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Dic

Técnicas de análisis de causa raíz para el profesional de la lubricación

Drew Troyer. Traducido por Roberto Trujillo Corona, Noria Latín América

 

En su búsqueda de las últimas y más grandes innovaciones técnicas y de gestión, que a menudo llegan con gloriosas trampas y fanfarrias, las organizaciones a menudo pasan por alto las oportunidades para corregir deficiencias que están tan arraigadas dentro de la organización que a menudo se les acepta como normales. Incluso los cambios simples pueden afectar profundamente la efectividad y los resultados de una organización.

Claramente, la organización no puede ignorar la tecnología y las prácticas comerciales altamente innovadoras que podrían afectar profundamente su desempeño. Sin embargo, la dirección debe priorizar la eliminación de las deficiencias controlables que la organización acepta como normales, y debe apoyar este esfuerzo con recursos.

El método de resolución de problemas con el que se descubren, se describen y se eliminan las raíces de estas deficiencias se conoce generalmente como Análisis de Causa Raíz (RCA, por sus siglas en inglés) o Análisis de Causa Raíz de Falla (RCFA, por sus siglas en inglés). Esta poderosa técnica puede y debe ser empleada por profesionales de la lubricación de maquinaria para buscar y eliminar las razones subyacentes de problemas técnicos y/o errores humanos.

Lamentablemente, la mayoría de las organizaciones que dependen de equipos pesados ​​para lograr su misión están plagadas de problemas de lubricación. En algunos casos, los gerentes atribuyen incorrectamente las fallas de la máquina inducidas por la lubricación a otra causa o viceversa.

Es de naturaleza humana encajar un evento de falla actual en un marco familiar que el individuo ha visto antes, a menudo solo con un conocimiento superficial sobre el evento específico. En otros casos, la organización simplemente ha aceptado la mala vida útil de la máquina o del lubricante como normal. En cualquier caso, eliminar las deficiencias puede traducirse en mejoras significativas en los resultados finales, a menudo con poca inversión de capital o mano de obra.

A veces, la falla del lubricante se detecta a tiempo para evitar daños en el sistema principal. En otros casos, el sistema principal falla porque el lubricante o el sistema de lubricación no funciona con eficacia. En otros casos más, el lubricante y/o el sistema de lubricación ofrecen pistas valiosas acerca de una falla causada por alguna otra función de fuerza.

En todos los casos, el profesional de la lubricación debe tener una base sólida en el proceso de RCA y sus herramientas y métodos complementarios para reconocer la razón fundamental del problema, de modo que pueda implementar una solución de causa raíz.

Proceso de análisis de causa raíz

Se han avanzado varias metodologías para realizar RCA o RCFA. Si bien los detalles de los distintos enfoques difieren, la mayoría de ellos comparten en común los elementos más importantes. Un recurso excelente (y gratuito) es DOE-NE-STD-1004-92, la Guía del DOE (Departamento de Energía de EE. UU.) para realizar RCA.

Fue desarrollado en 1992 por la Oficina de Energía Nuclear del Departamento de Energía de EE. UU. El libro de R. Keith Mobley, “Failure Root Cause Analysis” también es un recurso excelente. Mobley escribió el libro para ingenieros de planta y utiliza términos y un lenguaje familiar para los profesionales de la lubricación e ingenieros de confiabilidad.

RCA es un trabajo de detective en su máxima expresión. Requiere la recolección y análisis de evidencia con el propósito de resolver el delito. Emplea un razonamiento deductivo muy parecido al que podría haber usado el detective Sherlock Holmes. Para ser eficaz, el RCA debe llevarse a cabo de manera sistemática. A continuación, se incluye una descripción general del proceso de cinco fases descrito en la Guía del DOE para realizar la RCA (Figura 1).

Figura 1. Proceso de Análisis de Causa Raíz

Este proceso está destinado a permitir que el profesional de la lubricación lleve a cabo investigaciones de fallas de lubricantes de manera más hábil o para respaldar las investigaciones de fallas de máquinas donde el lubricante y/o el sistema de lubricación son sospechosos, o donde pueden ofrecer pistas valiosas.

Fase I: Recopilación de datos

Quizás el paso más importante en el proceso de RCA es preservar la escena del crimen y recopilar pistas sobre la falla. A menos que comprometa la seguridad o la calidad de la información, comience a recopilar datos inmediatamente después de que ocurra la falla, o mientras la falla está en progreso, si es posible. Haga todo lo posible para preservar todos los datos y la evidencia física de la falla.

El lubricante y el sistema de lubricación ofrecen una enorme cantidad de información sobre la falla. Esta información a menudo se pasa por alto o se descarta sin saberlo. Asegúrese de recopilar estos datos vitales e información física, que incluye, entre otros, los siguientes elementos:

Lubricantes

A menudo, la falla mecánica está relacionada de una forma u otra con el lubricante. Recoja el lubricante para una evaluación adicional; el lubricante es un repositorio indiscutible de pistas valiosas. Puede revelar la presencia de contaminantes o subproductos de degradación que pueden ser analizados. El lubricante también puede contener partículas de desgaste que pueden analizarse para revelar pistas sobre la actividad física que ocurrió en la superficie del componente que condujo al evento de falla.

Recuerde, una partícula de desgaste es la imagen espejo que una falla deja en la superficie de un componente cuando ocurre el desgaste. El análisis del tamaño, la forma, el color, los detalles de la superficie de las partículas y otra información cualitativa revela información sobre el mecanismo de desgaste que conduce a la falla y, a menudo, a la causa raíz.

Filtros y separadores

Al igual que el aceite, el filtro recoge las partículas que originaron o fueron consecuencia del evento catastrófico. Sin embargo, a diferencia del lubricante, que es una instantánea del sistema en el momento en que se toma la muestra, el filtro puede servir como un libro histórico de los eventos desde que se instaló el filtro hasta el evento de falla.

De manera similar, el efluente de los separadores centrífugos también puede contener pistas sobre la falla. A menudo, la contaminación excesiva por partículas causa el desgaste que conduce a fallas o hace que las válvulas se atasquen o se bloqueen.

Inspeccione el filtro, junto con su colector o carcasa, para identificar fallas comunes del filtro, incluyendo: fallas o roturas del elemento filtrante, fallas en las juntas, fallas en la tapa del extremo, falla en la válvula de derivación (bypass), etc. separadores electrostáticos, resinas de intercambio iónico, tierras Fuller, etc., para garantizar que están funcionando correctamente.

Gomas, resinas, barnices, lodos y otros depósitos

Si el lubricante se degradó mucho o reaccionó químicamente con recubrimientos, sellos, contaminantes del medio ambiente, contaminantes del proceso, etc., las pistas sobre la reacción a menudo residirán en la goma, resina, barniz, lodo u otros depósitos que son el subproducto de la reacción. Las líneas de grasa y las carcasas de los rodamientos ocasionalmente contienen espesante de grasa que se ha separado, una condición que debe tenerse en cuenta.

También muestree el material apelmazado para su análisis. Ocasionalmente, se pueden realizar pruebas simples como análisis de elementos en este residuo para identificar sus fuentes probables, como aditivos degradados, materiales del espesante de la grasa o contaminantes ingresados.

Análisis de aceite

Incluya todos los resultados de los análisis de aceite efectuados previamente al recopilar información de monitoreo de condición. Además, asegúrese de preguntar al laboratorio de análisis de aceite si aún cuenta con un testigo de la última muestra. Es común que los laboratorios retengan las muestras durante un período de tiempo después de realizar el análisis inicial en caso de que surja un problema y sea necesario volver a analizar la muestra. Es posible que desee ejecutar algunas pruebas por excepción en este aceite retenido para descubrir cualquier evidencia de la falla incipiente contenida en la muestra. Es importante llamar al laboratorio lo antes posible; las muestras se conservan sólo durante un breve período de tiempo.

Condición del tanque o reservorio

Inspeccione el reservorio o tanque en busca de óxido, barniz, charcos de agua, respiradero faltante, dañado o saturado, tapas de escotillas abiertas, sellos y juntas dañados, fugas, etc. Asegúrese de recopilar información sobre el nivel de lubricante, incluidos los sensores de nivel y las alarmas de bajo nivel.

Sistema de lubricación

Evalúe el sistema de lubricación, incluidos los siguientes componentes:

  • Bombas, verificando funcionalidad, incluido el caudal;
  • Mangueras y tuberías, incluidas bridas y conectores para identificar obstrucciones y fugas;
  • Sistemas de lubricación automática, que pueden fallar o obstruirse;
  • Lubricadores por anillos y collarín, para verificar funcionalidad;
  • Lubricadores de nivel constante para asegurar un nivel adecuado u obstrucciones de flujo;
  • Sistemas de niebla de aceite, incluidos depósitos, nebulizadores, tuberías, reclasificadores;
  • Aspersores para revisar patrón de pulverización, dirección de pulverización y volumen de flujo; y
  • Lubricadores por goteo y mecha para ajustes de flujo y obstrucciones.

Parámetros y observaciones del proceso del sistema

Reúna la información de los parámetros de proceso recopilada previamente, incluida la temperatura del lubricante, el caudal, el porcentaje de saturación con agua, el conteo de partículas en línea y cualquier otra información medida. Para los motores de combustión interna debe tenerse en cuenta la presencia de humo blanco o negro y otras anomalías operativas. En los sistemas hidráulicos también deben tenerse en cuenta el tiempo de ciclo y la fluencia del cilindro.

Siempre que se retire o sustituya un componente, se debe examinar cuidadosamente. Es particularmente importante inspeccionar los componentes antes y después de la limpieza porque las partículas que se encuentran en cojinetes, engranajes, etc., sin limpiar, pueden ofrecer pistas vitales sobre la verdadera causa raíz de la falla.

Siempre que sea posible, tome fotografías y, cuando sea apropiado, videos para complementar la recolección de evidencia física. Las cámaras digitales actuales permiten al inspector tomar cientos de fotografías de alta resolución sin cargarlas en una computadora.

Del mismo modo, si se analizan microscópicamente piezas, partículas de desgaste u otra evidencia física, capture imágenes siempre que sea posible. Como dice el viejo adagio: Una imagen vale más que mil palabras. Esto es importante durante una investigación de fallas cuando se intenta recopilar pruebas físicas de fallas antes de que se estropeen.

Además de recolectar datos y evidencia física, es necesario entrevistar a operadores, mecánicos, ingenieros, supervisores y gerentes para recolectar la información más suave. De acuerdo con el estándar del DOE, “las entrevistas deben ser de investigación y no de búsqueda de fallas”. Entreviste a las personas más familiarizadas con la máquina y la situación; a menudo esto significa operadores y técnicos de lubricación que trabajan con el equipo a diario. Incluya un recorrido por la máquina si es posible.

Al igual que Peter Falk como el teniente Colombo en el programa de detectives de televisión de 1980 del mismo nombre, estar cerca de la escena del crimen a menudo sirve para refrescar la memoria y traer información útil a la mente consciente. Es importante realizar entrevistas lo más rápido posible.

Con el tiempo, si el incidente no coincide con la idea de un individuo de lo que debería haber sucedido, la mente tiende a distorsionar la percepción que uno tiene de los hechos para ajustarse mejor a su paradigma.

Prepare una lista de preguntas antes de la entrevista para guiar la recopilación de datos, pero deje espacio para pensamientos y discusiones de forma libre. Generalmente, el cuestionario debe revelar información sobre los elementos descritos en la Tabla 1.

Los elementos enumerados no son de ninguna manera una lista exhaustiva de todos los datos posibles del lubricante y el sistema lubricación que podrían recopilarse durante o después de una falla, pero generalmente se aplican a las máquinas lubricadas que se encuentran en la mayoría de las plantas.

Mobley sugiere que la falta de un proceso formal para facilitar el reporte y la recolección de datos de un evento de falla limita severamente la efectividad del RCA. Es sensato crear un formulario específico para los datos sobre el lubricante y el sistema de lubricación que deberían o podrían recopilarse. Nuevamente, consulte los elementos enumerados en la Tabla 1 para obtener orientación.

Tabla 1. Guía de recopilación de información para la investigación

Fase II – Evaluación

La fase de evaluación implica el análisis de todos los datos recopilados para identificar los factores causales. Las principales categorías de causas de falla se detallan en la Tabla 1 junto con algunos ejemplos relacionados con lubricantes o sistemas de lubricación.

Según DOE-NE-STD-1004-92, el objetivo de la fase de evaluación es identificar el problema y su importancia, luego trabajar progresivamente a través de las posibles causas hasta que se definan las causas raíz fundamentales con el más alto nivel de resolución. Esto significa que el evento no se puede reducir más de forma razonable (Figura 2).


Figura 2. Modelo de flujo del proceso de evaluación de fallas

Considere el ejemplo simplificado de una falla de bomba en la Figura 3. Después de determinar que el evento es significativo, se comienza identificando las posibles causas en el primer nivel de la secuencia, eliminando las causas no aplicables dejando solo la causa o causas aplicables a la situación. En nuestro ejemplo, la falla de la bomba podría atribuirse a la bomba, el motor o el acoplamiento; en este caso resultó ser la bomba.

Luego, el proceso pasa al siguiente nivel causal, que en nuestro caso es para determinar si se trataba de una falla en un rodamiento o un impulsor; en este caso son los rodamientos.

El siguiente nivel secuencial es determinar si la falla fue causada por desalineación, contaminación, lubricante degradado, etc. En nuestro ejemplo, basado en datos de análisis de aceite, el rodamiento falló debido al desgaste inducido por contaminación por suciedad.

Figura 3. Árbol de falla de bomba

La suciedad puede entrar o permanecer en el lubricante porque el aceite nuevo está sucio, falta el respirador o es ineficaz, los sellos no los excluyen o el filtro no los está quitando de manera efectiva. En nuestro caso, es una falla de filtro, aquí es donde entra en juego nuestro proceso de evaluación y diagnóstico del sistema. Un filtro puede no funcionar porque está dañado o porque está lleno.

En nuestro ejemplo basado en la evidencia proporcionada por los técnicos de lubricación, el culpable fue un filtro lleno. Un filtro lleno se puede atribuir a la falta de inspección, una inspección ineficaz, una orden de trabajo incompleta para cambiar el filtro, un manómetro de presión diferencial defectuoso o la falta de un manómetro de diferencial de presión. En nuestro ejemplo, nuevamente basado en una inspección del sistema, un manómetro diferencial con falla fue la causa principal de la falla de la bomba. En este caso, la acción correctiva debe ser reemplazar el manómetro e implementar una inspección de rutina para probarlos en el futuro.

Hay numerosas metodologías disponibles para completar este análisis de causa-efecto una vez que se ha identificado una falla y se la considera significativa y digna de mayor investigación. Los métodos varían en su sofisticación, pero todos se enfocan en establecer relaciones claras de causa-efecto. A continuación, se muestra una descripción general de algunas de las técnicas más comunes.

Árbol de análisis de fallas

Posiblemente la técnica más popular y sofisticada para analizar fallas, el análisis de árbol de fallas (FTA, por sus siglas en inglés) es una técnica de razonamiento deductivo que puede emplearse antes de la falla como herramienta de diseño (generalmente junto con o en lugar del análisis de modos y efectos de falla o FMEA), o después del hecho como herramienta de análisis de fallas.

Según la norma internacional IEC 1025, “FTA se ocupa de la identificación y análisis de condiciones y factores que causan o contribuyen a la ocurrencia de un evento indeseable definido, generalmente uno que afecta significativamente el desempeño del sistema, economía, seguridad u otras características requeridas”.

El FTA da como resultado un árbol que comienza con un evento superior y progresa lógicamente hacia abajo hasta que se alcanza el límite de resolución, que revela la causa o causas raíz. Este es el enfoque utilizado en el ejemplo de la Figura 3.

Análisis de causa y efecto

Esta técnica se llama ampliamente análisis de espina de pescado debido al patrón en forma de pez que produce. El análisis típico de causa y efecto identifica factores, métodos y materiales humanos y mecánicos que podrían haber provocado el efecto o que eran indeseables. La técnica del análisis de causa y efecto ha sido criticada por carecer de una descripción clara de la secuencia de eventos.

Otras técnicas descritas en la literatura incluyen: análisis de secuencia de eventos, análisis de eventos y factores causales, análisis de cambios, análisis de barreras, supervisión de la gestión y análisis del árbol de riesgos, evaluación del desempeño humano y el método de resolución de problemas y toma de decisiones de Kepner-Tregoe.

Además de implementar procesos y procedimientos para que el personal interno evalúe los eventos de falla, puede ser necesario involucrar experiencia adicional en el proceso. En algunos casos, especialmente para investigaciones de fallas complejas, es recomendable buscar personas que tengan un conocimiento profundo del proceso de investigación de fallas en sí y que puedan guiarlo para evitar errores.

Del mismo modo, puede ser necesario involucrar a personas que conozcan el tipo de falla particular y/o la (s) causa (s) raíz, nuevamente, para ayudar a acortar el proceso y evitar posibles errores y/u omisiones de hechos y/o pasos del proceso debido a una falta de conocimiento detallado interno.

Las investigaciones de fallas del profesional de la lubricación probablemente caerán en uno de los siguientes tres escenarios:

  1. Aquellos en los que la máquina en sí ha fallado y se sospecha que el lubricante o el sistema de lubricación son la causa principal o al menos una causa contribuyente;
  2. Aquellos en los que la máquina ha fallado debido a alguna otra causa, y el lubricante y el sistema de lubricación ofrecen pistas sobre la naturaleza de la falla; y
  3. Aquellos en los que el lubricante ha fallado o está fallando, la máquina aún no ha fallado, pero está en riesgo de hacerlo.

Las dos primeras categorías son de naturaleza reactiva. Se ha producido un fallo funcional de la máquina y la investigación se centra en comprender el evento para realizar acciones correctivas y evitar que vuelva a ocurrir.

La tercera categoría, sin embargo, es de naturaleza proactiva. Al detectar un lubricante o una falla del sistema de lubricación antes de una falla funcional del sistema lubricado, se pueden tomar medidas preventivas para eliminar el defecto antes de que se produzcan daños o fallas en la máquina.

En la industria se abusa ampliamente del término falla de lubricación. Generalmente se aplica a cualquier falla en la que se sospeche del lubricante. En algunos casos, se asigna por conveniencia simplemente porque no se reveló fácilmente ninguna otra causa.

La lubricación ineficaz a menudo se encuentra en la raíz del desgaste mecánico y las fallas, pero uno debe desarrollar una comprensión más clara de las fallas de lubricación e investigarlas individualmente.

No existe una definición única de falla de lubricación, sino múltiples fallas posibles con múltiples causas posibles. Evalúe cada falla significativa independientemente de las anteriores, evitando la tentación de aplicar casualmente el escenario de una falla anterior a la actual.

Los modos de falla comunes relacionados con la lubricación se describen aquí para brindarle al profesional de la lubricación una comprensión de la variedad de problemas comunes. Las fallas del lubricante o del sistema de lubricación pueden atribuirse a problemas materiales, deficiencias de procedimiento, errores de personal, fallas de diseño, deficiencias de capacitación, problemas de gestión o fenómenos externos, según la naturaleza del evento.

La Tabla 2 mapea las fallas comunes de lubricantes con las diversas áreas problemáticas presentadas en la Tabla 1.

Tabla 2. Hoja de trabajo para el mapeo de fallas de lubricación

Volumen insuficiente de lubricante

Ésta es una categoría amplia. La condición puede detectarse, analizarse y corregirse de forma proactiva antes de que falle la máquina o después, dependiendo de qué tan pronto se detecte la falla. A continuación, se describe una lista parcial de posibles escenarios.

  1. Pérdida volumétrica repentina del lubricante: Es posible que la máquina pierda lubricante rápidamente o que el lubricante se extraiga del sistema de forma rápida y accidental, aunque esto es poco común. Por ejemplo, una ruptura repentina de una manguera o tubería podría atribuirse a problemas de material si la manguera o tubería se fatiga, o a problemas de diseño si el material de la manguera o tubería no se seleccionó correctamente para la aplicación. El problema puede atribuirse a procedimientos inadecuados si no existen instrucciones claras y fáciles de seguir. Hay docenas de escenarios posibles que podrían explicar la pérdida repentina de lubricante.
  2. Niveles bajos: Este escenario es muy común. Por ejemplo, si la máquina está diseñada y/o instalada de tal manera que el técnico de lubricación no puede acceder a puntos de lubricación particulares para reengrasar o rellenar sin efectuar un desmontaje, el trabajo probablemente no se hará sin una parada, lo que puede poner a la lubricación en desacuerdo con los supervisores de producción.

Por el contrario, la falta de una ruta y un procedimiento detallados, junto con el entrenamiento adecuado para llevar a cabo las tareas requeridas, puede ser la causa raíz de los niveles bajos de lubricante. Nuevamente, docenas de posibles escenarios podrían explicar por qué los niveles de lubricante son bajos.

  1. Volumen de suministro insuficiente: Aunque el tanque o el reservorio pueden llenarse hasta el nivel adecuado, es posible que los componentes lubricados no reciban un volumen suficiente de lubricante. Por ejemplo, la bomba puede haber fallado o puede estar fallando, las boquillas de rociado pueden estar obstruidas, el anillo lubricador puede estar dañado, etc. El diseño del sistema de lubricación puede simplemente ser incorrecto para la máquina o la aplicación, o el caudal puede cambiar hasta niveles peligrosamente bajos en grandes sistemas de lubricación para reducir las fugas.

Esto podría ser el resultado de un error de procedimiento si el flujo volumétrico requerido no está claramente definido, un error del personal si el procedimiento no se llevó a cabo correctamente o un error de capacitación si la persona utilizó un juicio deficiente al decidir reducir las fugas a pesar de poner en riesgo a componentes lubricados. También se podría atribuir esta falla a deficiencias de diseño o problemas de materiales que causaron la fuga excesiva en primer lugar. Hay una multitud de posibles escenarios en esta categoría.

Volumen excesivo de lubricante

La lubricación excesiva es común en las máquinas, particularmente en los rodamientos lubricados con grasa.

  1. Aplicado manualmente: La aplicación manual de lubricante en exceso es un problema común, particularmente en rodamientos engrasados. El exceso de engrase de los rodamientos da como resultado daños en el sello exterior, intrusión en el motor donde la grasa causa el deterioro del aislamiento del motor, calor inducido por batido y, en algunos casos, falla rápida del rodamiento en caso de que la grasa altamente presurizada empuje los escudos del rodamiento hacia los elementos rodantes.

    Las razones comunes para aplicar manualmente demasiado lubricante incluyen: Falta de procedimiento, procedimientos que carecen de detalles precisos sobre el volumen y el intervalo de relubricación, desconocimiento del volumen de grasa que entrega la pistola de engrasar o varía de una pistola a otra, técnicos de lubricación que no están debidamente capacitados, sistemas de planificación del trabajo insuficientes, etc.

  2. Aplicado automáticamente: Este es un problema menos común, pero nada inusual. Por ejemplo, si el sistema de lubricación automatizado no incluye un interruptor de relé para cortar la lubricación cuando la máquina se apaga y luego se vuelve a conectar cuando la máquina se pone en marcha nuevamente, entonces los componentes lubricados por el sistema automático son susceptibles de sobre lubricación.

También en un cojinete lubricado por circulación de aceite al cual se le suministra lubricante a un caudal demasiado alto dada la viscosidad y la temperatura de funcionamiento del aceite, la geometría y la velocidad de la máquina, se pueden inducir a latigazos de aceite, causando que el eje se vuelva excéntrico dentro del cojinete.

Lubricante incorrecto

Una vez más, un problema común que podría atribuirse a problemas materiales, deficiencias de procedimiento, errores humanos, fallas de diseño, deficiencias de capacitación, problemas de gestión o fenómenos externos, según la naturaleza del evento. A continuación, se describe una lista parcial de posibles escenarios.

  1. Adición de lubricante incorrecto a la máquina: Un escenario común. Por ejemplo, se puede usar el lubricante incorrecto durante un cambio de aceite o una recarga debido a que los contenedores de transferencia de lubricante están marcados incorrectamente, la máquina está marcada incorrectamente, la orden de trabajo y/o el procedimiento no contenían detalles suficientes y/o el técnico de lubricación no siguió las instrucciones correctamente.

Además, transferir el lubricante a través de mangueras y accesorios comunes (no dedicados) puede provocar la adición involuntaria de aceite incorrecto y, a veces, incompatible. Este último ejemplo también podría clasificarse como falta de exclusión de contaminantes.

  1. Lubricante etiquetado incorrectamente: Aunque es poco común, los lubricantes nuevos ocasionalmente se etiquetan incorrectamente cuando llegan a las instalaciones desde el proveedor. Este escenario suele atribuirse al fabricante o distribuidor durante el proceso de embalaje o entrega. Sin embargo, si la organización cuenta con sistemas internos para protegerse contra tal percance, entonces la falla puede atribuirse a deficiencias de procedimiento, errores humanos, deficiencias de entrenamiento o problemas de gestión.
  2. Se utilizó un lubricante incorrecto durante el llenado inicial: Aunque no es frecuente, este escenario está lejos de ser inaudito. Este problema puede ocurrir con máquinas nuevas o reconstruidas. Como ejemplo, la mayoría de las instalaciones subcontratan la reconstrucción de motores. En ausencia de un requisito claramente definido, la mayoría de los talleres de reconstrucción de motores llenarán los rodamientos con grasa de poliurea, generalmente una excelente opción para motores. Sin embargo, la planta puede usar una grasa de complejo de litio multipropósito para relubricar los cojinetes de los motores. Dado que las grasas de poliurea y complejo de litio no son compatibles; o para el caso, no todos los espesantes de poliurea son compatibles, la grasa comienza a ablandarse considerablemente y rezuma fuera de los cojinetes y en el piso o en los devanados de los motores al mezclarse.
  3. Especificación incorrecta del lubricante: Con frecuencia, el lubricante especificado carece de las propiedades de desempeño necesarias para satisfacer las demandas de la aplicación. Esto es frecuente en particular cuando se utilizan especificaciones de lubricación genéricas, tal vez del fabricante de equipo general (OEM, por sus siglas en inglés) sin considerar cuidadosamente todos los factores, incluidos los del entorno operacional.

Los lubricantes a menudo poseen propiedades que no se requieren y, en algunos casos, son peligrosos en sí mismos. Cuando falten algunas propiedades, podría ser necesario generar una lista detallada de los requisitos de desempeño dados los desafíos del ambiente y la aplicación, y dado el deseo de la organización de ampliar los intervalos de cambio, entre otros requisitos.

Una vez que se compila esta lista detallada, puede ser necesario realizar pruebas exhaustivas para identificar al mejor candidato disponible. Por el contrario, las máquinas a menudo usan lubricantes costosos que poseen propiedades especiales que se desperdician porque la aplicación no las necesita. O bien, el lubricante posee propiedades que pueden causar problemas en sí mismos, como un EP fuerte en una caja de engranajes helicoidales con una corona de bronce. El bronce es susceptible al ataque corrosivo de un aditivo agresivo.

Lubricante contaminado

Esta es quizás la causa más común de desgaste y falla de la máquina. Los contaminantes pueden afectar temporalmente el desempeño del lubricante o catalizar reacciones químicas que cambian materialmente las propiedades físicas, químicas y de desempeño del lubricante. A continuación, se describe una lista parcial de posibles escenarios.

  1. Exclusión ineficaz o insuficiente: Los contaminantes, en sus diversas formas, pueden ingresar a la máquina de muchas maneras. A menudo, la ingestión de contaminantes es altamente controlable con pequeñas modificaciones en el sistema, como mejoras en los sellos o respiraderos, o mediante el desarrollo e implementación de procedimientos apropiados, incluida la capacitación adecuada del personal.

Por ejemplo, el desempeño deficiente del respiradero y la corta vida útil del elemento pueden ser un resultado directo de la ubicación del respiradero, donde es susceptible a grandes cantidades de suciedad o rociado directo de agua durante los lavados de la maquinaria. Con solo añadir una tubería o manguera y colocar el respirador lejos de la ruta directa del agua pulverizada o la fuente de contaminación con partículas puede aumentar considerablemente el nivel de desempeño y la vida útil del elemento.

  1. Eliminación ineficaz o insuficiente: Los sistemas de filtración y separación de contaminantes a menudo fallan o no producen los resultados deseados. Los filtros a menudo están mal ubicados para lograr un control óptimo de la contaminación o pueden tener un tamaño demasiado pequeño, en donde el “Delta P” inicial, o presión diferencial, es demasiado alta para tener alguna esperanza de una larga vida útil del elemento. Igualmente, los sistemas de filtración suelen estar fuera de línea y tienen sus propias bombas, motores, válvulas, mangueras y conexiones que pueden fallar de una forma u otra. La máquina puede estar configurada con una filtración insuficiente o podría requerir una tecnología de separación complementaria para eliminar del aceite el agua, los ácidos, los lodos, etc.
  2. Resistencia insuficiente – Ocasionalmente, surge una situación en la que el lubricante reacciona o coexiste deficientemente con contaminantes que no se pueden controlar completamente en la máquina. Por ejemplo, los compresores de gas natural deben separar eficazmente el gas natural del lubricante en el post enfriador.

El gas natural a base de hidrocarburos es soluble en aceite mineral, aceites sintéticos a base de hidrocarburos (Polialfaolefinas) y muchos fluidos a base de ésteres. Sin embargo, no se disuelve fácilmente en lubricantes a base de poli glicol, una buena opción para esta aplicación.

El agua hidroliza los fluidos a base de éster, creando un ambiente ácido. Los fluidos a base de ésteres susceptibles, como los diésteres y los ésteres fosfatados, deben evitarse donde no se pueda eliminar el agua, a menos que, por supuesto, la seguridad indique el uso de un éster fosfatado para brindar resistencia al fuego.

Falla de lubricante

Los lubricantes no duran para siempre. Eventualmente se desgastan y deben cambiarse o recuperarse. Sin embargo, si la tasa de degradación del lubricante es más corta de lo normal, es posible que el lubricante haya estado defectuoso cuando era nuevo o una nueva función estresante haya aumentado la tasa de degradación.

  1. Falla del aceite base – Las bases lubricantes por lo general se degradan debido a la oxidación. Las altas temperaturas pueden acelerar el proceso o incluso degradar el aceite base en un entorno sin oxígeno. De igual forma, la exposición a productos químicos incompatibles puede producir efectos indeseables sobre el lubricante. A veces, el grado en que ocurre la degradación del aceite base se vuelve intolerable porque la administración busca extender los intervalos de drenado.

En otros casos, los factores operacionales o ambientales aumentan el estrés sobre el lubricante. En ambos casos es necesario actualizar el lubricante. Empiece por detallar los niveles de desempeño requeridos en relación con los nuevos objetivos del lubricante y/o las nuevas tensiones a las que está expuesto el lubricante. Puede ser necesario realizar pruebas especializadas en los aceites candidatos para determinar cuál funcionará mejor dados los requisitos y las tensiones relacionadas con la aplicación.

En el caso de que una sustancia química incompatible produzca una reacción indeseable, será necesario realizar una investigación exhaustiva del sistema y el entorno en relación con el fluido para determinar qué reacción podría haber ocurrido. En esta situación es imperativo recolectar muestras del subproducto de reacción (es decir, lodos, costras, depósitos, etc.), si existen. Lo más probable es que el secreto de la reacción se encuentre en el resultado. Una investigación sobre una falla de aceite base lubricante, ya sea para detectar un problema externo o para seleccionar un producto más apropiado para la aplicación, a menudo requiere una lista de pruebas detallada y especializada y un diseño experimental sólido.

  1. Falla del aditivo: Como en el caso de la degradación/agotamiento del aceite base, puede surgir un problema debido a cambios en la demanda o debido a una nueva función estresante. Hoy en día, los drenados de aceite se están ampliando a nuevas extensiones, especialmente en grandes equipos rotativos. Esto a menudo lleva al lubricante a períodos de servicio nuevos y no probados. Asimismo, las formulaciones de lubricantes se cambian con frecuencia para satisfacer las necesidades de los nuevos tipos de aceite base, etc.

En algunos casos, la nueva formulación no es totalmente compatible con el aceite en servicio, y este problema tarda algún tiempo en aparecer. Cuando los lubricantes se almacenan incorrectamente, los aditivos pueden degradarse o condensarse (precipitarse) fuera del aceite. Independientemente de la naturaleza del problema, la deficiencia de aditivos es algo grave. Los aditivos proporcionan o mejoran muchas de las propiedades de desempeño del lubricante.

Puede ser necesario realizar pruebas de lubricantes detalladas y fuera de lo común para revelar un problema de aditivos y desarrollar una solución adecuada. Al igual que la degradación del aceite base, una investigación sobre la falla de un aditivo lubricante, ya sea para detectar un problema externo o para seleccionar un producto más apropiado para la aplicación, a menudo requiere la selección de una lista de pruebas detallada y especializada y un diseño experimental sólido.

  1. Falla del espesante de la grasa: Cada espesante de grasa tiene ventajas y desventajas. Algunos resisten el estrés térmico, otros resisten el lavado con agua, otros no se cortan fácilmente, etc. Por ejemplo, si la grasa permanece durante largos períodos de tiempo en líneas de distribución largas que corren adyacentes a una máquina caliente, el lubricante puede separarse del espesante y apelmazar la línea, o el lubricante puede llegar a su punto de goteo (la temperatura a la que la grasa pasa permanentemente de un estado semisólido a uno fluido).

En este caso, la línea podría ser reubicada para corregir el problema, o la grasa podría necesitar ser reevaluada para lidiar con el estrés ambiental. Nuevamente, una investigación sobre la falla de un espesante de grasa ya sea para detectar un problema externo o para seleccionar un producto más apropiado para la aplicación, puede requerir la selección de una lista de pruebas detallada y especializada y un diseño experimental sólido.

Generación de partículas por desgaste anormal

El análisis de partículas de desgaste es una evaluación de la máquina y se puede emplear para ayudar a evaluar las fallas de la máquina, ya sea que se sospeche o no que el lubricante es la causa principal. El poder de la técnica radica en el hecho de que una partícula de desgaste generada por una máquina defectuosa o deficiente es la imagen espejo de la superficie del componente que generó la partícula.

Las partículas se pueden extraer del fluido, el filtro o el efluente de los separadores centrífugos para definir su metalurgia y analizar numerosos aspectos cualitativos de la apariencia de la partícula. Las pruebas de análisis de partículas de desgaste comunes incluyen espectroscopía de emisión atómica, análisis de densidad ferrosa y microscopía óptica. Sin embargo, durante las investigaciones de fallas, a menudo es aconsejable emplear espectrometría por fluorescencia de rayos X especializada, microscopía de escaneo electrónico, cristalografía de rayos X y otras pruebas metalúrgicas detalladas.

Fase III – Acciones correctivas

Para mejorar efectivamente la confiabilidad y la seguridad, el proceso de análisis causa raíz debe producir acciones correctivas. Estas acciones correctivas deben estar orientadas a prevenir la recurrencia del problema, pero también debe ser factible su implementación y permanecer dentro de la misión de la organización, sin introducir nuevos riesgos que se consideren inaceptables.

Antes de tomar una acción correctiva, la organización debe considerar las consecuencias de implementar las acciones versus las consecuencias de no implementarlas. Además, la organización debe considerar los costos de capital, los costos de ingeniería, los costos de capacitación, los costos operativos, los costos basados ​​en el riesgo y otros costos relacionados con los beneficios asociados con la eliminación de la recurrencia de la falla multiplicado por la probabilidad de que las acciones correctivas resulten efectivas.

Fase IV – Informar

Es necesario informar a todas las partes de la corrección, particularmente los cambios que les afectarán. Esto incluye personal de gerencia, supervisores, ingeniería, operaciones y mantenimiento, así como proveedores, consultores y subcontratistas afectados. También es apropiado notificar a otras ubicaciones dentro de la empresa sobre los hallazgos y recomendaciones del proceso de RCA para que puedan evaluar la información relativa a su situación única e implementar las acciones correctivas cuando corresponda.

Si la falla es crítica para la seguridad o el medio ambiente, otras organizaciones dentro y fuera de la industria deben ser notificadas de los hallazgos. Sí, incluso los competidores deben ser notificados: es un buen comportamiento ciudadano corporativo hacerlo y es el único escenario ético.

Fase V – Seguimiento

Es necesario realizar un seguimiento para asegurarse de que las acciones correctivas se implementaron correctamente, funcionan según lo previsto y, de hecho, se ha eliminado el problema. Si el problema se repite, reevalúe la ocurrencia original para determinar por qué las acciones correctivas no fueron efectivas. Identifique y analice la diferencia entre el primer y segundo evento para ver qué ha cambiado y realice los ajustes necesarios para revisar las acciones correctivas originales, o agregue correcciones adicionales para abordar los problemas causados ​​por una de las diferentes variables.

Los lubricantes y el sistema de lubricación pueden fallar de muchas formas diferentes. Estas fallas pueden atribuirse a problemas con el material, los procedimientos, el personal, el diseño, las deficiencias de capacitación, la administración y/o fenómenos externos.

Del mismo modo, cuando una máquina falla por otras razones, el lubricante o el sistema de lubricación ofrece pistas sobre la falla y los eventos que la provocaron. En muchos casos, el lubricante ofrece la única forma razonable de evaluar lo que sucedió en la superficie del componente antes de la falla, porque el componente en sí mismo suele estar destrozado y comprometido durante las últimas etapas de la falla.

La mayoría de las organizaciones que dependen de equipos pesados ​​para lograr su misión tendrán dificultades para igualar la propuesta de valor que ofrece la excelencia en lubricación de precisión. Las fallas del lubricante y el sistema de lubricación suelen ser de tipo crónico y recurrente. Por suerte, generalmente se pueden descubrir, analizar y corregir con una inversión mínima de recursos, lo que los convierte en un objetivo perfecto para las iniciativas de mejora del desempeño.

Los profesionales de la lubricación deben buscar una comprensión de los procesos de análisis causa raíz. Los métodos son generalmente sencillos e intuitivos. Están ampliamente disponibles normas, libros y artículos de expertos en el tema, algunos de los cuales se pueden encontrar de forma gratuita en Internet. Aprenda estas habilidades e intégrelas con su conocimiento de lubricantes y sistemas de lubricación para convertirse en el mejor detective de fallas y oportunidades de su organización.

Referencias

  1. Brousard, S. (1994, noviembre). Convertirse en un detective de confiabilidad de equipos: preservar los datos de fallas. Revista Reliability.
  2. Departamento de Energía. (1992). “Documento de orientación de análisis de causa raíz (DOE-NE-STD-1004-92)”. Washington, DC: Imprenta del Gobierno de EE. UU.
  3. Comisión Electroquímica Internacional (1990). “Análisis del árbol de fallas (IEC 1025)”. Ginebra, Suiza.
  4. Mobley, RK (1999). “Análisis de causa raíz de falla”. Woburn, Mass.: Butterworth-Heinemann.
  5. Palady, P. y Olyai, N. (2002, agosto). El fracaso del estatus quo en la resolución de problemas. Quality progress, págs. 34-39.
  6. Troyer, D. (2000, mayo-junio). Cómo lubricar su proceso FMEA. Revista Practicing Oil Analysis, págs. 43-52.

 

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