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Estimación de vida de un equipo

Por Predictis Ingeniería y Servicios

Tradicionalmente, la literatura de la ingeniería de mantenimiento habla de manera redundante del intervalo P-F para un fallo; se establecen teorías y porcentajes relativos sobre la estrategia de mantenimiento, sin embargo, no se indica cómo se modela esa curva, qué forma (o formas) tiene y cómo se puede determinar el tiempo de vida remanente del componente, aspecto vital para evitar que una falla tenga consecuencias importantes.

 

El problema, entonces, pasa a ser cómo determinar el tiempo reactivo de acción a partir de las condiciones. No obstante, esto que aparece en los libros como un tema conceptualmente sencillo, no lo es en la práctica. Esto, por las siguientes restricciones:

  • ¿Cuál es el síntoma a monitorear? Lamentablemente, las fallas no tienen un solo síntoma. 
  • La curva P-F real solo se obtendrá cuando todos los componentes fallen. 
  • ¿Cuántas inspecciones se necesitan para poder aproximar la curva P-F?
  • Para acercarnos a esta materia, usaremos como ejemplo el caso de un motor de inducción trifásico de media tensión. El mencionado equipo comenzó a presentar cambios tanto en su nivel de aislamiento como en los demás parámetros de aislamiento. Los síntomas eran:
  • Disminución de nivel de aislamiento, de acuerdo a IEEE-43. 
  • Disminución de PI/DAR, de acuerdo a IEEE-43 (gran concentración de partículas). 
  • Cambio en la pendiente a la respuesta del escalón de tensión, de acuerdo a IEEE- 95 (distribuido en toda la superficie del bobinado). 
  • Aumento de corriente de fuga, de acuerdo a IEEE-95 (aumento del tamaño de cavidades en el dieléctrico). 
  • Estado aceptable dentro del 5% para ensayo de Surge, de acuerdo a IEEE-522 (no es un problema de laminación).
  • La pregunta que sigue es, ¿cuál de todos los síntomas es el que se monitoreará y sobre cuál se construirá el intervalo P-F?

Figura 1. Curva P-F modificada.

Figura 2.

Figura 3.

Figura 4.

Figura 5.

Análisis de la información

Para el motor eléctrico en cuestión, el valor de aislación es estimador de la vida remanente y los otros ensayos dan información sobre las causas, que para este caso en particular, corresponde al resecamiento del dieléctrico, lo cual contamina el resto de devanado.

La segunda incógnita a determinar es cuál es la forma de la curva P-F para estimar el tiempo de funcionamiento remanente. Una primera aproximación sería utilizar un método gráfico, pero éste es susceptible a la escala del gráfico, siendo por lo tanto muy impreciso (Figuras 2 y 6). Una segunda estrategia sería utilizar las posibles pendientes y realizar una simulación de tipo Montecarlo. No obstante, se trata de una solución muy matemática y no-asociada con el comportamiento del componente.

La tercera alternativa, y por cierto más certera, es emplear la función de riesgo del componente (obtenido a partir de una distribución Weibull o Log- Normal), la que requiere realizar previamente un análisis de datos de fallos. La función conocida tenía por tiempo total de vida cerca de 11 años y la causa de la degradación era una mala impregnación del barniz, por lo que la curva se parece al síntoma monitoreado. Estableciendo el punto P a la primera excepción, el remanente de vida para similares condiciones de carga y operación fue del orden de 4,2 meses desde la última medición. El fallo finalmente ocurrió a los 6,5 meses (ver Figura 7).