puede causar fallas relacionadas con la cavitación. El diseño también incluye la resistencia a la fatiga de los componentes, como el tamaño adecuado, la metalurgia, la resistencia, el acabado superficial y la eliminación de las concentraciones de tensiones. Estas condiciones de diseño resultan en un problema de confiabilidad crónico que solo puede resolverse mediante el rediseño. La figura 4 es un ejemplo de un error de diseño de proceso.

Figura 4: Errores de diseño que muestran que no hay suficientes tuberías de funcionamiento recto en la succión de la bomba

La excelencia en lubricación significa tener el tipo y la cantidad de lubricante adecuados en el lugar correcto del equipo para evitar el desgaste y las fallas prematuras. Esto incluye haber establecido rutas de lubricación y una base de datos de lubricación con un personal de mantenimiento capacitado para ejecutarlas.

El análisis de fluidos puede ser una actividad I-P o una actividad P-F. Cuando el análisis de fluidos revela que el lubricante se está degradando, es proactivo (I-P), ya que permite que se realice una acción antes de que se produzca la falla del equipo. Ejemplos de esto inclu‑yen pruebas de viscosidad, agua, recuentos de partículas, aditivos, etc. Cuando el análisis de fluidos revela desgaste de metales, entonces la degradación del lubricante ya ha ocurrido hasta cierto nivel y ya ha comenzado a presentarse el desgaste del equipo, como se muestra en el ejemplo de la figura 5.

Figura 5: Prevención y gestión de fallas de un análisis de fluidos en una caja de cambios

La confiabilidad del sistema también es importante para la gestión e instalación de proyectos. Tener recursos y sistemas ya establecidos permite a los equipos operativos y de mantenimiento comenzar su correcta ejecución durante la puesta en marcha. Esta probablemente es una de las mayores fallas en la implementación del proyecto y un obstáculo para la confiabilidad. Los equipos de mantenimiento de áreas hacen exactamente lo que su nombre implica: dar mantenimiento. No están organizados para ser desarrolladores de sistemas con todas las tareas a su cargo diariamente para mantener una instalación que funciona las 24 horas del día. Si una organización espera que un equipo poco numeroso de mantenimiento desarrolle todos los sistemas de confiabilidad, entonces debe prepararse para tener empleados frustrados y una operación poco confiable.

Si bien las actividades que previenen las fallas y amplían el intervalo I-P a menudo no obtienen la atención que merecen, es probable que estos esfuerzos produzcan la mejor rentabilidad de la inversión (ROI) para las empresas. Las fallas crónicas que resultan de los problemas de diseño a menudo son difíciles de resolver a medida que se hacen inherentes a la infraestructura física de las plantas operativas. Para resolverlas, estas requieren de un esfuerzo y habilidades adicionales por parte de su personal de confiabilidad para mantenimiento.

La pregunta que tiene que responder es: ¿dónde están las oportunidades para que su planta mejore la confiabilidad adelante del área I-P de la curva de confiabilidad?