Optimizando el mantenimiento

Por Richard Widman

Muchas publicaciones sobre mantenimiento de maquinas, motores, y plantas incluyen puntos de referencia en condenación de aceites, limites de hollín, limites de contaminación, o normas que se debería alcanzar. Pero nos preguntamos: ¿De donde salen esos números? Si nos dicen que el 1% de hollín es el limite condenatorio en el aceite del motor diésel, ¿por qué? ¿por qué no 0.5%

o 0.8%? Cuando dicen que el aceite hidráulico debe tener una limpieza ISO 4406:99 de 16/14/11 para servo-válvulas, ¿cómo podemos llegar a eso? Y por qué no 15/14/11 o mejor?

Este es el Boletín #192 de nuestro programa de Boletines Informativos mensuales. Todos los boletines están disponibles en formato pdf en https://www.widman.biz

Las normas

¿Cómo son desarrolladas las normas, las metas, los estándares? En algunos casos, hay estudios donde alguien probó diferentes niveles de limpieza en algunas maquinas o piezas para determinar cuál era la vida útil, o el desgaste aceptable para ellos en esas condiciones. En otros casos, los limites son copiados de libros aceptados, sin mayores consideraciones. ¿Pero como serán las variables en esos estudios? ¿Cuál es la tolerancia de desgaste en la opinión y economía de los que hicieron el estudio? Y ¿Cuál es nuestro deseo de vida útil para nuestra

economía?

En el boletín 106, mostramos la tabla donde Vickers indica la probabilidad de duplicar la vida útil de sistemas hidráulicos mejorando la limpieza ISO 4406:99 por uno a tres niveles. Miramos este sistema hidráulico y comparamos con la tabla de Vickers.

Revisando el análisis de aceite de un sistema hidráulico de una empresa local, vemos que tiene una limpieza de 25/22/16. O sea, en total tiene

más de 171 mil partículas de contaminantes

sobre 4 micrones en cada mililitro de aceite.

En total, lleva 5000 litros en el sistema,

llegando a 855 mil millones de partículas

sobre 4 �m circulando por las bombas,

válvulas, pistones, etc.

Por un lado, debemos investigar el origen de

tanta contaminación. Y debemos filtrar o

reemplazar el aceite para no continuar

gastando el equipo. Pero un simple reemplazo no elimina la suciedad de los conductos, las mangueras, etc. Debemos dializar el nuevo aceite o instalar un sistema de filtración a riñón.

Cuando vemos el sector del reporte de

análisis de este aceite, encontramos que este

aceite que no protege nada. El nivel de

Fósforo y Zinc, que deberían estar sobre 300

ppm para lograr la protección en pruebas de

la

industria, no pasa de 18. O sea, ya no tiene

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aditivos anti-desgastes, o nunca tuvo. El aceite debería ser cambiado y dializado, con una limpieza del tanque al hacer el trabajo.

De acuerdo a la recomendación de la industria, por la tabla de Vickers que mostramos aquí, las válvulas de esta máquina requieren una limpieza mínima de 18/16/13 para una vida útil normal.

Si miramos la segunda tabla, vemos que se puede duplicar esa vida útil si mejoramos la limpieza hasta 15/13/10. En este caso, con aceite contaminado a 25/22/16, están acortando la vida útil del equipo en un 80%.

La pregunta es: ¿Cómo dejaron llegar ese fluido a ese punto de suciedad?

Monitoreo proactivo del sistema hidráulico

Una planta que quiere cuidar su máquina hace análisis de aceite periódicamente. Este periodo depende de condiciones operativas y criticidad del equipo en la producción y eficiencia de la planta.

Los resultados deben ser graficados para entender su tendencia, y acciones tomadas para mantener control.

Miramos el conteo de partículas sobre 4

micrones (µm) en dos años en un sistema fuera

de control. En este ejemplo, tenemos un aceite

que empezó con una limpieza de 14/x/x (según

ISO 4406:99), pero en el curso del año, por falta

de respiradero, retenes resecos o gastados,

desgaste, u otras causas, terminamos el año con

19/x/x, acortando la vida útil por 80%. El equipo

está en serios problemas, y debemos tomar

acciones inmediatas.

Mantenimiento proactivo nos dice que al observar esa línea subiendo y acercando al próximo nivel, tomamos acciones para parar o llevar de vuelta a lo que era – o mejor. En este caso, vemos que después de tres meses de uso, subió la contaminación del 14/x/x al 15/x/x. Al sexto mes, ya estaba en 16/x/x.

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Aquí podemos ver como podía haber sido

con monitoreo proactivo. Si observamos

que, al final del primer trimestre, ya subió

la contaminación de partículas sobre 4 �m

de 100 a 250, pasando nuestro índice de

14/x/x al 15/x/x, tomamos acciones

(filtramos el aceite), y volvemos a 100

partículas por cada ml.

El objetivo es tratar de mantener esto

dentro del 14/x/x o algo determinado

como importante para la empresa y la

criticidad del equipo y vida útil.

Pero si realmente queremos proteger el equipo y reducir los riesgos de contaminación, al darnos cuenta al final del primer trimestre, instalamos un filtro como riñón para controlar la contaminación.

En este ejemplo, al notar en el mes de

marzo que subió la contaminación de 100

partículas sobre 4 a 250, se instala un filtro

de alta capacidad y eficiencia (como el

Donaldson P568666 de 4 �m a Beta 2000)

que empieza bajando la contaminación a

14/13/11 o menos mientras circula,

terminamos bajando de 15/x/x en junio a

12/x/x en el tiempo, solo monitoreando el

diferencial de presión por el llenado del

filtro, aunque se debe cuidar el respiradero

y retenes u otras contaminaciones al

rellenar el aceite porque esa contaminación eventualmente causará el taponado del filtro y el gasto del reemplazo.

Monitoreo proactivo de motores diésel

Utilizamos las mismas técnicas de análisis de aceite para mejorar nuestro equipo pesado, camión, camioneta, auto, etc. Uno de los factores importantes en la vida útil de un motor a diésel es la cantidad de hollín que circula en el aceite.

Cerca de 98% del hollín son partículas de carbón. El Carbón actúa como lija en el árbol de levas y los cilindros, cojinetes, etc. Estas partículas varían en tamaño, y se pueden aglomerar para formar substancias más grandes y dañinas. Recordemos que la tolerancia o luz entre las piezas está entre 0,2µm a 3µm aproximadamente que es el grosor de la película de lubricante, entonces partículas más grandes dañarán las piezas si el fluido no está limpio.

Si buscamos los limites condenatorios de hollín en el aceite, encontraremos limites estándares recomendados entre 1% y 5% del peso del aceite. Pero, ¿Cuánto de desgaste queremos tolerar

en nuestros motores? Una vez que determinamos eso, tenemos dos opciones: Cambiar aceite con mayor frecuencia, o arreglar el sistema de inyección.

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En este grafico podemos ver como el

hollín afecta la vida útil del motor. Si

decidimos cambiar aceite con mayor

frecuencia, reducimos el desgaste, pero

no tanto como arreglar el sistema de

inyección porque la relación no es

lineal.

Pero ¿cuál es el optimo para nuestro

equipo, clima, y altura sobre el nivel

del mar?

Es fácil mantener el nivel de hollín en

un motor con inyección “Common Rail”

entre de 0.2% y 0.5% al nivel del mar y

hasta unos 500 metros sobre el nivel del mar. Pero si operamos ese equipo a 4000 metros, el mismo motor puede ser considerado “normal” con 0.8% a 1.0% por la falta de oxigeno a esa altura. Tocamos esto en detalle en el boletín 38.

Un plan de mantenimiento proactivo ataca este problema y de la misma forma que la contaminación de tierra que vemos en el aceite hidráulico, graficamos el nivel de hollín. Hay dos maneras de hacerlo:

1. Lo más simple, aunque menos proactivo, es graficar el nivel de hollín, y eventualmente modificar las horas entre cambios para mantener el nivel bruto debajo del limite que establecemos para nuestra empresa, este punto será posiblemente el menos económico.

2. El monitoreo más proactivo es normalizar el porcentaje del reporte de análisis en un periodo “X”, como 100 horas o mil kilómetros. Así podemos comparar todas las máquinas y ver los problemas reales por el mismo tiempo de uso, arreglando los problemas para mantener esta contaminación debajo del limite que establecemos.

Si determinamos que queremos hacer

las cosas bien, escogemos el monitoreo

por 100 horas o mil kilómetros (para

hacer un estándar dentro nuestro

programa). Si encontramos que este

motor puede operar con menos de 0.2%

de hollín en buenas condiciones, tal vez

establecemos esto como limite, o 0.3%

como máximo, y cada vez que varía,

corregimos el problema para maximizar

la vida útil. Tal vez terminamos con

algo como esto, reaccionando cada vez

que sube de 0.3%. Claro que podemos

citar una de las recomendaciones en el internet que indica 3% o 4% como limite, ¿pero acaso tenemos el dinero para tirar reparando el motor con mayor frecuencia?

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Resumen

En estos ejemplos, mostramos una manera de documentar, reaccionar, y corregir los niveles de contaminación o desgaste, pero no debemos olvidarnos de buscar la causa raíz.

El aceite hidráulico no se ensucia si tenemos buenos filtros en el respiradero, buenos retenes, “orings”, y buenas prácticas de relleno. Tampoco estaría con mucha contaminación de partículas de desgaste si el aceite fuera bueno. La falta de aditivos anti-desgaste en el aceite que mostramos causará una muerte prematura de esa máquina.

La causa principal de alto hollín en el motor diésel es inyectores trancados o gastados. La solución correcta no es solo cambiar inyectores o bomba. La solución proactiva es revisar la calidad de filtros del equipo, la ventilación del tanque (¿tiene filtro? ), el nivel de tierra que estamos cargando al tanque, etc. Si solo cambiamos inyectores, sin instalar un sistema de filtración del combustible y enseñar al personal como manejar el combustible, estaremos cambiando inyectores con mucha frecuencia.

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