Determinación del estado de los componentes críticos para el funcionamiento de una máquina o dispositivo mecánico

En el desarrollo de acciones de mantenimiento, es fundamental establecer el estado de componentes críticos para el funcionamiento de la maquina o dispositivo mecánico. Este tipo de tareas de inspección o control de calidad, también son necesarias en muchos procesos de fabricación, para establecer la calidad final de algunos productos.

Estas acciones ya sean en el ámbito productivo o en acciones de mantenimiento, implican la aplicación de técnicas de inspección de materiales denominadas ensayos no destructivos, también llamados END o en inglés NDT de nondestructive testing.

Este tipo de ensayos no alteran de manera permanentes las propiedades físicas, químicas, mecánicas o dimensionales de la pieza. Los diferentes métodos de ensayos no destructivos se basan en la aplicación de fenómenos físicos tales como ondas electromagnéticas, acústicas, elásticas, emisión de partículas subatómicas, capilaridad, absorción y cualquier tipo de prueba que no implique un daño considerable a la muestra examinada.

Un ejemplo de este tipo de ensayo, es el ensayo por líquidos o tintas penetrantes, el cual permite identificar defectos en las piezas tales como grietas, poros o defectos de procesos de soldadura efectuados en el proceso de fabricación de la pieza. En la ilustración se puede evidenciar una grieta que afecta la funcionalidad, resistencia y calidad de la pieza. Estos defectos que indudablemente son generadores de fallas mecánicas, deben ser identificados en la fase de control del estado de los bienes, por medio de ensayos no destructivos.

Otros ensayos no destructivos comúnmente empleados a nivel industrial son: análisis de aceite, análisis de vibraciones, análisis de ruido, corrientes inducidas, termografía, inspección por líquidos penetrantes, inspección por partículas magnéticas, inspección por ultrasonido, radiografía y ultrasonido.

2.INTRODUCCIÓN

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3.1 Actividades de Reflexión inicial.

Los procesos de fabricación, constituyen un conjunto de operaciones unitarias, tareas que son inherentes a cada fase del proceso de fabricación y que tiene como objetivo modificar las características de las materias primas para obtener un producto final que satisface una necesidad.

El proceso de producción implicara entonces el desarrollo de una serie de etapas macro, sobre las cuales se sustenta el proceso productivo y que lógicamente incluyan tareas específicas. El proceso de producción se describe de forma general en la siguiente ilustración:

Analizado desde el punto de vista del mantenimiento y en función del sistema de mantenimiento ejecutado (mantenimiento predictivo, mantenimiento preventivo), es evidente la importancia de tomar acciones de control de calidad o inspección de elementos, con el objetivo de identificar aspectos que impliquen la falla de algún producto.

Partiendo de los conocimientos previos y empleando la estructura grafica anterior, analice el proceso de fabricación de un elemento mecánico (elementos de maquina vital para su funcionamiento) mediante procesos de arranque de viruta o proceso de soldadura.

Evalúe la importancia de cada etapa y tareas específicas del proceso de fabricación del elemento mecánico y establezca las implicaciones que puedan representar sobre la funcionalidad, calidad y seguridad del elemento fabricado.

Reflexione sobre las consecuencias que tendría emplear un producto sin que haya pasado por un proceso de control de calidad.

Compare dos casos hipotéticos, uno donde omite la inspección del producto final y el otro se inspecciona el producto final por medio de ensayos no destructivos “END”. Evalúe las consecuencias, de tipo funcional, seguridad, implicaciones para las acciones de mantenimiento.

3.2 Actividades de contextualización e identificación de conocimientos necesarios para el aprendizaje.

3.ESTRUCTURACION DIDACTICA DE LAS ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE

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Actividad de aprendizaje: Fundamentación sobre Ensayos No Destructivos

Los Ensayos No Destructivos (END) son herramientas fundamentales en el Control de Calidad o Garantía de Calidad de materiales, soldaduras, equipos, piezas o partes, verificación de montajes, desarrollo de procesos y para la investigación. La mayor parte de los END se diseñan para descubrir discontinuidades, tras lo cual hay que decidir si éstos son significativos o no de acuerdo con estándares de aceptación (códigos).

Los Ensayos No Destructivos son aplicables en conjunto para detectar todos los tipos de discontinuidades, eso quiere decir que el uso de un ensayo no excluye el uso de otros.

En general los ensayos no destructivos proveen datos menos exactos acerca del estado de la variable a medir que los ensayos destructivos. Sin embargo, suelen ser más baratos para el propietario de la pieza a examinar, ya que no implican la destrucción de la misma. En ocasiones los ensayos no destructivos buscan únicamente verificar la homogeneidad y continuidad del material analizado, por lo que se complementan con los datos provenientes de los ensayos destructivos. La amplia aplicación de los métodos de ensayos no destructivos en materiales se encuentran resumidas en los tres grupos siguientes:

 Defectología. Permite la detección de discontinuidades, evaluación de la corrosión y deterioro por agentes ambientales; determinación de tensiones; detección de fugas.

 Caracterización. Evaluación de las características químicas, estructurales, mecánicas y tecnológicas de los materiales; propiedades físicas (elásticas, eléctricas y electromagnéticas); transferencias de calor y trazado de isotermas.

 Metrología. Control de espesores; medidas de espesores por un solo lado, medidas de espesores de recubrimiento; niveles de llenado.

Como actividades de contextualización e identificación de conocimientos necesarios para el aprendizaje desarrolle los siguientes puntos:

1 Establezca según la necesidad de fabricación (Elemento mecánico), que posibles pruebas de inspección ya sea durante la producción o en la ejecución de tareas de mantenimiento, se pueden ejecutar para establecer la calidad o estado del elemento.

2. Establezca y clasifique que pruebas se ejecutan en el ámbito industrial (Producción y mantenimiento) para verificar la calidad y estado de elemento o dispositivos mecánicos.

Entregue un informe como evidencia del desarrollo de los puntos anteriores. Mediante LMS

3.3 Actividades de apropiación del conocimiento (Conceptualización y Teorización).

Actividad de aprendizaje: Procedimientos técnicos para ejecutar Ensayos No Destructivos

1. Construya un cuadro sinóptico, en el cual estructure de forma gráfica los conceptos, principios, tipos y características de los ensayos no destructivos.

2. Partiendo de la hipótesis, de que la clasificación de las pruebas no destructivas se basa en la posición en donde se localizan las discontinuidades que pueden ser detectadas y según el desarrollo del punto 1, construya una clasificación básica tenido como parámetros de agrupación las Pruebas no

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destructivas superficiales, Pruebas no destructivas volumétricas, Pruebas no destructivas de hermeticidad y pruebas no destructivas genéricas (Análisis de temperatura, análisis de lubricantes, análisis de vibraciones, análisis de corrientes inducidas).

3. Analice las características, aplicaciones y principios de los ensayos no destructivos. Socialice dichos conceptos con el objetivo de enriquecer el conocimiento a nivel de grupo.

4. Establezca los procedimiento técnicos para desarrollar las siguientes procesos:

 Inspección por tintas penetrantes.

 Análisis de vibraciones.

 Análisis por perfil termográfico.

 Análisis de lubricantes.

 Análisis de parámetros eléctricos

 Otros tratamientos

5. Una vez desarrollado el procedimiento de inspección por tintas

penetrantes en una brida, se obtiene el siguiente resultado

(Imagen adjunta). Analice el resultado gráfico y realice un

informe detallado que le permita analizar las posibles causas (de

fabricación, de tratamiento térmicos, otros) y consecuencias que

se

pueden desprender de emplear piezas con defectos como los

evidenciados en la imagen.

6. En la actualidad, múltiples dispositivos permiten analizar las vibraciones

presentes en la operación de una máquina, estas herramientas permiten

a los operarios de mantenimiento obtener gráficos que deben

interpretarse para establecer el estado operacional de la maquina en

términos de las vibraciones generadas.

Tomando como referencia la siguiente tabla de espectros , analice los casos descritos en términos de la amplitud y la frecuencia:

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a. Actividades de transferencia del conocimiento.

3.4 Actividad de aprendizaje: END aplicados a la producción y al mantenimiento

1. Evalué una máquina del ambiente de aprendizaje o laboral, establezca sus componentes críticos según manual de fabricante o identificación física en la máquina y enliste las posibles fallas que sobre dichos componentes se podrían presentar.

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Analice los efectos de las posibles fallas, las implicaciones sobre el proceso productivo, la causa raíz y las posibles acciones de mantenimiento, encaminadas evitar la aparición de la falla.

Establezca según los posibles ensayos mencionados en la introducción, cuales son aplicables en el análisis delos componentes identificados de la máquina y/o establezca que ensayos son más indicados para analizar el estado de algunos componentes según su estructura o función específica.

2. Investigue sobre la inspección de piezas, elementos o dispositivos mecánicos empleando la técnica de tintas penetrantes, realice un registro fotográfico detallado que le permitan construir un instructivo técnico. También adjunte en un informe los resultados y conclusiones de la práctica.

3. Realice un monitoreo en el ambiente laboral o de formación que le permita establecer el perfil termografíco para algunas máquinas, redes eléctricas industriales, automatismos eléctricos y equipos que están sometidos a cambios de temperatura durante su funcionamiento. Interprete los gráficos de termografía para ubicar en la maquina el sitio donde hay una posible falla o donde se presentan picos térmicos, analice estos resultados y establezca las causas, elemento y consecuencias que puede tener sobre el objeto o la maquina esta aumento localizado de temperatura.

Realice un informe con el desarrollo de los puntos anteriores. Envíelo mediante el aplicativo LMS.

4. Actividades adicionales sugeridas en función de la disponibilidad de los recursos (herramientas – maquinas necesarias)

 Realizar el análisis de vibraciones para diferentes elementos en las maquinas rotativas, analice el resultado y establezca conclusiones.

 Recoger muestras de aceite a los equipos que usan aceite de acuerdo con los procedimientos establecidos, analice la muestra con respecto a una muestra virgen del lubricante, realice el análisis correspondiente y establezca conclusiones.

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b. Actividades de evaluación. Evidencias de Aprendizaje Criterios de Evaluación Técnicas e Instrumentos de Evaluación

Evidencias de Conocimiento :

Informe digital con el desarrollo de las “Actividades de apropiación del conocimiento”

Evaluación de conocimientos

Establece con precisión procedimientos para tomar gráficos de vibraciones para diferentes elementos en las maquinas rotativas para establecer condiciones de operación de la máquina.

Establece adecuadamente procedimientos de análisis de vibraciones como herramienta de diagnóstico en las máquinas y equipos para realizar monitoreo de condición a los equipos.

Inspecciona responsablemente las variables electromecánicas de operación y las compara con los valores de diseño de la máquina para tomar acciones

Establece procedimientos para utilizar responsablemente el ultrasonido activos y pasivos de acuerdo al uso particular para la detección de defectos, medición de espesores y detección de fugas.

Técnica: valoración de productos.

Instrumento: lista de chequeo.

Evidencias de Desempeño:

Informe digital donde se desarrollen las “Actividades de transferencia del conocimiento” y lista de chequeo para evaluar el desempeño en las acciones prácticas.

Utiliza adecuadamente las tintas penetrantes de acuerdo con las aplicaciones pertinentes para los diferentes usos particulares

Realiza monitoreos de termografía para máquinas, redes eléctricas industriales, automatismos eléctricos y equipos que están sometidos a cambios de temperatura durante su funcionamiento para determinar las condiciones de operación de los mismos

Interpreta gráficos de termografía para ubicar en la maquina el sitio donde hay una posible falla para tomar acciones correctivas o preventivas y evitar que la falla se suceda.

Opcionales:

Recoge adecuadamente muestras de aceite a los

Técnica: valoración de productos.

Instrumento: lista de chequeo.

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equipos que usan aceite de acuerdo con los procedimientos establecidos.

Interpreta asertivamente el análisis de aceite para diagnosticar desgaste en elementos de máquinas.

Evidencias de Producto:

- El informe evidencia la evaluación de la maquinaria, de elementos críticos y propone diferentes pruebas o END.

- El informe cumple con las normas técnicas y de presentación.

Técnica: valoración de productos.

Instrumento: lista de chequeo.

Expógrafo, marcadores, equipo multimedia, kit para análisis por tintas penetrantes, cámara termografía, analizador de vibraciones, manuales de operación de los equipos.

Ensayo no destructivo, Análisis de lubricantes, Análisis de ruido, Corrientes inducidas, Termografía, Inspección por líquidos penetrantes, Inspección por partículas magnéticas, Inspección por ultrasonido, radiografía y ultrasonido, Espectro.

http://es.wikipedia.org/wiki/Mantenimiento_productivo_total

http://es.wikipedia.org/wiki/Ensayo_no_destructivo

http://www.juntadeandalucia.es/averroes/~41001719/mei/m11/documen/Tutorial_Vibraciones.pdf

http://pad.rbb.usm.cl/doc/13264297/99993_VIBRACIONES_MECANICAS/Mantenimiento_Predictivo.pdf

Instructor Iván Andrés Ríos Güiralez - Instructor Luis Felipe Arias Florez

4.RECURSOS PARA EL APRENDIZAJE

5.GLOSARIO DE TERMINOS

6.BIBLIOGRAFÍA/ WEBGRAFÍA

7.CONTROL DEL DOCUMENTO (ELABORADA POR)

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