Modos de Fallas

Vista previa del material en texto

TRABAJO PRÁCTICO N° 5 
 MODOS DE FALLAS 
Estudiante: ARAYA, Samira Yael 
 MOYANO, Mainque Nehuen 
 SIGGIA, Federico Martín 
Asignatura: Mantenimiento de Equipos 
Profesor: FERNÁNDEZ, Santiago Rodolfo 
Curso: 4° 1° CS TÉCNICO ELECTROMECÁNICO 
Institución: Centro de Educación Técnica N° 9 
 
NOVIEMBRE 2022 
 
 
 
Página 1 
ACTIVIDAD 1: MODOS DE FALLAS 
Lea el Capítulo 4 de RCM II (Moubray, J) y el Apunte 1 y responda las siguientes 
preguntas: 
a) ¿Qué es un modo de falla? Explique por qué es importante identificar los 
modos de fallas en equipos, máquinas e instalaciones. 
b) ¿Cuáles son las causas por la que una máquina o equipo pierde capacidad 
de funcionamiento? Explique. 
c) Ordene las siguientes actividades: Planificación del Mantenimiento - 
Identificación de los modos de fallas - Identificación de las fallas funcionales 
- Identificación de los Efectos de Fallas. 
 
ACTIVIDAD 2: FATIGA, CORROSIÓN Y LUBRICACIÓN 
En base al material de consulta de esta actividad, responda: 
a) ¿Cómo entiende la Fatiga? 
b) ¿Cómo afecta la vida útil de los componentes afectados por fatiga? 
c) Considere las siguientes curvas de Wholer, y diga cuál es la vida esperada a 
400 MPa y 200MPa para el acero y el aluminio. 
 
d) Explique que es la corrosión. ¿Cómo afecta la corrosión a los equipos e 
instalaciones? ¿Cómo se puede prevenir? 
e) ¿Cómo se ve afectada la vida útil de los equipos e instalaciones si esta 
presenta la fatiga combinada con corrosión? 
f) Como entiende el rol de la lubricación en la vida útil de los equipos. ¿Cómo 
es la relación costo-beneficio con el mantenimiento? 
 
 
Página 2 
 
ACTIVIDAD 3 
Entre los siguientes equipos, elija uno e investigue: 
a) La función del equipo. 
b) Las piezas y partes fundamentales. 
c) Los modos de fallas que pueden sufrir y en base a esto qué medidas se 
tendrían que tener en cuenta en un Plan de Mantenimiento Preventivo. 
 
RESPUESTAS 
ACTIVIDAD 1 
a) Un modo de falla está definido como una causa o posible manera en la que 
un activo físico, sistema o proceso puede fallar. Cuando estos últimos 
mencionados tienen muchas maneras posibles de fallar, poseen múltiples 
modos de falla o riesgos que compiten. Es por eso que, mientras más 
complejo es éste, más posibilidades tiene de fallar. 
 
 
b) Las causas principales por las que un equipo pierde su capacidad de 
funcionamiento son las siguientes: 
Deterioro: Todo activo físico que desempeña una función, y está en contacto 
con el mundo real, está expuesto a diversos esfuerzos. Estos esfuerzos 
causan que el activo se deteriore, disminuyendo así su capacidad. Con el 
pasar del tiempo, la resistencia del activo se reduce tanto que no puede 
seguir cumpliendo con el funcionamiento deseado, finalmente fallando. El 
deterioro cubre todas las formas de desgaste normal (fatiga, corrosión, 
abrasión, erosión, evaporación, degradación de aislantes, etc.). 
Fallas de lubricación: La lubricación se asocia con dos tipos de modos de 
falla. La primera tiene relación con la falta de lubricante, y la segunda con una 
falla del lubricante en sí. 
Polvo o suciedad: La tierra o el polvo son una causa de falla muy común ya 
que interfieren directamente con las máquinas haciendo que se atasquen, se 
 
 
Página 3 
obstruyan o se traben. Por otro lado, la suciedad también causa problemas 
en la calidad de los productos, ya sea porque se introduce entre los 
mecanismos de sujeción de las máquinas herramientas, causando 
desalineaciones, o porque entra dentro de productos alimenticios o 
farmacéuticos, o en los sistemas de lubricación de las máquinas. 
Desarme: Si los componentes se caen o salen de las máquinas, si los 
conjuntos o máquinas enteras se desarman, las consecuencias 
generalmente son serias, por lo que debe ser registrado como modo de falla 
relevante. 
Errores humanos que reducen la capacidad: Como se expresa, este modo 
se refiere a aquellos errores que reducen la capacidad del proceso hasta que 
le es imposible funcionar según los requerimientos del usuario. 
 
c) 
 
 
 
ACTIVIDAD 2 
a) La fatiga de los materiales es un proceso de desgaste que se produce en los 
elementos mecánicos cuando se someten a cargas variables, por más que 
éstas fueran inferiores a las que producirían la rotura ante una carga 
constante. En pocas palabras, podemos decir que es un proceso de cambio 
estructural permanente, progresivo y localizado que se produce en algún 
punto del material sujeto a condiciones que producen tensiones y 
deformaciones fluctuantes, que conllevan a agrietamientos o la fractura 
completa. 
 
b) Aquellos materiales expuestos a tensiones o deformaciones constantes 
tendrán una vida útil notablemente reducida como consecuencia de la 
fatiga, y llegado tal punto, sufrirán daños permanentes e irreparables. 
 
c) 
 
 
Página 4 
Acero Aluminio 
400 mPa ⇒ Nf = 105 
Vida esperada = 1000000 
400 mPa ⇒ Nf = 103.5 
Vida esperada = 3162 
200 mPa ⇒ Nf = x 
Vida esperada = Infinita 
200 mPa ⇒ Nf = 106 
Vida esperada = 10000000 
 
d) La corrosión es un proceso químico que se forma naturalmente en el metal 
debido a agentes externos, como el oxígeno, la humedad, la exposición a 
altas temperaturas y rayos UV, entre otros. En este sentido, es un proceso 
que conlleva a la paulatina destrucción de los metales, por lo que se trata de 
un fenómeno catastrófico para los equipos. Con el fin de prevenir la aparición 
de la corrosión, podemos destacar los siguientes métodos: 
Recubrimiento: Aplicación de capas de protección metálicas 
(recubrimientos en estaño, zinc, aluminio o plomo) o no metálicas (pinturas, 
barnices, esmaltes, etc.) 
Sustitución de materiales: Reemplazar las piezas metálicas por otras de 
materiales no corrosibles (plástico, concreto, fibra de vidrio, etc.) 
Modificación del entorno: Reducción o erradicación de factores de 
corrosión en el ambiente. 
Oxidación controlada: En ciertos casos, es posible prevenir la corrosión 
mediante una capa de óxido intencional, que sea uniforme e impermeable 
como para impedir el paso de la corrosión al metal. 
Protección catódica: Instalación de otro cuerpo metálico más 
electronegativo (ánodo de sacrificio) en contacto con el metal a proteger, de 
modo que el ánodo se oxide primero. 
 
e) Considerando las definiciones de fatiga y corrosión, podemos decir que la 
vida útil de los equipos se reduce drásticamente, puesto que al mismo 
tiempo que la corrosión destruye el material, la fatiga produce un desgaste 
hasta el punto en que se rompa. 
 
ACTIVIDAD 3 
Funcionamiento del compresor a tornillos 
 
 
Página 5 
El motor eléctrico acciona el conjunto de rotores, generando que el aire a 
comprimir sea aceptado por los filtros de admisión y válvula de aspiración. Este 
aire pasa a lo largo de los tornillos, aumentando su presión por la reducción del 
espacio. Una vez alcanza la presión requerida en la cámara de compresión, 
circula hacia el depósito separador donde, por principios de fuerza centrífuga, el 
aceite queda en las paredes del mismo, asentándose en el fondo. Luego, el aire 
pasa por un filtro coalescente para hacer aún más efectiva esta separación. El 
aire que sale del depósito se dirige al intercambiador de calor, el cual lo enfría, 
para que pueda estar a una temperatura apta para su entrega. El aceite separado 
en el depósito es dirigido por un sistema cerrado hacia el filtro, con el fin de 
eliminar las partículas adquiridas con el aire, y luego al refrigerador para reducir 
su temperatura. Seguido a esto, el aceite es inyectado nuevamente al tornillo 
para su lubricación. 
 
Partes del compresor a tornillos 
1. Engranaje de sincronización: Los tornillos no se encuentran en contacto. 
Este engranaje es el responsable de que ambos tornillos giren en el sentido 
correspondiente. 
2. Rodamiento del rotor: Es el encargado del eje principal del rotor. 
3. Separador: Mantiene separadoslos tornillos de la zona de transmisión 
donde se ubican engranajes de sincronización y rodamientos. 
4. Rotor hembra: Está formado por espacios llamados alvéolos. 
5. Empaques: Permite que algún fluido salga por el compresor. 
6. Piñón: Es el responsable del movimiento del sistema. 
7. Canal refrigerante: Se encarga de mantener la temperatura estable. 
8. Rotor macho: Está formado por lóbulos. 
9. Orificio de ventilación: Trabaja en equipo con el canal refrigerante para 
cumplir el mismo objetivo. 
10. Puerto de salida: Permite la salida de fluidos. 
11. Orificio de drenaje: Permite la salida de fluidos de la cámara compresora. 
12. Pistón de equilibrio: Mantiene a los ejes a la misma distancia. 
 
 
Página 6 
 
Figura 1. Partes del compresor a tornillos 
 
Posibles fallas del compresor a tornillos 
El compresor se detiene por la temperatura 
Si existe un aumento en la temperatura, puede haber varios factores que deben 
ser verificados: 
• Temperatura ambiente: El incremento de la temperatura exterior puede 
influir en algunas ocasiones en la unidad, sobre todo en días calurosos. 
• Ventilación deficiente: Bien sea por restricciones en la entrada de aire o 
deficiencia del ventilador. En este punto debemos verificar que no existan 
objetos obstaculizando la entrada de aire. 
• Que los filtros no estén obstruidos. 
• Que el extractor esté funcionando correctamente. 
• Que el equipo no tenga las tapas puestas: En muchos diseños las tapas 
juegan un papel importante en la distribución y salida del aire para refrigerar 
el equipo. 
• Aceite: Bajo nivel de aceite o uso de uno inadecuado. Cada fabricante 
recomienda un lubricante según sus características de diseño, algunos tienen 
mayor capacidad refrigerante. 
• Equipo funcionando por encima de la presión de diseño. 
• Filtro de aire y de aceite tapados. 
• Funcionamiento deficiente de la válvula termostática. 
• Radiador obstruido. 
• Rodamientos dañados o desperfectos en los tornillos: Ya en este punto 
es indispensable la intervención de personal técnico especializado en el área. 
 
 
Página 7 
 
Baja presión de aire 
Si se detecta una baja presión se debe verificar: 
• Que el consumo de aire en ese momento no sobrepase la capacidad del 
compresor, y verificar posibles fugas en tuberías o maquinarias. 
• Mal funcionamiento de la válvula de mínimo. 
• Mal funcionamiento de la válvula de admisión. En este punto se deben 
verificar los componentes de la válvula de admisión, como resortes y sellos, 
así como las válvulas solenoides de apertura y descarga. 
• Tolerancias excedidas en los tornillos. 
 
Aceite en la línea de aire 
Si se nota aceite en la descarga del compresor y existe un consumo elevado del 
mismo, se deben verificar los siguientes elementos: 
• Elemento separador: Este es un elemento de recambio frecuente, y su daño 
es una de las principales causas por las que un compresor descarga aceite 
en la línea de aire. 
• Válvula de barrido dañada: Algunos modelos incorporan una válvula check 
calibrada en la línea de barrido, que trae el aceite del elemento separador a 
la unidad de tornillo. Un desperfecto en la misma dejaría pasar aceite hacia 
la descarga. 
 
Alto consumo de corriente 
Las principales causas de un consumo elevado de corriente en el compresor son: 
• Bajo voltaje en la alimentación. 
• Equipo funcionando por encima de la presión de diseño. 
• Filtro y elemento separador contaminados. 
 
Correa deslizando 
 
 
Página 8 
Si es frecuente el deslizamiento de la correa y se percibe olor a quemado, se 
debe verificar: 
• Alineación. 
• Tensión de la correa: Una tensión inadecuada puede causar el 
deslizamiento de la correa, en algunos casos el compresor tiene un 
mecanismo tensor al que solo habría que ajustar. Otros compresores 
incorporan un amortiguador que, al perder propiedades, debe ser 
reemplazado. 
• Válvula de admisión: Una incorrecta operación de la misma puede causar 
problemas de deslizamiento de la correa. Si al llegar a la presión de trabajo, 
el compresor entra en descarga y la admisión no libera la presión, al volver al 
estado de carga, lo haría a una mucho mayor, por lo que las correas deberían 
realizar mayor tracción para girar los rotores.