Cómo una empresa minera eliminó las paradas no planificadas y ahorró más de $1 millón al año

Cuando una mina de oro y cobre en la Australia rural tuvo fallas repetidas en los motores de molino que impulsaban la producción en su planta de molienda, estaba en riesgo. La empresa procesa el mineral in situ, moliéndolo hasta convertirlo en pulpa para prepararlo para la recuperación de oro y cobre. Cuando falla un motor de molino, la pérdida de producción y el costo de reparación tienen un impacto negativo considerable en los ingresos.

Las fallas repetidas causaron dolores de cabeza en la confiabilidad de las máquinas

Los motores de molino presentaban flameos y arcos eléctricos en sus anillos rozantes y sistemas de escobillas, poniendo en riesgo la seguridad de los empleados por escombros voladores y causando costosas paradas de emergencia. Los operadores de la mina habían realizado un mantenimiento limitado, pero el trabajo no estaba documentado y los problemas continuaban. Cada falla crítica del motor de molino podía costarle a la empresa más de $500,000 en pérdida de producción y otros $100,000 para realizar el overhaul de la máquina fallada. La empresa necesitaba una solución que detuviera las fallas repetidas de los motores de molino de una vez por todas.

Los operadores de la mina querían comprender la causa de los problemas para poder prevenir futuras ocurrencias. Comenzaron a buscar un socio estratégico con reputación en solución de problemas y amplia experiencia en gestión de activos de máquinas.

Por qué los problemas de anillos rozantes/escobillas escalán

Los motores de anillos rozantes son robustos, pero los sistemas de escobillas son sensibles a algunos fundamentos: grado correcto de escobilla, dimensiones y asentamiento correctos, presión de resorte adecuada, superficies de anillos limpias y lisas, y carga operativa constante. Si alguno de estos aspectos se desvía, el calentamiento localizado y la mala distribución de corriente pueden conducir a arcos eléctricos, tracking de carbono y flameo. Sin prácticas documentadas, los mismos mecanismos de falla tienden a reaparecer después de cambios de personal o de carga.

Principios de mantenimiento de escobillas

Para eliminar las fallas repetidas, el sitio adoptó un enfoque basado en procesos que estandarizan la inspección, el reemplazo y la verificación. La siguiente lista de verificación captura los principios que los operadores acordaron institucionalizar:

• Nunca mezclar grados de escobillas en un solo anillo rozante. Diferentes grados comparten la corriente de manera desigual y aumentan el riesgo de arco eléctrico.
• Confirmar ajuste y mediciones cada vez. Verificar el ancho, espesor, longitud del cable y holgura del portaescobillas contra los planos antes de la instalación.
• Verificar cumplimiento del OEM en las escobillas entrantes. Inspeccionar los envíos contra planos/especificaciones; poner en cuarentena cualquier cosa fuera de tolerancia.
• No cambiar la carga del motor sin evaluar el impacto en las escobillas. La carga, el ciclo de trabajo y las condiciones ambientales afectan la densidad de corriente en la superficie de contacto.
• Verificar que la presión del resorte esté dentro de la especificación. La presión desigual o baja causa mal contacto y chispas; registrar valores en cada posición.
• Asentar las escobillas nuevas correctamente. Usar herramientas de asentamiento adecuadas y aspiradoras, no tela abrasiva que deja residuos; apuntar a un área de contacto alta desde el inicio.
• Inspeccionar las superficies de los anillos rozantes. Verificar excentricidad, redondez y acabado superficial; limpiar y, si es necesario, pulir o reacondicionar para eliminar crestas y quemaduras.
• Mantener limpieza y ventilación. Mantener los portaescobillas y anillos libres de polvo/aceite; asegurar que los filtros y los conductos de aire prevengan la acumulación de contaminación.
• Asegurar una buena distribución de corriente. Verificar igualdad de elevación/posición de escobillas e integridad de las derivaciones flexibles; escalonar las escobillas según lo recomendado por el OEM.
• Documentar todo. Usar una única lista de verificación, capturar fotos, registrar valores (presión de resorte, condición del anillo) y almacenar en un sistema que permita el análisis de tendencias.

Trabajo estándar y controles

Para prevenir la regresión, la mina implementó trabajo estándar: un procedimiento único con control de versiones; criterios de aceptación con firma de aprobación; herramientas calibradas; y un set preparado de escobillas, resortes y hardware aprobados. El procedimiento incluye una breve revisión del supervisor después de cualquier cambio de carga planificado. Estos controles hacen que las acciones correctas sean la opción predeterminada, incluso cuando el personal rota.

Monitoreo de condición que complementa el cuidado de las escobillas

El mantenimiento de escobillas aborda el modo de falla del anillo rozante. Para una salud más amplia del motor—especialmente el aislamiento del estator y riesgos mecánicos—el monitoreo de condición continuo o periódico puede proporcionar señales de advertencia temprana que apoyan la planificación y reducen las paradas de emergencia:

• Monitoreo de descarga parcial (DP) de los devanados del estator. Para motores críticos, el monitoreo continuo de DP (por ejemplo, Iris Power Guard II+ o PDTrac II 4208) analiza las tendencias del estrés del aislamiento y alerta cuando la actividad aumenta; las pruebas periódicas son posibles con el sistema portátil PDA-IV y el análisis en PDView. Estos sistemas funcionan con sensores capacitores de mica epoxi de 80 pF de Iris Power (EMC).
• Flujo magnético del rotor (motores síncronos). Si sus motores de molino son síncronos, el monitoreo de flujo del rotor (por ejemplo, FluxTracII con sondas de flujo) detecta espiras en cortocircuito que pueden generar calentamiento anormal o pulsaciones de torque mucho antes de la falla.
• Vibración del extremo del devanado (máquinas críticas). Para máquinas grandes/antiguas con riesgos mecánicos conocidos, los módulos de vibración continua del extremo del devanado (integrados con GuardII+ o EVTrac) analizan las tendencias del movimiento en los extremos del bobinado.

Cuando el ancho de banda interno es limitado, nuestros Servicios Xpert pueden manejar el monitoreo, el diagnóstico de datos y las evaluaciones de salud en su nombre, y ayudar a operacionalizar los hallazgos en acciones de mantenimiento.

Implementando el cambio

La mina formalizó tres elementos: (1) un estándar del sistema de escobillas (grados aprobados, intervalos de inspección y criterios de aceptación); (2) una única lista de verificación de mantenimiento con valores medidos; y (3) un flujo de datos básico—reteniendo registros para que las tendencias sean visibles durante la rotación de personal. Con eso en su lugar, las paradas de emergencia debido a flameos de escobillas fueron eliminadas.

Resumen del ROI

La base de costos fue directa. Cada falla crítica del motor de molino podía superar los $500K en pérdida de producción, más aproximadamente $100K para realizar el overhaul de la máquina. Evitar incluso dos fallas de este tipo por año genera ahorros del orden de $1.2M anuales (producción + reparación). El programa de escobillas basado en procesos es de bajo costo de mantenimiento; su valor se realiza al prevenir un puñado de eventos de alto impacto.

Sostenibilidad

Para mantener los resultados duraderos, la mina vinculó la lista de verificación a las órdenes de trabajo, requirió evidencia fotográfica del asentamiento de escobillas y la condición del anillo, y estableció auditorías trimestrales de la presión del resorte y el acabado del anillo. Cuando se planificaron cambios operativos (ciclo de trabajo, rendimiento), ingeniería revisó la densidad de corriente de las escobillas y el enfriamiento antes de la implementación. El resultado es una flota de motores de molino estable y una forma repetible de capacitar al personal nuevo.

Estabilice el Tiempo de Actividad de los Motores de Molino

Estandarice el mantenimiento de escobillas y agregue monitoreo de DP donde importa. Vea cómo GuardII+, PDTracII 4208, o PDA-IV con sensores EMC y PDView se ajustan a su sitio.