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Las fallas industriales: un amplio mundo

Jul 2, 2023 | Articulo

De acuerdo a la norma COVENIN 3049 (1993:4) define la falla “como un evento no previsible, inherente a los sistemas productivos que impide que estos cumplan función bajo condiciones establecidas o que no la cumplan”, específicamente las fallas industriales.

Clasificación de las fallas

Existen diversos tipos de fallas, y se pueden clasificar de acuerdo a su naturaleza:

Fallas de acuerdo a su alcance

  • Parciales: afectan la capacidad del equipo, la función se cumple, pero de manera parcial.
  • Totales: impiden totalmente el funcionamiento del equipo, por la imposibilidad absoluta de cumplir con la función.

Fallas de acuerdo a la rapidez de propagación

  • Progresivas: la degradación del equipo es observable en el tiempo.
  • Súbitas: ocurren en lapsos de tiempo muy cortos no previsibles por inspección.

Principales tipos de fallas mecánicas

Las fallas de piezas mecánicas se suelen clasificar en familias, caracterizadas por procesos de degradación de causa bien diferenciados:

Debidas al estado del material

Por defectos de fabricación:

  • Porosidad en piezas fundidas.
  • Esfuerzo residual en piezas mecanizadas.
  • Sobrecalentamiento de soldadura.
  • Soldadura bajo condiciones inapropiadas.
  • Tratamientos térmicos defectuosos.

Por defectos durante el montaje:

  • Torques inapropiadas en tornillos.
  • Golpes a rodamientos.
  • Ralladuras en superficies de apoyo.
Fallas debidas al funcionamiento
  • Golpes accidentales durante reparaciones o procesos.
  • Sobrecargas con generación de deformaciones permanentes (tracción, flexión, etc.).
  • Fatiga por presencia de esfuerzos dinámicos no considerados. Es decir, fallas sin deformación aparente.
  • Desgaste por excesiva presión con desprendimiento de cascarilla.
  • Fatiga térmica, producto de dilataciones y contracciones continúas.
  • Creep, debido a deformaciones por efectos de cargas de larga duración o por efectos térmicos.
  • Desgaste como consecuencia de rozamiento.
  • Abrasión por partículas contaminantes duras.
  • Erosión por impacto de partículas sólidas proyectadas a alta velocidad.
  • Como efecto secundario de fenómenos de corrosión.

Proceso evolutivo de las fallas

Las dos formas básicas en que se manifiesta una falla son:

Fallas por degradación progresiva

Este tipo de fallas se producen en forma progresivo, bien sea por desgaste normal o por desgaste inducido. Principalmente, debido a imperfecciones durante el diseño, o errores durante la instalación o el mantenimiento. Estas ocurren durante un periodo de tiempo considerable, que permite su detección a través inspecciones predictivas, utilizando los cinco sentidos o dispositivos tecnológicos.

Las fallas potenciales, son fallas por degradación progresiva, que pueden ser detectadas estableciendo intervalos de inspección, de acuerdo a su patrón de comportamiento y tiempo de duración desde su aparición, hasta los límites de la falla funcional; permitiendo tomar acciones correctivas que eviten la falla funcional y las consecuencias asociadas.

Fallas súbitas

Son fallas repentinas, las cuales no dan síntomas que advertían de una posible falla en progreso, no dando tiempo suficiente para tomar acciones que eviten la falla funcional y sus consecuencias.

Para evitar las conciencias de este tipo de falla, las acciones estarán dirigidas a:

  • Instalación de dispositivos de protección.
  • Disposición de sistemas de contención.
  • Uso de equipos de respaldo o sistemas redundantes.

La implementación o alcance de estas acciones, dependerá de la importancia del sistema o equipo en el proceso, su costo de adquisición o restauración y su impacto sobre el negocio.

Para analizar el impacto en el negocio se deberá analizar los riesgos de afectación en la seguridad, la salud y el ambiente, las perdidas asociadas a la producción y las ventas y los costos de mantenimiento. diferentes de tasa de fallas, según el tipo de máquina que estemos utilizando.

Patrones de las curvas de tasas de averías

En particular, se ha demostrado que para muchos equipos existe muy poca relación entre el tiempo de operación y la probabilidad de falla.

Para los patrones de falla A, B y C, la probabilidad de falla aumenta con la edad hasta alcanzar un punto en el que es conveniente reemplazar el componente antes de que falle y así reducir su probabilidad de falla. En el caso de los componentes que presentan una probabilidad de falla del modelo E, reemplazar el componente no mejorará en ningún caso su confiabilidad, ya que el nuevo elemento tendrá la misma probabilidad de falla que el antiguo. Si el patrón de falla al que se ajusta el componente es el F, reemplazar el elemento a intervalos fijos por un componente nuevo, no sólo no mejorará la confiabilidad, sino que aumentará la probabilidad de falla, ya que en la “infancia” presenta más mortalidad que en la vejez.

Para los elementos que ajusten su tasa de fallas a este patrón F, un mantenimiento planificado a intervalos fijos aumentará las posibilidades de falla, ya que el equipo nuevo presentará más probabilidad de falla que el antiguo. Por ese motivo existe una tendencia generalizada a “mantener lo mínimo posible”, debido a que cualquier operación de mantenimiento realizada puede aumentar la probabilidad de falla.

Para eliminar las fallas, hay que eliminar sus causas, lo que implica conocerlas. Existen herramientas como el Análisis Causa-Raíz que ayudan a identificar y eliminar las causas de las fallas.

Niveles de fallas

Niveles de Prioridad Falla

  • Nivel de Sistema/Proceso: afecta funciones, con las que la instalación o negocio, al cual pertenece, cumple con su propósito (producción, calidad, Seguridad, etc.).
  • De Equipo: afecta funciones, con la que el sistema/proceso, al cual pertenece, cumple con su propósito.
  • Nivel de Componente: afecta funciones, con la que el equipo, al cual pertenece, cumple con su propósito.

Importancia de analizar fallas

El análisis de fallas es un examen sistemático de la pieza o componente dañado para determinar la causa raíz de la falla y usar esta información para mejorar la confiabilidad del medio productivo.

Fallas Crónicas o Repetitivas

Falla frecuente que ha sido aceptada como normal. Por lo general, se programa el costo de realizar la actividad correctiva, como preventiva.

Estas fallas se caracterizan por:

  • Alta frecuencia / baja consecuencia.
  • Típico de equipos rotativos.
  • Estudios basados en “confiabilidad”.
  • La falla = perdida de la función.

Fallas Eventuales o Esporádicas

Generalmente, las fallas eventuales son aleatorias, de mediana o alta criticidad, permanece corto tiempo y su costo es significativo.

Estas fallas se caracterizan por:

  • Baja frecuencia / alta consecuencia.
  • Típico de equipos estáticos.
  • Estudios basados en riesgo.
  • La falla = perdida de la integridad mecánica.

Resumen

Las fallas industriales son fenómenos a la orden del día para cualquier empresa. Por eso, es importante el mantenimiento industrial. Este nos ayudará a mantener los equipos en estado óptimo por un buen periodo de tiempo. Para esto, existen diversos tipos de mantenimiento, como puede ser el mantenimiento predictivo, preventivo o reactivo. Sin embargo, elegir un plan de mantenimiento también dependerá de la situación específica de la empresa.

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